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1、2022年高考數(shù)學(xué) 真題分類匯編 立體幾何
(一)填空題
1、(xx江蘇卷8)在平面上,若兩個(gè)正三角形的邊長的比為1:2,則它們的面積比為1:4,類似地,在空間內(nèi),若兩個(gè)正四面體的棱長的比為1:2,則它們的體積比為 .
【解析】 考查類比的方法。體積比為1:8
2、(xx江蘇卷12)設(shè)和為不重合的兩個(gè)平面,給出下列命題:
(1)若內(nèi)的兩條相交直線分別平行于內(nèi)的兩條直線,則平行于;
(2)若外一條直線與內(nèi)的一條直線平行,則和平行;
(3)設(shè)和相交于直線,若內(nèi)有一條直線垂直于,則和垂直;
(4)直線與垂直的充分必要條件是與內(nèi)的兩條直線垂直。
上面
2、命題中,真命題的序號(hào) (寫出所有真命題的序號(hào)).
【解析】 考查立體幾何中的直線、平面的垂直與平行判定的相關(guān)定理。真命題的序號(hào)是(1)(2)
3、(xx江蘇卷7).如圖,在長方體中,,,則四棱錐的體積為 cm3.
D
A
B
C
【解析】如圖所示,連結(jié)交于點(diǎn),因?yàn)?平面,又因?yàn)?,所以,,所以四棱錐的高為,根據(jù)題意,所以,又因?yàn)椋?,故矩形的面積為,從而四棱錐的體積.
【點(diǎn)評(píng)】本題重點(diǎn)考查空間幾何體的體積公式的運(yùn)用.本題綜合性較強(qiáng),結(jié)合空間中點(diǎn)線面的位置關(guān)系、平面與平面垂直的性質(zhì)定理考查.重點(diǎn)找到四棱
3、錐的高為,這是解決該類問題的關(guān)鍵.在復(fù)習(xí)中,要對(duì)空間幾何體的表面積和體積公式記準(zhǔn)、記牢,并且會(huì)靈活運(yùn)用.本題屬于中檔題,難度適中.
4、(xx江蘇卷8)8.如圖,在三棱柱中,分別是的中點(diǎn),設(shè)三棱錐的體積為,三棱柱的體積為,則 。
答案: 8.
(二)解答題
1、(xx江蘇卷16)在四面體ABCD 中,CB= CD, AD⊥BD,且E ,F分別是AB,BD 的中點(diǎn),
求證:(Ⅰ)直線EF ∥面ACD ;
(Ⅱ)面EFC⊥面BCD .
【解析】本小題考查空間直線與平面、平面與平面的位置關(guān)系的判定.
(Ⅰ)∵ E,F 分
4、別是AB,BD 的中點(diǎn),
∴EF 是△ABD 的中位線,∴EF∥AD,
∵EF面ACD ,AD 面ACD ,∴直線EF∥面ACD .
(Ⅱ)∵ AD⊥BD ,EF∥AD,∴ EF⊥BD.
∵CB=CD, F 是BD的中點(diǎn),∴CF⊥BD.
又EFCF=F,∴BD⊥面EFC.∵BD面BCD,∴面EFC⊥面BCD .
江西卷.解 :(1)證明:依題設(shè),是的中位線,所以∥,
則∥平面,所以∥。
又是的中點(diǎn),所以⊥,則⊥。
因?yàn)椤停停?
所以⊥面,則⊥,
因此⊥面。
(2)作⊥于,連。因?yàn)椤推矫妫?
根據(jù)三垂線定理知,⊥,就是二面角的平面角。
作⊥于,則∥,則是的中點(diǎn),則。
5、
設(shè),由得,,解得,
在中,,則,。
所以,故二面角為。
解法二:(1)以直線分別為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,則
所以
所以 所以平面
由∥得∥,故:平面
(2)由已知設(shè)
則 由與共線得:存在有得
同理:
設(shè)是平面的一個(gè)法向量,
則令得
又是平面的一個(gè)法量
所以二面角的大小為
(3)由(2)知,,,平面的一個(gè)法向量為。
則。 則點(diǎn)到平面的距離為
2、(xx江蘇卷22)記動(dòng)點(diǎn)P是棱長為1的正方體的對(duì)角線上一點(diǎn),記.當(dāng)為鈍角時(shí),求的取值范圍.
5.(xx江蘇卷16)(本小題滿分14分)
如圖,在直三棱柱中,、分別是、
6、的中點(diǎn),點(diǎn)在上,。
求證:(1)EF∥平面ABC; (2)平面平面.
【解析】 本小題主要考查直線與平面、平面與平面得位置關(guān)系,考查空間想象能力、推理論證能力。滿分14分。
3、(xx江蘇卷16)(本小題滿分14分)
如圖,在四棱錐P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,PD=DC=BC=1,AB=2,AB∥DC,∠BCD=900。
(1) 求證:PC⊥BC;
(2) 求點(diǎn)A到平面PBC的距離。
【解析】本小題主要考查直線與平面、平面與平面的位置關(guān)系,考查幾何體的體積,考查空間想象能力、推理論證能力和運(yùn)算能力。滿分14分。
(1)證明:因?yàn)镻D⊥平面ABCD,BC平面A
7、BCD,所以PD⊥BC。
由∠BCD=900,得CD⊥BC,
又PDDC=D,PD、DC平面PCD,所以BC⊥平面PCD。因?yàn)镻C平面PCD,故PC⊥BC。
(2)(方法一)分別取AB、PC的中點(diǎn)E、F,連DE、DF,則:
易證DE∥CB,DE∥平面PBC,點(diǎn)D、E到平面PBC的距離相等。
又點(diǎn)A到平面PBC的距離等于E到平面PBC的距離的2倍。
由(1)知:BC⊥平面PCD,所以平面PBC⊥平面PCD于PC,
因?yàn)镻D=DC,PF=FC,所以DF⊥PC,所以DF⊥平面PBC于F。
易知DF=,故點(diǎn)A到平面PBC的距離等于。
(方法二)體積法:連結(jié)AC。設(shè)點(diǎn)A到平面PBC的距
8、離為h。
因?yàn)锳B∥DC,∠BCD=900,所以∠ABC=900。
從而AB=2,BC=1,得的面積。
由PD⊥平面ABCD及PD=1,得三棱錐P-ABC的體積。
因?yàn)镻D⊥平面ABCD,DC平面ABCD,所以PD⊥DC。
又PD=DC=1,所以。由PC⊥BC,BC=1,得的面積。
由,,得,故點(diǎn)A到平面PBC的距離等于。
4、(xx江蘇卷16)如圖,在四棱錐中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°,E、F分別是AP、AD的中點(diǎn)
求證:(1)直線EF∥平面PCD;(2)平面BEF⊥平面PAD
【解析】本題主要考查直線與平面、平面與平面的位置關(guān)系,考察空間想象
9、能力和推理論證能力。滿分14分。
證明:(1)在△PAD中,因?yàn)镋、F分別為
AP,AD的中點(diǎn),所以EF//PD.
又因?yàn)镋F平面PCD,PD平面PCD,
所以直線EF//平面PCD.
(2)連結(jié)DB,因?yàn)锳B=AD,∠BAD=60°,
所以△ABD為正三角形,因?yàn)镕是AD的
中點(diǎn),所以BF⊥AD.因?yàn)槠矫鍼AD⊥平面
ABCD,BF平面ABCD,平面PAD平面ABCD=AD,所以BF⊥平面PAD。又因?yàn)锽F平面BEF,所以平面BEF⊥平面PAD.
5、(xx江蘇卷22)如圖,在正四棱柱中,,點(diǎn)是的中點(diǎn),點(diǎn)在上,設(shè)二面角的大小為。
(1)當(dāng)時(shí),求的長;
(2)當(dāng)時(shí),求的長
10、。
解:建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
設(shè),則各點(diǎn)的坐標(biāo)為,
所以設(shè)平面DMN的法向量為
即,
則是平面DMN的一個(gè)法向量。從而
(1)因?yàn)?,所以?
解得 所以
(2)因?yàn)?
所以
因?yàn)椋?
解得根據(jù)圖形和(1)的結(jié)論可知,從而CM的長為
6、(xx江蘇卷16). (本小題滿分14分)
如圖,在直三棱柱中,,分別是棱上的點(diǎn)(點(diǎn)D 不同于點(diǎn)C),且為的中點(diǎn).
求證:(1)平面平面;
(2)直線平面ADE.
【答案及解析】
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查空間中點(diǎn)、線、面的位置關(guān)系,考查線面垂直、面面垂直的性質(zhì)與判定,線面平行的判定.解題過程中注意中點(diǎn)這一條件的應(yīng)用,做題規(guī)律就是“無中點(diǎn)、取中點(diǎn),相連得到中位線”.本題屬于中檔題,難度不大,考查基礎(chǔ)為主,注意問題的等價(jià)轉(zhuǎn)化.