1.如圖,設a是稜長為a的正方體的乙個頂點,過從此頂點出發的三條稜的中點作截面,截面與正方體各面共同圍成乙個多面體,則關於此多面體有以下結論,其中錯誤的是( )
a.有10個頂點 b.體對角線ac1垂直於截面
c.截面平行於平面cb1d1 d.此多面體的表面積為a2
解析此多面體的表面積s=6a2-3××a×a+
×a×a×=a2+a2=a2.故選d
2.(2012·福建寧德二模)如圖是乙個多面體的三檢視,則其全面積為( )
ab.+6
c.+6 d.+4
解析由幾何體的三檢視可得,此幾何體是正三稜柱,其全面積為s=3×()2+2××()2×sin60°=6+.故選c.
3.(2012·江西撫州一中模擬)如圖是乙個幾何體的三檢視,根據圖中資料,可得該幾何體的表面積是( )
a.22π b.12c.4π+24 d.4π+32
解析由幾何體的三檢視可得,此幾何體是上面乙個球、下面乙個長方體組成的幾何體,此幾何體的表面積s=4π×12+2×2×2+8×3=4π+32.故選d.
5.(2012·江蘇啟東中學模擬)乙個與球心距離
為1的平面截球體所得的圓面面積為π,
則球的體積為( )
a. b. c. d.8π
解析由題意,球的半徑為r==,故其體積v=π()3=,選a.
6.(2012·福建福鼎一中模擬)如圖,在正方體abcd-a1b1c1d1中,e是ad的中點,則異面直線c1e與bc所成的角的余弦值是( )
a. b. c. d.
解析因為bc∥b1c1,故∠ec1b1即為異面直線c1e與bc所成的角,在△eb1c1中,由餘弦定理可得結果,選c.
8.(2012·安徽皖南八校聯考)設m,n是不同的直線,α、β、γ是不同的平面,有以下四個命題:
①β∥γ;② mm∥α.其中正確的命題是( )
a.①④ b.②③
c.①③ d.②④
解析由定理可知①③正確,②中m與β的位置關係不確定,④中可能mα.故選c.
10.(2012·南昌一模)在稜長為a的正方體abcd-a1b1c1d1中,m為ab的中點,則點c到平面a1dm的距離為( )
a. a b. a
c. a d. a
解析設點c到平面a1dm的距離為h,則由已知得dm=a1m==a,a1d=a,s△a1dm=×a×=a2,連線cm,s△cdm=a2,由vc-a1dm=va1-cdm,得s△a1dm·h=s△cdm·a, a2·h=a2·a,所以h=a,即點c到平面a1dm的距離為a,選a
11.(2012·山東平邑一中模擬)設a,b,c是空間三條直線,α,β是空間兩個平面,則下列命題中,逆命題不成立的是( )
a.當c⊥α時,若c⊥β,則α∥β
b.當bα時,若b⊥β,則α⊥β
c.當bα,且c是a在α內的射影時,若b⊥c,則a⊥b
d.當bα,且cα時,若c∥α,則b∥c
解析寫出逆命題,可知b中b與β不一定垂直.選b
二、填空題
13.(2012·廣東珠海二模)乙個五面體的三檢視如圖,正檢視與側檢視都是等腰直角三角形,俯檢視為直角梯形,部分邊長如圖所示,則此五面體的體積為________
解析由三檢視可知,此幾何體是乙個底面為直角梯形,有一條側稜垂直於底面的四稜錐,其體積為v=××(1+2)×2×2=2.
15.(2012·江西贛州聯考)三稜錐s-abc中,∠sba=∠sca=90°,△abc是斜邊ab=a的等腰直角三角形,則以下結論中:
①異面直線sb與ac所成的角為90°;
②直線sb⊥平面abc;
③平面sbc⊥平面sac;
④點c到平面sab的距離是a.
其中正確結論的序號是________.
解析由題意知ac⊥平面sbc,故ac⊥sb,sb⊥平面abc,平面sbc⊥平面sac,①、②、③正確;取ab的中點e,連線ce,可證得ce⊥平面sab,故ce的長度即為c到平面sab的距離a,④正確.
答案 ①②③④
16.(2012·南京一模)如圖,在正三稜柱abc—a1b1c1中,d為稜aa1的中點,若截面△bc1d是面積為6的直角三角形,則此三稜柱的體積為________.
解析設正三稜柱的底面邊長為a,高為2h,則bd=c1d=,bc1=,由△bc1d是面積為6的直角三角形,得,解得,故此三稜柱的體積為v=×8×sin60°×4=8
三、解答題
17.(本小題滿分12分)
(2012·北京)如圖1,在rt△abc中,∠c=90°,bc=3,ac=6,d,e分別是ac,ab上的點,且de∥bc,de=2.將△ade沿de折起到△a1de的位置,使a1c⊥cd,如圖2.
(1)求證:a1c⊥平面bcde;
(2)若m是a1d的中點,求cm與平面a1be所成角的大小;
(3)線段bc上是否存在點p,使平面a1dp與平面a1be垂直?說明理由.
解 (1)因為ac⊥bc,de∥bc,
所以de⊥ac.
所以ed⊥a1d,de⊥cd,所以de⊥平面a1dc.
所以de⊥a1c.
又因為a1c⊥cd.
所以a1c⊥平面bcde.
(2)如圖,以c為座標原點,建立空間直角座標系c—xyz,則a1(0,0,2),d(0,2,0),m(0,1,),b(3,0,0),e(2,2,0).
設平面a1be的法向量為n=(x,y,z),則n·=0,n·=0.
又=(3,0,-2),=(-1,2,0),所以
令y=1,則x=2,z=.
所以n=(2,1,).
設cm與平面a1be所成的角為θ.
因為=(0,1,),
所以sinθ=|cos〈n,〉|===.
所以cm與平面a1be所成角的大小為.
(3)線段bc上不存在點p,使平面a1dp與平面a1be垂直,理由如下:
假設這樣的點p存在,設其座標為(p,0,0),其中p∈[0,3].
設平面a1dp的法向量為m=(x,y,z),則m·=0,m·=0.
又=(0,2,-2),=(p,-2,0),所以
令x=2,則y=p,z=.所以m=.
平面a1dp⊥平面a1be,當且僅當m·n=0時成立,
即4+p+p=0.解得p=-2,與p∈[0,3]矛盾.
所以線段bc上不存在點p,使平面a1dp與平面a1be垂直.
18.(本小題滿分12分)
(2012·遼寧)如圖,直三稜柱abc—a′b′c′,∠bac=90°,ab=ac=λaa′,點m,n分別為a′b和b′c′的中點.
(1)證明:mn∥平面a′acc′;
(2)若二面角a′—mn—c為直二面角,求λ的值.
解 (1)解法一:如圖,連線ab′,ac′,由已知∠bac=90°,ab=ac,三稜柱abc—a′b′c′為直三稜柱,所以m為ab′中點.
又因為n為b′c′的中點,所以mn∥ac′.
又mn平面a′acc′,ac′平面a′acc′,因此mn∥平面a′acc′
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