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2026年陕西省职教单招
数学专项冲刺练习
解答题专项(十九)立体几何(综合)
1.如图所示,某几何体为半个圆柱和长方体组成的组合体(单位:cm)求:
2
(1)该几何体的体积:
(2)该几何体的表面积
2.如图,在棱长为a的正方体ABCD一AB,CD,中,截去三棱锥A,一ABD,求剩余的几何
体AB,CD,一DBC的表面积.
3.如图,己知长方体ABCD-A,B,C,D,用平面BCFE把这个长方体分成两部分后,这两部
分都还是棱柱吗?说明理由
试卷第1页,共3页
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4.一个正四棱锥S-ABCD的高SO和底面边长都是4,如图所示,求它的表面积.
5.在古代数学《九章算术》中,将底面为矩形且有一条侧棱垂直于底面的四棱锥称之为阳
马.如图所示,已知四棱锥P-ABCD为阳马,PA⊥平面ABCD.在下列6个三角形中:
△PAB,△PAC,△PAD,△PBC,△PBD,△PDC,哪些是直角三角形?
6.如图,已知正方体ABCD-A,B,C,D,的边长为2.
D
(I)求证:BD⊥AD:
(2)求点A到BC的距离.
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7.如图所示,底面ABCD为矩形,PD⊥平面ABCD,PD=2,平面PBC与底面ABCD所
成的角为45°,M为PC的中点.
(I)求DM的长度;
(2)求证:平面BDM⊥平面PBC.
8.已知三棱锥D-ABC,AB=AC=1,AD=2,∠BAD=∠CAD=∠BAC=90°,点E,F
分别是BC,DE的中点,如图所示
(1)求证AF⊥BC;
(2)求线段AF的长
9.如图所示,己知正方体ABCD-A,B,CD1;
(1)在正方体的表面中,哪些平面与直线AB平行?
(2)B,D是否平行于平面ABCD?为什么?
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10.如图,己知正方体ABCD-A,B,CD.
(1)请列出3条与平面AB,CD,平行的直线(不必作说明):
(2)请列出3条与EC,垂直的直线(不必作说明).
11.已知正方体ABCD-A,B,CD,中,P、Q分别为对角线BD、CD的中点.
(I)求证:PQ/平面AD,DA;
(2)若E是DC中点,求证:平面PQE⊥平面ABCD.
12.如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥面ABCD,PA=AD,E为PD的中点,AB/1CD且
AB=CD,AB⊥AD.求证:
(I)AE⊥平面PCD;
(2)AE/平面PBC
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13.如图,己知矩形ABCD,MA⊥平面ABCD,若AB=MA=1,AD=√5.
(I)求异面直线MB与CD所成的角的大小;
(2)证明:CD⊥平面MAD;
14.如图所示,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD是正方形,平面SAD⊥平面ABCD,
SA=SD=2,AB=3.
D
(1)求S4A与BC所成角的余弦值;
(2)求证:AB⊥SD
15.已知直三棱柱ABC-A,B,C的所有棱长都相等,D,E分别是棱AB,AC,的中点,
(I)求证:DE/1平面BCC,B
(2)求DE和平面ABC所成角的正切值
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16.如图所示的几何体中,四边形ABCD是矩形,MAL平面ABCD,NB⊥平面ABCD,且
AB=NB=1,AD=MA=2.
(1)求证:NC∥平面MAD:
(2)求棱锥M-VAD的体积.
17.如图,在三棱柱ABC-A,B,C中,A4⊥底面ABC,AB=BC=1,∠ABC=90°,D为AC
的中点.
(1)证明:BD⊥平面ACC,A;
(2)若直线BA与平面ACC,A,所成的角为30°,求三棱柱ABC-A,B,C,的体积.
18.如图,在四棱锥S-ABCD的底面为正方形,O为AC与BD的交点,S0⊥底面ABCD,
(I)若E,F分别为SA,SC的中点,求证:EF/1平面ABCD:
(②)若AB=SA=4求四棱锥S-ABCD的体积.
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19.如图,在三棱柱ABC-A,B,C,中,侧棱AA⊥底面ABC,A,C⊥AB,
4B =4C=44=1.
C
(I)求证:AB⊥AC;
(2)求三棱锥C-A4B的体积
20.在正三棱柱ABC-A,B,C,中,底面边长为2,侧棱长为√5,D是AC的中点
(1)求三棱锥A-ABC的体积:
(2)求证:直线B,C/1平面ABD;
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数学 专项冲刺练习
解答题专项(十九)立体几何(综合)
1.如图所示,某几何体为半个圆柱和长方体组成的组合体(单位:).求:
(1)该几何体的体积;
(2)该几何体的表面积.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据柱体体积公式求解;(2)根据柱体表面积公式求解.
【详解】(1)该几何体的体积.
(2)该几何体的表面积.
2.如图,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,截去三棱锥A1-ABD,求剩余的几何体A1B1C1D1-DBC的表面积.
【答案】a2
【分析】结合正方体的性质,根据表面积的定义即可求解.
【详解】解:由正方体的性质可知是边长为a的等边三角形,
所以的面积a2,
表面积S==a2++3a2=a2.
3.如图,已知长方体,用平面把这个长方体分成两部分后,这两部分都还是棱柱吗?说明理由.
【答案】都还是棱柱,理由见解析
【解析】根据棱柱的定义判断即可.
【详解】在几何体中,侧棱、、、平行且相等,几何体为棱柱;在几何体中,侧棱、、平行且相等,几何体为棱柱.因此,几何体和几何体都是棱柱.
4.已知正四棱锥的棱长都是4,求它的高和斜高及表面积.
【答案】高为,斜高为,表面积为
【分析】正四棱锥的棱与高和斜高的关系求解,表面积公式求解即可.
【详解】
如图所示,为的中点,平面,
因为,点为的中点.所以.
因为是四棱锥的侧面上的斜高,且.
所以.
因为是四棱锥的高.
所以在中,.
所以.
5.在古代数学《九章算术》中,将底面为矩形且有一条侧棱垂直于底面的四棱锥称之为阳马.如图所示,已知四棱锥为阳马,平面.在下列6个三角形中:,哪些是直角三角形?
【答案】.
【分析】由题意可得平面,平面,平面,利用线面垂直推导线线垂直,结合勾股定理即可判断.
【详解】∵平面,平面,
∴,,,
∴为直角三角形,
∵平面,平面,
∴,又,平面,且,
∴平面,又∵平面,
∴,∴是直角三角形,
∵平面,平面,
∴,又,平面,且,
∴平面,又∵平面,
∴,∴是直角三角形,
∵,∴,
∵,∴,
∵,∴,
∵,∴,
∵,∴,
∵,∴,
∴不是直角三角形.
综上,共有5个直角三角形,分别为:.
6.如图,已知正方体的边长为2.
(1)求证:;
(2)求点到的距离.
【答案】(1)证明见解析(2).
【分析】(1)由正方体的性质可证得,,从而证得与平面内两条相交直线分别垂直,由线面垂直可知线线垂直.
(2)连接,可证得,从而知道的长即为点到的距离.
【详解】(1)证明:∵几何体为正方体,
∴平面.
∵平面,∴.
∵四边形为正方形,∴.
∵,平面,平面,∴平面.
∵平面,∴.
(2)解:连接.∵几何体为正方体,∴平面.
∵平面,∴,
∴的长即为点到的距离.,∴点到的距离为.
7.如图所示,底面为矩形,平面,平面与底面所成的角为为的中点.
(1)求的长度;
(2)求证:平面平面.
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)根据线面垂直得到线线垂直,进而得到二面角的平面角即可求解.
(2)运用三线合一,及线面垂直的性质与判定,及面面垂直的判定定理即可得证.
【详解】(1)因为底面是矩形,可得,
又因为平面,平面.所以,
因为,所以平面.
因为平面,所以.
所以为平面与平面所成角的平面角,
所以.由,可得.
因为是的中点.所以
(2)由为的中点,且为等腰直角三角形.可得.
由(1)可知.
所以平面.因为平面.所以.
因为,平面.所以平面.
因为平面.所以平面平面.
8.已知三棱锥,,,,点E,F分别是BC,DE的中点,如图所示.
(1)求证;
(2)求线段AF的长.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)先由线线垂直证明线面垂直平面AED,再证明即可.
(2)由AF是直角斜边上的中线即可求解.
【详解】(1)连接AE,
因为,所以,,
因为DA垂直于平面ABC内两条相交直线,所以平面ABC,
因为平面ABC,所以,
因为,点E是BC的中点,所以,
因为BC垂直于平面AED内两条相交直线,所以平面AED,
因为平面AED,所以.
(2)因为,,所以,
因为点E是BC的中点, 所以,
由(1)知平面ABC,平面ABC,所以,
所以,
点F是DE的中点,,即AF是直角斜边上的中线,.
9.如图所示,已知正方体;
(1)在正方体的表面中,哪些平面与直线AB平行?
(2)是否平行于平面ABCD?为什么?
【答案】(1)平面和平面(2)平行,理由见解析
【分析】(1)根据直线与平面平行的判定定理分析.
(2)在平面内找到与直线平行的直线,即可得证.
【详解】(1)∵直线直线,
而直线平面,且直线平面.∴直线平面.
且直线平面,且直线平面.∴直线平面.
故与直线平行的平面有:平面和平面.
(2)连接,如图所示.
∵和都是平面ABCD的垂线,且,∴是平行四边形,即.
∵平面ABCD,且平面ABCD,∴.即得证.
10.如图,已知正方体.
(1)请列出3条与平面平行的直线(不必作说明);
(2)请列出3条与垂直的直线(不必作说明).
【答案】(1)直线、直线、直线(2)直线、直线、直线
【分析】利用正方体的结构特征,结合空间中线线、线面、面面间的位置关系求解.
【详解】(1)解:由图可知:与平面平行的直线有:直线、直线、直线.
(2)由图可知:与垂直的直线有:直线、直线、直线.
11.已知正方体中,、分别为对角线、的中点.
(1)求证:平面;
(2)若是中点,求证:平面平面.
【答案】(1)证明见详解.(2)证明见详解.
【分析】(1)取DC的中点E,根据题意可得,,由线面平行的判断定理可得QE//平面,再由面面平行的判定定理,可得答案.
(2)根据题可得平面ABCD,又,则QE⊥平面ABCD,由面面垂直的判定定理,即可得出答案.
【详解】(1)证明:取DC的中点E,因为P、Q分别为对角线BD、的中点,
所以,AD,
平面,平面,所以平面,
同理可得平面,
又QE∩PE=E,所以平面PEQ//平面,
又PQ平面PEQ,所以平面.
(2)证明:因为几何体是正方体,
所以⊥平面ABCD,又,所以QE⊥平面ABCD,
因为QE平面PQE,所以平面PQE⊥平面ABCD.
12.如图,四棱锥中,面ABCD,,E为PD的中点,且.求证:
(1)平面PCD;
(2)平面PBC.
【答案】(1)证明见详解(2)证明见详解
【分析】(1)利用线面垂直的判定与性质定理依次证得平面PAD,,从而结合三线合一即可得证;
(2)构造平行四边形证得,再利用线面平行的判定定理即可得证.
【详解】(1),E为PD的中点,,
又平面ABCD,平面ABCD,,
又,平面PAD,平面PAD,
平面PAD,又平面PAD,,
又,
又,平面PCD,平面PCD,平面PCD.
(2)取PC的中点F,连接EF、FB在中,E、F分别为PD、PC中点,
且,
又且,且,四边形为平行四边形,,
又平面PBC,平面PBC,平面PBC.
13.如图,已知矩形,平面,若,.
(1)求异面直线与所成的角的大小;
(2)证明:平面;
【答案】(1)(2)证明见解析
【分析】(1)利用直线平行找到异面直线与所成的角,再利用三边关系判断三角形,进而求出角的大小;
(2)因为矩形,得到,再利用平面得到,根据线面垂直的判定定理即可证明;
【详解】(1)矩形,,异面直线与所成的角为,
,平面,平面,,
是等腰直角三角形,即异面直线与所成的角为.
(2)平面,平面,,
又,平面,平面,,平面.
14.如图所示,在四棱锥中,底面ABCD是正方形,平面平面ABCD,.
(1)求SA与BC所成角的余弦值;
(2)求证:.
【答案】(1)(2)证明见详解
【分析】(1)将异面直线转化为相交直线,利用余弦定理即可求解.
(2)先证明线面垂直,再由线面垂直的性质定理可证明线线垂直.
【详解】(1)在正方形ABCD中,,为SA与BC所成角
在中,,则,
(2)平面平面ABCD,平面平面,
在正方形ABCD中,,平面SAD,又平面SAD,.
15.已知直三棱柱的所有棱长都相等,分别是棱的中点,
(1)求证:平面
(2)求和平面所成角的正切值
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)根据线面平行的判定,面面平行的判定定理即可求解.
(2)先找出是和平面所成角,即可求解.
【详解】(1)取中点,连接,因为分别是棱的中点,所以,因为平面,不在平面内,所以平面,因为平面,不在平面内,所以平面,
又,在平面内,所以平面平面,
因为平面,所以平面.
(2)在直三棱柱中,平面.
由(1)知,所以平面,所以是和平面所成角.
设直三棱柱棱长为2,则,则,
即和平面所成角的正切值为.
16.如图所示的几何体中,四边形ABCD是矩形,MA⊥平面ABCD,NB⊥平面ABCD,且,.
(1)求证:平面MAD;
(2)求棱锥M−NAD的体积.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)要证线面平行关键找到平面外的一条直线与平面内直线平行,可先在MA上取一中点H,然后根据条件,验证四边形NCDH是平行四边形,可得,即可得证.
(2)根据线面垂直的判定,先验证AD⊥平面MABN,然后以平面NAM为底,AD为高根据椎体体积公式即可求解.
【详解】(1)
证明:取MA中点H,连接NH,DH,∵MA⊥平面ABCD,NB⊥平面ABCD,∴,
又∵,.∴,
∴四边形NBAH为平行四边形,∴,,
又∵四边形ABCD为矩形,∴,,∴,,
∴四边形NCDH为平行四边形,∴,且,平面MAD,
∴平面MAD.
(2)∵四边形ABCD为矩形,∴,又∵MA⊥平面ABCD,且平面,
∴,又∵,且平面,平面,
∴平面,故以平面NAM为底,AD为高,
∴,又,∴.
17.如图,在三棱柱中,底面,D为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若直线与平面所成的角为,求三棱柱的体积.
【答案】(1)证明见详解(2)
【分析】(1)由线线垂直即可证明线面垂直.
(2)先找到线面角,再由线面角求解的长度,再由三棱柱的体积公式求解即可.
【详解】(1)∵底面ABC,平面ABC,∴,
∵,D为AC的中点,∴,
又,平面,∴平面.
(2)连接,
由平面知,直线与平面所成的角为,即,
在中,由,可得,在中,,可得,从而在中,,
.
18.如图,在四棱锥的底面为正方形,O为与的交点,底面.
(1)若E,F分别为,的中点,求证:平面;
(2)若求四棱锥的体积.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)根据线面平行的判定定理证明即可.
(2)由四棱锥的体积公式求解即可.
【详解】(1)因为分别为的中点.所以.
因为不在平面内,在平面内.所以平面.
(2)因为底面是正方形.所以.得.
因为底面.平面.所以.
所以.
所以.
19.如图,在三棱柱中,侧棱底面,,.
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积.
【答案】(1)证明见解析(2)
【分析】(1)根据线面垂直得到,再结合,得到线面垂直,即可得证;
(2)证明平面,再根据三棱锥的体积公式计算,即可求解.
【详解】(1)因为侧棱底面,且平面,所以,
又因为,平面,且,
所以平面,而平面,则.
(2)因为侧棱底面,且平面,所以,
由(1)可知,,且平面,,
所以平面,又,,
即是矩形,所以,且,所以,
则三棱锥的体积为.
20.在正三棱柱中,底面边长为2,侧棱长为,D是的中点.
(1)求三棱锥的体积;
(2)求证:直线平面;
【答案】(1)1(2)证明见解析
【分析】(1)利用棱锥的体积公式代入求解;
(2)由直线与平面平行的判定定理即可求解;
【详解】(1)∵正三棱柱底面边长为2,则是正三角形,且边长为2,
∴,又,面,
∴三棱锥的体积.
(2)
连接交于O,连接,正三棱柱,∴O为的中点,D为的中点,
∴为的中位线,∴,又平面,平面,
∴直线平面.
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