立体几何练习题(精)
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. . 立体几何练习题
1.设α、β、γ为两两不重合的平面,l、m、n为两两不重合的直线,给出下列四个命题: 若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β;②若m⊂α,n⊂α,m∥β,n∥β,则α∥β; ③若α∥β,l⊂α,则l∥β;④若α∩β=l,β∩γ=m,γ∩α=n,l∥γ,则m∥n. 其中真命题的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 2.正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,BD1与平面ABCD所成角的余弦值为()
A. B. C D.
3.三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1=2且AA1⊥平面ABC,△ABC是 边长为的正三角形,该三棱柱的六个顶点都在一个球面上,则这个球的体积为() A. 8π B. C. D. 8π 4.三个平面两两垂直,它们的三条交线交于点O,空间一点P到三个平面的距离分别为3、4、5,则OP长为() A. 5 B. 2 C. 3 D. 5 5.如图,四棱锥S﹣ABCD的底面为正方形,SD⊥底面ABCD,则下列结论中不正确的是()
A. AC⊥SB
B.AB∥平面SCD C. SA与平面SBD所成的角等于SC与平面SBD所成的角 D. AB与SC所成的角等于DC与SA所成的角 6.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面为正方形,PD⊥底面ABCD,PD=AD=1,设点CG到平面PAB的距离为d1,点B到平面PAC的距离为d2,则有( ) A. 1<d1<d2 B. d1<d2<1 C. d1<1<d2 D. d2<d1<1 7.在锐角的二面角EF,AEF,AG,45GAE,若AG与所成角为30,则二面角EF为__________. 8.给出下列四个命题: (1)若平面上有不共线的三点到平面的距离相等,则//; (2)两条异面直线在同一平面内的射影可能是两条平行直线; (3)两条异面直线中的一条平行于平面,则另一条必定不平行于平面; (4)b,a为异面直线,则过a且与b平行的平面有且仅有一个.
E
F A G
.
. 其中正确命题的序号是_______________________
9.已知正方体 1111ABCDABCD中,点E是棱 11AB的中点,则直线AE与平而 11BDDB所成角的正弦值是_________. 10.已知直三棱柱111ABCABC中,090ABC,122ACAA,2AB,M为1BB的中点,则1B与平面ACM的距离为______ 11.边长分别为a、b的矩形,按图中所示虚线剪裁后,可将两个小矩形拼接成一个正四棱锥的底面,其余恰好拼接成该正四棱锥的4个侧面,则ba的取值范围是 . 12.已知矩形ABCD的长4AB,宽3AD,将其沿对角线BD折起,得到四面体ABCD,如图所示, 给出下列结论:
①四面体ABCD体积的最大值为725; ②四面体ABCD外接球的表面积恒为定值; ③若EF、分别为棱ACBD、的中点,则恒有EFAC且EFBD;
④当二面角ABDC为直二面角时,直线ABCD、所成角的余弦值为1625;
⑤当二面角ABDC的大小为60时,棱AC的长为145. 其中正确的结论有 (请写出所有正确结论的序号). 13.如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=BB1,直线B1C与平面ABC成30°角. (I)求证:平面B1AC⊥平面ABB1A1; (II)求直线A1C与平面B1AC所成角的正弦值.
14.如图,在三棱锥P﹣ABC中,D,E,F分别为棱PC,AC,AB的中点.已知PA⊥AC,PA=AB=6,BC=8,DF=5. (1)若PB⊥BC,证明平面BDE⊥平面ABC.
43
4
3ABCD4334DCBA.
. (2)求直线BD与平面ABC所成角的正切值.
15.如图,长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=AD=1,AA1=2,点P为DD1的中点. (1)求证:直线BD1∥平面PAC; (2)求证:平面PAC⊥平面BDD1B1; (3)求CP与平面BDD1B1所成的角大小.
16.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面是正方形,PD⊥底面ABCD,点E在棱PB上 (1)求证:AC⊥平面PDB (2)当PD=AB且E为PB的中点时,求AE与平面PDB所成的角的大小.
17.在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为平行四边形,∠ADC=45°,AD=AC=1,O为AC中点,PO⊥平面ABCD,PO=2,M为PD中点. (Ⅰ)求证:PB∥平面ACM; (Ⅱ)求证:AD⊥平面PAC; (Ⅲ)求二面角M﹣AC﹣D的正切值. .
. 18.如图所示,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,点E在线段PC上,PC⊥平面BDE. (1)证明:BD⊥平面PAC; (2)若PA=1,AD=2,求二面角B﹣PC﹣A的正切值.
19.如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,CA⊥CB,AA1=AC=CB=2,D是AB的中点. (1)求证:BC1∥平面A1CD; (2)求证:A1C⊥AB1; (3)若点E在线段BB1上,且二面角E﹣CD﹣B的正切值是,求此时三棱锥C﹣A1DE的体积.
20.如图,四棱锥S﹣ABCD的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的倍,P为侧棱SD上的点. (1)求证:AC⊥SD; (2)若SD⊥平面PAC,求二面角P﹣AC﹣D的大小; (3)在(2)的条件下,侧棱SC上是否存在一点E,使得BE∥平面PAC.若存在,求SE:EC的值;若不存在,试说明理由. . . 试卷答案
1.B: 解:若α⊥γ,β⊥γ,则α与β可能平行也可能相交,故①错误; 由于m,n不一定相交,故α∥β不一定成立,故②错误; 由面面平行的性质定理,易得③正确; 由线面平行的性质定理,我们易得④正确; 故选B 2.D 考点: 棱柱的结构特征. 专题: 空间角. 分析: 找出BD1与平面ABCD所成的角,计算余弦值.
解答: 解:连接BD,; ∵DD1⊥平面ABCD,∴BD是BD1在平面ABCD的射影, ∴∠DBD1是BD1与平面ABCD所成的角; 设AB=1,则BD=,BD1=,
∴cos∠DBD1===; 故选:D. 点评: 本题以正方体为载体考查了直线与平面所成的角,是基础题. 3.C
考点: 球的体积和表面积. 专题: 计算题;空间位置关系与距离. 分析: 根据题意,正三棱柱的底面中心的连线的中点就是外接球的球心,求出球的半径即可求出球的体积. 解答: 解:由题意可知:正三棱柱的底面中心的连线的中点就是外接球的球心, 因为△ABC是边长为的正三角形,所以底面中心到顶点的距离为:1; . . 因为AA1=2且AA1⊥平面ABC,所以外接球的半径为:r==.
所以外接球的体积为:V=πr3=π×()3=. 故选:C. 点评: 本题给出正三棱柱有一个外接球,在已知底面边长的情况下求球的体积.着重考查了正三棱柱的性质、正三角形的计算和球的体积公式等知识,属于中档题. 4.D
考点: 平面与平面垂直的性质. 专题: 计算题;空间位置关系与距离. 分析: 构造棱长分别为a,b,c的长方体,P到三个平面的距离即为长方体的共顶点的三条棱的长,OP为长方体的对角线,求出OP即可. 解答: 构造棱长分别为a,b,c的长方体,P到三个平面的距离即为长方体的共顶点的三条棱的长, 则a2+b2+c2=32+42+52=50 因为OP为长方体的对角线. 所以OP=5. 故选:D. 点评: 本题考查点、线、面间的距离计算,考查计算能力,是基础题. 5.D
考点: 直线与平面垂直的性质. 专题: 综合题;探究型. 分析: 根据SD⊥底面ABCD,底面ABCD为正方形,以及三垂线定理,易证AC⊥SB,根据线面平行的判定定理易证AB∥平面SCD,根据直线与平面所成角的定义,可以找出∠ASO是SA与平面SBD所成的角,∠CSO是SC与平面SBD所成的角,根据三角形全等,证得这两个角相等;异面直线所成的角,利用线线平行即可求得结果. 解答: 解:∵SD⊥底面ABCD,底面ABCD为正方形, ∴连接BD,则BD⊥AC,根据三垂线定理,可得AC⊥SB,故A正确; ∵AB∥CD,AB⊄平面SCD,CD⊂平面SCD, ∴AB∥平面SCD,故B正确; ∵SD⊥底面ABCD, . . ∠ASO是SA与平面SBD所成的角,∠DSO是SC与平面SBD所成的,
而△SAO≌△CSO, ∴∠ASO=∠CSO,即SA与平面SBD所成的角等于SC与平面SBD所成的角,故C正确; ∵AB∥CD,∴AB与SC所成的角是∠SCD,DC与SA所成的角是∠SAB, 而这两个角显然不相等,故D不正确; 故选D. 点评: 此题是个中档题.考查线面垂直的性质定理和线面平行的判定定理,以及直线与平面所成的角,异面直线所成的角等问题,综合性强. 6.D
考点: 点、线、面间的距离计算. 专题: 综合题;空间位置关系与距离;空间角. 分析: 过C做平面PAB的垂线,垂足为E,连接BE,则三角形CEB为直角三角形,根据斜边大于直角边,再根据面PAC和面PAB与底面所成的二面角,能够推导出d2<d1<1. 解答: 解:过C做平面PAB的垂线, 垂足为E,连接BE, 则三角形CEB为直角三角形,其中∠CEB=90°, 根据斜边大于直角边,得CE<CB,即d2<1. 同理,d1<1. 再根据面PAC和面PAB与底面所成的二面角可知,前者大于后者, 所以d2<d1. 所以d2<d1<1. 故选D. 点评: 本题考查空间距离的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意空间角的灵活运用. 7.4
8.(2)(4) 9.1010