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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,点E是边BC的中点.动点P在直线BD1(除B,D1两点)上运动的过程中,平面DEP可能经过的该正方体的顶点是______.(写出满足条件的所有顶点)

正确答案

A1,B1,D

解析

解:取BB1的中点F,则A,D,E,F四点共面,D1,B在平面ADEF的两侧,故D1B与平面相交,满足题意;

取A1D1的中点M,则M,D,E,B1四点共面,D1,B在平面MDEB1的两侧,故D1B与平面相交,满足题意;

D显然满足.

动点P在直线BD1(除B,D1两点)上运动的过程中,平面DEP可能经过的该正方体的顶点是A1,B1,D.

故答案为:A1,B1,D.

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题型:填空题
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填空题

称四个面均为直角三角形的三棱锥为“四直角三棱锥”,若在四直角三棱锥SABC中,∠SAB=∠SAC=∠SBC=90°,则第四个面中的直角为______

正确答案

∠ABC

解析

证明:如图,

四直角三棱锥S-ABC中,因为,∠SAB=∠SAC=90°,

所以SA⊥AB,SA⊥AC,又AB∩AC=A,所以SA⊥平面ABC,

而BC⊂平面ABC,所以SA⊥BC.

又∠SBC=90°,所以SB⊥BC,又SA∩SB=S,所以BC⊥平面SAB.

而AB⊂平面SAB,所以AB⊥BC,所以∠ABC为直角.

故答案为∠ABC.

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题型: 单选题
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单选题

一个无盖的正方体盒子的平面展开图如图所示,则在原正方体中∠ABC的值为(  )

A120°

B180°

C60°

D45°

正确答案

C

解析

解:由题意画出正方体的图形,如图,

显然三角形ABC是正三角形,所以∠ABC=60°,

故选C.

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题型:简答题
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简答题

在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=,BB1=2,∠ABC=90°,E、F分别为AA1、C1B1的中点,求沿棱柱的表面从E到F两点的最短路径的长度.

正确答案

解:题中E、F分别在AA1、C1B1上,所以“展开”后的图形中必须有AA1、C1B1;故“展开”方式有以下四种:

(ⅰ)沿CC1将面ACC1A1和面BCC1B1展开至同一平面,如图1,求得:EF2=

(ⅱ)沿BB1将面ABB1A1和面BCC1B1展开至同一平面,如图2,求得:EF2=

(ⅲ)沿A1B1将面ABB1A1和面A1B1C1展开至同一平面,如图3,求得:EF2=

(ⅳ)沿A1C1将面ACC1A1和面A1C1B1展开至同一平面,如图4,求得:EF2=

比较可得(ⅳ)情况下,EF的值最小;

故EF的最小值为

解析

解:题中E、F分别在AA1、C1B1上,所以“展开”后的图形中必须有AA1、C1B1;故“展开”方式有以下四种:

(ⅰ)沿CC1将面ACC1A1和面BCC1B1展开至同一平面,如图1,求得:EF2=

(ⅱ)沿BB1将面ABB1A1和面BCC1B1展开至同一平面,如图2,求得:EF2=

(ⅲ)沿A1B1将面ABB1A1和面A1B1C1展开至同一平面,如图3,求得:EF2=

(ⅳ)沿A1C1将面ACC1A1和面A1C1B1展开至同一平面,如图4,求得:EF2=

比较可得(ⅳ)情况下,EF的值最小;

故EF的最小值为

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题型: 单选题
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单选题

下列五个命题中正确命题的个数是(  )

①棱长相等的直四棱柱是正方体

②对角线相等的平行六面体是直平行六面体

③有两条侧棱垂直于底面一边的平行六面体是直平行六面体

④平行六面体ABCD-A1B1C1D1的六个面为菱形,顶点B在面ACB1上射影为△ACB1的外心

⑤平行六面体ABCD-A1B1C1D1的六个面为矩形,顶点B在面ACB1上射影为△ACB1的内心.

A2个

B3个

C4个

D5个

正确答案

A

解析

解:①棱长相等的正四棱柱是正方体,故①不正确,

②对角线相等的平行六面体是直平行六面体,②正确

③有两条侧棱垂直于底面一边的平行六面体不一定是直平行六面体,故③不正确

平行六面体ABCD-A1B1C1D1的六个面为菱形,顶点B在面ACB1上射影可以根据过B的三条棱都相等,得到射影到三角形各个顶点的距离相等.得到为△ACB1的外心,故④正确,⑤不正确,

综上可知②④两个正确,

故选A.

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题型:简答题
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简答题

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,已知BB1=BC=2.

(1)求正三棱柱ABC-A1B1C1的体积;

(2)直线AB1与平面AA1C1C所成角的正弦值.

正确答案

解:(1).(3分)

(2)令E为A1C1中点,连B1E,则B1E⊥面ACC1A1

再连AE,得∠B1AE为AB1与面ACC1A所成角.(6分)

在Rt△AB1E中,,∴

故直线AB1与平面AA1C1C所成角的正弦值.(8分)

解析

解:(1).(3分)

(2)令E为A1C1中点,连B1E,则B1E⊥面ACC1A1

再连AE,得∠B1AE为AB1与面ACC1A所成角.(6分)

在Rt△AB1E中,,∴

故直线AB1与平面AA1C1C所成角的正弦值.(8分)

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题型: 单选题
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单选题

在正方体ABCD-A′B′C′D′中,P为棱AA′上一动点,Q为底面ABCD上一动点,M是PQ的中点,若点P,Q都运动时,点M构成的点集是一个空间几何体,则这个几何体是(  )

A棱柱

B棱台

C棱锥

D球的一部分

正确答案

A

解析

解:由题意知,当P在A′处,Q在AB上运动时,M的轨迹为过AA′的中点,在平面AA′B′B内平行于AB的线段(靠近AA′),当P在A′处,Q在AD上运动时,M的轨迹为过AA′的中点,在平面AA′D′D内平行于AD的线段(靠近AA′),

当Q在B处,P在AA′上运动时,M的轨迹为过AB的中点,在平面AA′B′B内平行于AA′的线段(靠近AB),

当Q在D处,P在AA′上运动时,M的轨迹为过AD的中点,在平面AA′B′B内平行于AA′的线段(靠近AD),

当P在A处,Q在BC上运动时,M的轨迹为过AB的中点,在平面ABCD内平行于AD的线段(靠近AB),

当P在A处,Q在CD上运动时,M的轨迹为过AD的中点,在平面ABCD内平行于AB的线段(靠近AB),

同理得到:P在A′处,Q在BC上运动;P在A′处,Q在CD上运动;P在A′处,Q在C处,P在AA′上运动;

P、Q都在AB,AD,AA′上运动的轨迹.进一步分析其它情形即可得到M的轨迹为棱柱体.

故选:A.

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题型:填空题
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填空题

正方体ABCD-A1B1C1D1中,EF⊥AC,EF⊥A1D则EF和BD1的关系是______

正确答案

平行

解析

解:法一:根据图象可知:

EF⊥AC,EF⊥A1D,A1D∥B1C,B1C⊥EF,AC∩B1C=C,

∴EF⊥面AB1C,而BD1⊥面AB1C,即BD1∥EF.

法二:建立以D1为原点的空间直角坐标系D1-xyz,且设正方形的边长为1

所以就有D1(0,0,0),B(1,1,0),A1(1,0,0),D(0,0,1),A(1,0,1),C(0,1,1)

所以 =(-1,0,1),=(-1,1,0),=(-1,-1,1)

所以 =-1+1=0 所以A1D⊥BD1

=1-1=0 所以AC⊥BD1

所以BD1与A1D和AC都垂直

又∵EF是AC、A1D的公共垂线,

∴BD1∥EF.

故答案为:平行.

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题型:填空题
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填空题

图是正方体平面展开图,在这个正方体中

①BM与ED垂直;  ②DM与BN垂直.

③CN与BM成60°角;④CN与BE是异面直线.

以上四个命题中,正确命题的序号是______

正确答案

①②③

解析

解:由已知中正方体的平面展开图,

我们可以得到正方体的直观图如下图所示:

由正方体的几何特征可得:

①BM与ED垂直,正确;  

②DM与BN垂直,正确;

③CN与BM成60°角,正确;

④CN与BE平行,故CN与BE是异面直线,错误;

故答案为:①②③

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•黑龙江期末)已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E为上底面A1C1的中心,若+,则x、y的值分别为(  )

Ax=1,y=1

Bx=1,y=

Cx=,y=

Dx=,y=1

正确答案

C

解析

解:如图,

++).

故选C.

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题型:填空题
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填空题

已知在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=1,BC=2,AC=,AA1=3,M为线段BB1上的一动点,则当AM+MC1最小时,△AMC1的面积为______

正确答案

1

解析

解:将直三棱柱ABC-A1B1C1沿棱BB1展开成平面连接AC1,与BB1的交点即为满足AM+MC1最小时的点M,

由于AB=1,BC=2,AA1=3,再结合棱柱的性质,可得BM=AA1=1,故B1M=2,

∴AM=,AC1=2,MC1=2

cos∠AMC1=

==-

∴sin∠AMC1=

∴△AMC1的面积

故答案为1.

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题型:填空题
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填空题

(理科)已知如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,E,F分别为棱DD1,AB上的点(不含顶点).则下列说法正确的是______

①A1C⊥平面B1EF;

②△B1EF在侧面上的正投影是面积为定值的三角形;

③在平面A1B1C1D1内总存在与平面B1EF平行的直线;

④平面B1EF与平面ABCD所成的二面角(锐角)的大小与点E位置有关,与点F位置无关;

⑤当E,F分别为中点时,平面B1EF与棱AD交于点P,则三棱锥P-DEF的体积为

正确答案

②③⑤

解析

解:对于①A1C⊥平面B1EF,不一定成立,因为A1C⊥平面AC1D,而两个平面面B1EF与面AC1D不一定平行.

对于②△B1EF在侧面BCC1B1上 的正投影是面积为定值的三角形,此是一个正确的结论,因为其投影三角形的一边是棱BB1,而E点在面上的投影到此棱BB1的距离是定值,故正确;

对于③在平面A1B1C1D1内总存在与平面B1EF平行的直线,此两平面相交,一个面内平行于两个平面的交线一定平行于另一个平面,此结论正确;

对于④平面B1EF在平面ABCD中的射影为△DFB,面积为定值,但△B1EF的面积不定,故不正确;

对于⑤由面面平行的性质定理可得EQ∥B1F,故D1Q=,B1Q∥PF,故AP=,所以三棱锥P-DEF的体积为,故正确

故答案为:②③⑤.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥底面A1B1C1,底面为直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,BC=1,CC1=,P是BC1上一动点,则A1P+PC的最小值是______

正确答案

解析

解:连A1B,沿BC1将△CBC1展开与△A1BC1在同一个平面内,如图所示,

连A1C,则A1C的长度就是所求的最小值.

在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥底面A1B1C1,底面为直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,BC=1,CC1=

∴BC1=2,A1C1=2,A1B=2,BC=1,CC1=

即∠A1C1B=90°,∠CC1B=30°,

∴∠A1C1C=90°+30°=120°,

由余弦定理可求得A1C2==

∴A1P+PC的最小值是

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

在正方体上任意选择4个顶点,作为如下五种几何形体的4个顶点:①矩形;②不是矩形的平行四边形;③有三个面为等腰直角三角形,有一个面为等边三角形的四面体;④每个面都是等边三角形的四面体;⑤每个面都是直角三角形的四面体.能使这些几何形体正确的所有序号是______

正确答案

①③④⑤

解析

解:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,

由顶点A1,B,C,D1确定的四边形是矩形;

由顶点A,B,D,A1确定的四面体有三个面是等腰直角三角形,有一个面是等边三角形;

由顶点D,A1,B,C1确定的四面体每个面都是等边三角形;

由顶点A1,A,B,C确定的四面体每个面都是直角三角形.

综上所述,正确的所有序号是①③④⑤.

故答案为:①③④⑤

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题型:填空题
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填空题

水平桌面上放置着一个容积为V的密闭长方体玻璃容器ABCD-A1B1C1D1,其中装有V的水,给出下列操作与结论:

①把容器一端慢慢提起,使容器的一条棱AD保持在桌面上,这个过程中,水的状始终是柱体;

②在①中的运动过程中,水面始终是矩形;

③把容器提离桌面,随意转动,水面始终过长方体内一个定点;

④在③中水与容器的接触面积始终不变.

以上说法正确的是______.(把所有正确命题的序号都填上)

正确答案

①②③④

解析

解:①水的部分始终呈棱柱状;从棱柱的特征平面ABFE平行平面DCGH即可判断①正确;如图.

②在①中的运动过程中,水面四边形EFGH的对边始终保持平行,且EF⊥FG,故水面始终是矩形,②是正确的;

③由于始终装有的水,而平分正方体体积的平面必定经过正方体的中心,即水面始终过长方体内一个定点;所以结论正确;

④在③中水与容器的接触时,由于水的体积是定值,所以水与容器的接触面的面积是正方体表面积的一半,故始终保持不变,所以正确.

故选A.

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