内容正文:
2023年全国一卷新高考题型分类2-8
——立体几何(大题)12
资料编制说明:
1、 试卷主要是2023年全国一卷新高考地区真题、模拟题,约208套。其中全国卷6套,广东42,山东42,江苏29,福建17,湖南26,湖北21,河北25。
2、 题目设置有尾注答案,复制题干的时候,答案也会被复制过去,显示在文档的后面,双击尾注编号可以查看。方便老师备课选题。
3、 题目前面括号,标注该题的出处。有“末”字的,表示单选、填空的最后一题,难度相对会大一些。
多选3、多选4也难。
立体几何——大题12:
(2023年冀J19唐山二模)在四棱锥中,,,,,,,点是棱上靠近点的三等分点
(1)证明:平面;([endnoteRef:2]) [2: 【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)先证平面,得,然后可证明平面;
(2)以,,所在直线分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,如图,设,由面面角的向量法求得,再由体积公式求得棱锥体积.
【小问1详解】
中,,,,
由余弦定理可得,,
从而有,所以,
∵,∴,
∵,,平面,
∴平面,
∵平面,∴,
∵,,平面,
∴平面;
【小问2详解】
以,,所在直线分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,如图,
设,
则,,,,,
由(1)知,平面,是平面的一个法向量,
设平面的一个法向量是,
,
由,得,取,则,
因为平面与平面的夹角的余弦值为.
所以,解得,
所以四棱锥的体积.
]
(2)若平面与平面的夹角的余弦值为,求四棱锥的体积.
(2023年冀J20唐山三模)如图所示,在三棱锥中,已知平面,平面平面,点为线段上一点,且.
(1)证明:平面;([endnoteRef:3]) [3: 【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)过点作于点,由面面垂直、线面垂直的性质定理可得,,再由线面垂直的判定定理可得答案;
(2)由体积求出,以为原点,分别以为轴、轴正方向,建立空间直角坐标系,求出平面、平面的一个法向量,由二面角的向量求法可得答案.
【小问1详解】
过点作于点,
因为平面平面,且平面平面平面,
所以平面,
又平面,所以,
又平面平面,则,
又因为平面,
所以平面;
【小问2详解】
由(1)知平面平面,得,
又,
所以,
以为原点,分别以为轴、轴正方向,建立如图所示空间直角坐标系,
则,
又因为,所以,
,
,
设是平面的一个法向量,
则,即,
所以可取,
设是平面的一个法向量,
则即,所以可取,
则,
所以平面与平面的夹角的余弦值为.
]
(2)若,,且三棱锥的体积为18,求平面与平面的夹角的余弦值.
(2023年冀J21唐山一模)如图,在三棱柱中,侧面和侧面均为正方形,为棱的中点.
(1)证明:平面平面;([endnoteRef:4]) [4: 【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据线面垂直的判定定理可得平面,即平面,进而,再次利用线面垂直的判定定理可得平面,结合面面垂直的判定定理即可证明;
(2)建立如图空间直角坐标系,利用向量法求出平面的法向量,结合面面角的向量求法即得.
【小问1详解】
因为侧面、侧面均为正方形,
所以,,又,平面,
所以平面,又,所以平面,
又平面,所以.
由,为棱的中点,所以,
又,平面,
因此平面,又平面,
故平面平面;
【小问2详解】
由(1)得是与侧面所成角,即,
令,所以,又,
所以,,,
则,.
以A为原点,以,,分别为轴,轴,轴的正方向,建立如图所示空间直角坐标系,
则,,.所以,.
设是平面的一个法向量,
则即取.
易知是平面的一个法向量,
则.
而平面与平面的夹角为锐角,
所以平面与平面的夹角的余弦值为.
]
(2)若直线与平面所成角为30°,求平面与平面夹角的余弦值.
(2023年冀J22唐山十中)如图,在四棱台中,平面平面ABCD,底面ABCD为正方形,,.
(1)求证:平面.([endnoteRef:5]) [5: 【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)利用线面垂直性质可得,利用题目条件结合图形,勾股定理可得,即可证明结论;
(2)如图,建立以A为原点的空间直角坐标系,利用点在直线上,引入参数,可表示出M坐标,后由平面MCD,可得M坐标,即可得答案.
【小问1详解】
因平面平面ABCD,平面平面ABCD,,平面ABCD,
则平面.又平面,则;
又在等腰梯形,如下图,作,
由题可知,,又,则,结合,得.
因,则.
又平面,平面,,
则平面;
【小问2详解】
如图,以A为原点建立空间直角坐标系.
则,又由(1)可得
.
因在直线,则,
则,即.
则.
又,平面MCD,则.
得.则,.
又由(1)得,可取为平面的一个法向量,,