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1、瘋狂專練9 立體幾何與空間向量
一、選擇題
1.點到點,的距離相等,則的值為()
A. B. C. D.
2.如果直線,與平面,,,滿足,,且,那么必有()
A.且 B.且 C.且 D.且
3.下列說法正確的是()
A.若兩個平面和第三個平面都垂直,則這兩個平面平行
B.若兩條直線和一個平面所成的角相等,則這兩條直線平行
C.若一個平面內(nèi)的所有直線都和另一個平面平行,則這兩個平面平行
D.若兩條平行直線中的一條和一個平面平行,則另一條也和這個平面平行
4.如圖,在正方體中,是底面的中心,,為垂足,則與平面的位置關系是()
A.垂直 B.平行 C.斜交 D
2、.以上都不對
5.如圖,已知四棱錐的底面是平行四邊形,交于點,為中點,在上,,平面,則的值為()
A. B. C. D.
6.如圖,已知六棱錐的底面是正六邊形,平面,,則下列結論正確的是()
A. B.平面平面
C.直線平面 D.直線與平面所成的角為
7.在直角梯形中,,,,,將沿折起,使平面平面,構成三棱錐,如圖,則在三棱錐中,下列結論正確的是()
A.平面平面 B.平面平面
C.平面平面 D.平面平面
8.某四面體的三視圖如圖所示,該四面體外接球的表面積為()
A. B. C. D.
9.如圖,已知梯形中,,,為線段的中點,四邊形為正方形,
現(xiàn)沿
3、進行折疊,使得平面平面,得到如圖所示的幾何體.已知當點滿足時,平面平面,則的值為()
A. B. C. D.
10.兩球和在棱長為的正方體的內(nèi)部,且互相外切,若求與過點的正方體的三個面相切,球與過點的正方體的三個面相切,則球和的表面積之和的最小值為()
A. B. C. D.
11.已知球是正三棱錐的外接球,底邊,側棱,點在線段上,
且,過點作球的截面,則所得截面圓面積的取值范圍是()
A. B. C. D.
12.在正方形中,點是棱的中點,點是線段上的一個動點,有以下三個
命題:
①異面直線與所成的角是定值;
②三棱錐的體積是定值;
③直線與平面所成的角是定值.
4、
其中真命題的個數(shù)是()
A. B. C. D.
二、填空題
13.如圖,一豎立在地面上的圓錐形物體的母線長為,一只小蟲從圓錐的底面圓上的點出發(fā),繞圓錐爬行一周后回到點處,若該小蟲爬行的最短路程為,則這個圓錐的體積為.
14.在三棱錐中,,,,二面角的余弦值是,若、、、都在同一球面上,則該球的表面積是.
15.在正方體中,是棱的中點,是側面內(nèi)的動點,且平面,則直線與平面所成角的正弦值的取值范圍是.
16.如圖,已知四棱錐中,底面是梯形,,,且,頂點在平面內(nèi)的射影在上,.若直線與所成角為,則二面角的余弦值為.
答 案 與解析
一、選擇題
5、
1.【答案】B
【解析】根據(jù)題意,結合空間中兩點的距離公式可知,點到點,的距離相等,
則有,
則可知的值為,故選B.
2.【答案】A
【解析】∵,,∴,
∵,∴,故選A.
3.【答案】C
【解析】正方體過同一頂點的三個平面可以兩兩互相垂直,所以A錯誤;
圓錐的兩條母線與底面形成的夾角相等,但是兩條母線相交,所以B錯誤;
若一個平面內(nèi)的所有直線都和另一個平面平行,則該平面內(nèi)有兩條相交直線與另一個平面平行,
所以這兩個平面平行,故C正確;
另一條直線可能在這個平面內(nèi),結論不成立,故D錯誤.
4.【答案】A
【解析】連接,,
∵幾何體是正方體,底面是正
6、方形,∴.
∵平面,∴,
∵,,∴平面.
5.【答案】D
【解析】如圖所示,
設交于點,連接,
∵為的中點,則,由于四邊形是平行四邊形,,
∴,,∴,
因為平面,平面,平面平面,
所以,∴.
6.【答案】D
【解析】∵與在平面的射影不垂直,所以A不成立,
又平面平面,所以平面平面也不成立,
平面,∴直線平面也不成立.
在中,,∴,故選D.
7.【答案】D
【解析】在直角梯形中,
因為是等腰直角三角形,故,
所以,故,折起后仍然滿足.
因為平面平面,平面,平面平面,
所以平面,因平面,所以.
又因為,,所以平面,
因平面,所以平面平面.
8.
7、【答案】C
【解析】還原幾何體如圖,在底面中作,交點為,
,,,,,
,
又,
則外接圓的半徑,將三棱錐補成三棱柱,知,
則,即.
9.【答案】C
【解析】因為四邊形為正方形,且平面平面平面,
所以建立空間直角坐標系(如圖所示),
又因為,,
所以,,,,,則,
設平面的法向量為,則由,??;
設平面的法向量為,則由,取,
由題意知,解得.
10.【答案】A
【解析】設球與球的半徑分別為,,球心和對應的頂點的連線可看成對應的小正方體的對角線,∴,,,
球與球的表面積之和為:,
當且僅當時取等號,其表面積和的最小值為.
11.【答案】B
【解析】
8、如圖,
設的中心為,球的半徑為,連接,,,,
則,,
在中,,解得,
∵,∴,
在中,,∴,
過點作圓的截面,當截面與垂直時,截面的面積最小,
此時截面圓的半徑為,面積為,
最大面積是大圓面積為,故答案為.
12.【答案】B
【解析】以為坐標原點,,,所在直線為軸,軸,軸建立空間直角坐標系,
設正方體的棱長為,可得,,,,,,,
設,可得,,可得,
故異面直線與所成的角為定值,故①正確;
三棱錐的底面為定值,且,點是線段上的一個動點,可得點到底面的距離為定值,則②正確;
,,,可得平面的一個法向量為,
可得不為定值,故③錯誤,
故選B.
二、填空題
9、
13.【答案】
【解析】作出該圓錐的側面展開圖,如圖中陰影部分所示,該小蟲爬行的最短路為,
∵,,則由余弦定理可求得,
設底面圓的半徑為,圓錐的高為,則有,,
∴圓錐的體積.
14.【答案】
【解析】取中點為,并連接、,
因為,,所以,,
即二面角的平面角為,即.
在中,,在中,,
在中,,
則,,
所以,平面.
三棱錐可放入棱長為的對應的正方體中,
設三棱錐的外接球半徑為,則,
所以外接球表面積為.
15.【答案】
【解析】取中點,中點,連,,,
在正方體中易知,,則平面平面,
平面,所以平面,則點的軌跡是線段.
如圖,以為原點建立空間直角坐標系,
設正方體的棱長為,
,,,,,,
設,,則,
設是平面的法向量,
,即,取,
,
,
因為,所以,
所以,即所求線面角的正弦值的取值范圍是.
16.【答案】
【解析】∵平面,∴,
∵,∴平面.
以為原點,建立空間直角坐標系,如圖,
∵平面,∴軸.
設,,,
則,,,
,,,
,得,
直線與所成角為,得,
即有,,解得,所以,
設平面的法向量為,則由,?。?
設平面的法向量為,則由,取,
,
二面角的平面角為鈍角,所以二面角的余弦值為.
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