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题型: 单选题
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单选题

已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,则棱A1B1所在直线与面对角线BC1所在直线间的距离是(  )

A

Ba

C

D

正确答案

A

解析

解连接B1C,与BC1交于点O,

∵A1B1⊥平面BC1,B1C⊂平面BC1,∴A1B1⊥B1C

又∵BC1⊥B1C,BC1∩B1C=O,A1B1∩B1C=B1∴线段B1O是棱A1B1所在直线与面对角线BC1的公垂线段.

∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,

∴B1C=a,B1O=

故选A

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题型:填空题
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填空题

矩形ABCD中,AD=2,AB=4,E,F分别为边AB,AD的中点,将△ADE沿DE折起,点A,F折起后分别为点A′,F′,得到四棱锥A′-BCDE.给出下列几个结论:

①A′,B,C,F′四点共面;

②EF‘∥平面A′BC;

③若平面A′DE⊥平面BCDE,则CE⊥A′D;

④四棱锥A′-BCDE体积的最大值为

其中正确的是______(填上所有正确的序号).

正确答案

②③

解析

解:由题意知,矩形ABCD折叠后的图由图可知,F‘点不在平面A'BC上,因此四点不共面,①说法错误;去A'C中点为G,连接F'G,GB,F'E如图所以F'G为三角形A'DC的中位线,∵DC=2EB=2F'G∴F'G平行且等于EB,四边形F'EBG是平行四边形,∴EF'∥GB,GB⊂面A'BC,②正确;∵AB=2AD,∴DE⊥CE,DE为垂线,由面面垂直结论,CE⊥面A'DE,③正确;当面A'DE旋转到与底面垂直时体积最大,为2

故答案为:②③.

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题型:填空题
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填空题

(文)长方体一条对角线与共顶点的三条棱所成的角分别为α,β,γ,则sin2α-cos2β-cos2γ=______

正确答案

0

解析

解:如图,在长方体AC1中,

以AC1为斜边构成直角三角形:△AC1D,AC1B,AC1A1

由长方体的对角线长定理可得

cos2α+cos2β+cos2γ

=

则sin2α-cos2β-cos2γ=1-(cos2α+cos2β+cos2γ)=0

故答案为:0.

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题型:简答题
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简答题

设M,N分别是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱BB1,AD的中点,试作出平面C1MN与正方体的截面.

正确答案

解:取DD1的中点G,GD的中点F,连AG,NF,C1F,

延长FN交A1A的延长线于H,连HM交AB于点E,连NE,

则五边形C1MENF为所求截面,如图所示.

解析

解:取DD1的中点G,GD的中点F,连AG,NF,C1F,

延长FN交A1A的延长线于H,连HM交AB于点E,连NE,

则五边形C1MENF为所求截面,如图所示.

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题型:简答题
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简答题

有一正三棱锥和一个正四棱锥,它们的所有棱长都相等,把正三棱锥和正四棱锥的一个全等的面重合.

①说明组合体是什么样的几何体?

②证明你的结论.

正确答案

解:(1)如图所示,是斜三棱柱.

(2)正三棱锥为S-AED,正四棱锥为S-ABCD,

重合的面为△ASD,

如图所示,设AD,BC中点分别为M、N,

由AD⊥平面MNS知平面MES重合;

∵SE=AB=MN,EM=SN,

∴MNSE为平行四边行.

∴ESMN,又ABMN,

∴ESAB,

∴四边形ABSE

为平行四边形,CDES为平行四边形.

∴面SBC∥面EAD,

AB∥CD∥SE,且AB不垂

直平面SBC

∴组合体为斜三棱柱.

解析

解:(1)如图所示,是斜三棱柱.

(2)正三棱锥为S-AED,正四棱锥为S-ABCD,

重合的面为△ASD,

如图所示,设AD,BC中点分别为M、N,

由AD⊥平面MNS知平面MES重合;

∵SE=AB=MN,EM=SN,

∴MNSE为平行四边行.

∴ESMN,又ABMN,

∴ESAB,

∴四边形ABSE

为平行四边形,CDES为平行四边形.

∴面SBC∥面EAD,

AB∥CD∥SE,且AB不垂

直平面SBC

∴组合体为斜三棱柱.

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题型:填空题
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填空题

用一块直三棱柱木块ABC-A1B1C1加工成长方体MNEF-M1N1E1F1,其中MN∥BC,EF在BC上,若AA1=AC=30,AB=50,BC=40,则长方体体积最大值为______

正确答案

9000

解析

解:根据题意得出几何体如图,

设EM=x,MN=y,几何体的高度为三棱锥的高度,底面如图,F与C点重合,此时只要底面积最大即可得出体积最大,

根据三角形的几何性质得出:=,0<x<30,

y=40-x,

∴底面EFMN的面积S=x(40-x)=-x2+40x,0<x<30,

根据二次函数得出:x=15时,S的最大值为15×(40-×15)=300,

∴长方体体积最大值为30×300=9000,

故答案为:9000

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题型:填空题
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填空题

如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为4,M,N,E,F分别为A1D1,A1B1,C1D1,B1C1的中点,平面AMN与平面EFBD间的距离为______

正确答案

解析

解:连结A1C1交MN于P点,交EF于点Q,

连结AC交BD于点O,分别连结PA、QO.

∵M、N为A1B1、A1D1的中点,

∴MN∥EF.而EF⊂面EFBD.

∴MN∥面EFBD.∵PQ∥AO,PQ=AO

∴四边形PAOQ为平行四边形.∴PA∥QO.

而QO⊂平面EFBD,∴PA∥平面EFBD,

且PA∩MN=P,PA、MN⊂面AMN.

∴平面AMN∥平面EFBD,

∴平面AMN与平面EFBD间的距离即E到平面AMN的距离,

设E到平面AMN的距离为h,

有VA-MNE=VE-AMN,S△MNE=×2×4=4,

AM=AN==2,MN==2,根据勾股定理得AG=3,S△AMN=×3×2=6,

VA-MNE=×4×4=

∴h===

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题型:简答题
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简答题

在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P、Q分别为棱AA1和CC1的中点,问:∠D1PB1与∠BQD是否相等?并说明理由.

正确答案

解:∠D1PB1=∠BQD,说明如下;

如图所示,

连接BD、B1D1

设正方体的棱长AB=1,

则D1P=B1P=,BQ=DQ=,BD=B1D1=

∴△PB1D1≌△QDB,

∴∠D1PB1=∠BQD.

解析

解:∠D1PB1=∠BQD,说明如下;

如图所示,

连接BD、B1D1

设正方体的棱长AB=1,

则D1P=B1P=,BQ=DQ=,BD=B1D1=

∴△PB1D1≌△QDB,

∴∠D1PB1=∠BQD.

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题型: 单选题
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单选题

圆柱的一个底面积为S,侧面展开图是一个正方形,那么这个圆柱的侧面积是(  )

AπS

B2πS

C4πS

D

正确答案

C

解析

解:圆柱的底面积为S,所以底面半径为:,底面周长为:2

∵侧面展开图为一个正方形,

所以圆柱的高为:2

所以圆柱的侧面积为:(2 2=4πS

故选C.

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题型:填空题
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填空题

各棱长为a的正三棱柱的六个顶点都在同一个球面上,则此球的表面积为______

正确答案

解析

解:∵正三棱柱的六个顶点都在同一个球面上,

所以球心在上下底面中心的连线的中点上,

AB=a,OA=R,在△OEA中,OE=,AE=

∵AO2=OE2+AE2

∴球的表面积为4πR2=

故答案为

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题型:填空题
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填空题

如图,在透明塑料制成的长方体ABCD-A1B1C1D1容器内装进一些水,将容器底面一边BC固定于底面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下列三个说法:①水的形状始终是棱柱形状;②水面形成的四边形EFGH的面积不改变;③当E∈AA1时,AE+BF是定值.其中正确说法是______.(写出所以正确说法的序号)

正确答案

①③

解析

解:由于底面一边BC固定于底面上,故倾斜过程中,与BC边垂直的两个面始终平行,且其它面均为平行四边形,满足棱柱的结构特征,故①正确;

水面形成的四边形EFGH的面积会发生改变,故②错误;

E∈AA1时,AE+BF=AA1,故③正确;

故答案为:①③

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题型: 单选题
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单选题

正方体ABCD-A1B1C1D1中,P、Q、R分别是AB、AD、B1C1的中点.那么,正方体的过P、Q、R的截面图形是(  )

A三角形

B四边形

C五边形

D六边形

正确答案

D

解析

解:通过画图,可以得到这个截面与正方体的六个面都相交,所以截面为六边形,故选D.

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题型: 单选题
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单选题

如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,M为棱BB1的中点,则下列结论中错误的是(  )

AD1O∥平面A1BC1

BD1O⊥平面AMC

C异面直线BC1与AC所成的角等于60°

D二面角M-AC-B等于45°

正确答案

D

解析

解:如图,

连接B1D1,交A1C1于N,则可证明OD1∥BN,

由OD1⊄面A1BC1,BN⊂面A1BC1,可得D1O∥面A1BC1,A正确;

由三垂线定理的逆定理可得OD1⊥AC,

设正方体棱长为2,可求得OM2=3,

,有OD1⊥OM,由线面垂直的判定可得D1O⊥平面AMC,B正确;

由正方体的面对角线相等得到△A1BC1为正三角形,即∠A1C1B=60°,

∴异面直线BC1与AC所成的角等于60°,C正确;

∠MOB为二面角M-AC-B的平面角,在Rt△MBO中,∵OB≠BM,∴二面角M-AC-B不等于45°,D错误.

故选:D.

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题型:填空题
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填空题

在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M为AB的中点,则点C到平面A1MD的距离为______

正确答案

解析

解:连接A1C、MC可得

S△CMD=ABCD=

△A1DM中,A1D=,A1M=MD=

∴S△A1MD=A1M•MDsinA 1MD=

三棱锥的体积:V A1-MCD=V C-A1DM

所以 S△MCD×AA1=S△AD1M×d  

(设d是点C到平面A1DM的距离)

∴d==

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

在长方体ABCD-A1B1C1D1中,如果AB=BC=a,AA1=2a,那么点A到直线A1C的距离等于(  )

A

Ba

Ca

Da

正确答案

C

解析

解:由题意可得:连接A1C,AC,过A作AE⊥A1C,如图所示:

根据长方体得性质可得:A1C⊥平面ABCD.

因为AB=BC=a,AA1=2a,

所以AC=,A1C=

根据等面积可得:AE==

故选C.

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