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专题11 立体几何
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考纲解析
理解和掌握空间中点线面的位置关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面平行关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面垂直关系
理解和掌握线面角的求法
理解和掌握二面角的求法
掌握几何体的表面积和体积公式
考点预测
异面直线所成角
四个判定定理和四个性质定理
求线面角
求二面角
求表面积
求体积
要点自测
(一)线面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行(简记为“线线平行⇒线面平行”)
⇒l∥α
性质定理
一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行(简记为“线面平行⇒线线平行”)
⇒l∥b
(二)面面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行(简记为“线面平行⇒面面平行”)
⇒α∥β
性质定理
如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行
⇒a∥b
(三)直线与平面垂直的判定定理与性质定理:
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直,那么该直线与此平面垂直
⇒l⊥α
性质定理
垂直于同一个平面的两条直线平行
⇒a∥b
(四)平面与平面垂直的判定定理与性质定理:
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直
⇒α⊥β
性质定理
两个平面垂直,如果一个平面内有一直线垂直于这两个平面的交线,那么这条直线与另一个平面垂直
⇒l⊥α
(五)空间角
(1)直线和平面所成的角:平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的角,叫做这条直线和这个平面所成的角,范围:.
(2)二面角:以二面角的棱上任一点为端点,在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角,二面角的平面角的范围:[0,π].
(六)圆柱、圆锥的侧面展开图及侧面积公式
圆柱
圆锥
侧面展开图
侧面积公式
S圆柱侧=2πrl
S圆锥侧=πrl
(七)柱、锥、球的表面积和体积
名称
几何体
表面积
体积
柱体(棱柱和圆柱)
S表面积=S侧+2S底
V=Sh
锥体(棱锥和圆锥)
S表面积=S侧+S底
V=Sh
球
S=4πR2
V=πR3
考点突破
考点1 点、线、面的位置关系
【例1】有下列命题:
①经过三点确定一个平面;
②梯形可以确定一个平面;
③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;
④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.
其中正确命题是( )
A.① B.②③ C.③ D.①④
【答案】B
【解析】对于①,经过不共线的三点确定一个平面,故①不正确;
对于②,因为梯形的两底边平行,经过两条平行直线确定一个平面,故②正确;
对于③,当三条直线交于不同的三点时,三条直线只确定一个平面;当三条直线交于一点时,三条直线最多确定三个平面,故③正确;
对于④,当两个平面的三个公共点在一条直线上时,这两个平面相交于这条直线,不一定重合,故④不正确.
故选:B.
【突破训练】
1、已知平面α⊥平面β,直线l⊥平面α,则l与β的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.l⊂β D.平行或l⊂β
【答案】D
【解析】如图:,l//β或l⊂β,
故选:D.
2、如图,在三棱锥中,,,分别是的中点.若,则异面直线与所成角的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,,
所以异面直线与所成角即或其补角,
因为异面直线所成角的范围为,
所以异面直线与所成角的大小为.
故选:B.
考点2 空间中的平行关系
【例1】下列命题中正确的个数是( )
①若直线a上有无数个点不在平面α内,则a∥α;
②若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都平行;
③若直线a∥直线b,直线b∥平面α,则直线a∥平面α;
④若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都没有公共点.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】对于①,若直线a上有无数个点不在平面α内,则直线a可能与平面α相交,也可能与平面α平行,所以①错误,
对于②,当直线a∥平面α时,直线a与平面α内直线平行或异面,所以②错误,
对于③,当直线a∥直线b,直线b∥平面α,则直线a∥平面α,或直线a在平面α内,所以③错误,
对于④,当直线a∥平面α时,则直线a与平面α无公共点,所以直线a与平面α内的任意一条直线都没有公共点,所以④正确,
故选:B
【突破训练】
1、如图,四边形 ABCD 是平行四边形,P 是平面ABCD 外一点,M,N 分别是AB,PC的中点,则MN (填“平行”、“不平行”)平面PAD
【答案】平行
【解析】如图,
取PD的中点 G,连接 GA,GN.
∵G,N 分别是△PDC的边PD,PC 的中点,
∴GN∥DC,GN=DC.
∵M 为平行四边形 ABCD 的边AB的中点,
∴AM= DC,AM∥DC,
∴AM∥GN,AM=GN,
∴四边形AMNG为平行四边形,
∴MN∥AG.
又 MN⊄平面 PAD,AG⊂平面PAD,
∴MN∥平面PAD.
故答案为:平行.
2、如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,则下列结论正确的是( )
A.MN∥AP B.MN∥BD1 C.MN∥平面 BB1D1D D.MN∥平面 BDP
【答案】C
【解析】由题意,取 B1C1的中点 E,连接 EM,NE,B1D1,BD,
如图.M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,
所以 BB1∥NE,B1D1∥EM,EM∩NE=E,BB1∩B1D1=B1,
所以平面 EMN∥平面 BB1D1D,
那么 MN∥平面 BB1D1D,
故选:C.
考点3 空间中的垂直关系
【例1】已知m,n是两条不重合的直线,是一个平面,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】由线面垂直的性质知,若,,则成立,即充分性成立;
根据线面垂直的定义,必须垂直平面内的两条相交直线,才有,即必要性不成立,
故选:A.
【突破训练】
1、设,为两个平面,则的充要条件是( )
A.,平行于同一个平面 B.,垂直于同一个平面
C.内一条直线垂直于内一条直线 D.内存在一条直线垂直于
【答案】D
【解析】,平行于同一个平面时,则,A错误;
,垂直于同一个平面时,,可能垂直,也可能相互平行,也可能相交但不垂直,B错误;
内一条直线垂直于内一条直线,,可能垂直,也可能相互平行,也可能相交但不垂直,C错误;
内一条直线垂直于,则,反之也成立,D正确.
故选:D.
2、设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若m⊥α,n⊂β,m⊥n,则α⊥β B.若m∥α,m∥n,则n∥α
C.若m∥n,n⊥β,m⊂α,则α⊥β D.若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥β
【答案】C
【解析】m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,
对于,若m⊥α,n⊂β,m⊥n,则与平行或相交,故错误;
对于,若m∥α,m∥n,则n∥α 或,故错误;
对于,若m∥n,n⊥β,m⊂α,由面面垂直的判定定理可得α⊥β,故正确;
对于,若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则或与相交或∥,故错误,
故选:.
考点4 求线面角
【例1】在长方体中,,,,直线与平面所成的角是( )
A.45° B.90° C.正切值为2 D.正切值为
【答案】A
【解析】
长方体中,直线平面,
所以就是直线与平面所成的角,
在中,,,
所以,所以,
故选:A.
【突破训练】
1、如图,在正三棱柱中,,,点D是侧棱的中点,则直线与平面所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】平面,
与平面所成的角为,
又,,可得,
而平面平面,
与平面所成角的正弦值为,
故应选:B.
考点5 求二面角
【例1】在正方体中,二面角平面角的正切值为 .
【答案】
【解析】如图
取的中点,连接,
在正方体中,可知,
所以,
所以二面角的平面角为,
设,所以,
所以,
故答案为:.
【突破训练】
1、自二面角内任意一点分别向两个面引垂线,则两垂线所成的角与二面角的平面角的关系是( )
A.相等 B.互补 C.互余 D.相等或互补
【答案】D
【解析】如图,
A为二面角αlβ内任意一点,AB⊥α,AC⊥β,过B作BD⊥l于D、连接CD,
则∠BDC为二面角αlβ的平面角,∠ABD=∠ACD=90°,
∠BAC为两条垂线AB与AC所成角或其补角,
∵∠A+∠BDC=180°,
∴当二面角的平面角为锐角或直角时,AB与AC所成角与二面角的平面角大小相等,
当二面角的平面角为钝角时,AB与AC所成角与二面角的平面角大小互补,
故选:D.
2、在正方体中,二面角的大小为__________.
【答案】
【解析】
平面,平面,,
又,平面,即为二面角的平面角,
, 二面角的大小为,
故答案为:.
考点6 求表面积
【例1】已知圆锥的底面半径为1,其侧面展开图是一个圆心角为120°的扇形,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设圆锥的母线长为,则,解得,
则该圆锥的表面积为,
故选:C.
【突破训练】
1、已知圆柱的底面半径和高都是2,那么圆柱的侧面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为圆柱的底面半径和高都是,
所以圆柱的侧面积,
故选:B.
2、若一个球的体积为4π,则它的表面积为( )
A.3π B.12 C.12π D.36π
【答案】C
【解析】设球的半径为R,依题意有 ,所以,
所以球的表面积为,
故选:C.
考点7 求体积
【例1】一个圆锥的表面积为,它的侧面展开图是圆心角为的扇形,则该圆锥的体积为___________.
【答案】
【解析】设圆锥的底面半径为 ,母线长为 ,则 ,即 ,
由圆心角的计算公式 ,即 ,解得 ,
所以高 ,
体积 ,
故答案为:.
【突破训练】
1、已知圆柱的底面直径和高都等于球的直径,则球与圆柱体积比是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设球的半径为,则圆柱的底面半径为,高为,
因为,
所以,
故选:A.
2、表面积为24的正方体的顶点都在一个球面上,则该球的体积为____________.
【答案】
【解析】设正方体的棱长为a,则,得,
设球的半径为R,则,即.
所以球的体积.
故答案为:.
模拟演练
一、选择题
1、已知直线l及两个不重合的平面,,下列命题正确的是( )
A.若,,则
B.若,,则
C.若,,则
D.若,且内有无数条直线与l垂直,则
【答案】C
【解析】A选项,如图1,满足,,但不满足,A错误;
如图1,
满足,,但不满足,B错误;
若,,由面面平行的定义可知,C正确;
若内这无数条直线均平行,则不能推出,D错误,
故选:C.
2、已知直线、与平面,其中,则“”是“”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】B
【解析】如图1,
满足,但不垂直,充分性不成立,
当时,因为,由线面垂直的定义可知:,必要性成立,
故“”是“”的必要不充分条件,
故选:B.
3、若一个正方体的顶点都在球面上,它的棱长为1,则这个球的表面积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】正方体的体对角线长为,所以球的直径,
所以球的表面积为,
故选:C.
4、在“立体几何”知识中:①两直线所成角的取值范围是;②直线与平面所成角的取值范围是;③二面角的平面角取值范围是.在“解析几何”知识中;④直线的倾斜角取值范围是;⑤两直线的夹角取值范围是;在“向量”知识中:⑥两向量的夹角的取值范围是;以上概念叙述正确的是( )
A.②①④⑤ B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.②③④⑤
【答案】B
【解析】当两直线平行时夹角为0,故两直线所成角的范围为,故①⑤错误,
其他选项根据对应的定义均为正确,
故选:B.
5、已知圆柱和圆锥的底面重合,且母线长相等,设圆柱、圆锥的表面积分别为S1,S2,则的值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】由已知可设,圆柱和圆锥的底面半径为,母线为,
则,,所以,
故选:C.
6、长方体中,,,则二面角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由图可知,,
所以是二面角的平面角,
,所以.
故选:D.
7、在正四面体ABCD中,点E,F,G分别为棱BC,CD,AC的中点,则异面直线AE,FG所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
连接DE,因为点F,G分别为棱CD,AC的中点,
所以FGAD,所以或其补角为异面直线AE,FG所成角,
设正四面体的边长为a,则,,由余弦定理得:,
所以异面直线AE,FG所成角的余弦值为.
故选:C.
8、若一个圆锥的侧面积是底面面积的2倍,则该圆锥的母线与其底面所成的角的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
设圆锥的底面半径为,母线长为,
因为圆锥的侧面积是底面积的2倍,所以,解得,
设该圆锥的母线与底面所成角,则,所以,
故选:C.
9、如图将正方形沿对角线折成直二面角,有如下四个结论:
①⊥;②△是等边三角形;③与所成的角为60°;④与平面所成的角为60°.
其中错误的结论是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【解析】
①取BD中点E,连接AE,CE,,故⊥,①正确:②,△是等边三角形,
③与所成的角为60°,
④与平面所成的角为45°,
故选:D.
10、已知m,n是空间中两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,,,,则
C.若,,,则 D.若,,则
【答案】C
【解析】
如图,平面平面,平面,但平面,A错误;
分别是的中点,则平面,平面,平面,平面,显然平面与平面不平行,B项错误;
平面平面,平面,而平面,D项错误;
对于C项,,,则或.又,则.
故选:C.
二、填空题
11、下列推理正确的是 .
①,,,
②,
③,
④,
⑤,
【答案】①②④
【解析】①,,,,即,故①对;
②,,故②对;
③,,可能l与相交,可能有,故③不对;
④,,必有故,④对;
⑤,,则l,m可能平行,也可能异面,⑤不对,
故答案为:①②④.
12、表面积为的球的体积为 .
【答案】
【解析】设球半径为,因为球的表面积为,所以,解得,
所以体积为.
故答案为:.
13、在正方体中,对角线与底面所成角的正弦值为 .
【答案】
【解析】底面,是与底面所成的角,
设正方体的棱长为,则,,,
,
故答案为:.
14、如图,PA⊥平面ABC,AC⊥BC,PA=4,AC=,BC=1,E,F分别为AB,PC的中点,则三棱锥BEFC的体积为 .
【答案】
【解析】因为F是PC的中点,PA⊥平面ABC,PA=4,
所以F到平面ABC的距离为2,
所以三棱锥BEFC的体积为,
故答案为:.
15、如图,四棱锥S-ABCD的底面ABCD为正方形,SD⊥底面ABCD,则下列结论中正确的有 个.
①AC⊥SB;
②AB∥平面SCD;
③SA与平面ABCD所成的角是∠SAD;
④AB与SC所成的角等于DC与SC所成的角.
【答案】4
【解析】因为SD⊥底面ABCD,所以AC⊥SD.因为四边形ABCD是正方形,所以AC⊥BD.
又BD∩SD=D,所以AC⊥平面SBD,所以AC⊥SB,故①正确.
因为AB∥CD,AB⊄平面SCD,CD⊂平面SCD,所以AB∥平面SCD,故②正确.
因为AD是SA在平面ABCD内的射影,所以SA与平面ABCD所成的角是∠SAD.故③正确.
因为AB∥CD,所以AB与SC所成的角等于DC与SC所成的角,故④正确,
故答案为:4.
四、解答题
16、如图,在三棱锥中,,D,E分别是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面.
【答案】证明见解析
【解析】证明:(1)由题知D,E分别是的中点,,
平面平面,
平面,得证;
(2)由题知,D是的中点,
,
平面,平面且,
故平面得证.
17、如图,在四棱锥中,平面,底面为菱形,为的中点.
(1)求证:平面;
(2)若点是棱的中点,求证:平面.
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析
【解析】证明:(1)因为平面,平面,所以,
又因为底面是菱形,则,,平面,
所以平面.
(2)连接,如图所示:
因为分别为的中点,则且,
所以四边形为平行四边形,
所以,平面,平面,
所以平面.
18、如图,在正方体中,
(1)求异面直线与所成的角的大小;
(2)求二面角的大小.
【答案】(1);(2)
【解析】
解:(1)在正方体中,连接,
由于,所以是异面直线与所成的角,
由于三角形是等边三角形,所以,
所以异面直线与所成的角的大小为.
(2)在正方体中,,
所以是二面角的平面角,
根据正方体的性质可知,
所以二面角的大小为.
19、如图,平面,四边形为矩形,,,点是的中点,点在边上移动.
(1)求三棱锥的体积;
(2)证明:.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)解:平面,四边形为矩形,
,
.
(2)证明:平面,,
又,且点是的中点,,
又,,,平面,
又平面,,
由,,,
平面,
平面,
.
20、如图,四边形是直角梯形,∠=90°,∥,=1,=2,又=1,∠=120°,⊥,直线与直线所成的角为60°.
(1)求证:平面⊥平面;
(2)求三棱锥的体积.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】(1)证明:∵PC⊥AB,PC⊥BC,AB∩BC=B,∴PC⊥平面ABC,
又PC⊂平面PAC,∴平面PAC⊥平面ABC.
(2)解:取BC的中点为O,连接MO,
PM∥BC,又PM=BC=CO,∴四边形PMOC为平行四边形,∴PC∥MO,
∵PC⊥平面ABC,∴MO⊥平面ABC, ∠AMO为AM与PC所成的角,即∠AMO=,
∵AC=CO=1,∠ACO=,∴AO=,∴OM=1,则四边形PMOC为正方形,
.
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考纲解析
理解和掌握空间中点线面的位置关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面平行关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面垂直关系
理解和掌握线面角的求法
理解和掌握二面角的求法
掌握几何体的表面积和体积公式
考点预测
异面直线所成角
四个判定定理和四个性质定理
求线面角
求二面角
求表面积
求体积
要点自测
(一)线面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行(简记为“线线平行⇒线面平行”)
⇒l∥α
性质定理
一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行(简记为“线面平行⇒线线平行”)
⇒l∥b
(二)面面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行(简记为“线面平行⇒面面平行”)
⇒α∥β
性质定理
如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行
⇒a∥b
(三)直线与平面垂直的判定定理与性质定理:
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直,那么该直线与此平面垂直
⇒l⊥α
性质定理
垂直于同一个平面的两条直线平行
⇒a∥b
(四)平面与平面垂直的判定定理与性质定理:
文字语言
图形语言
符号语言
判定定理
如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直
⇒α⊥β
性质定理
两个平面垂直,如果一个平面内有一直线垂直于这两个平面的交线,那么这条直线与另一个平面垂直
⇒l⊥α
(五)空间角
(1)直线和平面所成的角:平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的角,叫做这条直线和这个平面所成的角,范围:.
(2)二面角:以二面角的棱上任一点为端点,在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角,二面角的平面角的范围:[0,π].
(六)圆柱、圆锥的侧面展开图及侧面积公式
圆柱
圆锥
侧面展开图
侧面积公式
S圆柱侧=2πrl
S圆锥侧=πrl
(七)柱、锥、球的表面积和体积
名称
几何体
表面积
体积
柱体(棱柱和圆柱)
S表面积=S侧+2S底
V=Sh
锥体(棱锥和圆锥)
S表面积=S侧+S底
V=Sh
球
S=4πR2
V=πR3
考点突破
考点1 点、线、面的位置关系
【例1】有下列命题:
①经过三点确定一个平面;
②梯形可以确定一个平面;
③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;
④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.
其中正确命题是( )
A.① B.②③ C.③ D.①④
【突破训练】
1、已知平面α⊥平面β,直线l⊥平面α,则l与β的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.l⊂β D.平行或l⊂β
2、如图,在三棱锥中,,,分别是的中点.若,则异面直线与所成角的大小为( )
A. B. C. D.
考点2 空间中的平行关系
【例1】下列命题中正确的个数是( )
①若直线a上有无数个点不在平面α内,则a∥α;
②若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都平行;
③若直线a∥直线b,直线b∥平面α,则直线a∥平面α;
④若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都没有公共点.
A.0 B.1 C.2 D.3
【突破训练】
1、如图,四边形 ABCD 是平行四边形,P 是平面ABCD 外一点,M,N 分别是AB,PC的中点,则MN (填“平行”、“不平行”)平面PAD
2、如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,则下列结论正确的是( )
A.MN∥AP B.MN∥BD1 C.MN∥平面 BB1D1D D.MN∥平面 BDP
考点3 空间中的垂直关系
【例1】已知m,n是两条不重合的直线,是一个平面,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【突破训练】
1、设,为两个平面,则的充要条件是( )
A.,平行于同一个平面 B.,垂直于同一个平面
C.内一条直线垂直于内一条直线 D.内存在一条直线垂直于
2、设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若m⊥α,n⊂β,m⊥n,则α⊥β B.若m∥α,m∥n,则n∥α
C.若m∥n,n⊥β,m⊂α,则α⊥β D.若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥β
考点4 求线面角
【例1】在长方体中,,,,直线与平面所成的角是( )
A.45° B.90° C.正切值为2 D.正切值为
【突破训练】
1、如图,在正三棱柱中,,,点D是侧棱的中点,则直线与平面所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
考点5 求二面角
【例1】在正方体中,二面角平面角的正切值为 .
【突破训练】
1、自二面角内任意一点分别向两个面引垂线,则两垂线所成的角与二面角的平面角的关系是( )
A.相等 B.互补 C.互余 D.相等或互补
2、在正方体中,二面角的大小为__________.
考点6 求表面积
【例1】已知圆锥的底面半径为1,其侧面展开图是一个圆心角为120°的扇形,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、已知圆柱的底面半径和高都是2,那么圆柱的侧面积是( )
A. B. C. D.
2、若一个球的体积为4π,则它的表面积为( )
A.3π B.12 C.12π D.36π
考点7 求体积
【例1】一个圆锥的表面积为,它的侧面展开图是圆心角为的扇形,则该圆锥的体积为___________.
【突破训练】
1、已知圆柱的底面直径和高都等于球的直径,则球与圆柱体积比是( )
A. B. C. D.
2、表面积为24的正方体的顶点都在一个球面上,则该球的体积为____________.
模拟演练
一、选择题
1、已知直线l及两个不重合的平面,,下列命题正确的是( )
A.若,,则
B.若,,则
C.若,,则
D.若,且内有无数条直线与l垂直,则
2、已知直线、与平面,其中,则“”是“”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既不充分也不必要
3、若一个正方体的顶点都在球面上,它的棱长为1,则这个球的表面积是( )
A. B. C. D.
4、在“立体几何”知识中:①两直线所成角的取值范围是;②直线与平面所成角的取值范围是;③二面角的平面角取值范围是.在“解析几何”知识中;④直线的倾斜角取值范围是;⑤两直线的夹角取值范围是;在“向量”知识中:⑥两向量的夹角的取值范围是;以上概念叙述正确的是( )
A.②①④⑤ B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.②③④⑤
5、已知圆柱和圆锥的底面重合,且母线长相等,设圆柱、圆锥的表面积分别为S1,S2,则的值为( )
A. B.1 C.2 D.3
6、长方体中,,,则二面角为( )
A. B. C. D.
7、在正四面体ABCD中,点E,F,G分别为棱BC,CD,AC的中点,则异面直线AE,FG所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
8、若一个圆锥的侧面积是底面面积的2倍,则该圆锥的母线与其底面所成的角的大小为( )
A. B. C. D.
9、如图将正方形沿对角线折成直二面角,有如下四个结论:
①⊥;②△是等边三角形;③与所成的角为60°;④与平面所成的角为60°.
其中错误的结论是( )
A.① B.② C.③ D.④
10、已知m,n是空间中两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,,,,则
C.若,,,则 D.若,,则
二、填空题
11、下列推理正确的是 .
①,,,
②,
③,
④,
⑤,
12、表面积为的球的体积为 .
13、在正方体中,对角线与底面所成角的正弦值为 .
14、如图,PA⊥平面ABC,AC⊥BC,PA=4,AC=,BC=1,E,F分别为AB,PC的中点,则三棱锥BEFC的体积为 .
15、如图,四棱锥S-ABCD的底面ABCD为正方形,SD⊥底面ABCD,则下列结论中正确的有 个.
①AC⊥SB;
②AB∥平面SCD;
③SA与平面ABCD所成的角是∠SAD;
④AB与SC所成的角等于DC与SC所成的角.
四、解答题
16、如图,在三棱锥中,,D,E分别是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面.
17、如图,在四棱锥中,平面,底面为菱形,为的中点.
(1)求证:平面;
(2)若点是棱的中点,求证:平面.
18、如图,在正方体中,
(1)求异面直线与所成的角的大小;
(2)求二面角的大小.
19、如图,平面,四边形为矩形,,,点是的中点,点在边上移动.
(1)求三棱锥的体积;
(2)证明:.
20、如图,四边形是直角梯形,∠=90°,∥,=1,=2,又=1,∠=120°,⊥,直线与直线所成的角为60°.
(1)求证:平面⊥平面;
(2)求三棱锥的体积.
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