五年(2018-2022)全国高考数学真题分类汇编(全国卷新高考卷北京天津卷等)专题20立体几何多选、填空(含详解).pdf
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1、2018-2022五年全国各省份高考数学真题分类汇编专题2 0 立体几何多选、填空一、多选题1 .(2 02 2 新高考全国II卷 第 1 1 题)如图,四边形A B C。为正方形,红,平面A 8 C D,FB/E D,A B =E D =2 F B,记三棱锥EA C D,F-A B C,/一 A CE的体积分别为乂,匕,匕,则J7A.V3=2V2 B.匕=匕C.匕=乂+匕 D.2 匕=3 匕2 .(2 02 2 新高考全国I卷 第 9 题)己知正方体4 BC。-A MG。,则()A.直线8G与 所 成 的 角 为 90。B.直线8G与 CA 所成的角为90。C.直线8C与平面38Q O 所成
2、 角为4 5 D.直线8a与平面ABC。所成的角为4 5 3 .(2 02 1 年新高考全国H卷 第 1 0题)如图,在正方体中,。为底面的中心,P 为所在棱的中点,M,N 为正方体的顶点.则满足M N J _ O P 的是()4.(2 02 1 年新高考I 卷 第1 2 题)在正三棱柱A B C-A A G中,A8 =A4,=1 ,点P 满 足 费=4 月亍+月瓦,其中义 0,0 ,则()A.当4 =1 时,A B/的周长为定值B.当=1 时,三棱锥P-A B C的体积为定值c.当;l =g时,有且仅有一个点P,使得4尸,8 2D.当=;时,有且仅有一个点P,使得平面A 8 7二、填空题5
3、.(2 02 1 年高考全国甲卷文科第1 4 题)已知一个圆锥的底面半径为6,其体积为3 0 则该圆锥的侧面积为.6 .(2 02 1 年全国高考乙卷文科第1 6 题)以图为正视图,在图中选两个分别作为侧视图和俯视图,在棱长为2 正方体中,为棱B C 的中点,F 为棱C D 的中点.图,组成某三棱锥的三视图,则所选侧视图和俯视图的编号依次为案即可).小H-2 H H-2 H H-2 H图 图 图H-2 H H-2-H图 图(写出符合要求的一组答(2 02 1 高 考天津第1 7 题)如求证:。尸/平面a E G;(I I)求直线A G与平面4EG所成角的正弦值.(川)求二面角4 A C-E的正
4、弦值.8.(2 02 0年高考课标n卷文科 第 1 6 题)设有下列四个命题:Pi: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/u 平面a,直线m _ L平面a,则 m _ L/则 下 述 命 题 中 所 有 真 命 题 的 序 号 是.Pl A P4 P|人 P2 r?2 V P3 P i V r?49.(2 02 0年高考课标1 1 1 卷 文 科 第 1 6 题)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.1 0.(2 02 0年新高考全国I 卷(山东)第 1 6
5、 题)已知直四棱柱ABC D-4 B1 QD 1 的棱长均为2,ZBAD=6 0.以R为球心,75为半径的球面与侧面BC C iBi的交线长为.1 1.(2 02 0年新高考全国I 卷(山东)第 1 5 题)某中学开展劳动实习,学生加工制作零件,零件的截面如图所示.。为圆孔及轮廓圆弧4 8 所在圆的圆心,A 是圆弧A 8 与直线A G的切点,B 是圆弧A 8 与直3线 8 c 的切点,四边形 D E F G 为矩形,B C L D G,垂足为 C,ta n ZOD C=-,B H/D G,E F=1 2 cm,DE=2cm,A 到直线D E 和 E F 的距离均为7 c m,圆孔半径为l c
6、m,则图中阴影部分的面积为12.(2020年新高考全国卷H数学(海南)第16题)某中学开展劳动实习,学生加工制作零件,零件的截面如图所示.。为圆孔及轮廓圆弧AB所在圆的圆心,4是圆弧AB与直线AG的切点,8是圆弧AB与直3线 BC 的切点,四边形 DEFG 为矩形,B C L D G,垂足为 C,tanZODC=-,B H U D G ,EF=12 cm,DE=2 cm,A到直线D E和EF的距离均为7 c m,圆孔半径为1 c m,则图中阴影部分的面积为 cm2.(2020年新高考全国卷I I数学(海南)第13题)已知正方体A8CD-4B1C1D1的棱长为2,M、/V分别为BBi.AB的中点
7、,则三棱锥4MWD1的体积为1 4.(2020天津高考第15题)如图,在四边形A3CD中,ZB=60,AB=3,BC=6,且_ _ _ _ _ _ _ 3A D =ABC,A D A B =-,则实数4的值为,若 是 线 段BC上的动点,且|而|=1,则D M -D N的最小值为(2020江苏高考第9题)如图,六角螺帽毛坯是由一个正六棱柱挖去一个圆柱所构成的.已知螺帽的底面正六边形边长为2 c m,高为2 c m,内孔半轻为0.5 c m,则此六角螺帽毛坯的体积是_ cm.16.(2019年高考天津文第1 2题)已知四棱锥的底面是边长为友的正方形,侧棱长均为石.若圆柱的一个底面的圆周经过四棱锥
8、四条侧棱的中点,另一个底面的圆心为四棱锥底面的中心,则该圆柱的体积 为 一 .17.(2019年高考全国HI文 第15题)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ABCD-4B1QD1挖去四棱锥。一EFGM后所得的几何体,其 中。为长方体的中心,E,F,G,H分别为所在棱的中点,A B=B C =6 cm,A4,=4cm.3D打印所用的原料密度为O.9g/cm 3,不考虑打印损耗,制作该模型所需原料的质量为 g.18.(2019年高考全国H文 第16题)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
9、形状是 半正多面体(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L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.)(2 0 1 9年 高 考 全 国I文 第1 6题)已知图1图2ZACB=90,尸为平 面 外 一 点,PC=2,点P到NACB两边A C,的距离均为也,那么P到平面ABC的距离为.2 0.(2019年高考江苏第9题)如图,长方体48a的体积是120,E是C Q的中点,则三棱椎E-BCD的体积是.下列三个论断:(2019年高考北
10、京文第13题)考知京加是平面a外的两条不同直线.给出/,相;m l ,以其中的两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题:.2 2.(2 0 1 9 年高考北京文第1 2 题)某几何体是由一个正方体去掉一个四棱柱所得,其三视图如图所示.如果网格纸上小正方形的边长为1,那 么 该 几 何 体 的 体 积 为.(2 0 1 8 年高考数学江苏卷 第 1 0 题)如图所示,正方体的棱长为2,以 其 所 有 面 的 中 心 为 顶 点 的 多 面 体 的 体 积 为.2 4 .(2 0 1 8 年 高 考 数 学 天 津(文)第11题)如 图,已知正方体A B C D-4 4G Q
11、的棱长为1,则四棱锥A B B Q Q的体积为4A2 5.(2 0 1 8 年高考数学课标I 卷(文)第 1 6 题)已知圆锥的顶点为S,母线 S A,S 8 互相垂直,S A 与圆锥底面所成角为3 0。,若 S A B 的面积为8,则该圆锥的体积为2018-2022五年全国各省份高考数学真题分类汇编专题2 0 立体几何多选、填空一、多选题1.(2022新高考全国II卷 第11题)如图,四边形ABC。为正方形,平面A8CD,=记三棱锥E-A C D,F-A B C,/一ACE的体积分别为匕,匕,匕,则)设 A B =E D =2 F B =2 a,因为 E)J_平面 ABC。,F B E D,
12、则乂=;皿山8=;叫。心#,jI2%./.(2。连接3。交A C于点“,连接易得B)_L A C,又 E_L 平面 A B C D,AC u 平面 A B C D,则 ED,AC,又 D 8。=。,E。,B。u 平面 B D E F,则A C,平面B D E F,又 B M =D M =L B D =g a,过 F 作 F G 工D E 于G ,易得四边形B D G F为2矩形,则 FG=8D=2缶,EG=a,则 EM=4 2 a+(伍y=痘,F M =+(亚a=&a,E F =相+(2 6 a j=3。,E M2+F M2=E F2 则 _1根,S E FM=-E M-F M =a2,A C
13、 =2,2 2则匕=%.上视+匕一0”=(4。.用=2。3,则2匕=3匕,匕=3%,%=%+%,故A、B错误;C、D正确.故选:CD.【题目栏目】立体几何简单几何体的表面积和体积空间几何体的体积【题目来源】2022新高考全国II卷 第11题2.(2022新高考全国I卷 第9题)已知正方体48co-A B C Q,则()A.直线BG与 所 成 的 角 为90。B.直线BG与CA所成的角为90。C.直 线 与 平 面BBQ。所成 角为45 D.直线8 c与平面A8CD所成的角为45【答案】ABD解析:如图,连接g C、BC、,因为Q A J/B C,所以直线BG与 瓦。所成的角即为直线BG与。A所
14、成的角,因为四边形B gC C为正方形,则耳C J.B C,故直线BG与DA所成的角为90,A正确;连接A C,因为4瓦_L平面B 4G C,4与 J.B Q ,因为4 C L 8 G,4 4 0 4。=片,所以8 0,平面A g e,又4。u平面4 4 c,所以B G C A,故B正确;连接4 G,设A G n g Q=。,连接8。,因为 BB1 1 平面 4 5 G。,G。U 平面 4耳G A ,则 G。l BtB,因为 C。18,0,B,D,c BXB=B,所以G。,平面88QQ,所以ZC.B O为直线B G与平面BBQ Q所成的角,设正方体棱长为1,则C Q =白,B C、=母,s i
15、 n Z C,5 6)=-1 =i所以,直 线 与 平 面8片口。所成的角为30。,故C错误;因为平面A B C O,所以N G B C为直线8 G与平面ABC D所成的角,易得N G B C =4 5。,故D正确.故选:ABD【题目栏目】立体几何空间角 直线与平面所成的角【题目来源】2022新高考全国I卷 第9题3.(2021年新高考全国H卷 第10题)如图,在正方体中,。为底面的中心,P为所在棱的中点,M,N 为正 方 体 的 顶 点.则 满 足 的 是 ()【答案】BC解析:设正方体的棱长为2,对于A,如图(1)所示,连接A C,则MNAC,故NPOC(或其补角)为异面直线OP,MW所成
16、的角,在直角三角形OPC,OC=&,CP=1,故tan Z.POC=1 _y/2,故MN J_。尸不成立,故 A错误.对 于 B,如图(2)所示,取 N T的中点为Q,连接尸Q,O Q,则 OQLNT,P Q L M N ,由正方体SB。/-N4DT可得SN L 平面4V D T,而 O Q u 平面4V D T,故 SN L O Q,而 SNnM7V=N,故 OQ1 平面S N 7 M,又 Wu 平面SN7M,O Q 1 M N ,而(9。口 尸。=。,所以MV_L平面O P Q,而 P O u 平面O P Q,故M N 工O P,故 B正确.故O P_LM V,故 C正确.对于C,如 图
17、,连接B D,则B D H M N,由 B的判断可得O P V B D,对于D,如图(4),取 4)的中点Q,的中点K,连接AC,PQQQ,PK,OK,则 AC/MN,因为O P=P C,故 P Q/A C,故 PQ/M N,所以NQP。或其补角为异面直线PQ,MN所成的角,yf图(4)因为正方体的棱长为2,故PQ=;AC=夜,O Q =ylAO2+A Q1=/1+2=73,P0=4PK2+OK-=R=后,QO-(0,2,0),C,(2,2,2),.(0,2,2),因为E为棱BC的中点,F为棱CD的中点,所以E(2,l,0),F(l,2,0),所 以 方=(1,0,-2),后=(2,2,0),
18、平=(2,1,-2),设平面A gG的一个法向量为石=(M,X,zJ,m-AC=2x,+2y.=0 一/、则 一 L,令 与=2,则加=(2,2,1),m-A1E=2芯 +%2Z=0因 为 印 而=2 2=0,所以*_L而,因为。尸且平面A E G,所以。/平面A E G;(II)由 得,福=(2,2,2),设直线AG与平面A EG所成角为6,则 2_3x2百 一 9;(III)由正方体的特征可得,平面441G的一个法向量为丽=(2,2,0),8_ _ 2/23x272 3所以二面角A -AG-E的正弦值为J l-c o s 2(而中=1.【题目栏目】立体几何 空间角 二面角【题目来源】2 0
19、2 1高考天津第17 题8.(2 02 0年高考课标I I 卷 文 科 第 16 题)设有下列四个命题:P i: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.P 3:若空间两条直线不相交,则这两条直线平行.P 4:若直线/u 平面a,直线m _ L 平面a,则 m _ L/则 下 述 命 题 中 所 有 真 命 题 的 序 号 是.P l 人 P 4 P|人 P 2 V P 3 V P4【答案】【解析】对于命题P-可设4 与4相交,这两条直线确定的平面为a ;若4与4 相交,则交点A在平面a内,同理,4与4的交点B也在平面a内,所以,ABua,即ua,命
20、题P 1为真命题;对于命题 2,若三点共线,则过这三个点的平面有无数个,命题P为假命题;对于命题小,空间中两条直线相交、平行或异面,命题P3为假命题;对于命题p4,若直线m _L平面a ,则团垂直于平面a 内所有直线,直线/u平面,直线加_L直线/,命题P4为真命题.综上可知,pi,p.为真命题,p2,n为假命题,。1人。4为真命题,。1人。2为假命题,-12 V P3为真命题,Py V 1P4为真命题.故答案为:.【点睛】本题考查复合命题的真假,同时也考查了空间中线面关系有关命题真假的判断,考查推理能力,属于中等题.【题目栏目】立体几何 空间点、直线、平面之间的位置关系、空间中点线面的位置关
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