《中学教材全解》高中数学(苏教版必修2)本章练测:第1章 立体几何初步(含答案)

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名称 《中学教材全解》高中数学(苏教版必修2)本章练测:第1章 立体几何初步(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 数学
更新时间 2013-11-03 20:36:57

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第1章 立体几何初步(苏教版 必修2)
建议用时
实际用时
满分
实际得分
120分钟
160分
一、填空题(每小题5分,共70分)
1.下列命题中正确的是 .
①棱柱的侧棱都相等,侧面都是全等的平行四边形;
②用一个平面去截棱锥,棱锥底面与截面之间的部分是棱台;
③若三棱锥的三条侧棱两两垂直,则其三个侧面也两两垂直;
④若有两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱;
⑤存在每个面都是直角三角形的四面体;
⑥棱台的侧棱延长后交于一点.
2.如图,正方体的棱长为1,过点A作平面BD的垂线,垂足为点H,则以下命题中,错误的是 .
①点是△的垂心; ②的延长线经过点 ;
③⊥平面;
④直线AH和所成的角 为45°.
3.设a,b,c表示三条不同的直线,,表示两个不同的平面,下列命题中不正确的是 .
①⊥,∥?⊥;
②⊥,⊥,⊥?a⊥b;
③b∥c,b?,?c∥;
④a∥,b⊥?b⊥.
4.如图,在正四面体P-ABC中,点D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,则下列四个结论中不成立的是 .[来源:学科网ZXXK]
①BC∥平面PDF;
②DF⊥平面PAE;
③平面PDF⊥平面PAE ;
④平面PDE⊥平面ABC.
5.如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ABC,PA=2AB,则下列结论正确的是 .
①PB⊥AD;
②平面PAB⊥平面PBC;
③直线BC∥平面PAE ;
④直线PD与平面ABC所成的角为45°.

6.如图,在正四棱柱ABCD-中,=2AB,则异面直线与所成角的余弦值为 .
7.在正三棱柱中,已知AB=1,点D在棱上且BD=1,则二面角D-AC-B的正切值为 .
8.直三棱柱的各顶点都在同一球面上.若AB=AC==2,∠BAC=120°,则此球的表面积等于 .
9.如图所示,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,且底面各边都相等,M是PC上的一动点,当点M满足____ 时,平面MBD⊥平面PCD.(只要填写一个你认为是正确的条件即可)
10.已知平面∥,点,,点,,直线与交于点,且=8,=9,=34,则= .
11.下列命题中,正确的是 .
①若平面和平面分别过两条互相垂直的直线,则;
②若平面内的一条直线垂直于平面内的两条平行直线,则;
③若平面内的一条直线垂直于平面内的两条相交直线,则;
④若平面内的一条直线垂直于平面内的无数条直线,则.
12. 一扇形铁皮AOB,半径OA=72 cm,圆心角∠AOB=60°.现剪下一个扇环ABCD作圆台形容器的侧面,并从剩下的扇形OCD内剪下一个最大的圆刚好作容器的下底(圆台的下底面大于上底面),则OC的长为______________.
13. 给出下列说法:
①正方形的直观图是一个平行四边形,其相邻两边长的比为1∶2,有一内角为45°;
②水平放置的正三角形的直观图是一个底边长不变,高为原三角形高的一半的三角形;
③不等边三角形水平放置的直观图是不等边三角形;
④水平放置的平面图形的直观图是平面图形.
其中正确说法的序号是 .
14. 如图(1)所示,在正方体中,E,F分别是,的中点,G是正方形的中心,则四边形AGFE在该正方体的各个面上的投影可能是图(2)中的 .
二、解答题(共90分)
15.(14分)如图,在空间四边形ABCD中,点E,F分别是AB, AD的中点,点G,H分别是BC,CD上的点,且
求证:(1)E,F,,四点共面;
(2)三条直线F,E,共点.

16.(14分)如图所示,在直角梯形ABCD中,∠B=90°,DC∥AB,CD= AB,G为线段AB的中点,将△ADG沿GD折起,使平面ADG⊥平面BCDG,得到几何体A-BCDG.
(1)若E,F分别为线段AC,AD的中点,求证:EF∥平面ABG;
(2)求证:AG⊥平面BCDG.
17.(14分)如图所示,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是半径为的圆内接四边形,其中BD是圆的直径,∠ABD=60°,∠BDC=45°,△ADP∽△BAD.
(1)求线段PD的长;
(2)若PC= ,
求三棱锥P-ABC的体积.


18.(16分)如图,在直四棱柱,底面ABCD为等腰梯形,AB∥CD,AB=4,BC=CD=2,=2,E,分别是棱中点.
(1)设F是棱AB的中点,证明∥
(2)证明:平
[来源:Z&xx&k.Com]
19.(16分)如图,已知三棱锥A-BPC中,AP⊥PC,AC⊥BC,M为AB中点,D为PB中点,且△PMB为正三角形.
(1)求证:DM∥平面APC;
(2)求证:平面ABC⊥平面APC.
20.(16分)如图,把等腰Rt△ABC沿斜边AB旋转至△ABD的位置,使CD=AC.
(1)求证:平面ABD⊥平面ABC;
(2)求二面角C-BD-A的余弦值.
[来源:学§科§网]
[来源:Z*xx*k.Com]

第1章 立体几何初步(苏教版 必修2)
答题纸
得分:
一、填空题
1. ;2. ;
3. ;4. ;
5. ;6. ;
7. ;8. .
9. ;10. ;
11. ;12. ;
13. ;14. .
二、解答题
15.
16.
17.
18.
[来源:学科网ZXXK]
19.
20.
第1章 立体几何初步(苏教版 必修2) 参考答案
一、填空题
1.③④⑤⑥ 解析:①错误,因为棱柱的底面不一定是正多边形;②错误,
必须用平行于底面的平面去截棱锥,才能得到棱台;③正确,
因为三个侧面构成的三个平面的二面角都是直二面角;④正确,
因为两个过相对侧棱的截面的交线平行于侧棱,又垂直于底面;
⑤正确,如图,正方体中的四棱锥C,四个
面都是直角三角形;⑥正确,由棱台的概念可知.
2.④ 解析:因为三棱锥A-BD是正三棱锥,故顶点A在底面的射影是底面中心,①正确;平面BD∥平面,而AH⊥平面BD,所以AH⊥平面,③正确;根据对称性知②正确.故填④.
3.④ 解析:经判断可知,①②③均正确.对于④,与直线a垂直的直线有无数多条,这些直线与平面的关系也可能是平行的,如正方体的上底面的两条相邻棱互相垂直,但这两条棱与下底面的关系是平行而不是垂直.
4.④ 解析:因为BC∥DF,所以BC∥平面PDF,①成立;易证BC⊥平面PAE,BC∥DF,所以②③均成立;点P在底面ABC内的射影为△ABC的中心,不在中位线DE上,故④不成立.
5.④ 解析:∵ AD与PB在平面ABC内的射影AB不垂直,∴ ①不成立;又平面PAB⊥平面PAE,∴ 平面PAB⊥平面PBC也不成立;∵ BC∥AD,∴ BC∥平面PAD,∴ 直线BC∥平面PAE也不成立.在Rt△PAD中,PA=AD=2AB,∴∠PDA=45°,∴ ④正确.
6. 解析:如图,连接,AC,易证∥,∴ ∠即为异面直线与 所成的角.设AB=1,则,,AC= ,
∴ ,
∴ 异面直线与所成角的余弦值为 .
7. 解析:如图,根据题意,BD⊥平面ABC,取AC的中点E,
因为AD=CD,所以DE⊥AC.因为BE⊥AC,所以∠BED就是
二面角D-AC-B的平面角.因为BE= ,BD=1,
所以 .
8.20π 解析:设球心为O,球半径为R,△ABC的外心是M,则O在底面ABC上的射影是点M.
在△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=120°,∠ABC= (180°-120°)=30°,AM= =2.因此,所以此球的表面积等于.
9.DM⊥PC(答案不唯一) 解析:∵ PA⊥底面ABCD,∴ PA⊥BD,
∵ 底面ABCD各边都相等,∴ 底面ABCD是菱形,∴ AC⊥BD.
又∵ PA∩AC=A,∴ BD⊥平面PCA,∴ BD⊥PC.
∴ 当DM⊥PC时,即有PC⊥平面MBD,而PC?平面PCD,∴ 平面MBD⊥平面PCD.
10. 16或272 解析:分两种情况求解:当位于平面,之间时,如图(1),连结,,因为,则,构成平面,则,=.因为∥,所以∥.所以△∽△.所以,即=,所以=16.
(2)当=位于平面同侧时,如图(2),由于=,设,构成平面.因为,=,且∥,所以∥,从而有△∽△.则有,即=,解得=272.综上,=16或272.
11.③ 解析:本题考查的是对垂直关系的定义的理解,同学们要走出“无数”的误区,如④中,可举反例,如两平面相交、平行等.
12.36 cm 解析:设下底面的半径是则2π=24π,∴ =12,从而可求得=36 cm.
13. ④ 解析:对于①,若以该正方形的一组邻边所在的直线为x轴、y轴,则结论正确;但若以该正方形的两条对角线所在的直线为x轴、y轴,由于此时该正方形的各边均不在坐标轴上,则其直观图中相邻两边长不一定符合“横不变,纵减半”的规则.对于②,水平放置的正三角形的直观图是一个底边长不变,高比原三角形高的一半还要短的三角形.对于③,只要坐标系选取恰当,不等边三角形水平放置的直观图可以是等边三角形.
14. (1)(2)(3) 解析:要画出四边形AGFE在该正方体的各个面上的投影,只需画出四个顶点A,G,F,E在每个面上的投影,再顺次连接即得到在该面上的投影,并且在两个平行平面上的投影是相同的.在面ABCD和面上的投影是图乙(1),在面和面上的投影是图乙(2),在面和面上的投影是图乙(3).
二、解答题
15.证明:(1)连接HG,EF.
在△ABD中,点E,F分别为AB,AD的中点,
∴ EF为△ABD的中位线,∴ EF∥BD.
在△CBD中,CG= BC,CH= DC,
∴ GH∥BD,∴ GH∥EF,
∴ EF与GH可确定一个平面,即E,F,G,H四点共面.
(2)由(1)可知,EFHG为一平面四边形,且EF∥HG,EF≠HG,∴ 四边形EFHG为梯形.
EG,FH不平行,不妨设EG∩HF=O,
则O∈直线HF,O∈直线EG.
又直线EG?平面ABC,直线FH?平面ACD,
∴ O∈平面ABC,O∈平面ACD,
∴ O∈平面ABC∩平面ACD.
而平面ABC∩平面ACD=直线AC,
∴ O∈直线AC,∴ 直线FH,EG,AC共点.
16.证明:(1)依题意,折叠前后CD,BG的位置关系不改变,∴ CD∥BG.
∵ E,F分别为线段AC,AD的中点,在△ACD中,EF∥CD,∴ EF∥BG.
又EF?平面ABG,BG?平面ABG,∴ EF∥平面ABG.
(2)将△ADG沿GD折起后,AG,GD的位置关系不改变,∴ AG⊥GD.
又平面ADG⊥平面BCDG,平面ADG∩平面BCDG=GD,
AG?平面AGD,∴ AG⊥平面BCDG.
17.解:(1)∵ BD是圆的直径,∠ABD=60°,
∴ AB=R,AD= R.又△ADP∽△BAD,∴ .∴ PD= =3R.
(2)∵ BD是圆的直径,∴ ∠BCD=90°.又∠BDC=45°,∴ BC=CD= R.
又PC= R,则,∴ CD⊥PD.
又△ADP∽△BAD,∴∠ADP=∠BAD=90°,∴ AD⊥PD.
又AD∩CD=D,∴ PD⊥平面ABCD.
∵ AB·BC·sin(60°+45°)= ,
∴ .
18. (1)证法一:如图(1),取的中点,连接,.
由于∥∥,所以.因此平面即为平面.
连接,
由于?平行且等于,?平行且等于CD,所以平行且等于CD,
所以四边形为平行四边形,
因此∥.
又∥D,得∥.
而,C?平面,
故∥平面.
证法二:因为F为AB的中点,CD=2,AB=4,
AB∥CD,所以CD平行且等于AF,
因此四边形AFCD为平行四边形,所以AD∥FC.
又,,FC?平面,?平面,AD∩=D,AD?平面,?平面所以平面∥平面.
又?平面,所以∥平面.
(2)证明:如图(2),连接AC,
在△FBC中,FC=BC=FB,又F为AB的中点,所以AF=FC=FB,
因此∠ACB=90°,即AC⊥BC.
又,且,所以AC⊥平面C.
而AC?平面,故平面⊥平面C.
19. (1)证明:∵为中点,为中点,∴∥.
又∵MD?平面,AP平面APC,∴ ∥平面.
(2)证明:∵△为正三角形,且为的中点,∴ ⊥.
又由(1)知,∥,∴⊥
又已知⊥,∴ ⊥平面.
∴ ⊥.又∵ ⊥,∴ ⊥平面.
∴ 平面⊥平面.
20. (1)证明:由题设,知AD=CD=BD,如图,作DO⊥平面ABC,O为垂足,则OA=OB=OC,
∴ O是△ABC的外心,即AB的中点.
∴ O∈AB,即O∈平面ABD.
∴ OD?平面ABD.
∴ 平面ABD⊥平面ABC.
(2)解:取BD的中点E,连接CE、OE、OC,
∵ △BCD为正三角形,∴ CE⊥BD.
又△BOD为等腰直角三角形,∴ OE⊥BD.
∴ ∠OEC为二面角C-BD-A的平面角.
同(1)可证OC⊥平面ABD.∴ OC⊥OE.
∴ △COE为直角三角形.
设BC=a,则CE=,OE=,∴ cos∠OEC==.