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立体几何
1.[2020·新高考全国卷Ⅰ·16]已知直四棱柱ABCDA1B1C1D1的棱长均为2,∠BAD=60°.以D1为球心,eq \r(5)为半径的球面与侧面BCC1B1的交线长为________.
2.[2020·全国卷Ⅱ·16]设有下列四个命题:
p1:两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内.
p2:过空间中任意三点有且仅有一个平面.
p3:若空间两条直线不相交,则这两条直线平行.
p4:若直线l⊂平面α,直线m⊥平面α,则m⊥l.
则下述命题中所有真命题的序号是________.
①p1∧p4 ②p1∧p2 ③綈p2∨p3 ④綈p3∨綈p4
3.[2020·全国卷Ⅲ·15]已知圆锥的底面半径为1,母线长为3,则该圆锥内半径最大的球的体积为________.
4.[2019·全国卷Ⅱ·16]中国有悠久的金石文化,印信是金石文化的代表之一.印信的形状多为长方体、正方体或圆柱体,但南北朝时期的官员独孤信的印信形状是“半正多面体”(如图①).半正多面体是由两种或两种以上的正多边形围成的多面体.半正多面体体现了数学的对称美.图②是一个棱数为48的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的表面上,且此正方体的棱长为1.则该半正多面体共有________个面,其棱长为________.(本题第一空2分,第二空3分)
① ②
5.[2019·全国卷Ⅲ·16]学生到工厂劳动实践,利用3D打印技术制作模型.如图,该模型为长方体ABCDA1B1C1D1挖去四棱锥OEFGH后所得的几何体.其中O为长方体的中心,E,F,G,H分别为所在棱的中点,AB=BC=6 cm,AA1=4 cm.3D打印所用原料密度为0.9 g/cm3,不考虑打印损耗,制作该模型所需原料的质量为________g.
6.[2018·全国卷Ⅱ·16]已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB所成角的余弦值为eq \f(7,8),SA与圆锥底面所成角为45°.若△SAB的面积为5eq \r(15),则该圆锥的侧面积为________.
7.[2017·全国卷Ⅰ·16]如图,圆形纸片的圆心为O,半径为5 cm,该纸片上的等边三角形ABC的中心为O.D,E,F为圆O上的点,△DBC,△ECA,△FAB分别是以BC,CA,AB为底边的等腰三角形.沿虚线剪开后,分别以BC,CA,AB为折痕折起△DBC,△ECA,△FAB,使得D,E,F重合,得到三棱锥.当△ABC的边长变化时,所得三棱锥体积(单位:cm3)的最大值为________.
8.[2017·全国卷Ⅲ·16]a,b为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC的直角边AC所在直线与a,b都垂直,斜边AB以直线AC为旋转轴旋转,有下列结论:
①当直线AB与a成60°角时,AB与b成30°角;②当直线AB与a成60°角时,AB与b成60°角;③直线AB与a所成角的最小值为45°;④直线AB与a所成角的最小值为60°.
其中正确的是________.(填写所有正确结论的编号)
9.[2016·全国卷Ⅱ·14]α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:
①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β.②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n.③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β.④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.
其中正确的命题有________.(填写所有正确命题的编号)
专题7 立体几何
1.【答案】 eq \f(\r(2)π,2) 【考查目标】 本题主要考查直四棱柱的结构特征、球面与平面的交线问题,考查的核心素养是直观想象、数学运算.
【解析】 如图,连接B1D1,易知△B1C1D1为正三角形,所以B1D1=C1D1=2.分别取B1C1,BB1,CC1的中点M,G,H,连接D1M,D1G,D1H,则易得D1G=D1H=eq \r(22+12)=eq \r(5),D1M⊥B1C1,且D1M=eq \r(3).由题意知G,H分别是BB1,CC1与球面的交点.在侧面BCC1B1内任取一点P,使MP=eq \r(2),连接D1P,则D1P=eq \r(D1M2+MP2)=eq \r((\r(3))2+(\r(2))2)=eq \r(5),连接MG,MH,易得MG=MH=eq \r(2),故可知以M为圆心,eq \r(2)为半径的圆弧GH为球面与侧面BCC1B1的交线.由∠B1MG=∠C1MH=45°知∠GMH=90°,所以eq \o(GH,\s\up8(︵))的长为eq \f(1,4)×2π×eq \r(2)=eq \f(\r(2)π,2).
2.【答案】 ①③④ 【考查目标】 本题主要考查复合命题真假的判断、空间直线与平面的位置关系,考查的核心素养是逻辑推理、直观想象.
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