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1、 基础送分 提速狂刷练 一、选择题 1(2016浙江高考)已知互相垂直的平面,交于直线 l,若直线 m,n 满足 m,n,则()Aml Bmn Cnl Dmn 答案 C 解析 对于 A,m 与 l 可能平行或异面,故 A 错误;对于 B,D,m 与 n 可能平行、相交或异面,故 B,D 错误;对于 C,因为 n,l,所以 nl,故 C 正确故选 C.2 若 l1,l2,l3是空间三条不同的直线,则下列命题正确的是()Al1l2,l2l3l1l3 Bl1l2,l2l3l1l3 Cl1l2l3l1,l2,l3共面 Dl1,l2,l3共点l1,l2,l3共面 答案 B 解析 当 l1l2,l2l3时
2、,l1与 l3也可能相交或异面,故 A 不正确;l1l2,l2l3l1l3,故 B 正确;当 l1l2l3时,l1,l2,l3未必共面,如三棱柱的三条侧棱,故 C 不正确;l1,l2,l3共点时,l1,l2,l3未必共面,如正方体中从同一顶点出发的三条棱,故 D 不正确故选 B.3(2016雅安期末)已知正方体 ABCDA1B1C1D1,则过点 A 与AB,BC,CC1所成角均相等的直线有()A1 条 B2 条 C4 条 D无数条 答案 C 解析 若直线和 AB,BC 所成角相等,得直线在对角面 BDD1B1内或者和对角面平行,同时和 CC1所成角相等,此时在对角面内只有体对角线 BD1满足条
3、件此时过 A 的直线和 BD1平行即可,同理体对角线 A1C,AC1,DB1也满足条件 则过点 A 与 AB,BC,CC1所成角均相等的直线只要和四条体对角线平行即可,共有4条 故选 C.4(2017宁德期末)如图是正方体的平面展开图,则在这个正方体中,AM 与 BN 所成角的大小为()A0 B45 C60 D90 答案 D 解析 如图,把正方体的平面展开图还原成正方体 ADNECMFB,CDBN,CDAM,AMBN,在这个正方体中,AM 与 BN 所成角的大小为 90.故选 D.5 如图所示,在底面为正方形,侧棱垂直于底面的四棱柱 ABCDA1B1C1D1中,AA12AB,则异面直线 A1B
4、 与 AD1所成角的余弦值为()A.15 B.25 C.35 D.45 答案 D 解析 连接 BC1,易证 BC1AD1,则A1BC1即为异面直线 A1B与 AD1所成的角连接 A1C1,设 AB1,则 AA12,A1C1 2,A1BBC1 5,故 cosA1BC15522 5 545.故选 D.6(2018江西景德镇模拟)将图 1 中的等腰直角三角形 ABC 沿斜边 BC 上的中线 AD 折起得到空间四面体 ABCD(如图 2),则在空间四面体 ABCD 中,AD 与 BC 的位置关系是()A相交且垂直 B相交但不垂直 C异面且垂直 D异面但不垂直 答案 C 解析 在题图 1 中,ADBC,
5、故在题图 2 中,ADBD,ADDC,又因为 BDDCD,所以 AD平面 BCD,又 BC平面 BCD,D 不在 BC 上,所以 ADBC,且 AD 与 BC 异面故选 C.7(2017河北唐山模拟)已知 P 是ABC 所在平面外一点,M,N 分别是 AB,PC 的中点,若 MNBC4,PA4 3,则异面直线PA 与 MN 所成角的大小是()A30 B45 C60 D90 答案 A 解析 取 AC 的中点 O,连接 OM,ON,则 ONAP,ON12AP,OMBC,OM12BC,所以异面直线 PA 与 MN 所成的角为ONM(或其补角),在ONM 中,OM2,ON2 3,MN4,由勾股定理的逆
6、定理得 OMON,则ONM30.故选 A.8如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面 上,且ABCD,正方体的六个面所在的平面与直线 CE,EF 相交的平面个数分别记为 m,n,那么 mn()A8 B9 C10 D11 答案 A 解析 如图,CE平面 ABPQ,从而 CE平面 A1B1P1Q1,易知CE 与正方体的其余四个面所在平面均相交,m4;EF平面BPP1B1,EF平面 AQQ1A1,且 EF 与正方体的其余四个面所在平面均相交,n4,故 mn8.选 A.9下列各图是正方体和正四面体,P,Q,R,S 分别是所在棱的中点,这四个点不共面的图形是()答案 D 解析 在 A 中易证 PSQ
7、R,P,Q,R,S 四点共面 在 C 中易证 PQSR,P,Q,R,S 四点共面 在 D 中,QR平面 ABC,PS面 ABCP 且 PQR,直线 PS 与 QR 为异面直线 P,Q,R,S 四点不共面 在 B 中 P,Q,R,S 四点共面,证明如下:取 BC 中点 N,可证 PS,NR 交于直线 B1C1上一点,P,N,R,S 四点共面,设为,可证 PSQN,P,Q,N,S 四点共面,设为.,都经过 P,N,S 三点,与 重合,P,Q,R,S 四点共面故选 D.10(2018广东惠州三调)如图是一个几何体的平面展开图,其中四边形 ABCD 为正方形,E,F 分别为 PA,PD 的中点,在此几
8、何体中,给出下面 4 个结论:直线 BE 与直线 CF 异面;直线 BE 与直线 AF 异面;直线EF平面 PBC;平面 BCE平面 PAD.其中正确的有()A1 个 B2 个 C3 个 D4 个 答案 B 解析 将展开图还原为几何体(如图),因为四边形 ABCD 为正方形,E,F 分别为 PA,PD 的中点,所以 EFADBC,则直线 BE与 CF 共面,错误;因为 AF平面 PAD,B平面 PAD,E平面PAD,EAF,所以 BE 与 AF 是异面直线,正确;因为 EFADBC,EF平面 PBC,BC平面 PBC,所以 EF平面 PBC,正确;平面 PAD 与平面 BCE 不一定垂直,错误
9、故选 B.二、填空题 11如图所示,是正方体的平面展开图,在这个正方体中,BM 与 ED 平行;CN 与 BE 是异面直线;CN 与 BM 成 60角;DM 与 BN 垂直 以上四个命题中,正确命题的序号是_ 答案 解析 如图所示,把正方体的平面展开图还原成原来的正方体,显然 BM 与 ED 为异面直线,故命题不成立;而 CN 与 BE 平行,故命题不成立 BECN,CN 与 BM 所成角为MBE.MBE60,故正确;BC面 CDNM,BCDM,又DMNC,DM面 BCN,DMBN,故正确,故填.12(2018仙桃期末)在空间四边形 ABCD 中,E,F,G,H 分别是 AB,BC,CD,DA
10、 的中点,若 ACBD2,且 AC 与 BD 成 60,则四边形 EFGH 的面积为_ 答案 32 解析 如图所示,E,F,G,H 分别是 AB,BC,CD,DA 的中点,EHFGBD,EHFG 12BD1.四边形 EFGH 是平行四边形,同理可得 EFGH12AC1,四边形 EFGH 是菱形 AC 与 BD 成 60,FEH60或 120.四边形 EFGH 的面积212EF2sin6032.13(2018湖北武昌调研)若四面体 ABCD 的三组对棱分别相等,即 ABCD,ACBD,ADBC,则_(写出所有正确结论的编号)四面体 ABCD 每组对棱相互垂直;四面体 ABCD 每个面的面积相等;
11、从四面体 ABCD 每个顶点出发的三条棱两两夹角之和大于 90而小于 180;连接四面体 ABCD 每组对棱中点的线段相互垂直平分;从四面体 ABCD 每个顶点出发的三条棱的长可作为一个三角形的三边长 答案 解析 对于,把四面体 ABCD 放置在如图所示的长方体中,显然命题错误;对于,因四个面对应的三角形的三边分别对应相等,即它们为全等的三角形,所以正确;对于,当四面体 ABCD 为正四面体时,夹角之和等于 180,所以错误;对于,因每组对棱中点的连线分别与长方体的棱平行,且都经过长方体的中心,所以正确;又命题显然成立,故填.14如图,在正三角形 ABC 中,D,E,F 分别为各边的中点,G,
12、H 分别为 DE,AF 的中点,将ABC 沿 DE,EF,DF 折成正四面体 PDEF,则四面体中异面直线 PG 与 DH 所成的角的余弦值为_ 答案 23 解析 折成的正四面体,如图,连接 HE,取 HE 的中点 K,连接 GK,PK,则 GKDH,故PGK(或其补角)即为所求的异面直线所成的角 设这个正四面体的棱长为 2,在PGK 中,PG 3,GK32,PK1232272,故 cosPGKPG2GK2PK22PGGK 323227222 33223,即异面直线 PG 与 DH 所成的角的余弦值为23.三、解答题 15(2018普宁期末)如图,直三棱柱 ABCA1B1C1中,D 是 AB的
13、中点 (1)在 A1C 上是否存在一点 Q,使 BC1DQ?(2)设 AA1ACCB2,AB2 2,求异面直线 AB1与 CD 所成角的大小 解(1)连接 AC1交 A1C 于 Q,连接 DQ,DQ 为ABC1的中位线,DQBC1,A1C 上存在一点 Q,使 BC1DQ,Q 为 A1C 的中点(2)连接 AB1,取 BB1中点 M,连接 DM、CM,则 DM 是ABB1的中位线,DMAB1,CDM 就是所求异面直线所成角(或补角),AA1ACCB2,AB2 2,CM 5,DM 3,CD 2,DM2CD2CM2,满足勾股定理,CDM90,故异面直线 AB1与 CD 所成角为 90.16如图所示,
14、在四棱锥 PABCD 中,底面是边长为 2 的菱形,DAB60,对角线 AC 与 BD 交于点 O,PO平面 ABCD,PB 与平面 ABCD 所成的角为 60.(1)求四棱锥的体积;(2)若 E 是 PB 的中点,求异面直线 DE 与 PA 所成角的余弦值 解(1)在四棱锥 PABCD 中,PO平面 ABCD,PBO是 PB 与平面 ABCD 所成的角,PBO60.在 RtAOB 中,BOABsin301,POOB,POBOtan60 3.底面菱形的面积 S122 322 3,四棱锥 PABCD 的体积 VPABCD132 3 32.(2)取 AB 的中点 F,连接 EF,DF,如图所示,E 为 PB 中点,EFPA,DEF 为异面直线 DE 与 PA 所成的角(或其补角)在 RtAOB 中,AO 3OP,在 RtPOA 中,PA 6,EF62.在正三角形 ABD 和正三角形 PDB 中,DFDE 3,由 余 弦 定 理,得cos DEF DE2EF2DF22DEEF 32622 322 362643 224.异面直线 DE 与 PA 所成角的余弦值为24.