2018-2022五年全国高考数学立体几何真题分类汇编(试卷版)
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2018-2022五年全国各省份高考数学真题分类汇编
专题21立体几何解答题
一、解答题
1.(2022高考北京卷·第17题)如图,在三棱柱
111ABCABC
中,侧面
11BCCB
为正方形,
平面
11BCCB平面
11ABBA
,2ABBC
,M,N分别为
11AB
,AC的中点.
(1)求证:MN∥
平面
11BCCB
;
(2)再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求直线AB与平面BMN所成
角的正弦值.
条件①:ABMN
;
条件②:BMMN.
注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.
2.(2022年高考全国甲卷数学(理)·第18题)在四棱锥PABCD中,PD底面
,,1,2,3ABCDCDABADDCCBABDP∥.
(1)证明:BDPA;
(2)求PD与平面PAB所成的角的正弦值.3.(2022年浙江省高考数学试题·第19题)如图,已知ABCD
和CDEF都是直角梯形,
//ABDC
,//DCEF
,5AB
,3DC
,1EF,60BADCDE,二
面角FDCB的平面角为60
.设M,N分别为,AEBC的中点.
(1)证明:FNAD;
(2)求直线BM与平面ADE所成角的正弦值.
4.(2022新高考全国II卷·第20题)如图,PO
是三棱锥PABC
的高,PAPB,
ABAC
,E是PB的中点.
(1)证明://OE
平面PAC
;
(2)若30ABOCBO
,3PO
,5PA
,求二面角CAEB的正弦值.5.(2022新高考全国I卷·第19题)如图,直三棱柱
111ABCABC
的体积为4,
1ABC
的
面积为22.
(1)求A到平面
1ABC
的距离;
(2)设D为
1AC
的中点,
1AAAB
,平面
1ABC
平面
11ABBA
,求二面角ABDC
的正弦值.
6.(2022年高考全国乙卷数学(理)·第18题)如图,四面体ABCD
中,
,,ADCDADCDADBBDC
,E为AC的中点.
(1)证明:平面BED平面ACD
;
(2)设2,60ABBDACB
,点F在BD上,当AFC△的面积最小时,求CF
与平面ABD所成的角的正弦值.7.(2021年高考浙江卷·第19题)如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD是平行四边
形,120,1,4,15ABCABBCPA,M,N分别为,BCPC的中点,
,PDDCPMMD.
(1)证明:ABPM;
(2)求直线AN与平面PDM所成角的正弦值.
8.(2021年新高考全国Ⅱ卷·第19题)在四棱锥QABCD
中,底面ABCD是正方形,若
2,5,3ADQDQAQC.
(1)证明:平面QAD
平面ABCD;
(2)求二面角BQDA的平面角的余弦值.9.(2021年新高考Ⅰ卷·第20题)如图,在三棱锥ABCD中,平面ABD平面BCD,
ABAD,O为BD的中点.
(1)证明:OACD;
(2)若OCD是边长为1的等边三角形,点E在棱AD上,2DEEA,且二面角
EBCD的大小为45,求三棱锥ABCD的体积.
10.(2021年高考全国乙卷理科·第18题)如图,四棱锥PABCD
的底面是矩形,PD
底面ABCD
,1PDDC
,M为BC
的中点,且PBAM.
(1)求BC
;
(2)求二面角APMB的正弦值.11.(2021年高考全国甲卷理科·第19题)已知直三棱柱
111ABCABC
中,侧面
11AABB
为
正方形,2ABBC
,E,F分别为AC
和
1CC的中点,D为棱
11AB
上的点.
11BFAB
(1)证明:BFDE;
(2)当
1BD
为何值时,面
11BBCC
与面DFE所成的二面角的正弦值最小?
12.(2021高考北京·第17题)如图:在正方体
1111ABCDABCD
中,E
为
11AD
中点,
11BC
与平面CDE
交于点F.
(1)求证:F
为
11BC
的中点;
(2)点M
是棱
11AB
上一点,且二面角MFCE的余弦值为5
3,求1
11AM
AB的值.13.(2020年高考课标Ⅰ卷理科·第18题)如图,D为圆锥的顶点,O
是圆锥底面的圆心,
AE为底面直径,AEAD.ABC
是底面的内接正三角形,P为DO上一点,
6
6PODO.
(1)证明:PA平面PBC
;
(2)求二面角BPCE
的余弦值.
14.(2020年高考课标Ⅱ卷理科·第20题)如图,已知三棱柱ABC-A
1B
1C
1的底面是正三角形,
侧面BB
1C
1C是矩形,M,N分别为BC,B
1C
1的中点,P为AM上一点,过B
1C
1和P的
平面交AB于E,交AC于F.
(1)证明:AA
1∥MN,且平面A
1AMN⊥EB
1C
1F;
(2)设O为△A
1B
1C
1的中心,若AO∥平面EB
1C
1F,且AO=AB,求直线B
1E与平面A
1AMN
所成角的正弦值.15.(2020年高考课标Ⅲ卷理科·第19题)如图,在长方体
1111ABCDABCD
中,点,EF
分别在棱
11,DDBB
上,且
12DEED,
12BFFB.
(1)证明:点
1C
在平面AEF内;
(2)若2AB,1AD,
13AA
,求二面角
1AEFA
的正弦值.
16.(2020年新高考全国Ⅰ卷(山东)·第20题)如图,四棱锥P-ABCD的底面为正方形,PD
⊥底面ABCD.设平面PAD与平面PBC的交线为l.
(1)证明:l⊥平面PDC;
(2)已知PD=AD=1,Q为l上的点,求PB与平面QCD所成角的正弦值的最大值.17.(2020年新高考全国卷Ⅱ数学(海南)·第20题)如图,四棱锥P-ABCD的底面为正方形,
PD
底面ABCD.设平面PAD与平面PBC的交线为l.
(1)证明:l平面PDC;
(2)已知PD=AD=1,Q为l
上的点,QB
=2
,求PB与平面QCD所成角的正弦值.
18.(2020年浙江省高考数学试卷·第19题)如图,三棱台DEF—ABC中,面ADFC⊥面ABC,
∠ACB=∠ACD=45°,DC=2BC.
(I)证明:EF⊥DB;
(II)求DF与面DBC所成角的正弦值.19.(2020天津高考·第17题)如图,在三棱柱
111ABCABC中,
1CC平面
,,2ABCACBCACBC,
13CC,点,DE
分别在棱
1AA和棱
1CC上,且
12,ADCEM
为棱
11AB的中点.
(Ⅰ)求证:
11CMBD;
(Ⅱ)求二面角
1BBED的正弦值;
(Ⅲ)求直线AB与平面
1DBE所成角的正弦值.
20.(2020江苏高考·第24题)在三棱锥ABCD中,已知5CBCD,2BD,O为BD
的中点,AO平面BCD,2AO,E为AC的中点.
(1)求直线AB与DE所成角的余弦值;
(2)若点F在BC上,满足1
4BFBC,设二面角FDEC的大小为,求sin的值.21.(2020江苏高考·第15题)在三棱柱
111ABCABC中,ABAC,
1BC平面ABC,,EF
分别是
1,ACBC的中点.
(1)求证:EF平面
11ABC;
(2)求证:平面
1ABC平面
1ABB.
22.(2020北京高考·第16题)如图,在正方体
1111ABCDABCD中,E为
1BB的中点.
(Ⅰ)求证:
1//BC平面
1ADE;
(Ⅱ)求直线
1AA与平面
1ADE所成角的正弦值.23.(2019年高考浙江·第19题)如图,已知三棱柱
111ABCABC,平面
11AACC
平面ABC,
90ABC,30BAC,
11AAACAC,E,F分别是AC,
11AB的中点.
(Ⅰ)证明:EFBC;
(Ⅱ)求直线EF与平面
1ABC所成角的余弦值.
24.(2019年高考天津理·第17题)如图,AE
平面ABCD
,//,//CFAEADBC
,
,1,2ADABABADAEBC
.
(Ⅰ)求证:BF∥
平面ADE
;
(Ⅱ)求直线CE
与平面BDE
所成角的正弦值;
(Ⅲ)若二面角EBDF的余弦值为1
3,求线段CF的长.