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1、高考專題訓練五 空間幾何體
班級________ 姓名________ 時間:45分鐘 分值:75分 總得分________
一、選擇題:本大題共6小題,每小題5分,共30分.在每小題給出的四個選項中,選出符合題目要求的一項填在答題卡上.
1.(2020·浙江)若某幾何體的三視圖如圖所示,則這個幾何體的直觀圖可以是( )
解析:由三視圖可知,該幾何體的直觀圖為B.
答案:B
2.(2020·遼寧)一個正三棱柱的側棱長和底面邊長相等,體積為2,它的三視圖中的俯視圖如圖所示,側(左)視圖是一個矩形,則這個矩形的面積是( )
A.4 B.2
2、
C.2 D.
解析:設該正三棱柱側棱長和底面邊長為a,
則a2·a=2,
∴a3=8,∴a=2,
由俯視圖知,該正三棱柱如圖ABC-A1B1C1,
其側(左)視圖即為矩形CDD1C1,
其面積為×2=2.
答案:B
3.(2020·山師大附中高三模擬)已知某一幾何體的正(主)視圖與側(左)視圖如圖所示,則下列圖形中,可以是該幾何體的俯視圖的圖形有( )
A.①②③⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③④
解析:根據(jù)給出的正(主)視圖和側(左)視圖可知,該組合體由上、中、下三個幾何體組合而成,由于正(主)視圖和側(左)視圖中三層均為矩形,
3、所以這些幾何體可能是一些長方體、底面為直角三角形的直三棱柱以及圓柱組合而成的.而第⑤個俯視圖中,有兩處與已知不符,一是上層幾何體的俯視圖不正確,由于上層幾何體的正(主)視圖與側(左)視圖為兩個相同的矩形,所以其俯視圖中矩形的兩邊長應該相等;二是下層幾何體的俯視圖不正確,如果下層幾何體的底面為俯視圖所示的三角形,則在正(主)視圖中底層的矩形應有一條中位線,這與已知不符合,所以⑤不可能,故選D.
答案:D
4.(2020·湖北)設球的體積為V1,它的內(nèi)接正方體的體積為V2,下列說法中最合適的是( )
A.V1比V2大約多一半 B.V1比V2大約多兩倍半
C.V1比V2大約多一倍
4、D.V1比V2大約多一倍半
解析:設球的內(nèi)接正方體的邊長為a,
球的半徑為R,∴2R=a,∴R=a.
∴V1=πR3=π·a3=πa3,
V2=a3,∴V1=πV2≈2.5V2,∴V1-V2≈1.5V2.
答案:D
5.(2020·北京卷)某四棱錐的三視圖如圖所示,該四棱錐的表面積是( )
A.32 B.16+16
C.48 D.16+32
解析:由三視圖可知,該四棱錐為正四棱錐
S底=4×4=16,S側=4××4×2=16
∴S表面積=S底+S側=16+16.
答案:B
6.(2020·遼寧)已知球的直徑SC=4,A,B是該球球面上的兩點,
5、AB=2,∠ASC=∠BSC=45°,則棱錐S-ABC的體積為( )
A. B.
C. D.
解析:如圖所示.
∠ASC=∠BSC=45°
且OS=OB=OA=OC=2,
∴△SOB,△SOA為全等的等腰直角三角形,
且SC⊥OB,SC⊥OA,
又OA∩OB=O,∴SC⊥平面AOB
又∵AB=OB=OA=2,
∴△AOB為等邊三角形
∴VS-ABC=VS-AOB+VC-AOB=·S△AOB·SC=××4=.
答案:C
二、填空題:本大題共4小題,每小題5分,共20分,把答案填在題中橫線上.
7.(2020·全國新課標版)已知兩個圓錐有公共底面,且兩
6、圓錐的頂點和底面的圓周都在同一個球面上.若圓錐底面面積是這個球面面積的,則這兩個圓錐中,體積較小者的高與體積較大者的高的比值為________.
解析:令球心為O,圓錐底面圓圓心為O′,球半徑為R,圓錐底面圓半徑為r,則·4πR2=πr2,
∴r=R,在Rt△AOO′中, OO′==.
故==.
答案:
8.(2020·洛陽市高三模擬)圖2中的實線圍成的部分是長方體(圖1)的平面展開圖,其中四邊形ABCD是邊長為1的正方形.若向虛線圍成的矩形內(nèi)任意拋擲一質(zhì)點,它落在長方體的平面展形圖內(nèi)的概率是,則此長方體的體積是________.
解析:設長方體的高為h,則圖2中虛線圍
7、成的矩形長為2+2h,寬為1+2h,面積為(2+2h)(1+2h),展開圖的面積為2+4h;由幾何概型的概率公式知=,得h=3,所以長方體的體積是V=1×3=3.
答案:3
9.(2020·北京市海淀區(qū)高三第二學期練習)如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,點P是上底面A1B1C1D1內(nèi)一動點,則三棱錐P-ABC的正(主)視圖與側(左)視圖的面積的比值為________.
解析:依題意得三棱錐P-ABC的正(主)視圖與側(左)視圖分別是一個三角形,且這兩個三角形的底邊長都等于正方體的棱長,底邊上的高也都相等,因此三棱錐P-ABC的正視圖與側視圖的面積之比等于1.
答案:1
8、10.一個幾何體的三視圖如圖所示,已知正(主)視圖是底邊長為1的平行四邊形,側(左)視圖是一個長為,寬為1的矩形,俯視圖為兩個邊長為1的正方形拼成的矩形,則該幾何體的體積V是________.
解析:由三視圖可知,該幾何體是一個平行六面體(如圖),其底面是邊長為1的正方形,高為.
所以V=1×1×=.
答案:
三、解答題:本大題共2小題,共25分.解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
11.(12分)(2020·浙江省寧波市)一個多面體的直觀圖及三視圖如圖所示(其中M,N分別是AF,BC的中點).
(1)求證:MN∥平面CDEF;
(2)求二面角A-CF-
9、B的余弦值;
(3)求多面體A-CDEF的體積.
解:
由三視圖知,該多面體是底面為直角三角形的直三棱柱ADE-BCF,且AB=BC=BF=4,
DE=CF=4,∠CBF=.
(1)證明:連接BE,易知BE通過點M,連接CE.
則EM=BM,CN=BN,∴MN∥CE,又CE?平面CDEF,MN?平面CDEF,∴MN∥平面CDEF.
(2)作BQ⊥CF于Q,連接AQ,
∵平面BFC⊥平面ABFE,平面ABFE∩平面BCF=BF,AB?平面ABFE,AB⊥BF,∴AB⊥平面BCF,
又CF?平面BCF,∴AB⊥CF,又BQ⊥CF,AB∩BQ=B,∴CF⊥平面ABQ,∵AQ
10、?平面ABQ,∴AQ⊥CF,故∠AQB為所求二面角的平面角.
在Rt△ABQ中,tan∠AQB===,則
cos∠AQB=,故所求二面角的余弦值為.
(3)多面體A-CDEF的體積V=2×VA-CEF=2×VC-ABF=2×S△ABF·BC=.
12.(13分)(廣東卷)某高速公路收費站入口處的安全標識墩如下圖(1)所示.墩的上半部分是正四棱錐P-EFGH,下半部分是長方體ABCD-EFGH.圖(2)、(3)分別是該標識墩的正視圖和俯視圖.
(1)請畫出該安全標識墩的側視圖;
(2)求該安全標識墩的體積;
(3)證明:直線BD⊥平面PEG.
分析:(1)根據(jù)正(主)
11、視圖和俯視圖可以知道其側(左)視圖和正(主)視圖是完全相同的;(2)根據(jù)兩個視圖給出的標記,這個安全墩的下半部分是一個底面邊長為40 cm、高為20 cm的長方體,上半部分四棱錐的高為60 cm,根據(jù)公式計算即可;(3)根據(jù)正四棱錐的性質(zhì)進行證明.
解:
(1)該安全標識墩側(左)視圖如右圖所示.
(2)該安全標識墩的體積
V=VP-EFGH+VABCD-EFGH
=×402×60+402×20=32000+32000=64000(cm3).
(3)
證明:如右圖所示,連接HF、EG.由題設知四邊形ABCD和四邊形EFGH均為正方形,
∴FH⊥EG,
又∵ABCD-EFGH為長方體,
∴BD∥FH.
設點O是EFGH的對稱中心,連接PO.
∵P-EFGH是正四棱錐,
∴PO⊥平面EFGH,而FH?平面EFGH,
∴PO⊥FH.
∵FH⊥PO,F(xiàn)H⊥EG,PO∩EG=O,
PO?平面PEG,EG?平面PEG,
∴FH⊥平面PEG.
而BD∥FH,故BD⊥平面PEG.
點評:解這類給出了直觀圖和三視圖中的兩個圖形的題目,只要根據(jù)直觀圖得出另一個視圖的形狀,再根據(jù)給出的兩個視圖上標注的幾何量,在第三個視圖上標注上幾何量即可.