(全国通用版)2019高考数学二轮复习 12+4分项练9 直线与圆 文
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2019年 12+4分项练9 立体几何 1.已知a,b为异面直线,下列结论不正确的是( ) A.必存在平面α,使得a∥α,b∥α B.必存在平面α,使得a,b与α所成角相等 C.必存在平面α,使得a⊂α,b⊥α D.必存在平面α,使得a,b与α的距离相等 答案 C 解析 由a,b为异面直线知,在A中,在空间中任取一点O(不在a,b上),过点O分别作a,b的平行线,则由过点O的a,b的平行线确定一个平面α,使得a∥α,b∥α,故A正确;
在B中,平移b至b′与a相交,因而确定一个平面α,在α上作a,b′夹角的平分线,明显可以作出两条.过角平分线且与平面α垂直的平面使得a,b′与该平面所成角相等,角平分线有两条,所以有两个平面都可以.故B正确;在C中,当a,b不垂直时,不存在平面α,使得a⊂α,b⊥α,故C错误;在D中,过异面直线a,b的公垂线的中点作与公垂线垂直的平面α,则平面α使得a,b与α的距离相等,故D正确.故选C. 2.(2018·泸州模拟)设a,b是空间中不同的直线,α,β是不同的平面,则下列说法正确的是( ) A.a∥b,b⊂α,则a∥α B.a⊂α,b⊂β,α∥β,则a∥b C.a⊂α,b⊂α,a∥β,b∥β,则α∥β D.α∥β,a⊂α,则a∥β 答案 D 解析 由a,b是空间中不同的直线,α,β是不同的平面知, 在A中,a∥b,b⊂α,则a∥α或a⊂α,故A错误; 在B中,a⊂α,b⊂β,α∥β,则a与b平行或异面,故B错误; 在C中,a⊂α,b⊂α,a∥β,b∥β,则α与β相交或平行,故C错误; 在D中,α∥β,a⊂α,则由面面平行的性质得a∥β,故D正确. 3.(2018·福建省厦门外国语学校模拟)如图,在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E为棱BB1的中点,用过点A,E,C1的平面截去该正方体的下半部分,则剩余几何体的正(主)视图是( ) 2019年 答案 A 解析 取DD1的中点F,连接AF,C1F, 平面AFC1E为截面.如图所示,
所以上半部分的正(主)视图,如A选项所示,故选A. 4.(2018·昆明模拟)一个几何体挖去部分后的三视图如图所示,若其正(主)视图和侧(左)视图都是由三个边长为2的正三角形组成,则该几何体的表面积为( )
A.13π B.12π C.11π D.23π 答案 B 解析 由三视图可知,该几何体是一个圆台,内部挖去一个圆锥.圆台的上底面半径为1,下底面半径为2,母线长为2,圆锥底面为圆台的上底面,顶点为圆台底面的圆心. 圆台侧面积为π(1+2)×2=6π, 下底面面积为π×22=4π, 圆锥的侧面积为π×1×2=2π. 所以该几何体的表面积为6π+4π+2π=12π. 5.(2018·洛阳统考)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( ) 2019年 A.233 B.152 C.476 D.8 答案 A 解析 根据题中所给的几何体的三视图,可以得到该几何体是由正方体切割而成的, 记正方体为ABCD-A1B1C1D1,取A1D1的中点M,取D1C1的中点N, 该几何体就是正方体切去一个三棱锥D-MND1之后剩余的部分,
故其体积为V=23-13×12×1×1×2=233. 6.现有编号为①,②,③的三个三棱锥(底面水平放置),俯视图分别为图1、图2、图3,则至少存在一个侧面与此底面互相垂直的三棱锥的所有编号是( )
A.① B.①② C.②③ D.①②③ 答案 B 解析 根据题意可得三个立体几何图形如图所示:由图一可得侧面ABD,ADC与底面垂直,由图二可得面ACE垂直于底面,由图三可知,无侧面与底面垂直.
7.(2018·漳州模拟)在直三棱柱A1B1C1-ABC中,A1B1=3,B1C1=4,A1C1=5,AA1=2,则其外接球与内切球的表面积的比值为( )
A.294 B.192 C.292 D.29 答案 A 解析 如图1,分别取AC,A1C1的中点G,H,连接GH, 2019年 取GH的中点O,连接OA, 由题意,得A1B21+B1C21=A1C21, 即△A1B1C1为直角三角形, 则点O为外接球的球心,OA为半径,
则R=OA=1+254=292; 如图2,作三棱柱的中截面, 则中截面三角形的内心是该三棱柱的内切球的球心,
中截面三角形的内切圆的半径r=3+4-52=1,也是内切球的半径, 因为R∶r=29∶2, 则其外接球与内切球的表面积的比值为4πR24πr2=294.
8.(2018·南昌模拟)已知E,F,H,G分别是四面体ABCD棱AB,BC,CD,DA上的点,且AE=EB,BF=FC,CH=2HD,AG=2GD,则下列说法错误的是( ) A.AC∥平面EFH B.BD∥平面EFG C.直线EG,FH,BD相交于同一点 D.FE∥GH 答案 B 解析 对于A,EA=EB,BF=FC,CH=2HD,AG=2GD,可得到GH∥AC,EF∥AC, 又AC⊄平面EFH,故AC∥平面EFH,选项A正确. 对于B,因为BD和FH不平行,而且两条直线在同一平面内,故得到两直线相交,可得到BD与平面EFG是相交的关系.选项B不正确. 对于C,由A选项,结合平行线的传递性得到GH∥EF,则E,F,G,H四点共面,且为梯形,延长EG和FH相交于点M,则点M在FH的延长线上,故在面BCD内,同理M点也在平面ABD内,故M应该在两个平面的交线上,即在直线BD上,故得证.选项C正确. 对于D,由选项A,C可知选项D正确. 9.如图所示,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 2019年 ( )
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 答案 D 解析 对于选项A,由题意得SD⊥AC,AC⊥BD,SD∩BD=D,∴AC⊥平面SBD,故AC⊥SB,故A正确;对于选项B,∵AB∥CD,AB⊄平面SCD,∴AB∥平面SCD,故B正确;对于选项C,由对称性知SA与平面SBD所成的角与SC与平面SBD所成的角相等,故C正确. 10.如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,已知∠BCA=90°,∠BAC=60°,AC=4,E为AA1的中点,点F为BE的中点,点H在线段CA1上,且A1H=3HC,则线段FH的长为( )
A.23 B.4 C.13 D.3 答案 C
解析 由题意知,AB=8,过点F作FD∥AB交AA1于点D,连接DH,则D为AE中点,FD=12AB
=4, 又A1HHC=A1DDA=3,所以DH∥AC,∠FDH=60°,
DH=34AC=3,由余弦定理得
FH=42+32-2×4×3×cos 60°=13,故选C.
11.我国古代数学名著《九章算术》中“开立圆术”曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所得开立方除之,即立圆径.“开立圆术”相当于给出了已知球的体积V,求其直径d的一 2019年 个近似公式d≈3163V,人们还用过一些类似的近似公式,根据π=3.141 59…判断,下列近似公式中最精确的一个是( )
A.d≈36031V B.d≈32V C.d≈3158V D.d≈32111V 答案 D 解析 根据球的体积公式V=43πR3=43πd23,
得d=36Vπ,设选项中的常数为ab,则π=6ba, 选项A代入得π=31×660=3.1, 选项B代入得π=62=3, 选项C代入得π=6×815=3.2, 选项D代入得π=11×621=3.142 857, D选项更接近π的真实值,故选D. 12.已知四边形ABCD为边长等于5的正方形,PA⊥平面ABCD,QC∥PA,且异面直线QD与PA所成的角为30°,则四棱锥Q-ABCD外接球的表面积等于( )
A.12524π B.25π C.1256π D.1252π 答案 B 解析 因为PA⊥平面ABCD,QC∥PA, 所以QC⊥平面ABCD,且异面直线QD与PA所成的角即∠DQC, 所以∠DQC=30°, 又CD=5,所以QC=15. 由于CB,CQ,CD两两垂直, 所以四棱锥Q-ABCD的外接球的直径就是以CB,CQ,CD为棱的长方体的体对角线,设四棱锥Q-ABCD外接球的半径为R,
则R=52,所以外接球的表面积为4π·522=25π. 2019年 13.如图所示,AB是⊙O的直径,PA⊥⊙O所在的平面,C是圆上一点,且∠ABC=30°,PA=AB,则直线PC与平面ABC所成角的正切值为________.
答案 2 解析 因为PA⊥平面ABC,所以AC为斜线PC在平面ABC上的射影,所以∠PCA即为PC与平
面ABC所成的角.在Rt△PAC中,AC=12AB=12PA,
所以tan∠PCA=PAAC=2. 14.如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥平面ABC.若AB=AC=AA1=1,BC=2,则异面直线A1C与B1C1所成的角为________.
答案 60° 解析 因为几何体是棱柱,BC∥B1C1,则∠A1CB就是异面直线A1C与B1C1所成的角,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥平面ABC,AB=AC=AA1=1,BC=2,则BA1=AA21+AB2=2,CA1=AA21+AC2=2,所以△BCA1是正三角形,
故异面直线所成的角为60°. 15.(2018·南昌模拟)已知正三棱台ABC-A1B1C1的上、下底边长分别为33,43,高为7,若该正三棱台的六个顶点均在球O的球面上,且球心O在正三棱台ABC-A1B1C1内,则球O的表面积为________. 答案 100π 解析 因为正三棱台ABC-A1B1C1的上、下底边长分别为33,43, 取正三棱台的上、下底面的中心分别为E,E1, 则正三棱台的高为h=EE1=7,