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题型:填空题
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填空题

正四棱柱的体对角线长为3cm,表面积为16cm2,则它的体积为______

正确答案

4或cm3

解析

解:如图所示,

设正四棱柱的同一顶点的三边长分别a、a、c,

则它的体对角线长A1B==3①,

又∵表面积为2a2+4ac=16②,

解得,或

当a=2,c=1时,体积V=a2c=22×1=4cm3

当a=,c=时,体积V=a2c=×=cm3

故答案为:4或cm3

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题型:简答题
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简答题

如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,∠A1AB=∠A1AC,AB=AC,A1A=A1B=a,侧面B1BCC1与底面ABC所成的二面角为120°,E、F分别是棱B1C1、A1A的中点

(Ⅰ)求A1A与底面ABC所成的角;

(Ⅱ)证明A1E∥平面B1FC;

(Ⅲ)求经过A1、A、B、C四点的球的体积.

正确答案

解:(Ⅰ)过A1作A1H⊥平面ABC,垂足为H.

连接AH,并延长交BC于G,于是∠A1AH为A1A与底面ABC所成的角.

∵∠A1AB=∠A1AC,∴AG为∠BAC的平分线.

又∵AB=AC,∴AG⊥BC,且G为BC的中点.

因此,由三垂线定理A1A⊥BC.

∵A1A∥B1B,且EG∥B1B,∴EG⊥BC.

于是∠AGE为二面角A-BC-E的平面角,

即∠AGE.

由于四边形A1AGE为平行四边形,得∠A1AG=60°.

(Ⅱ)证明:设EG与B1C的交点为P,则点P为EG的中点.连接PF.

在平行四边形AGEA1中,因F为A1A的中点,故A1E∥FP.

而FP⊂平面B1FC,A1E⊄平面B1FC,所以A1E∥平面B1FC.

(Ⅲ)连接A1C.在△A1AC和△A1AB中,由于AC=AB,∠A1AB=∠A1AC,A1A=A1A,

则△A1AC≌△A1AB,故A1C=A1B.由已知得A1A=A1B=A1C=a.

又∵A1H⊥平面ABC,∴H为△ABC的外心.

设所求球的球心为O,则O∈A1H,且球心O与A1A中点的连线OF⊥A1A.

在Rt△A1FO中,A1O===

故所求球的半径R=a,球的体积V=πR3=πa3

解析

解:(Ⅰ)过A1作A1H⊥平面ABC,垂足为H.

连接AH,并延长交BC于G,于是∠A1AH为A1A与底面ABC所成的角.

∵∠A1AB=∠A1AC,∴AG为∠BAC的平分线.

又∵AB=AC,∴AG⊥BC,且G为BC的中点.

因此,由三垂线定理A1A⊥BC.

∵A1A∥B1B,且EG∥B1B,∴EG⊥BC.

于是∠AGE为二面角A-BC-E的平面角,

即∠AGE.

由于四边形A1AGE为平行四边形,得∠A1AG=60°.

(Ⅱ)证明:设EG与B1C的交点为P,则点P为EG的中点.连接PF.

在平行四边形AGEA1中,因F为A1A的中点,故A1E∥FP.

而FP⊂平面B1FC,A1E⊄平面B1FC,所以A1E∥平面B1FC.

(Ⅲ)连接A1C.在△A1AC和△A1AB中,由于AC=AB,∠A1AB=∠A1AC,A1A=A1A,

则△A1AC≌△A1AB,故A1C=A1B.由已知得A1A=A1B=A1C=a.

又∵A1H⊥平面ABC,∴H为△ABC的外心.

设所求球的球心为O,则O∈A1H,且球心O与A1A中点的连线OF⊥A1A.

在Rt△A1FO中,A1O===

故所求球的半径R=a,球的体积V=πR3=πa3

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题型:填空题
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填空题

下列命题中,假命题是______(选出所有可能的答案)

(1)有两个面互相平行,其余各个面都是平行四边形的多面体是棱柱

(2)四棱锥的四个侧面都可以是直角三角形

(3)有两个面互相平行,其余各面都是梯形的多面体是棱台

(4)若一个几何体的三视图都是矩形,则这个几何体是长方体.

正确答案

(2)(4)

解析

解:(1)有两个面互相平行,其余各个面都是平行四边形的多面体是棱柱,错误;反例:将两个相同的斜平行六面体叠放;

(2)四棱锥的四个侧面都可以是直角三角形,正确,在长方体中可以截出;

(3)有两个面互相平行,其余各面都是梯形的多面体是棱台,错误,侧棱可能无法聚成一点;

(4)如果一个几何体的三视图都是矩形,则这个几何体是长方体;正确.

故答案为:(2)(4).

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题型:填空题
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填空题

在正方体ABCD-A1B1C1D1中,过对角线BD1的一个平面交AA1于点E,交CC1于F,

①四边形BFD1E一定是平行四边形

②四边形BFD1E有可能是正方形

③四边形BFD1E在底面ABCD内的投影一定是正方形

④四边形BFD1E点有可能垂直于平面BB1D

以上结论正确的为______(写出所有正确结论的编号)

正确答案

①③④

解析

解:如图:

①由平面BCB1C1∥平面ADA1D1,并且B、E、F、D1四点共面,

∴ED1∥BF,同理可证,FD1∥EB,故四边形BFD1E一定是平行四边形,故①正确;

②若BFD1E是正方形,有ED1⊥BE,这个与A1D1⊥BE矛盾,故②错误;

③由图得,BFD1E在底面ABCD内的投影一定是正方形ABCD,故③正确;

④当点E和F分别是对应边的中点时,平面BFD1E⊥平面BB1D1,故④正确.

故答案为:①③④.

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题型:填空题
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填空题

某厂生产的产品外形为正方体,棱长为1cm,现设计一种长方体形纸箱做为包装,要求每个长方体形纸箱恰好装12件正方体形产品,则长方体形纸箱的表面积的值是______cm2(只需写出一个可能的值).

正确答案

40,38,32等

解析

解:根据题意,得

12件正方体形排成一层,可以排列成2×6或3×4等26

此时的表面积为:2(2+6+12)=40cm2或2(3+4+12)=38cm2

若排成二层,可以排成2×3×2等

此时的表面积为:2(4+6+6)=32cm2故答案为:40,38,32等(答案不唯一)

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题型:简答题
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简答题

如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥BC,AB⊥BB1,AC=BC=BB1=2,D为AB的中点,且CD⊥DA1

(Ⅰ)求证:BB1⊥平面ABC;

(Ⅱ)求证:BC1∥平面CA1D;

(Ⅲ)求三棱锥B1-A1DC的体积.

正确答案

解:(1)∵AC=BC,D为AB的中点.∴CD⊥AB

又∵CD⊥DA1,∴CD⊥平面ABB1A1∴CD⊥BB1

又BB1⊥AB,AB∩CD=D

∴BB1⊥面ABC.

(2)连接BC1,连接AC1交A1C于E,连接DE,E是AC1中点,

D是AB中点,则DE∥BC1

又DE⊂面CA1D1BC1∉面CA1D1

∴BC1∥面CA1D

(3)由(1)知CD⊥平面AA1B1B

故CD是三棱锥C-A1B1D的高

在Rt△ACB中,AC=BC=2,∴AB=2,CD=又BB1=2

∴VB1-A1DC=VC-A1B1D=S△A1B1DCD=A1B1×B1B×CD

=

解析

解:(1)∵AC=BC,D为AB的中点.∴CD⊥AB

又∵CD⊥DA1,∴CD⊥平面ABB1A1∴CD⊥BB1

又BB1⊥AB,AB∩CD=D

∴BB1⊥面ABC.

(2)连接BC1,连接AC1交A1C于E,连接DE,E是AC1中点,

D是AB中点,则DE∥BC1

又DE⊂面CA1D1BC1∉面CA1D1

∴BC1∥面CA1D

(3)由(1)知CD⊥平面AA1B1B

故CD是三棱锥C-A1B1D的高

在Rt△ACB中,AC=BC=2,∴AB=2,CD=又BB1=2

∴VB1-A1DC=VC-A1B1D=S△A1B1DCD=A1B1×B1B×CD

=

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题型:填空题
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填空题

平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,既与AB共面也与CC1共面的棱的条数为 ______

正确答案

5

解析

解:如图,满足条件的有BC,DC,BB1,AA1,D1C1

故答案为  5

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题型:填空题
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填空题

(2015•宁波模拟)已知某个几何体的三视图如图,根据图中标出的尺寸,可得这个几何体的体积等于______,全面积为______

正确答案

2(3++

解析

解:(1)根据几何体的三视图,得;

该几何体是底面为正方形的直四棱锥,

底面边长为2,高为2,如图所示;

∴该四棱锥的体积为

V四棱锥=×22×2=

(2)该四棱锥的全面积为

S全面积=22+×2×2+2××2×+×2×2

=4+2+2+2

=

故答案为:,2(3++).

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题型: 单选题
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单选题

正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M、N分别在线段AB1、BC1上,且AM=BN.以下结论:

①AA1⊥MN;

②A1C1∥MN;

③MN∥平面A1B1C1D1

④MN与A1C1异面,

其中有可能成立的结论的个数为(  )

A4

B3

C2

D1

正确答案

A

解析

解:当M为A,N为B,得出④可能成立;

当M为AB1的中点,N为BC1的中点,得出②可能成立;

作MM′⊥A1B1于M′,作NN′⊥B1C1于N′,

易证|MM′|=|NN′|,MM′∥NN′

∴MN∥M′N′,

由此知①③正确.

有可能 成立的结论的个数为4.

故选A.

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题型:填空题
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填空题

在三棱柱ABC-A1B1C1中,△ABC为正三角形,AA1⊥底面ABC,E是AB的中点,F是BC1的中点.下列命题正确的是______(写出所有正确命题的编号).

①EF∥平面ACC1A1

②平面CEF⊥平面 ABB1A1

③平面CEF截该三棱柱所得大小两部分的体积比为11:1;

④若该三棱柱有内切球,则AB=BB1

⑤若BB1上有唯一点G,使得A1G⊥CG,则BB1=AB.

正确答案

①②③⑤

解析

解:对于①,由题意可得,EF为△BAC1的中位线,故有EF∥AC1,而AC1⊂平面 ABB1A1,EF⊄平面 ABB1A1,∴EF∥平面ACC1A1,故①正确.

对于②,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,ABB1A1⊥平面ABC,平面 ABB1A1∩ABC=AB,CE⊥AB,CE⊂平面ABC,∴CE⊥平面 ABB1A1

再根据CE平面CEF,可得平面CEF⊥平面 ABB1A1,故②正确.

对于③,平面CEF截该三棱柱所得大小两部分,设原棱柱的高为x,底面积为s,则较小的部分为三棱锥F-BCE,它的体积为 S△BCEx=s•

故较大部分的体积sx=s•=sx,故平面CEF截该三棱柱所得大小两部分的体积比为11:1,故③正确.

对于④,若该三棱柱有内切球,设内切球的半径为r,则棱AA1 到平面BCC1B1的距离等于2r,且原棱柱的高也都等于2r,

故有2r=AB=BB1,故④不正确.

对于⑤,若BB1上有唯一点G,使得A1G⊥CG,则以A1C 为直径的球和棱BB1相切,故求得半径=AB,

=AB,化简可得BB1=AB,故⑤正确.

故答案为:①②③⑤.

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题型:简答题
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简答题

四棱锥S-ABCD的底面是边长为1的正方形,侧棱SB垂直于底面,并且SB=,用α表示∠ASD,求sinα的值.

正确答案

解:因为SB垂直于底面ABCD,所以斜线段SA在底面上的射影为AB,由于DA⊥AB

所以DA⊥SA从而

连接BD,易知BD=由于SB⊥BD,

所以

因此,

解析

解:因为SB垂直于底面ABCD,所以斜线段SA在底面上的射影为AB,由于DA⊥AB

所以DA⊥SA从而

连接BD,易知BD=由于SB⊥BD,

所以

因此,

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题型:简答题
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简答题

如图,在正四棱台内,以小底为底面.大底面中心为顶点作一内接棱锥.已知棱台小底面边长为b,大底面边长为a,并且棱台的侧面积与内接棱锥的侧面面积相等,求这个棱锥的高,并指出有解的条件.

正确答案

解:如图,过高OO1和AD的中点E作棱锥和棱台的截面,得棱台的斜高EE1和棱锥的斜高为EO1,设OO1=h,∴

∵OO1E1E是直角梯形,其中

∴根据勾股定理得,

①式两边平方,把②代入得:

解得,即

显然,由于a>0,b>0,所以此题当且仅当时才有解.

解析

解:如图,过高OO1和AD的中点E作棱锥和棱台的截面,得棱台的斜高EE1和棱锥的斜高为EO1,设OO1=h,∴

∵OO1E1E是直角梯形,其中

∴根据勾股定理得,

①式两边平方,把②代入得:

解得,即

显然,由于a>0,b>0,所以此题当且仅当时才有解.

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题型:填空题
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填空题

在棱长为2的正方体AC1中,对角线AC1在六个面上的射影长度总和为______

正确答案

解析

解:∵BD1是正方体的对角线,

∴它在每一个面上的投影都是面 的对角线,

∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,

∴面的对应角线的长度是2

∴BD1在其六个面上的射影长的和是

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

在如图所示的多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,且AC=AD=CD=DE=2,AB=1.

(Ⅰ)请在线段CE上找到点F的位置,使得恰有直线BF∥平面ACD,并证明这一事实;

(Ⅱ)求多面体ABCDE的体积.

正确答案

解:(Ⅰ)由已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,∴AB∥ED,

设F为线段CE的中点,H是线段CD的中点,

连接FH,则FH∥DE,且FH=DE.

∴FHAB,

∴四边形ABFH是平行四边形,∴BF∥AH,

由BF⊄平面ACD内,AH⊂平面ACD,∴BF∥平面ACD;

(Ⅱ)取AD中点G,连接CG,CG⊥AD.

∵AB⊥平面ACD,∴CG⊥AB

又CG⊥AD,AB∩AD=A,∴CG⊥平面ABED,即CG为四棱锥C-ABED的高,

在等边三角形ACD中,CG=,SABED==3.

∴VC-ABED=S△ABED=

解析

解:(Ⅰ)由已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,∴AB∥ED,

设F为线段CE的中点,H是线段CD的中点,

连接FH,则FH∥DE,且FH=DE.

∴FHAB,

∴四边形ABFH是平行四边形,∴BF∥AH,

由BF⊄平面ACD内,AH⊂平面ACD,∴BF∥平面ACD;

(Ⅱ)取AD中点G,连接CG,CG⊥AD.

∵AB⊥平面ACD,∴CG⊥AB

又CG⊥AD,AB∩AD=A,∴CG⊥平面ABED,即CG为四棱锥C-ABED的高,

在等边三角形ACD中,CG=,SABED==3.

∴VC-ABED=S△ABED=

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题型: 单选题
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单选题

水平放置的正方体的六个面分别用“前面、后面、上面、下面、左面、右面”表示,如图是一个正方体的表面展开图,若图中“2”在正方体的上面,则这个正方体的下面是

(  )

A0

B7

C

D

正确答案

B

解析

解:将展开图还原成正方体.下面是7;

故选B.

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