内容正文:
专题07 空间向量与立体几何
7大考点概览
考点01空间几何体的表面积与体积
考点02空间点、线、面位置关系
考点03 球的切接
考点04线面角
考点05 面面角
考点06翻折问题
考点07 创新融合
(
空间几何体的
表面积与体积
考点1
)
1.(2026·山东德州·二模)已知圆柱的底面半径是圆锥底面半径的2倍,圆柱的高是圆锥高的,则圆柱和圆锥的体积之比为( )
A.6 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【解析】设圆锥底面半径为,高为,则圆柱底面半径为,高为,
故圆柱和圆锥的体积之比为.
2.(2026·山东青岛·二模)以等腰直角三角形的一条直角边所在直线为轴,其余两边旋转一周形成的面围成一个几何体,若该几何体体积为,则其侧面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】等腰直角三角形绕一条直角边旋转一周,得到的几何体是圆锥.
设等腰直角三角形的直角边长为,
则旋转后圆锥的底面半径,高,母线长.
由于圆锥体积,解得,
因此圆锥侧面积.
3.(2026·山东菏泽·二模)如图,在直角梯形中,,,,,以直线为轴,其余各边旋转一周形成的面围成一个几何体,则该几何体的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】过点作于点, 由,,,.
得,, 故.
以直线为轴旋转一周,形成的几何体为一个圆柱挖去一个圆锥, 圆柱底面半径,高,圆锥底面半径,高.
该几何体的表面积由圆柱的侧面积、圆柱的下底面积和圆锥的侧面积组成.
圆柱侧面积.
圆柱下底面积, 圆锥侧面积.
故表面积.
4.(2026·山东济南·二模)已知圆锥与圆柱的底面积相等,体积也相等,若过圆柱的轴的截面为正方形,则圆锥和圆柱侧面积的比值为______.
【答案】
【解析】由圆锥与圆柱的底面积相等,所以圆柱和圆锥的底面半径相等,设为,
由圆柱的轴截面是一个正方形,故其高,设圆锥的高为,
由圆锥与圆柱的体积相等得,,所以,
则圆锥的侧面积,
圆柱的侧面积,则.
(
空间点、
线、面位置关系
考点2
)
1.(2026·山东历城二中·二模)已知平面,为两个不同的平面,直线为内一条直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】因为,若,则由线面平行的性质可知,故“”是“”的必要条件,
设,,显然,从而有成立,但此时不平行,
所以故“”是“”的不充分条件,
即“”是“”的必要不充分条件,故选B
2.(2026·山东泰安·二模)已知三棱柱所有棱长均为为的中点,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因三棱柱所有棱长均为1,,
则,
,
则
,
又,,
则.
3.(2026·山东日照·二模)已知正四面体的棱长为,用满足的动点构成的平面截正四面体,所得截面多边形的周长为( )
A.4 B.8 C. D.
【答案】C
【解析】将正四面体补全为正方体,则正方体棱长为4,
以点为坐标原点,建立空间直角坐标系,如图所示:
则,
设,则
,
所以,即点构成的平面截正四面体所得的截面为正方形,边长为,
故截面周长为.
4.(2026·山东聊城·二模)已知棱长为的正四面体,为的中心,为平面内的动点,为棱上一动点,则下列说法正确的是( )
A.若平面,且,则的最小值为
B.若,且,则的最小值为
C.若,则的最小值为
D.的最小值为
【答案】ABD
【解析】对于A选项,过点作交于点,过点作交于点,连接,
因为,平面,所以平面,同理可证平面,
又因为,、平面,所以平面平面,
因为平面,所以平面,
当时,平面,则平面,故点的轨迹为线段,
因为,所以,则,同理可得,
又因为,,则是边长为的等边三角形,
当点为的中点时,,此时的长取最小值,
此时,A对;
对于B选项,如下图所示,连接、,
易知、都是边长为的等边三角形,且为的中点,
所以,,
又因为、平面,,所以平面,
当时,平面,则,故点的轨迹为线段,
由勾股定理可得,同理可得,
故当为的中点时,,此时的长取最小值,且,B对;
对于C选项,过点作分别交、于点、,连接、、,
因为为正的中心,则,因为,则,
因为三棱锥为正四面体,则平面,
因为平面,所以,
因为,、平面,所以平面,
当时,则平面,所以,故点的轨迹为线段,
延长交于点,则为的中点,因为为正的中心,则,
因为,所以,故,
由余弦定理可得,
故,同理可得,
由余弦定理可得,
所以,
当时,的长取最小值,此时,
故长的最小值为,C错;
对于D选项,如下图所示:
延长交线段于点,则点为线段的中点,
因为、均为等边三角形,所以,,
因为,、平面,所以平面,
因为平面,所以平面平面,
故点关于平面、关于直线的对称点都在平面内,
因为平面,平面,所以,
易知,
,
设点关于直线、的对称点分别为、,
由对称性可知,,,
所以 ,
在中,,,
由余弦定理可得,
所以,
由余弦定理可得,
故,
由对称性知,,
所以,
当且仅当、为线段分别与线段、的交点时,等号成立,
故的最小值为,D对.
5.(2026·山东东营·二模)已知一个棱长为的正四面体容器(容器壁厚度忽略不计),则此容器外接球(正四面体容器各顶点都在球面上)的体积为_____;如果一个半径为1的小球在该容器内可向各个方向自由运动,则小球永远不可能接触到的容器内壁面积为_____.
【答案】
【解析】已知正四面体的棱长,设正四面体的高为,
设底面正三角形的中心到顶点的距离为,则,
,
正四面体的外接球球心在高上,且满足:,
外接球的体积:;
小球在一个角的情况如下图所示,作平面平面,与小球相切于点,
则小球球心为正四面体的中心,面,垂足为的中心,
,
,故,
此时小球与面的切点为,连接,则,
考虑小球与正四面体的面相切的情况,
则小球在面上最靠近边的切点轨迹仍为正三角形,即为,过作于,
,则,
小三角形边长,
小球与面不接触部分的面积为:,
小球永远不可能接触到的容器内壁面积为:.
(
球的
切接
考点3
)
1.(2026·山东淄博实验中学·二模)已知圆柱的底面半径为1,母线长为2,它的两个底面的圆周在同一个球的球面上,则该球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知该球为圆柱的外接球,所以球心为圆柱的中心,设球半径为,
则,故该球的表面积为.故选:C
2.(2026·山东枣庄·二模)如图,以正四面体的四个顶点为球心,以棱长为半径分别作四个球,它们的公共部分形成的几何体叫做“勒洛四面体”.若正四面体的棱长为4,则( )
A.此“勒洛四面体”外接球的体积是
B.此“勒洛四面体”的内切球的半径是
C.此“勒洛四面体”表面上交线弧的长度为
D.过三点的截面面积是
【答案】D
【解析】对A:此“勒洛四面体”外接球即为正四面体的外接球,
在正四面体中,为的中心,
是正四面体外接球的球心,
连接、、,由正四面体的性质可知在上,
因为,所以,
则.
因为,
即,解得,
即外接球半径为,
故外接球的体积,故A错误;
对B:由对称性可知勒洛四面体内切球的球心是正四面体外接球的球心,
由外接球半径,
则内切球的半径为,故B错误;
对C:如图,取中点,
在中,,,
设为弧上任意一点,根据“勒洛四面体”的对称性,
弧在平面上,且平面.
所以,
所以该弧是以的中点为圆心,以为半径的圆弧,
设圆心角为,则,可知,
所以弧长不等于,故C错误;
对D:过三点截得的截面如图所示:
其面积为,则D正确.
3.(2026·山东德州·二模)正三棱锥中,,点在底面内运动(含边界),到棱的距离分别为,若,则( )
A.的体积为
B.外接球的体积为
C.
D.的运动路径的长度为
【答案】ACD
【解析】设底面中心为,连接,则平面.连接,
因为,故,故,
故,故A正确;
设外接球的半径为,则,
故即,
故外接球的体积为,故B错误;
因为平面,故可设,其中,
在中,,故,同理,
故,
所以到的距离为:
,
同理,,
由可得,故,
故,故,
故即,故C正确;
而,故,
又内切圆的半径为,
故的轨迹为如图所示的三段实线圆弧,如图,其中,
而到的距离为,故,而为锐角,
所以,由对称性可得,故,
故三段圆弧的长为,故D正确.
(
线面角
考点4
)
1.(2026·山东德州·二模)如图,三棱锥的体积为,是边长为2的等边三角形,,是棱的中点,,其中.
(1)证明:平面平面;
(2)若直线与平面所成角的正弦值为,求的值.
【解】(1)设点到平面的距离为,
则,
又因为三棱锥的体积为,所以;
又,是线段的中点,所以,
所以平面,又平面,所以平面平面.
(2)以为坐标原点,分别为轴、轴、轴建立空间直角坐标系,
则,,,,
所以,,
设平面的法向量为,
则,即,
取,则,所以,
因为,,
设直线与平面所成的角为,
则,
解得:,
2.(2026·山东青岛·二模)如图,在三棱柱中,过的截面交于,交于,过点的截面交于,交于,且.
(1)求证:;
(2)若,,直线与平面所成角的正弦值为,求.
【解】(1)三棱柱中,平面平面,
截面平面,截面平面,
由面面平行的性质定理得,
又,截面与平面分别交于,
,
由平行公理,平行于同一条直线的两条直线互相平行,故.
(2)已知,,
以为坐标原点,为轴,为轴,垂直于平面为轴,
建立下图所示空间直角坐标系,
则,设,则,
,
由三棱柱的性质得,
,
设,,,则,
,
,
设平面的法向量为,
则,
令,则,
,设直线与平面所成角为,
,
化简整理得,解得,
,故.
3.(2026·山东菏泽·二模)已知正方体的棱长为,与相交于点,为四边形内一动点(包含边界).
(1)若是的中点,证明:平面;
(2)若,求与平面所成角的正弦值的最大值;
(3)若到平面的距离为,到平面的距离为,满足,且的轨迹交平面于、两点,求的长.
【解】(1)(1)以为原点,、、所在直线分别为、、轴,建立空间直角坐标系
则、、、、、、,
因为为中点,所以,
所以,,,
所以 ,,所以,,
又因为,,平面,所以平面.
(2)因为,为四边形内一动点,
设,则,且,,所以,
又因为,,
设为平面的一个法向量,
则,取,则,
设与平面所成角为,
所以
,
当且仅当时,等号成立,
此时,即时,等号成立,
所以当为时,与平面所成角的正弦值的最大值为.
(3)法一:因为,,,、平面,
所以平面,
又平面,平面,所以平面平面,平面平面,
又平面平面,平面平面,
所以为点到直线的距离,为点到直线的距离,
在平面内,以为原点,直线所在直线为轴建立如下图所示平面直角坐标系,
设,因为,,则,
同理可知点,则直线的方程为,直线的方程为,
所以,所以,
所以点的轨迹为焦点在轴或者轴的双曲线,
由题意可知,点为焦点在轴的双曲线交于、两点,
所以,令,所以,所以;
法二:由(2)设,,,
由(1)知平面的一个法向量,
设平面的一个法向量为,,,
所以,取,可得,
因为,所以,,
所以,所以,
由题意令,,解得或(舍),
所以.
(
面面角
考点
5
)
1.(2026·山东枣庄·二模)如图,在四棱锥中,底面是边长为2的正方形,平面平面,,为的中点,点为线段上的动点.
(1)求证:平面平面;
(2)记平面与平面的夹角为,求的取值范围.
【解】(1)因为,为的中点,所以,
又平面平面,是交线,平面,
所以平面,因为平面,所以,
又平面,所以平面,
因为平面,所以平面平面.
(2)以为坐标原点,分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
设,
则,
设平面的法向量,则,
令,可得,
设平面的法向量,则,
令,可得,
则,
所以,当时,,即
当时,,由可得,
所以,
综上,可知,即的取值范围为.
2.(2026·山东济宁·二模)如图,四棱锥的底面是矩形,底面,,为的中点,且平面平面.
(1)求证:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【解】(1)由四棱锥的底面是矩形,底面,得直线两两垂直,
以点为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,令,
则,
,
设平面,平面的法向量分别为,
则,取,得;
,令,得,
由平面平面,得,因此,而,解得,
,,则,
所以.
(2)由(1)知平面的法向量,,
设平面的法向量,则,取,得,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
3.(2026·山东泰安·二模)如图,在四棱锥中,平面,.
(1)证明:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【解】(1)如图,连接.
易知四边形为梯形,且
,
,
.
平面平面,.
平面.
平面.
平面,.
方法二:在四棱锥中,平面,平面,
所以.
又,且,,
所以以为坐标原点,分别以所在直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
由,,得,.
.
(2)设平面的一个法向量为.
则,即
取,则
设平面的一个法向量为
则,即
取,则
∴平面与平面夹角的余弦值为
4.(2026·山东历城二中·二模)已知三棱柱的棱长均为2,,平面平面
(1)求该棱柱的体积;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【解】(1)解:设的中点为,连接,
为等边三角形,边长为,
,,,
平面平面,平面平面,
平面,又平面,
,,
,则,
又平面平面,平面平面,
平面,
;
(2)解:由(1)知平面,,
如图,以为原点建立空间直角坐标系,
,
设平面的一个法向量,
,不妨取,则,
易知平面的一个法向量,
,
则平面与平面夹角的余弦值为.
(
翻折问题
考点
6
)
1.(2026·山东济宁·二模)如图1,与是两个等腰三角形,,.将沿着翻折到,如图2,设二面角的平面角为,,分别为和的中点,则( )
A.
B.四面体体积的最大值为1
C.时,过直线且与平行的平面截四面体所得截面面积为
D.时,四面体外接球表面积为
【解】对于A选项,取中点,连接
由于与是两个等腰三角形,,
沿着翻折到,所以,,点为中点,
所以,
故平面, ,所以A选项正确;
对于B选项,作于点,作 于点,连接,那么由可知
,那么为二面角的平面角,
面,
所以,面,,
,
所以,四面体体积的最大值为1,故B选项正确;
对于C选项,分别取 的中点 ,连接 ,
根据中位线的性质可知 ,且
所以, 且 ,四边形 为平行四边形,
所以,直线且与平行的平面截四面体的截面为.当时,由B选项可知为正三角形,,
,
由可得,,为矩形,
,故C选项错误;
对于选项D,当时,平面平面,由B选项可知平面,
取的外心,取的外心,外接圆半径,
分别作平面的垂线,平面的垂线
交于一点,即四面体外接球球心,作于点
,由于,所以为等腰直角三角形,
所以,,
所以,,
,故D正确.
2.(2026·山东东营·二模)已知全等的等腰直角三角形和,其中,,现将沿进行翻折,使二面角的大小为,连接得到四面体.
(1)证明:;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【解】(1)证明:取的中点,连接.
在等腰直角中,,则斜边.
因为是的中点,所以.
同理,在等腰直角中,,
因为,且平面,
所以平面.
又因为平面,所以.
(2)以为原点,的正方向分别为轴、轴正方向,建立如图所示空间直角坐标系.
因为,,所以是二面角的平面角,故.
因为是的中点,
所以,所以.
,
设平面的法向量为
,令,则,所以.
设直线与平面所成的角为.
故直线与平面所成角的正弦值为.
3.(2026·山东淄博·二模)如图,在等腰梯形ABCD中,,,E是AD的中点.现将△ABE沿BE翻折至△PBE,此时,三棱锥的体积首次达到.
(1)求证:;
(2)若点G在线段PC上且,求GD与平面PBE所成角的正弦值.
【解】(1)因为为中点,所以,则为等边三角形,则.
又且,故是平行四边形,因此,
取中点,连接,为等边三角形,故,.
在中,,,,
由余弦定理得,满足,故.
由,,平面,得平面,
又平面,故,
又,因此.
(2)三棱锥的体积,解得.
以为原点,以所在直线为轴,所在直线为轴,平面为平面,
则.
在上,令,则的坐标为.
由得,即,
化简得,故.
向量.
设平面的法向量,,
则,解得法向量,.
设与平面所成角为,则.
4.(2026·山东日照·二模)如图1,在边长为2的正方形中,分别为线段的中点,现将四边形折起至,得到三棱柱,如图2,记二面角的平面角为.
(1)若,求三棱柱的体积;
(2)若为线段上一点,满足,求直线与平面所成角的正弦值.
【解】(1)由折叠性质可知:,,
因此 就是二面角的平面角,即 ,
三棱柱为直三棱柱,
原正方形边长为2,为中点,故, .
当时,,,
,侧棱长为高,
因此三棱柱的体积 .
(2)建立空间直角坐标系:以为原点,为轴,为轴,垂直平面向上为轴,
各点坐标为 ,,,,
设 , ,,
由得 ,解得,即,
因此,
,,设平面的法向量为,
由,取得,
, ,
设直线与平面所成角为,由线面角公式得 .
5.(2026·山东聊城·二模)在梯形中,,,、分别是、的中点,,,如图1所示.沿将梯形折起,得到一个多面体,如图2所示.
(1)求证:平面;
(2)若二面角的大小为,
①求多面体的体积;
②求直线与平面所成角的正弦值.
【解】(1)翻折前,在梯形中,,且、分别是、的中点,
所以为梯形的中位线,所以,
因为,所以,.
翻折后,则,所以,,
因为,、平面,所以平面.
(2)①连接、,取中点,连接,
取线段的中点,连接、,
因为,平面,所以平面,
因为平面,所以,
又因为,为的中点,所以,
因为,、平面,所以平面,
因为平面,所以,
故二面角的平面角为,
因为平面,、平面,所以,,
因为,所以,
又因为,所以,故,
所以为等边三角形,
因为为的中点,所以,
因为,、平面,所以平面.
因为,平面,平面,所以平面,
故点到平面的距离等于,
所以,
,
因此多面体的体积
②因为平面,以为坐标原点,所在直线为轴,
所在直线为轴,过与平行的直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则、、、,
所以,,.
设平面的一个法向量为,则,
取,可得,
,
所以与平面所成角的正弦值为.
(
创新融合
考点
7
)
1.(多选)(2026·山东泰安·二模)如图,已知圆柱的轴截面是边长为2的正方形的中点为,平面过直线,且垂直于平面与圆柱侧面的交线为曲线,则下列选项正确的是( )
A.圆柱在下方部分的体积为
B.圆柱在下方的部分内放入一个球,则球的半径的最大值为
C.曲线是椭圆且其离心率为
D.为下底面圆周上一动点,,垂直于底面,与曲线交于,若的长为,则
【答案】ACD
【解析】A选项:圆柱底面半径,.
根据割补法,原几何体体积等于高为的圆柱体的体积,为,正确;
B选项:最大内接球半径为内接圆半径.
在中,,
内接球半径,
即内接球半径最大值为,错误;
C选项:椭圆长轴为,,短轴长为圆柱底面直径,
,,离心率,正确;
D选项:圆柱底面如左图所示,如右图所示
记,在上投影为,,有,
中,,
,,
中,,
即,正确.
2.(多选)(2026·山东济南·二模)已知正四面体的棱长为,点平面,且,点在之间或在内.记为与(平行时两平面间的距离,则( )
A.该四面体外接球的表面积为
B.的最小值为
C.若,且,则直线与所成的角为
D.若依次排列且两两平行,满足,则
【答案】ACD
【解析】对于A,将正四面体放入如图所示的正方体,设正方体的棱长为,
所以,所以,
该四面体外接球即为正方体的外接球,所以,
所以该四面体外接球的表面积为,故A正确;
对于B,因为,不妨设为平面,为平面,
所以,故B错误;
对于C,设直线与所成的角为,则,
因为,所以,则直线与所成的角为,故C正确;
对于D,若依次排列且两两平行,满足,
在上取点,使得,如图,
连接交于点,连接交于点,分别过点作
,连接,
则平面为平面,为平面,易知平面,均垂直底面,
以为坐标原点,将平面放入如图所示的平面直角坐标系,
则,
所以直线的方程为:,化简为:,
同理直线的方程为:,
所以两直线间的距离即为,
,故D正确.
3.(多选)(2026·山东青岛·二模)如图,正八面体中,记侧面为,侧面为,侧面为,若质点从出发,每次等可能地移动到共享一条棱的相邻表面,则( )
A.质点移动2次后返回到的概率为
B.质点移动3次后到达的路径有9种
C.质点移动次后到达的概率为
D.已知质点移动4次后经过的次数为2,则第4次到达的概率为
【答案】AD
【解析】对于该正八面体,每个面都有三个相邻的面,
设质点从出发按移动,作为的邻面有三种选择即有三种路径,
而移动两次总共有种路径,故移动2次后返回到的概率为,A正确;
质点从出发按移动,其中是的邻面,是的公共邻面,
若,则有三种选择,若,则有两种选择即,
若,则有两种选择即,因此总共有种路径,B错误;
质点从出发移动两次只可能到达当中的一个面,
从出发移动两次也只可能到达当中的一个面,
所以质点移动偶数次只可能到达当中的一个面,
设质点移动次后到达的概率为,则到达的概率为,
若此时在,由A选项的分析可知再移动两次到达的概率为,若此时在,
因为与都只有两个公共邻面,所以再移动两次到达的概率为,
于是可得,
变形得,即是首项为,
公比为的等比数列,其通项公式为,
所以,,
因为到达三个面的可能性是一样的,
所以到达的概率为,C错误;
若质点移动4次后经过的次数为2,因为是邻面所以不存在路径,
同时因为的两个邻面之间不相邻,所以不存在路径,
也不可能存在路径,因此只有形如的路径,
有种,在此基础上若第4次到达,则路径为,有种,
故所求概率为,D正确.
4.(多选)(2026·山东淄博·二模)如图,在棱长为的正方体中,点、分别是直线、上的动点,是正方形内动点(包含边界),与相交于,记直线与所成角为,若的最小值为,则下列说法中正确的是( )
A.的轨迹是双曲线的一部分 B.的轨迹是椭圆的一部分
C.四棱锥体积最大值为 D.的轨迹长度为
【答案】BCD
【解析】因为点在直线上,点在直线上,且,
所以直线可以看作平面内任意一条不与平行的直线
(当间的距离趋于无穷远时,方向趋近于与平行),
直线与所成角的最小值即为直线与平面所成的角,
因为平面,所以直线与平面所成的角即为,
于是有,已知,可得,
即点到定点的距离为定值,又因为点在正方形内部,
因此的轨迹是以为圆心,为半径,在正方形内部的四分之一圆弧,
轨迹长度为,A错误,D正确;
由前述分析可知,的轨迹是四分之一圆,则形成的曲面是一个以为高,
为母线的四分之一圆锥面,点是与的交点,
则的轨迹即为平面截圆锥面得到的曲线,
显然为正三棱锥,取中点,连接,
则在底面上的投影为底面的中心即在中线上,
所以与平面所成的角为,,
可得,而圆锥面半顶角为,
所以平面截圆锥面得到的曲线为椭圆,因为的轨迹是圆的一部分,
所以的轨迹是椭圆的一部分,B正确;
以为原点,分别以所在直线为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则,设,则,因为在上,
所以可设,那么有,,
同时根据在平面上可得
,
于是有,解得,则的坐标也即到底面的高
,因为,由柯西不等式可得,
即,所以,
进而有四棱锥体积最大值为,C正确.
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专题07 空间向量与立体几何
7大考点概览
考点01空间几何体的表面积与体积
考点02空间点、线、面位置关系
考点03 球的切接
考点04线面角
考点05 面面角
考点06翻折问题
考点07 创新融合
(
空间几何体的
表面积与体积
考点1
)
1.(2026·山东德州·二模)已知圆柱的底面半径是圆锥底面半径的2倍,圆柱的高是圆锥高的,则圆柱和圆锥的体积之比为( )
A.6 B.3 C.2 D.1
2.(2026·山东青岛·二模)以等腰直角三角形的一条直角边所在直线为轴,其余两边旋转一周形成的面围成一个几何体,若该几何体体积为,则其侧面积为( )
A. B. C. D.
3.(2026·山东菏泽·二模)如图,在直角梯形中,,,,,以直线为轴,其余各边旋转一周形成的面围成一个几何体,则该几何体的表面积为( )
A. B. C. D.
4.(2026·山东济南·二模)已知圆锥与圆柱的底面积相等,体积也相等,若过圆柱的轴的截面为正方形,则圆锥和圆柱侧面积的比值为______.
(
空间点、
线、面位置关系
考点2
)
1.(2026·山东历城二中·二模)已知平面,为两个不同的平面,直线为内一条直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2026·山东泰安·二模)已知三棱柱所有棱长均为为的中点,,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·山东日照·二模)已知正四面体的棱长为,用满足的动点构成的平面截正四面体,所得截面多边形的周长为( )
A.4 B.8 C. D.
4.(2026·山东聊城·二模)已知棱长为的正四面体,为的中心,为平面内的动点,为棱上一动点,则下列说法正确的是( )
A.若平面,且,则的最小值为
B.若,且,则的最小值为
C.若,则的最小值为
D.的最小值为
5.(2026·山东东营·二模)已知一个棱长为的正四面体容器(容器壁厚度忽略不计),则此容器外接球(正四面体容器各顶点都在球面上)的体积为_____;如果一个半径为1的小球在该容器内可向各个方向自由运动,则小球永远不可能接触到的容器内壁面积为_____.
(
球的
切接
考点3
)
1.(2026·山东淄博实验中学·二模)已知圆柱的底面半径为1,母线长为2,它的两个底面的圆周在同一个球的球面上,则该球的表面积为( )
A. B. C. D.
2.(2026·山东枣庄·二模)如图,以正四面体的四个顶点为球心,以棱长为半径分别作四个球,它们的公共部分形成的几何体叫做“勒洛四面体”.若正四面体的棱长为4,则( )
A.此“勒洛四面体”外接球的体积是
B.此“勒洛四面体”的内切球的半径是
C.此“勒洛四面体”表面上交线弧的长度为
D.过三点的截面面积是
3.(2026·山东德州·二模)正三棱锥中,,点在底面内运动(含边界),到棱的距离分别为,若,则( )
A.的体积为
B.外接球的体积为
C.
D.的运动路径的长度为
(
线面角
考点4
)
1.(2026·山东德州·二模)如图,三棱锥的体积为,是边长为2的等边三角形,,是棱的中点,,其中.
(1)证明:平面平面;
(2)若直线与平面所成角的正弦值为,求的值.
2.(2026·山东青岛·二模)如图,在三棱柱中,过的截面交于,交于,过点的截面交于,交于,且.
(1)求证:;
(2)若,,直线与平面所成角的正弦值为,求.
3.(2026·山东菏泽·二模)已知正方体的棱长为,与相交于点,为四边形内一动点(包含边界).
(1)若是的中点,证明:平面;
(2)若,求与平面所成角的正弦值的最大值;
(3)若到平面的距离为,到平面的距离为,满足,且的轨迹交平面于、两点,求的长.
(
面面角
考点
5
)
1.(2026·山东枣庄·二模)如图,在四棱锥中,底面是边长为2的正方形,平面平面,,为的中点,点为线段上的动点.
(1)求证:平面平面;
(2)记平面与平面的夹角为,求的取值范围.
2.(2026·山东济宁·二模)如图,四棱锥的底面是矩形,底面,,为的中点,且平面平面.
(1)求证:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
3.(2026·山东泰安·二模)如图,在四棱锥中,平面,.
(1)证明:;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
4.(2026·山东历城二中·二模)已知三棱柱的棱长均为2,,平面平面
(1)求该棱柱的体积;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
(
翻折问题
考点
6
)
1.(多选)(2026·山东济宁·二模)如图1,与是两个等腰三角形,,.将沿着翻折到,如图2,设二面角的平面角为,,分别为和的中点,则( )
A.
B.四面体体积的最大值为1
C.时,过直线且与平行的平面截四面体所得截面面积为
D.时,四面体外接球表面积为
2.(2026·山东东营·二模)已知全等的等腰直角三角形和,其中,,现将沿进行翻折,使二面角的大小为,连接得到四面体.
(1)证明:;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
3.(2026·山东淄博·二模)如图,在等腰梯形ABCD中,,,E是AD的中点.现将△ABE沿BE翻折至△PBE,此时,三棱锥的体积首次达到.
(1)求证:;
(2)若点G在线段PC上且,求GD与平面PBE所成角的正弦值.
4.(2026·山东日照·二模)如图1,在边长为2的正方形中,分别为线段的中点,现将四边形折起至,得到三棱柱,如图2,记二面角的平面角为.
(1)若,求三棱柱的体积;
(2)若为线段上一点,满足,求直线与平面所成角的正弦值.
5.(2026·山东聊城·二模)在梯形中,,,、分别是、的中点,,,如图1所示.沿将梯形折起,得到一个多面体,如图2所示.
(1)求证:平面;
(2)若二面角的大小为,
①求多面体的体积;
②求直线与平面所成角的正弦值.
(
创新融合
考点
7
)
1.(多选)(2026·山东泰安·二模)如图,已知圆柱的轴截面是边长为2的正方形的中点为,平面过直线,且垂直于平面与圆柱侧面的交线为曲线,则下列选项正确的是( )
A.圆柱在下方部分的体积为
B.圆柱在下方的部分内放入一个球,则球的半径的最大值为
C.曲线是椭圆且其离心率为
D.为下底面圆周上一动点,,垂直于底面,与曲线交于,若的长为,则
2.(多选)(2026·山东济南·二模)已知正四面体的棱长为,点平面,且,点在之间或在内.记为与(平行时两平面间的距离,则( )
A.该四面体外接球的表面积为
B.的最小值为
C.若,且,则直线与所成的角为
D.若依次排列且两两平行,满足,则
3.(多选)(2026·山东青岛·二模)如图,正八面体中,记侧面为,侧面为,侧面为,若质点从出发,每次等可能地移动到共享一条棱的相邻表面,则( )
A.质点移动2次后返回到的概率为
B.质点移动3次后到达的路径有9种
C.质点移动次后到达的概率为
D.已知质点移动4次后经过的次数为2,则第4次到达的概率为
4.(多选)(2026·山东淄博·二模)如图,在棱长为的正方体中,点、分别是直线、上的动点,是正方形内动点(包含边界),与相交于,记直线与所成角为,若的最小值为,则下列说法中正确的是( )
A.的轨迹是双曲线的一部分 B.的轨迹是椭圆的一部分
C.四棱锥体积最大值为 D.的轨迹长度为
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