2009届福建省高三数学模拟试题分类立体几何
一、选择题
![]()
1、(2009福州八中)如果一个几何体的三视图如图2所示(单位长度:cm),则此几何体的表面积是 A.
B![]()
C.
D.
A w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
2、(2009福建省)某几何体的三视图如右图所示,则该几何体的体积等于( )A
A.
B.![]()
C.
D.
![]()
![]()
3、(2009福州市)已知
是两条不同直线,
是三个不同平面,下列命题中正确的是(
).D
A.
B.![]()
C.
D.![]()
4、(2009龙岩一中)已知
、
是平面,
、
是直线,给出下列命题
①若
,
,则
.
②若
,
,
,
,则
.
③如果
、n是异面直线,那么
相交.
④若
,
∥
,且
,则
∥
且
∥
.
其中正确命题的个数是 C
A.4 B.
5、(2009龙岩一中)如图一个空间几何体的主视图、侧视图、俯视图为全等的等腰直角三角形,如果直角三角形的直角边长为1,那么这个几何体的体积为 D
A.1 B.![]()
C.
D.![]()
6、(2009厦门一中)已知
是两条不同直线,
是三个不同平面,下列
命题中正确的是 D
A.若![]()
B.若![]()
C.若![]()
D.若![]()
二、解答题
1、(2009福州八中)如图,正方体
的棱长为2,E为AB的中点.
(Ⅰ)求证:![]()
(Ⅱ)求异面直线BD1与CE所成角的余弦值;
(Ⅲ)求点B到平面
的距离.
解:(1)连接BD,由已知有
得
………………………1分
又由ABCD是正方形,得:
……2分
∵
与
相交,∴
……3分
∴BG∥EC.∴
就是异面直线BD1与CE所成角…………………………5分
在
中,
…………………6分
(3)∵
∴
又∵
∴
点E到
的距离
,有:
,…………11分
又由
, 设点B到平面
的距离为
,
则
, 有
,
,
所以点B到平面
的距离为
…14分
2、(2009福建省) 如图,四棱锥P-ABCD的底面为正方形,PA
平面ABCD,PA=AB,F为PA上的点.
(I)求证:无论点F在PA上如何移动,都有BD
FC;
(Ⅱ)若PC//平面FBD,求二面角A-FD-B的余弦值.
(I)解法一:以A为原点,
、
、
的方向为x、y、z轴的正方向建立空间直角坐标系.…1分
设|PA|=|AB|=a,则B(a,0,0),C(a,a,0),D(0,a,0),
P(0,0,a).
∵F为PA上的点,设|AF|=h,则F(0,0,h),
∴
=(-a,a,0),
=(a,a,-h),………………3分
∴![]()
=-a×a+a×a+0×(-h)=0,……………4分
∴BD⊥FC.
即无论点F在PA上如何移动,都有BD⊥FC.………………………………………5分
(II)设AC∩BD=O,连接FO.
∵PC//平面FBD,平面PCA∩平面FBD=FO,
∴PC//FO.………………………………………………………………………………7分
∵O是AC的中点,∴F是PA的中点,∴F(0,0,
).
∴
=(a,0,-
),
=(0,a,-
).………………………………………………8分
设平面BFD的法向量为
=(x,y,z).
∵
⊥
,
⊥
,
![]()
![]()
=0,
2x-z=0,
∴ ∴
![]()
=0,
2y-z=0.
取x=1得
=(1,1,2)为平面FDB的一个法向量.……………………………………10分
易知平面AFD的一个法向量
=(a,0,0).
∵cos<
,
>=
.………………………………………12分
设二面角A-FD-B的平面角为θ,易知cosθ=
,
∴二面角A-FD-B的余弦值为
.……………………13分
解法二(I)证明:连接AC交BD于O,
∵底面ABCD为正方形,∴BD⊥AC.……………………2分
∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥BD,又PA∩AC=A,
∴BD⊥平面PAC.………………………………………4分
由于F为PA上的点,
∴FC
平面PAC,∴BD⊥FC.
即无论点F在PA上如何移动,都有BD⊥FC.…………………………………………5分
(II)同解法一.
3、(2009福州市)如图所示,在三棱柱
中,
平面
,
,
,
,
是棱
的中点.
(Ⅰ)证明:![]()
平面
;
(Ⅱ)求平面
与平面
所成的锐二面角的余弦值.
【解】:(Ⅰ)∵
,∴
.
∵三棱柱
中,
平面
.
![]()
,∴
平面
.
∵
平面
,∴
,而
,则
.---------2分
在
与
中,
∴
,--------4分
∴
.∴
.即
.
∵
,∴![]()
平面
.
--------------6分
(Ⅱ)如图,设
,过
作
的垂线,垂足为
,连
,![]()
平面
,
为二面角
的平面角.
----------------9分
在
中,
,
,
∴
,∴
;
在
中,
,
,
∴
,
∴
.------------11分
∴在
中,
,
.
故锐二面角
的余弦值为
.
即平面
与平面
所成的锐二面角的余弦值为
. ----------13分
4、(2009龙岩一中)如右图所示,四棱锥
中,底面
为正方
形,
平面
,
,
,
,
分
别为
、
、
的中点.
(1)求证:
平面
;
(2)求三棱锥
的体积.
(1)证法1:如图,取
的中点
,连接
,
∵
分别为
的中点,∴
.
∵
分别为
的中点,∴
.
∴![]()
.
∴
四点共面.………………………………………………………2分
∵
分别为
的中点,∴
.……………………………………4分
∵
平面
,
平面
,
∴
平面
.……………………………………………………………………6分
证法2:∵
分别为
的中点,
∴
,
.……………………………………………………………2分
∵
,∴
.又![]()
…………………4分
∵
,∴平面
平面
.
…………………5分
∵
平面
,∴
平面
.
…………………………………………6分
(2)解:∵
平面
,
平面
,∴
.
∵
为正方形,∴
.
∵
,∴
平面
.……………………………………………8分
∵
,
,∴
.……………10分
∵
,
∴
.…………………………………12分
5、(2009泉州市)如图所示是一个几何体的直观图、
正视图、俯视图和侧视图C尺寸如图
所示)。
(Ⅰ)求四棱锥
的体积;
(Ⅱ)若
上的动点,求证;
。
解:(I)由几何体的三视图可知,低面ABCD是边长为4的正方形,
,…………………………………3分
且
,
………………6分
(Ⅱ)连
,
,
°
![]()
°
………………10分
又![]()
![]()
……………………………………………………………………12分
6、(2009厦门一中理)一个四棱锥
的正视图是边长为2的
正方形及其一条对角线,侧视图和俯视图全全等
的等腰直角三角形,直角边长为2,直观图如图。
(1)求四棱锥
的体积:
(2)求二面角C―PB―A大小;
(3)
为棱PB上的点,当PM长为何值时,
![]()
解(1)由二视图可知,
,
![]()
;
…………………………………………………3分
(2)如图,以D为坐标原点,分别以
所在直线为![]()
点为E,则
是平面PBC的法向量;设AP中点为F,同理
可知
是平面PAB的法向量。
知
是平面
的法向量。
,……………………………………………………6分
设二面角
,显然
所以
二面角
大小为
;………………………………………………9分
(3)P(2,0,0),B(0,2,2),C(0,2,0),A(0,0,2),
共线,
可设![]()
,
![]()
………………………………11分
的长为
时,
………13分
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