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1、
單元評估檢測(七) 第7章 立體幾何
(120分鐘 150分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.中央電視臺正大綜藝以前有一個非常受歡迎的娛樂節(jié)目:墻來了!選手需按墻上的空洞造型擺出相同姿勢,才能穿墻而過,否則會被墻推入水池.類似地,有一個幾何體恰好無縫隙地以三個不同形狀的“姿勢”穿過“墻”上的三個空洞(如圖71),則該幾何體為( )
圖71
[答案] A
2.(20xx·衡陽模擬)如果一個幾何體的三視圖如圖72所示,主視圖與左視圖是邊長為2
2、的正三角形,俯視圖輪廓為正方形(單位:cm),則此幾何體的側面積是( )
【導學號:79140426】
A.2 cm2 B.4 cm2
C.8 cm2 D.14 cm2
[答案] C
圖72 圖73
3.若三棱錐的三視圖如圖73所示,則該三棱錐的體積為( )
A.80 B.40
C. D.
[答案] D
4.(20xx·泉州模擬)設α,β是兩個不同的平面,l,m是兩條不同的直線,以下命題正確的是( )
A.若l∥α,α∥β,則l∥β
B.若l∥α,α⊥β,則l⊥β
C.若l⊥α,α⊥β,則
3、l∥β
D.若l⊥α,α∥β,則l⊥β
[答案] D
5.正四面體PABC中,D,E,F(xiàn)分別是AB,BC,CA的中點,下面四個結論中不成立的是( )
A.BC∥平面PDF
B.平面PDF⊥平面ABC
C.DF⊥平面PAE
D.平面PAE⊥平面ABC
[答案] B
6.在正三棱柱ABCA1B1C1中,若AB=2,AA1=1,則點A到平面A1BC的距離為( )
A. B. C. D.
[答案] B
7.如圖74,四面體ABCD中,AB=DC=1,BD=,AD=BC=,二面角ABDC的平面角的大小為60
4、176;,E,F(xiàn)分別是BC,AD的中點,則異面直線EF與AC所成的角的余弦值是( )
圖74
A. B. C. D.
[答案] B
8.如圖75,在正方體ABCDA1B1C1D1中,下列結論錯誤的是( )
圖75
A.直線BD1與直線B1C所成的角為
B.直線B1C與直線A1C1所成的角為
C.線段BD1在平面AB1C內的射影是一個點
D.線段BD1恰被平面AB1C平分
[答案] D
9.如圖76,在四棱錐PABCD中,側面PAD為正三角形,底面ABCD是邊長為2的正方形,側面PAD
5、⊥底面ABCD,M為底面ABCD內的一個動點,且滿足MP=MC,則點M的正方形ABCD內的軌跡的長度為( )
圖76
A. B.2
C.π D.
[答案] A
10.棱長為4的正四面體內切一球,然后在正四面體和該球形成的空隙處各放入一個小球,則這些小球的最大半徑為( )
【導學號:79140427】
A. B. C. D.
[答案] B
11.(20xx·南陽模擬)如圖77是一個由兩個半圓錐與一個長方體組合而成的幾何體的三視圖,則該幾何體的體積為( )
圖77
A.6+ B.8+
C.4+ D.
6、4+
[答案] C
12.下列命題中錯誤的是( )
A.如果α⊥β,那么α內一定有直線平行于平面β
B.如果α⊥β,那么α內所有直線都垂直于平面β
C.如果平面α不垂直平面β,那么α內一定不存在直線垂直于平面β
D.如果α⊥γ,β⊥γ,α∩β=l,那么l⊥γ
[答案] B
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分.請把正確答案填在題中橫線上)
13.半徑為的球的體積與一個長、寬分別為6,4的長方體的體積相等,則長方體的表面積為________.
[答案] 88
14.(20xx·運城模擬)如圖78,三棱柱ABCA1B1C1的體積
7、為V1,四棱錐ABCC1B1的體積為V2,則=________.
圖78
[答案]
15.如圖79,矩形ABCD中,AB=2AD,E為AB的中點,將△ADE沿直線DE翻折成△A1DE.若M為線段A1C的中點,則在△ADE翻折過程中,下面四個命題中正確的是________.(填序號)
圖79
①BM是定值;
②點M在某個球面上運動;
③存在某個位置,使DE⊥A1C;
④存在某個位置,使MB∥平面A1DE.
[答案] ①②④
16.已知向量a=(0,-1,1),b=(4,1,0),|λa+b|=且λ>0,則λ=_____
8、___.
【導學號:79140428】
[答案] 3
三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答時應寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)(20xx·南昌模擬)如圖710所示,設計一個四棱錐形冷水塔塔頂,四棱錐的底面是正方形,側面是全等的等腰三角形,已知底面邊長為2 m,高為 m,則制造這個塔頂需要多少面積的鐵板?
圖710
[解] 制造這個塔頂需要8 m2的鐵板.
18.(本小題滿分12分)(20xx·長沙模擬)如圖711,在三棱錐PABC中,∠PAB=∠PAC=∠ACB=9
9、0°.
圖711
(1)求證:平面PBC⊥平面PAC;
(2)若PA=1,AB=2,BC=,在直線AC上是否存在一點D,使得直線BD與平面PBC所成角為30°?若存在,求出CD的長;若不存在,說明理由.
[解] (1)略 (2)存在,CD=.
19.(本小題滿分12分)如圖712,在三棱柱ABCA1B1C1中,側面ABB1A1⊥底面ABC,CA=CB,D,E,F(xiàn)分別為AB,A1D,A1C的中點,點G在AA1上,且A1D⊥EG.
圖712
(1)求證:CD∥平面EFG;
(2)求證:A1D⊥平面EFG.
10、
[解] 略
20.(本小題滿分12分) (20xx·江西五市三聯(lián))如圖713,在四棱錐PABCD中,AD∥BC,AB⊥AD,AB=AD=AP=2BC=2,M是棱PD上的一點,=λ(0<λ<1).
圖713
(1)若λ=,求證:PB∥平面MAC;
(2)若平面PAB⊥平面ABCD,平面PAD⊥平面ABCD,二面角DACM的余弦值為,求λ的值.
[解] (1)略 (2).
21.(本小題滿分12分)(20xx·新鄉(xiāng)模擬)如圖714(1),在三角形PCD中,AB為其中位線,且2BD=PC,若
11、沿AB將三角形PAB折起,使∠PAD=θ,構成四棱錐PABCD,且==2,如圖714(2).
圖714
(1)求證:平面BEF⊥平面PAB;
(2)當異面直線BF與PA所成的角為60°時,求折起的角度θ.
【導學號:79140429】
[解] (1)因為2BD=PC,所以∠PDC=90°,
因為AB∥CD,且==2,所以E為CD的中點,F(xiàn)為PC的中點,CD=2AB,所以AB∥DE且AB=DE,所以四邊形ABED為平行四邊形,所以BE∥AD,BE=AD,
因為BA⊥PA,BA⊥AD,且PA∩AD=A,所以BA⊥平面PAD
12、,
因為AB∥CD,所以CD⊥平面PAD,又因為PD平面PAD,AD平面PAD,
所以CD⊥PD且CD⊥AD,又因為在平面PCD中,EF∥PD(三角形的中位線),于是CD⊥FE.
因為在平面ABCD中,BE∥AD,
于是CD⊥BE,
因為FE∩BE=E,F(xiàn)E平面BEF,BE平面BEF,所以CD⊥平面BEF,
又因為CD∥AB,AB在平面PAB內,所以平面BEF⊥平面PAB.
(2)因為∠PAD=θ,取PD的中點G,連接FG,AG,所以FG∥CD,F(xiàn)G=CD,又AB∥CD,AB=CD,
所以FG∥AB,F(xiàn)G=AB,從而四邊形ABFG為平行四邊形,所以BF∥AG,所以BF與PA
13、所成的角即為AG與PA所成的角,即∠PAG=60°,因為PA=AD,G為PD中點,所以AG⊥PD,∠APG=30°,所以∠PDA=30°,所以∠PAD=180°-30°-30°=120°.故折起的角度為120°.
22.(本小題滿分12分)(20xx·周口模擬)如圖715,正方形ADEF與梯形ABCD所在平面互相垂直,AD⊥CD,AB∥CD,AB=AD=CD=2,點M在線段EC上且不與E,C重合.
圖715
(1)當點M是EC中點時,求證:BM∥平面ADEF;
(2)當
14、平面BDM與平面ABF所成銳二面角的余弦值為時,求三棱錐MBDE的體積.
[解] (1)取ED的中點N,
連接MN,AN,
又因為點M是EC的中點,
所以MN∥DC,
MN=DC,
而AB∥DC,AB=DC,
所以MNAB,
所以四邊形ABMN是平行四邊形,
所以BM∥AN,
而BM?平面ADEF,AN平面ADEF,
所以BM∥平面ADEF.
(2)取CD的中點O,過點O作OP⊥DM,連接BP,BO,
因為AB∥CD,AB=CD=2,
所以四邊形ABOD是平行四邊形,
因為AD⊥DC,
所以四邊形ABOD是矩形,
所以BO⊥CD,
因為正方形
15、ADEF與梯形ABCD所在平面互相垂直,ED⊥AD,
所以ED⊥平面ADCB,
所以平面CDE⊥平面ADCB,
所以BO⊥平面CDE,所以BP⊥DM,
所以∠OPB是平面BDM與平面DCE(即平面ABF)所成銳二面角,
因為cos∠OPB=,所以sin∠OPB=,
所以=,解得BP=.
所以OP=BPcos∠OPB=,所以sin∠MDC==,
而sin∠ECD==,
所以∠MDC=∠ECD,
所以DM=MC,同理DM=EM,所以M為EC的中點,
所以S△DEM=S△CDE=2,
因為AD⊥CD,AD⊥DE,
且DE與CD相交于點D,
所以AD⊥平面CDE,因為AB∥CD,
所以三棱錐BDME的高=AD=2,
所以VMBDE=VBDEM=S△DEM·AD=.