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1、2022年高三數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 專題四 立體幾何模擬演練 文
一、填空題
1.(xx·蘇、錫、常、鎮(zhèn)調(diào)研)設(shè)α,β,γ是三個(gè)不重合的平面,l是直線,給出下列四個(gè)命題:
①若α⊥β,l⊥β,則l∥α;②若l⊥α,l∥β,則α⊥β;
③若l上有兩點(diǎn)到α的距離相等,則l∥α;
④若α⊥β,α∥γ,則γ⊥β.
其中正確命題的序號(hào)是________.
2.(xx·濟(jì)寧模擬)已知α,β表示兩個(gè)不同的平面,m為平面α內(nèi)的一條直線,則“α⊥β”是“m⊥β”的________條件.
3.(xx·蘇、錫、常、鎮(zhèn)模擬)在正方體ABCD -A1B1C1D1中,AB=2,點(diǎn)E為AD的中點(diǎn),點(diǎn)F在CD上,
2、若EF∥平面AB1C,則線段EF的長(zhǎng)度等于________.
4.(xx·泰州檢測(cè))設(shè)l是直線,α,β是兩個(gè)不同的平面.①若l∥α,l∥β,則α∥β;②若l∥α,l⊥β,則α⊥β;③若α⊥β,l⊥α,則l⊥β;④若α⊥β,l∥α,則l⊥β.則上述命題中正確的是________.
5.(xx·鎮(zhèn)江調(diào)研)如圖所示,ABCD是正方形,PA⊥平面ABCD,E,F(xiàn)分別是AC,PC的中點(diǎn),PA=2,AB=1,求三棱錐C-PED的體積為_(kāi)_______.
6.(xx·吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)已知E,F(xiàn)分別是矩形ABCD的邊BC與AD的中點(diǎn),且BC=2AB=2,現(xiàn)沿EF將平面ABEF折起,使平面ABEF⊥平面
3、EFDC,則三棱錐A-FEC外接球的體積為_(kāi)_______.
7.(xx·菏澤模擬)如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長(zhǎng)為1,E為棱DD1上的點(diǎn),F(xiàn)為AB的中點(diǎn),則三棱錐B1-BFE的體積為_(kāi)_______.
8.(xx·南通模擬)已知m,n表示兩條不同直線,α表示平面.給出以下說(shuō)法:
①若m∥α,n∥α,則m∥n;
②若m⊥α,n?α,則m⊥n;
③若m⊥α,m⊥n,則n∥α;
④若m∥α,m⊥n,則n⊥α;
則上述說(shuō)法錯(cuò)誤的是________(填序號(hào)).
9.(xx·南師附中模擬)在正三棱錐P-ABC中,M,N分別是PB,PC的中點(diǎn),若截面AMN⊥平面PBC,則
4、此棱錐中側(cè)面積與底面積的比為_(kāi)_______.
10.(xx·保定聯(lián)考)如圖,棱長(zhǎng)為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中,P為線段A1B上的動(dòng)點(diǎn),給出下列結(jié)論:
①DC1⊥D1P;
②平面D1A1P⊥平面A1AP;
③∠APD1的最大值為90°;
④AP+PD1的最小值為.
則上述結(jié)論正確的是________(填序號(hào)).
二、解答題
11.(xx·蘇州調(diào)研)如圖,在三棱錐S-ABC中,平面SAB⊥平面SBC,AB⊥BC,AS=AB.過(guò)點(diǎn)A作AF⊥SB,垂足為F,點(diǎn)E,G分別是棱SA,SC的中點(diǎn).
求證:(1)平面EFG∥平面ABC;
(2)BC⊥SA.
5、
12.(xx·蘇北四市調(diào)研)如圖,在四棱錐P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD.E和F分別是CD和PC的中點(diǎn).求證:
(1)PA⊥底面ABCD;
(2)BE∥平面PAD;
(3)平面BEF⊥平面PCD.
13.(xx·常州監(jiān)測(cè))如圖,在直三棱柱A1B1C1-ABC中,AB⊥BC,E,F(xiàn)分別是A1B,AC1的中點(diǎn).
(1)求證:EF∥平面ABC;
(2)求證:平面AEF⊥平面AA1B1B;
(3)若A1A=2AB=2BC=2a,求三棱錐F-ABC的體積.
6、
經(jīng)典模擬·演練卷
1.②④ [由線線、線面、面面平行與垂直的判定與性質(zhì)定理逐個(gè)判斷,真命題為②④.]
2.必要不充分 [當(dāng)m⊥β,m?α?xí)r,α⊥β,必要性成立.但α⊥β,m?α,則m?β或m∥β或m與β相交.因此“α⊥β”是“m⊥β”的必要不充分條件.]
3. [∵EF∥平面AB1C,EF?平面ABCD,
平面ABCD∩平面AB1C=AC,∴EF∥AC,
又∵E是AD的中點(diǎn),
∴F是CD的中點(diǎn),即EF是△ACD的中位線,
∴EF=AC=×2=.]
4.② [利用線與面、面與面的關(guān)系定理判定,用特例法.
設(shè)α∩β=a,若直線l∥a,且l?α,l?β,則l∥α,l
7、∥β,因此α不一定平行于β,故①錯(cuò)誤;由于l∥α,故在α內(nèi)存在直線l′∥l,又因?yàn)閘⊥β,所以l′⊥β,故α⊥β,所以②正確;若α⊥β,在β內(nèi)作交線的垂線l,則l⊥α,此時(shí)l在平面β內(nèi),因此③錯(cuò)誤;已知α⊥β,若α∩β=a,l∥a,且l不在平面α,β內(nèi),則l∥α且l∥β,因此④錯(cuò)誤.]
5. [∵PA⊥平面ABCD,
∴PA是三棱錐P-CED的高,PA=2.
∵ABCD是正方形,E是AC的中點(diǎn),
∴△CED是等腰直角三角形.
AB=1,故CE=ED=,
S△CED=CE·ED=··=.
故VC-PED=VP-CED=·S△CED·PA=··2=.]
6.π [
如圖,平面
8、ABEF⊥平面EFDC,AF⊥EF,
∴AF⊥平面ECDF,
將三棱錐A-FEC補(bǔ)成正方體ABC′D′-FECD.
依題意,其棱長(zhǎng)為1,外接球的半徑R=,
∴外接球的體積V=πR3=π·=π.]
7. [∵V三棱錐B1-BFE=V三棱錐E-BB1F,
又S△BB1F=·BB1·BF=,且點(diǎn)E到底面BB1F的距離h=1.∴V三棱錐B1-BFE=·h·S△BB1F=.]
8.①③④ [若m∥α,n∥α,則m,n可能平行、相交或異面,①錯(cuò);
若m⊥α,n?α,則m⊥n,因?yàn)橹本€與平面垂直時(shí),它垂直于平面內(nèi)任一直線,②正確;
若m⊥α,m⊥n,則n∥α或n?α,③錯(cuò);
若m∥α,m
9、⊥n,則n與α可能相交,可能平行,也可能n?α,④錯(cuò).]
9. [取BC的中點(diǎn)D,連接AD,PD,且PD與MN的交點(diǎn)為E.因?yàn)锳M=AN,E為MN的中點(diǎn),所以AE⊥MN,又截面AMN⊥平面PBC,所以AE⊥平面PBC,則AE⊥PD,又E點(diǎn)是PD的中點(diǎn),所以PA=AD.設(shè)正三棱錐P-ABC的底面邊長(zhǎng)為a,則側(cè)棱長(zhǎng)為a,斜高為a,則此棱錐中側(cè)面積與底面積的比為=.]
10.①②④ [由DC1⊥平面A1BCD1知DC1⊥D1P,∴①正確.
∵D1A1⊥平面ABB1A1,且A1D1?平面D1A1P,
∴平面D1A1P⊥平面A1AP,因此②正確.
當(dāng)0
10、
將面AA1B與面A1BCD1沿面對(duì)角線A1B展開(kāi)成平面圖形時(shí),線段A1D為AP+PD1的最小值.
在△AA1D1中,A1D1=A1A=1,∠AA1D1=135°.
由余弦定理,AD=12+12-2×1×1cos 135°=2+.
∴AP+PD1的最小值A(chǔ)D1=,因此④正確.]
11.證明 (1)因?yàn)锳S=AB,AF⊥SB,垂足為F,所以F是SB的中點(diǎn).又因?yàn)镋是SA的中點(diǎn),所以EF∥AB.
因?yàn)镋F?平面ABC.AB?平面ABC,所以EF∥平面ABC.同理EG∥平面ABC.
又EF∩EG=E,所以平面EFG∥平面ABC.
(2)因?yàn)槠矫鍿AB⊥平面SBC,且交線為SB,又AF?
11、平面SAB,AF⊥SB,所以AF⊥平面SBC.
因?yàn)锽C?平面SBC,所以AF⊥BC.又因?yàn)锳B⊥BC,AF∩AB=A,AF?平面SAB,AB?平面SAB,所以BC⊥平面SAB.
因?yàn)镾A?平面SAB,所以BC⊥SA.
12.證明 (1)因?yàn)槠矫鍼AD∩平面ABCD=AD.
又平面PAD⊥平面ABCD,且PA⊥AD.PA?平面PAD,
所以PA⊥底面ABCD.
(2)因?yàn)锳B∥CD,CD=2AB,E為CD的中點(diǎn),
所以AB∥DE,且AB=DE.
所以ABED為平行四邊形.所以BE∥AD.
又因?yàn)锽E?平面PAD,AD?平面PAD,
所以BE∥平面PAD.
(3)因?yàn)锳B⊥
12、AD,
且四邊形ABED為平行四邊形.
所以BE⊥CD,AD⊥CD.
由(1)知PA⊥底面ABCD,
所以PA⊥CD.又因?yàn)镻A∩AD=A,
所以CD⊥平面PAD,從而CD⊥PD,且CD?平面PCD,
又E,F(xiàn)分別是CD和CP的中點(diǎn),
所以EF∥PD,故CD⊥EF.
由EF,BE在平面BEF內(nèi),且EF∩BE=E,
所以CD⊥平面BEF.所以平面BEF⊥平面PCD.
13.(1)證明 連接A1C.
∵直三棱柱A1B1C1-ABC中,AA1C1C是矩形.
∴點(diǎn)F在A1C上,且為A1C的中點(diǎn).
在△A1BC中,∵E,F(xiàn)分別是A1B,A1C的中點(diǎn),∴EF∥BC.
又∵BC?平面ABC,EF?平面ABC,所以EF∥平面ABC.
(2)證明 ∵直三棱柱A1B1C1-ABC中,B1B⊥平面ABC,
∴B1B⊥BC.又∵EF∥BC,AB⊥BC,∴AB⊥EF,B1B⊥EF.
∵B1B∩AB=B,∴EF⊥平面ABB1A1.
∵EF?平面AEF,∴平面AEF⊥平面ABB1A1.
(3)解 VF-ABC=VA1-ABC=××S△ABC×AA1
=××a2×2a=.