- 空间几何体
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一个正方体的体积是8,则这个正方体的内切球的表面积是( )
正确答案
解析
解:正方体的体积为8,故边长为2,内切球的半径为1,则表面积S=4πR2=4π,
故选C
一长方体木料,沿下图所示平面EFGH截长方体,若AB⊥CD,那么以下四个图形是截面的是( )
正确答案
解析
解:∵AB、MN两条交线所在平面(侧面)互相平行,∴AB、MN无公共点,
又∵AB、MN在平面EFGH内,故AB∥MN,同理易知AN∥BM,又AB⊥CD,∴截面必为矩形.
故选A.
如图,ABCD-A1B1C1D1为正方体,任作平面a与对角线AC′垂直,使得a与正方体的每个面都有公共点,记这样得到的截面多边形的面积为S,周长为l,则( )
正确答案
解析
解:将正方体切去两个正三棱锥A-A′BD与C′-D′B′C后,得到一个以平行平面A′BD与D′B′C为上、下底面的几何体V,V的每个侧面都是等腰直角三角形,截面多边形W的每一条边分别与V的底面上的一条边平行,将V的侧面沿棱A′B′剪开,展平在一张平面上,得到一个▱A′B′B1A1,如图
而多边形W的周界展开后便成为一条与A′A1平行的线段(如图中E′E1),显然E′E1=A′A1,故l为定值.
当E′位于A′B′中点时,多边形W为正六边形,而当E′移至A′处时,W为正三角形,易知周长为定值l的正六边形与正三角形面积分别为与
,故S不为定值.
故选B.
已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M为线段D1B1上的动点,点N为线段AC上的动点,则与线段DB1相交且互相平分的线段MN有( )
正确答案
解析
解:∵MN与DB1相交,故MN在平面D1B1D,即平面DBB1D1内,∴点N定在BD上
∵N为线段AC上的动点,故点N定为AC与BD的交点O,
∵MN与B1D互相平分,在矩形DBB1D1内可知M必为B1D1的中点O1
∴符合条件的线段MN只有一条即OO1
故选B
如图是正方体的表面展开图,在这个正方体中有如下命题:
①AF∥NC;
②BE与NC是异面直线;
③AF与DE成60°角;
④AN与ME成45°角.
其中正确命题的个数为( )
正确答案
解析
解:根据正方体的表面展开图,可画出正方体直观图,如右图所示.
易知AF与NC异面,故①错;
由四边形BENC为平行四边形可知,BE∥NC,故②错;
∵DE∥FC,∴AF与DE所成角即为AF与FC所成角,
而在等边三角形AFC中,AF与FC所成角为60°,故③对;
同理,由ME∥CA知,AN与ME所成角即为AN与CA所成角,
在等边三角形ANC中,AN与CA所成角为60°,故④错;
所以正确的命题有且只有1个,选C.
对正多面体有如下描述:①每个面都是正多边形,棱数可以不同;②每个顶点必须有相同的棱数;③正多面体有无数个;④正多面体的一个面的边数可以是3或4.其中正确的有______.
正确答案
②④
解析
解:正多面体每个面都是正多边形,棱数必须相同,故①错误;
正多面体过每一个顶点必须有相同的棱数,故②正确;
正多面体共5种,故正多面体有无数个错误;
正四面体,正八面体,正二十面体每个面的边数为3,正六面体每一个面的边数为4,故④正确;
故答案为:②④.
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,动点P在底面ABCD内,且P到棱AD的距离与到面对角线BC1的距离相等,则点P的轨迹是( )
正确答案
解析
解:假设正方体边长为1,
作PM⊥AD、PE⊥BC、EF⊥BC1,连接PF,
因为PE⊥CC1,BC∩CC1=C,所以PE⊥平面BCB1C1,
则PE⊥BC1,又EF⊥BC1,PE∩EF=E,
所以BC1⊥平面PEF,则BC1⊥PF,
所以PF是P到对角线BC1的距离,
以D为原点,AD所在直线为x轴,DC所在直线为y轴建立直角坐标系;
设任意一点P(x,y),到直线AD距离为|y|,到BC的距离PE=1-y,
在RT△BEF中,BE=1-x,EF=,
在RT△PEF中,PF==
,
因为P到棱AD的距离与到对角线BC1的距离相等,
所以|y|=,
化简得,(x-1)2=-4y+2(y),
所以点P的轨迹是抛物线的一部分,
故选:D.
有一根长为6cm,底面半径为0.5cm的圆柱型铁管,用一段铁丝在铁管上缠绕4圈,并使铁丝的两个端点落在圆柱的同一母线的两端,则铁丝的长度最少为 ______cm.
正确答案
解析
解:∵圆柱型铁管的长为6cm,底面半径为0.5cm,
又∵铁丝在铁管上缠绕4圈,且铁丝的两个端点落在圆柱的同一母线的两端,
则我们可以得到将圆柱面展开后得到的平面图形如下图示:
其中每一个小矩形的宽为圆柱的周长πcm,高为圆柱的高6cm,
则大矩形的对称线即为铁丝的长度最小值.
此时铁丝的长度最小值为:
故答案为:
一平面与正方形的十二条棱所成的角都等于α,则sin12α=______.
正确答案
解析
解:∵一平面与正方形的十二条棱所成的角都等于α,
∴正方体的面对角线与棱的夹角,
∵设正方体的棱长为1,
∴A到三角形AB1D1中心的距离为:×
=
,
∴A1点到面AB1D1距离为:=
,
∴sinα=
∴sin12α=()6=
,
故答案为:
用一张长宽分别为8cm、4cm的矩形硬纸板折成正四棱柱的侧面,则四棱柱的对角线长为______.
正确答案
解析
解:若将长为8cm的边当作底面周长
则棱柱的底面边长为2cm,高为4cm
则四棱柱的对角线长为=2
若将长为4m的边当作底面周长
则棱柱的底面边长为1m,高为8m
则四棱柱的对角线长为=
故四棱柱的对角线长为
故答案为:
点P是底边长为2正三棱柱表面上的动点,MN是该棱柱内切球的直径,则的取值范围是______.
正确答案
[0,1]
解析
解:由题意,问题等价于已知MN是边长为2的正△ABC内切圆的一条直径,P为边AB上的一动点,求的取值范围.
如图所示,
∵⊙D是边长为2的正△ABC内切圆,
∴内切圆的半径r=|OC|=
.
∴正△ABC内切圆的方程为x2+(y-)2=
.
设P(t,0)(-1≤t≤1),M(x0,y0),N(-x0,-y0).
∴x02+(y0-)2=
,即x02+y02-
y0=0.
∴=t2-(x02+y02-
y0)=t2,
∵-1≤t≤1.
∴t2∈[0,1].
∴的取值范围的取值范围是[0,1].
故答案为:[0,1].
若长方体三个面的面积分别为,则长方体的体积等于( )
正确答案
解析
解:如图,
设长方体ABCD-A1B1C1D1 的侧面AA1B的面积为,侧面AA1D的侧面积为
,侧面ABD的侧面积为
.
再设侧棱AA1=a,AD=b,AB=c.
则,三式作积得:a2b2c2=6.
∴abc=.
∴长方体的体积等于.
故选A.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为棱DD1,AB上的点.已知下列判断:
①A1C⊥平面B1EF;
②△B1EF在侧面BCC1B1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的位置有关,与点F的位置无关.
其中正确结论的序号为______(写出所有正确结论的序号).
正确答案
②③
解析
解:若A1C⊥平面B1EF,则A1C⊥B1F,由三垂线逆定理知:B1F⊥A1B,又当F与A不重合时,B1F与A1B不垂直,∴①错误;
∵E在侧面BCC1B1上的投影在CC1上,F在侧面BCC1B1上的投影是B,∴△B1EF在侧面BCC1B1上的正投影是三角形,三角形的面积S=×棱长×棱长为定值.∴②正确;
设平面A1B1C1D1∩平面B1EF=l,∵平面A1B1C1D1内总存在与l平行的直线,由线面平行的判定定理得与l平行的直线,与平面B1EF平行,∴③正确;
设E与D重合,F位置变化,平面B1EF与平面ABCD所成的二面角(锐角)的大小也在变化,∴④错误.
故答案为:②③.
如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1,截去三个角A-BDA1,C-BDC1,B1-BA1C1后形成的几何体的体积与原正方体的体积之比值为______.
正确答案
解析
解:设正方体的棱长为:a,
∵BB1⊥平面A1B1C1D1,
∴△A1B1C1是棱锥B-A1B1C1的底,
BB1是棱锥的高,△A1B1C1的面积=a2,
截下部分体积=BB1×
=
a•
a2=
,被截去的棱锥的体积为:
=
,
正方体体积=a3,
剩余部分体积=a3-a3=
a3.
∴正方体ABCD-A1B1C1D1,截去三个角A-BDA1,C-BDC1,B1-BA1C1后形成的几何体的体积与原正方体的体积之比值为:.
故答案为:.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:棱柱的定义是,有两个面互相平行,其余各面都是四边形,相邻的公共边互相平行,有这些面围成的几何体是棱柱;可以判断A正确;B不正确,例如正六棱柱的相对侧面;C不正确,只有直棱柱满足C的条件;D不正确,例如长方体.
故选A
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