
第八章 立体几何
【亮点扫描 规律探析】
亮点1关注特殊几何体的体积、表面积及性质的考查
亮点2考查特殊几何体的内切球、外接球
亮点3考查直线与直线、直线与平面以及平面与平面的位置关系,考查空间想象能力和推理论证能力
亮点4突出考查空间两条直线的夹角、二面角、直线与平面所成的角,考查用空间向量解决立体几何问题的方法.
【热点试题 分类精选】
基础过关
1.(2015北京)设α,β是两个不同的平面,m是直线且m⊂α.“m∥β”是“α∥β”的().
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
2.(2014全国)正三棱柱ABC-A 1 B 1 C 1的底面边长为2,侧棱长为,D为BC中点,则三棱锥A -B1DC1的体积为().
A.3
B.
C.1
D.
3.(2014广东)若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4,满足l1⊥l2,l2⊥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是().
A.l1⊥l4
B.l1∥l4
C.l1,l4既不垂直也不平行
D.l1,l4的位置关系不确定
4.(2014福建)某空间几何体的正视图是三角形,则该几何体不可能是().
A.圆柱
B.圆锥
C.四面体
D.三棱柱
5.(2015北京)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的表面积是().
A.
B.
C.
D.5
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第5题图
6.(2015广东)若直线l1和l2是异面直线,l1在平面α内,l2在平面β内,l是平面α与平面β的交线,则下列命题正确的是().
A.l至少与l1,l2中的一条相交
B.l与l1,l2都相交
C.l至多与l1,l2中的一条相交
D.l与l1,l2都不相交
7.(2014浙江)某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的表面积是().
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第7题图
A.90cm2
B.129cm2
C.132cm2
D.138cm2
8.(2014陕西)将边长为1的正方形以其一边所在直线为旋转轴旋转一周,所得几何体的侧面积是().
A.4π
B.3π
C.2π
D.π
9.(2014全国)如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的是一个几何体的三视图,则这个几何体是().
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第9题图
A.三棱锥
B.三棱柱
C.四棱锥
D.四棱柱
10.(2015新课标1)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺.问:积及为米几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧度为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放斛的米约有().
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第10题图
A.14斛
B.22斛
C.36斛
D.66斛
11.(2015重庆)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()
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第11题图
A.
B.
C.
D.
12.(2014天津)已知一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为______m3.

第12题图
13.(2014北京)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的最长棱的棱长为______.

第13题图
14.(2015江苏)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2、高为8的圆柱各一个.若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥与圆柱各一个,则新的底面半径为______.
15.(2015天津)一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为______m3.

第15题图
16.(2015浙江)如图,三棱锥A-BCD中,AB=AC=BD=CD=3,AD=BC=2,点M,N分别是AD,BC的中点,则异面直线AN,CM所成的角的余弦值是______.

第16题图
17.(2015上海)如图,在长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1中,AA 1=1,AB=AD=2,E,F分别是AB,BC的中点,证明A1,C1,F,E四点共面,并求直线CD1与平面A1C1FE所成的角的大小.

第17题图
18.(2014北京)如图,在三棱柱ABC-A 1 B 1 C 1中,侧棱垂直于底面,AB⊥BC,AA 1=AC=2,BC=1,E,F分别为A1C1,BC的中点.
(1)求证:平面ABE⊥平面B1BCC1;
(2)求证:C1F∥平面ABE;
(3)求三棱锥E-ABC的体积.

第18题图
19.(2014湖北)如图,在正方体ABCD -A 1 B 1 C 1 D 1中,E,F,P,Q,M,N分别是棱AB,AD,DD1,BB1,A1B1,A1D1的中点.求证:
(1)直线BC1∥平面EFPQ;
(2)直线AC1⊥平面PQMN.

第19题图
20.(2014江苏)如图,在三棱锥P-ABC中,D,E,F分别为棱PC,AC,AB的中点.已知PA⊥AC,PA=6,BC=8,DF=5.
(1)求证:直线PA∥平面DEF;
(2)平面BDE⊥平面ABC.

第20题图
21.(2015安徽)如图,三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,PA=1,AB=1,AC=2,∠BAC=6 0°.
(1)求三棱锥P-ABC的体积;
(2)证明:在线段PC上存在点M,使得AC⊥BM,并求的值.

第21题图
22.(2015新课标2)长方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1中,AB=16,BC=10,AA 1=8,点E,F分别在A1B1,C1D1上,A1E=D1F=4.过点E,F的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.
(1)在图中画出这个正方形(不必说出画法和理由);
(2)求直线AF与平面α所成角的正弦值.

第22题图
23.(2015新课标1)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,AE⊥EC,BE=2DF.
(1)证明:平面AEC⊥平面AFC;
(2)求直线AE与直线CF所成角的余弦值.

第23题图
中档提升
24.(2014北京)在空间直角坐标系O-x yz中,已知A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),,若S1,S2,S3分别表示三棱锥D-ABC在x Oy,yOz,zOx坐标平面上的正投影图形的面积,则().
A.S1=S2=S3
B.S1=S2且S3≠S1
C.S1=S3且S3≠S2
D.S2=S3且S1≠S3
25.(2015新课标2)一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如图所示,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为().

第25题图
A.
B.
C.
D.
26.(2014四川)如图,在正方体ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1中,点O为线段BD的中点.设点P在线段CC 1上,直线O P与平面A 1 B D所成的角为α,则si n α的取值范围是().

第26题图
A.
B.
C.
D.
27.(2015新课标2)已知A,B是球O的球面上两点,∠A OB=90°,C为该球面上的动点,若三棱锥O-ABC体积的最大值为36,则球O的表面积为().
A.36π
B.64π
C.144π
D.256π
28.(2015浙江)如图,已知△ABC,D是AB的中点,沿直线CD将△ACD折成△A′CD,所成二面角A′-CD -B的平面角为α,则().

第28题图
A.∠A′DB≤α
B.∠A′DB≥α
C.∠A′CB≤α
D.∠A′CB≤α
29.(2015浙江)如图,斜线段AB与平面α所成的角为60°,B为斜足,平面α上的动点P满足∠PAB=3 0°,则点P的轨迹是().

第29题图
A.直线
B.抛物线
C.椭圆
D.双曲线的一支
30.(2015海淀模拟)某三棱锥的正视图如图所示,则在下列图 ①②③④ 中,所有可能成为这个三棱锥的俯视图的是().

第30题图
A.①②③
B.①②④
C.②③④
D.①②③④
31.(2014湖北)在如图所示的空间直角坐标系O-x yz中,一个四面体的顶点坐标分别是(0,0,2),(2,2,0),(1,2,1),(2,2,2),给出编号为①②③④的四个图,则该四面体的正视图和俯视图分别为().

第31题图
A.①和②
B.③和①
C.④和③
D.④和②
32.(2014湖南)一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于().
A.1
B.2
C.3
D.4

第32题图
33.(2014全国)如图,网格纸上正方形小格的边长为1(表示1cm),图中粗线画出的是某零件的三视图,该零件由一个底面半径为3cm、高为6cm的圆柱体毛坯切削得到,则切削掉部分的体积与原来毛坯体积的比值为().

第33题图
A.
B.
C.
D.
34.(2014全国)已知二面角α-l-β为60°,AB⊂α,AB⊥l,A为垂足,CD⊂β,C∈l,∠ACD=1 3 5°,则异面直线AB与CD所成角的余弦值为().
A.
B.
C.
D.
35.(2014江苏)设甲、乙两个圆柱的底面积分别为S1,S2,体积分别为V1,V2,若它们的侧面积相等,且,则
的值是.
36.(2014北京西城模拟)已知一个正三棱柱的所有棱长均等于2,它的俯视图是一个边长为2的正三角形,那么它的侧(左)视图面积的最小值是______.
37.(2014上海)若圆锥的侧面积是底面积的3倍,则其母线与轴所成角的大小为______.(结果用反三角函数值表示)
38.(2014上海)在长方体中割去两个小长方体后的几何体的三视图如图,则切割掉的两个小长方体的体积之和等于______.

第38题图
39.(2014山东)三棱锥P-ABC中,D,E分别为PB,PC的中点,记三棱锥D-ABE的体积为V1,P -ABC的体积为V2,则=.
40.(2014北京)如图,正方形AMDE的边长为2,B,C分别为AM,MD的中点,在五棱锥P -ABCDE中,F为棱PE的中点,平面ABF与棱PD,PC分别交于点G,H.
(1)求证:AB∥FG;
(2)若PA⊥底面ABCDE,且AF⊥PE,求直线BC与平面ABF所成角的大小,并求线段PH的长.

第40题图
41.(2015湖北)《九章算术》中,将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马,将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑.如图,在阳马P -ABCD中,侧棱PD⊥底面ABCD,且PD=CD,过棱PC的中点E,作EF⊥PB交PB于点F,连接DE,DF,BD,BE.
(1)证明:PB⊥平面DEF.试判断四面体DBEF是否为鳖臑,若是,写出其每个面的直角(只需写出结论);若不是,说明理由.
(2)若面DEF与面ABCD所成二面角的大小为,求
的值.

第41题图
42.(2015山东)如图,在三棱台DEF-ABC中,AB=2 DE,G,H分别为AC,BC的中点.
(1)求证:BD∥平面FGH;
(2)若CF⊥平面ABC,AB⊥BC,CF=DE,∠BAC=4 5°,求平面FG H与平面ACFD所成的角(锐角)的大小.

第42题图
43.(2014福建)在平行四边形ABCD中,AB=BD=CD=1,AB⊥BD,CD⊥BD.将△ABD沿BD折起,使得平面ABD⊥平面BCD,如图.
(1)求证:CD⊥AD.
(2)若M为AD中点,求直线AD与平面MBC所成角的正弦值.

第43题图
44.(2014湖南)如图,四棱柱ABCD -A 1 B 1 C 1 D 1 的所有棱长都相等,AC∩BD=O,A1C1∩B1D1=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形.
(1)证明:O1O⊥底面ABCD;
(2)若∠CBA=6 0°,求二面角C 1 -OB 1 -D的余弦值.

第44题图
45.(2014全国)四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点.
(1)证明:PB∥平面AEC;
(2)设二面角D-AE-C为6 0°,AP=1,,求三棱锥E-ACD的体积.

第45题图
46.(2015江苏)如图,在四棱锥P-ABCD中,已知PA⊥平面ABCD,且四边形ABCD为直角梯形,,PA=AD=2,AB=BC=1.
(1)求平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值;
(2)点Q是线段BP上的动点,当直线CQ与DP所成角最小时,求线段BQ的长.

第46题图
47.(2015天津)如图,在四棱柱ABCD -A 1 B 1 C 1 D 1 中,侧棱A 1 A⊥ 底面ABCD,AB⊥AC,AB=1,AC=AA1=2,,且点M和N分别为B1C和D1D的中点.
(1)求证:MN∥平面ABCD;
(2)求二面角D1 -AC-B1的正弦值;
(3)设E为棱A1B1上的点,若直线NE和平面ABCD所成角的正弦值为,求线段A1E的长.

第47题图
压轴突破
48.(2014安徽)一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的表面积为().
A.
B.
C.21
D.18

第48题图
49.(2014陕西)已知底面边长为1,侧棱长为的正四棱柱的各顶点均在同一个球面上,则该球的体积为().
A.
B.4π C.2π
D.
50.(2015湖南)某工件的三视图如图所示,现将该工件通过切割,加工成一个体积尽可能大的长方体新工件,并使新工件的一个面落在原工件的一个面内,则原工件材料的利用率为().

第50题图
A.
B.
C.
D.
51.(2015海淀模拟)若空间中有n(n≥5)个点,满足任意四个点都不共面,且任意两点的连线都与其他任意三点确定的平面垂直,则这样的n值().
A.不存在
B.有无数个
C.等于5
D.最大值为8
52.(2015四川)如图,四边形ABCD和ADPQ均为正方形,它们所在的平面互相垂直,动点M在线段PQ上,E,F分别为AB,BC的中点.设异面直线E M与AF所成的角为θ,则cosθ的最大值为______.

第52题图
53.(2015北京西城模拟)如图,四面体ABCD的一条棱长为x,其余棱长均为1,记四面体ABCD的体积为F(x),则函数F(x)的单调增区间是______,最大值为______.

第53题图
54.(2014陕西)四面体ABCD及其三视图如图所示,过AB的中点E作平行于AD,BC的线段,分别交四面体的棱BD,CA于点F,H,过点H作HG∥EF,连接FG.
(1)证明:四边形EFGH是矩形;
(2)求直线AB与平面EFGH夹角θ的正弦值.

第54题图
55.(2014全国)如图,三棱柱ABC-A 1 B 1 C 1中,点A 1在平面ABC内的射影D在AC上,∠ACB=9 0°,BC=1,AC=CC 1=2.
(1)证明:AC1⊥A1B;
(2)设直线AA1与平面BCC1B1的距离为,求二面角A1 -AB-C的大小.

第55题图
56.(2015福建)如图,AB是圆O的直径,点C是圆O上异于A,B的点,PO垂直于圆O所在的平面,且PO=OB=1.
(1)若D为线段AC的中点,求证AC⊥平面PDO;
(2)求三棱锥P -ABC体积的最大值;
(3)若,点E在线段PB上,求CE+OE的最小值.
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第56题图
57.(2014安徽)如图,四棱柱ABCD-A 1 B 1 C 1 D 1中,A 1 A⊥底面ABCD.四边形ABCD为梯形,AD∥BC,且AD=2BC,过A1,C,D三点的平面记为α,BB1与α的交点为Q.
(1)证明:Q为BB1的中点;
(2)求此四棱柱被平面α所分成上下两部分的体积之比;
(3)若A1A=4,CD=2,梯形ABCD的面积为6,求平面α与底面ABCD所成二面角大小.
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第57题图
58.(2014四川)三棱锥A-BCD及其侧视图、俯视图如图所示.设M,N分别为线段AD,AB的中点,P为线段BC上的点,且MN⊥NP.
(1)证明:P为线段BC的中点;
(2)求二面角A -NP -M的余弦值.
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第58题图
59.(2014全国)如图,三棱锥ABC-A 1 B 1 C 1中,侧面BB 1 C 1 C为菱形,AB⊥B 1 C,连接BC1,交B1C于O,连接AO.
(1)证明:AC=AB1;
(2)若AC⊥AB 1,∠CBB 1=6 0°,AB=BC,求二面角A -A 1 B 1 -C 1的余弦值.
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第59题图