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题型:填空题
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填空题

三棱锥S—ABC中,SA⊥底面ABC,SA=4,AB=3,G为底面三角形ABC的重心,∠ABC=90°,则点G到面SBC的距离等于           

正确答案

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题型:填空题
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填空题

面上四点P、A、B、C满足:PA、PB、PC两两垂直,PA=PB=PC=2,则球的体积等于             

正确答案

由题意三棱锥是正方体的一个角,它的外接球就是三棱锥扩展为正方体的外接球,正方体的体对角线就是外接球的直径,求出直径即可求出这个球的体积和表面积.

解:三棱锥是正方体的一个角,它的外接球就是三棱锥扩展为正方体的外接球,正方体的体对角线就是外接球的直径,

所以正方体的体对角线长为: 2,球的半径为:=

所以球的体积为:

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题型:简答题
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简答题

如图,三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱AA1⊥平面ABC,△ABC为正三角形,且侧面AA1C1C是边长为2的正方形,E是的中点,F在棱CC1上。

(1)当CF时,求多面体ABCFA1的体积;

(2)当点F使得A1F+BF最小时,判断直线AE与A1F是否垂直,并证明的结论。

正确答案

(1) ;(2) ,证明详见解析

试题分析:(1)此多面体是以为底面,以B为顶点的四棱锥,而且,因为△ABC为正三角形,所以△ABC的AC边上的高即为此四棱锥的高,底面是直角梯形,所以利用锥体体积公式即可求得其体积。(2)把立体图展成平面图后,两点之间直线最短,连接与点F,此时A1F+BF最小,分析可知F为的中点。过点,则的中点,此时只需判断AE与EG是否垂直即可。求出三角形AEG三边长即可得证,详见解析。

试题解析:解:(Ⅰ)

由已知可得的高为且等于四棱锥的高.

,即多面体的体积为        5分

(Ⅱ)将侧面展开到侧面得到矩形,连结,交于点,此时点使得最小.此时平行且等于的一半,的中点.   7分

过点,则的中点,.

过点,则

于是在中,

中,

中, ∴              13分

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题型:简答题
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简答题

如图,四棱锥中,底面是边长为1的正方形,平面的中点,在棱上.

(1)求证:

(2)求三棱锥的体积.

正确答案

(1)证明过程详见解析;(2).

试题分析:本题主要以四棱锥为几何背景考查线线平行、线线垂直、线面垂直、线面平行、面面垂直以及三棱锥的体积等基础知识,考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力.第一问,在中,都是中点,所以,利用面面垂直的判定可以判断平面平面,因为垂直2个面的交线,所以垂直平面,即平面,因为垂直,所以利用线面垂直的判定得平面,所以面内的线;第二问,将所求三棱锥进行等体积转换,法一是利用,法二是利用,进行求解.

试题解析:(Ⅰ)连接

的中点,

因为平面平面

所以平面平面

且平面平面平面

所以平面,      4分

,又平面平面,

所以.       6分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面,所以平面

平面,所以即为点与平面的距离,,而,      10分

      12分

解法二

(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面,所以平面

所以即为点与平面的距离

.

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题型:简答题
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简答题

某个实心零部件的形状是如下图所示的几何体,其下部是底面均是正方形,侧面是全等的等腰梯形的四棱台,上部是一个底面与四棱台的上底面重合,侧面是全等的矩形的四棱柱.

(1)证明:直线平面

(2)现需要对该零部件表面进行防腐处理.已知(单位:),每平方厘米的加工处理费为元,需加工处理费多少元?

正确答案

(1)详见解析;(2)所需加工处理费为元.

试题分析:(1)先证,再证平面,从而得到平面,在证明平面的过程中,利用四边形为正方形得到,再由直棱柱的性质得到平面,从而得到,再利用直线与平面垂直的判定定理得到平面;(2)先计算该几何体的表面积,然后利用单价乘以表面积便可以得到加工处理费.

试题解析:(1)因为四棱柱ABCD-A2B2C2D2的侧面是全等的矩形,

所以AA2⊥AB,AA2⊥AD,又因为AB∩AD=A,所以AA2⊥平面ABCD.

连接BD,因为BD⊂平面ABCD,所以AA2⊥BD.

因为底面ABCD是正方形,所以AC⊥BD.

根据棱台的定义可知,BD与B1D1共面.

又已知平面ABCD∥平面A1B1C1D1,且平面BB1D1D∩平面ABCD=BD,

平面BB1D1D∩平面A1B1C1D1=B1D1,所以B1D1∥BD.于是

由AA2⊥BD,AC⊥BD,B1D1∥BD,可得AA2⊥B1D1,AC⊥B1D1

又因为AA2∩AC=A,所以B1D1⊥平面ACC2A2.

(2)因为四棱柱ABCD-A2B2C2D2的底面是正方形,侧面是全等的矩形,

所以S1=S四棱柱上底面+S四棱柱侧面=(A2B2)2+4AB·AA2=102+4×10×30=1 300(cm2).

又因为四棱台A1B1C1D1-ABCD的上、下底面均是正方形,侧面是全等的等腰梯形.

所以S2=S四棱台下底面+S四棱台侧面

=(A1B1)2+4×(AB+A1B1)h等腰梯形的高

=202+4×(10+20)

=1120(cm2).

于是该实心零部件的表面积为S=S1+S2=1300+1120=2420(cm2),

故所需加工处理费为0.2S=0.2×2420=484(元).

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