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题型: 单选题
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单选题

已知二面角α-AB-β的平面角是锐角,C是平面α内一点(它不在棱AB上),点D是点C在面β上的射影,点E是棱AB上满足∠CEB为锐角的任一点,那么(  )

A∠CEB>∠DEB

B∠CEB=∠DEB

C∠CEB<∠DEB

D∠CEB与∠DEB的大小关系不能确定

正确答案

A

解析

解:过C向AB做垂线交AB于F,连接DF,因为CD⊥AB又CF⊥AB,

所以AB⊥面CDF,所以CF垂直于AB

在直角三角形CDF中,CF为斜边DF为直角边,所以CF>DF

易知tan∠CEF=tan∠DEB=

由CF>DF知,∠CEB>∠DEB

故选A.

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题型:填空题
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填空题

向正三棱柱ABC-A1B1C1的容器中,装入一定量水,然后将面ABB1A1放到一个水平面上,则水的形状是______

正确答案

棱柱

解析

解:如图

水的形状依然是有两个面平行,其他侧面都是平行四边形的几何体,是棱柱;

故答案为:棱柱.

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题型: 单选题
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单选题

一个表面涂为红色的棱长是4cm的正方体,将其分割成若干个棱长为1cm的小正方体,则只有一面是红色的小正方体个数为(  )

A8

B16

C24

D32

正确答案

C

解析

解:∵正方体的棱长等于4cm,

∴将正方体分割成棱长为1cm的小正方体,总共有43=64个

其中位于大正方体的8个顶点处的小正方体,有3面涂有红色,共8个;

位于大正方体的12条棱处的小正方体,除了顶点处的小正方体外,

其它的小正方体有2面涂有红色,总共有2×12=24个;

位于大正方体内部,没有任何一个面与外界接触的小正方体总共有2×2×2=8个

因此,其中只有一面是红色的小正方体个数为64-8-24-8=24个

故选:C

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题型:填空题
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填空题

如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M是正方形ABCD的中心,N是棱CC1(包括端点)上的动点,现给出以下命题:

①对于任意的点N,都有MN⊥B1D1

②存在点N,使得MN⊥平面A1BD;

③存在点N,使得异面直线MN和A1B1所成角的余弦值是

④对于任意的点N,三棱锥B-MND1的体积为定值.

其中正确命题的编号是______.(写出所有正确命题的编号)

正确答案

①②④

解析

解:在①中,连接A1C1,由正方体的几何特征知,B1D1⊥A1C1,B1D1⊥AA1

∴B1D1⊥平面ACC1A1,又MN⊂平面ACC1A1,∴B1D1⊥MN,

故①正确.

在②中,连接AC1,由正方体的几何特征知,AC1⊥A1B,AC1⊥A1D,

∴AC1⊥平面A1BD.

当N是棱CC1的中点时,MN∥AC1,则MN∥平面A1BD.

故②正确.

在③中,过N作CD的平行线NE,交DD1于E,连接ME,

过M作MF⊥EN交NE于F,则∠FNM即为异面直线MN与A1B1所成的角.如右图所示.

知,Rt△EDM≌Rt△NCM,

∴ME=MN,∴EF=FN.

设正方体的棱长为2,CN=x,则cos∠FNM=

由0≤x≤2知,≤cos∠FNM≤

,故③错误.

在④中,考虑△D1BM,以BM为底,DD1为高,可知是定值.

又CC1∥平面BB1D1D,∴N到平面BB1D1D的距离等于CC1到平面BB1D1D的距离,为定值,

∴三棱锥N-BMD1的体积为定值,

知,三棱锥B-MND1的体积为定值,

故④正确.

综上,正确命题是①②④.

故答案为①②④.

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题型:填空题
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填空题

已知在空间四边形ABCD中,O1、O2分别是面ABC、面ACD的重心,已知BD=a,若过O1O2且与BC平行的平面交平面ABD于EF,则EF=______

正确答案

解析

解:∵在空间四边形ABCD中,O1、O2分别是面ABC、面ACD的重心,

==,EM∥BC,FM∥CD,

=,EF∥BD

∵BD=a,

∴EF=

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

一个三棱锥的四个顶点均在直径为的球面上,它的三条侧棱两两垂直,若其中一条侧棱长是另一条侧棱长的2倍,则这3条侧棱长之和的最大值为(  )

A3

B

C

D

正确答案

C

解析

解:设三条弦长分别为x,2x,y,则:x2+(2x)2+y2=6,即:5x2+y2=6,设 x=sinθ,y=cosθ,

则这3条弦长之和=3x+y=sinθ+cosθ=sin(θ+φ),其中tanφ=,所以它的最大值为:

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

用一个平面去截一个正方体,所得截面不可能是

(1)钝角三角形;

(2)直角三角形;

(3)菱形;

(4)正五边形;

(5)正六边形.

下述选项正确的是(  )

A(1)(2)(5)

B(1)(2)(4)

C(2)(3)(4)

D(3)(4)(5)

正确答案

B

解析

解:如图所示截面为三角形ABC,OA=a,OB=b,OC=c,

AC2=a2+c2,AB2=a2+b2,BC2=b2+c2

∴cos∠CAB==>0,

∴∠CAB为锐角,同理∠ACB与∠ABC也为锐角,即△ABC为锐角三角形;

如右图,取相对棱的中点,得到的四边形是菱形;

正方体有六个面,用平面去截正方体时最多与六个面相交得六边形,

如图为正六边形;

经过正方体的一个顶点去切就可得到5边形.

但此时不可能是正五边形.

故不可能是(1)(2)(4).

故选:B.

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题型:填空题
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填空题

如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的各棱长都等于2,D在AC1上,F为BB1中点,且FD⊥AC1,有下述结论

(1)AC1⊥BC;

(2)=1;

(3)二面角F-AC1-C的大小为90°;

(4)三棱锥D-ACF的体积为

正确的有______

正确答案

(2)(3)(4)

解析

解:(1)连接AB1,则∠B1C1A即为BC和AC1所成的角,在三角形AB1C1中,B1C1=2,AB1=2

AC1=2,cos∠B1C1A==

故(1)错;

(2)连接AF,C1F,则易得AF=FC1=

又FD⊥AC1,则AD=DC1,故(2)正确;

(3)连接CD,则CD⊥AC1,且FD⊥AC1

则∠CDF为二面角F-AC1-C的平面角,CD=,CF=,DF===

即CD2+DF2=CF2,故二面角F-AC1-C的大小为90°,故(3)正确;

(4)由于CD⊥AC1,且FD⊥AC1,则AD⊥平面CDF,

则VD-ACF=VA-DCF=•AD•S△DCF=×××=.故(4)正确.

故答案为:(2)(3)(4)

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题型:填空题
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填空题

在直三棱柱ABC-A1B1C1中,B1C1=A1C1,AC1⊥A1B,M,N分别是A1B1,AB 的中点,给出如下三个结论:

①C1M⊥平面A1ABB1

②A1B⊥AM

③平面AMC1∥平面CNB1,其中正确结论为______(填序号)

正确答案

①②③

解析

解:∵直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥平面A1B1C1,C1M⊂平面A1B1C1

∴C1M⊥AA1

∵B1C1=A1C1,M是A1B1的中点,

∴C1M⊥A1B1

∵AA1∩A1B1=A1

∴C1M⊥平面ABB1A1,故①正确.

对于②:∵C1M⊥平面ABB1A1,AM⊂平面ABB1A1

∴A1B⊥C1M,

∵AC1⊥A1B,AC1∩C1M=c1

∴A1B⊥平面AC1M,

∵AM⊂平面AC1M,

∴A1B⊥AM,即②正确;

③:∵由题设得到AM∥B1N,C1M∥CN,

∴平面AMC1∥平面CNB1,故③正确.

故答案为:①②③.

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题型:填空题
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填空题

三棱锥A的一个侧面与三棱锥B的一个侧面是全等的三角形,将这两个三角形重合,所得新多面体的面数是______

正确答案

4或5或6

解析

解:如图中ABC都是正三角形;(1)中是正四面体;(2)中是五面体;(3)中是六面体;

新多面体的面数是4或5或6;

故答案为:4或5或6.

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题型: 单选题
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单选题

在棱长为1的正方体上,分别用过共顶点的三条棱中点的平面去截该正方体,则截去8个三棱锥后,剩下的凸多面体的体积是(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:在棱长为1的正方体上,分别用过共顶点的三条棱中点的平面截该正方体,则截去8个三棱锥,

8个三棱锥的体积为:=

剩下的凸多面体的体积是1-=

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

如图实线所示,一个几何体的正视图和侧视图相同,俯视图为圆形,该几何体的三视图恰好可放在边长为2的正方形内(图中虚线所示),则该几何体的体积为(  )

A

B2+π

Cπ

D

正确答案

C

解析

解:由题意可知组合体上部是圆锥,高为1,底面半径为1,下部是半球,球的半径是1,

∴组合体的体积是两部分体积之和,

V=V半球+V圆锥==π.

故选:C.

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题型:填空题
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填空题

如图是一个四棱锥的三视图,那么该四棱锥的体积是______

正确答案

解析

解:由三视图知,几何体是一个四棱锥,

四棱锥的底面是一个长和宽分别是2和的矩形,

四棱锥的一条侧棱垂直于底面,且这条侧棱的长是

∴四棱锥的体积是×2××=

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

在如图所示的三棱柱中,点A、BB1的中点M以及B1C1的中点N所确定的平面把三棱柱切割成体积不相等的两部分,则小部分的体积与大部分的体积之比为______

正确答案

13:23

解析

解:延长MN与CC1的交点为P,CB的交点为Q,连结AP交A1C1于D,连结DN,

可得截面为DNMA,易得A1D=2DC1.不妨设三棱柱是直三棱柱,

底面AB⊥BC,且设AB=BC=AA1=2,下部分的体积为:VP-AQC-VP-DNC1-VM-AQB,QB=1,MB=1,NC=1,PC1=1.

棱柱的体积为V==4,

下部分的体积为:=

上部分几何体的体积为4-=

小部分的体积与大部分的体积之比为:=13:23.

故答案为:13:23.

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题型:简答题
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简答题

如图,正方形ABCD所在平面与等腰三角形EAD所在平面相交于AD,AE⊥平面CDE.

(I)求证:AB⊥平面ADE;

(II)(理)在线段BE上存在点M,使得直线AM与平面EAD所成角的正弦值为,试确定点M的位置.

(文)若AD=2,求四棱锥E-ABCD的体积.

正确答案

(I)证明:∵AE⊥平面CDE,CD⊂平面CDE,∴AE⊥CD,

正方形ABCD中AD⊥CD,

∵AE∩AD=A,∴CD⊥平面ADE,

∵CD∥AB,∴AB⊥平面ADE.

(II)解:(理)在线段BE上存在点M,此时M为BE中点.

取AE中点H,连接MH,则MH是△EBA的中位线,MH∥AB,MH=AB,

由(I)证得AB⊥平面ADE,

∴MH⊥平面ADE,AH为AM在平面ADE内的射影,

∴∠HAM为直线AM与平面EAD所成角的平面角.

设正方形ABCD边长AD=AB=2,则等腰直角三角形EAD的腰AE=,在直角△HAM中,AH=AE=,MH=AB=1,斜边AM==

∴sin∠HAM===

(文)由(I)证得AB⊥平面ADE,AB⊂平面ABCD,

∴平面ADE⊥平面ABCD.取AD中点O,连接EO,EO⊥AD,

∴EO⊥平面ABCD,EO为E到底面ABCD的距离.

若AD=2,则等腰直角三角形EAD斜边中线EO=AD=1,

四棱锥E-ABCD的体积V=EO×SABCD==

解析

(I)证明:∵AE⊥平面CDE,CD⊂平面CDE,∴AE⊥CD,

正方形ABCD中AD⊥CD,

∵AE∩AD=A,∴CD⊥平面ADE,

∵CD∥AB,∴AB⊥平面ADE.

(II)解:(理)在线段BE上存在点M,此时M为BE中点.

取AE中点H,连接MH,则MH是△EBA的中位线,MH∥AB,MH=AB,

由(I)证得AB⊥平面ADE,

∴MH⊥平面ADE,AH为AM在平面ADE内的射影,

∴∠HAM为直线AM与平面EAD所成角的平面角.

设正方形ABCD边长AD=AB=2,则等腰直角三角形EAD的腰AE=,在直角△HAM中,AH=AE=,MH=AB=1,斜边AM==

∴sin∠HAM===

(文)由(I)证得AB⊥平面ADE,AB⊂平面ABCD,

∴平面ADE⊥平面ABCD.取AD中点O,连接EO,EO⊥AD,

∴EO⊥平面ABCD,EO为E到底面ABCD的距离.

若AD=2,则等腰直角三角形EAD斜边中线EO=AD=1,

四棱锥E-ABCD的体积V=EO×SABCD==

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