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章末檢測(一)(時間:120分鐘滿分:160分)一、填空題(本大題共14小題,每小題5分,共70分)1.下列幾何體是旋轉(zhuǎn)體的是________.(填序號)①圓柱;②六棱錐;③正方體;④球體;⑤四面體.答案①④2.一個球的大圓面積為9π,則該球的體積為__________.答案36π解析由題意可知該球的半徑r=3,故V=eq\f(4,3)πr3=36π.3.給出下列命題:①在圓柱的上、下底面的圓周上各取一點,則這兩點的連線是圓柱的母線;②有一個面是多邊形,其余各面都是三角形的幾何體是棱錐;③直角三角形繞其任一邊所在直線旋轉(zhuǎn)一周所形成的幾何體都是圓錐;④棱臺的上、下底面可以不相似,但側(cè)棱長一定相等.其中正確命題的個數(shù)是________.答案0解析①不一定,只有當這兩點的連線平行于軸時才是母線;②不一定,因為“其余各面都是三角形”并不等價于“其余各面都是有一個公共頂點的三角形”,如圖1所示;③不一定,當以斜邊所在直線為旋轉(zhuǎn)軸時,其余兩邊旋轉(zhuǎn)形成的面所圍成的幾何體不是圓錐,如圖2所示,它是由兩個同底圓錐組成的幾何體;④錯誤,棱臺的上、下底面相似且是對應邊平行的多邊形,各側(cè)棱延長線交于一點,但是側(cè)棱長不一定相等.圖1圖24.已知用斜二測畫法畫出的正方形的直觀圖的面積為18eq\r(2),那么原正方形的面積為________.答案72解析正方形的直觀圖是平行四邊形,設(shè)正方形的邊長為a,則eq\f(a,2)×eq\f(\r(2),2)×a=18eq\r(2),所以a2=4×18=72,故S正方形=a2=72.5.如圖,正方形ABCD的邊長為1,所對的圓心角∠CDE=90°,將圖形ABCE繞AE所在直線旋轉(zhuǎn)一周,形成的幾何體的表面積為________.答案5π解析由題意知,形成的幾何體是組合體:上面是半球、下面是圓柱,∵正方形ABCD的邊長為1,∠CDE=90°,∴球的半徑是1,圓柱的底面半徑是1,母線長是1,∴形成的幾何體的表面積S=π×12+2π×1×1+eq\f(1,2)×4π×12=5π,故答案為5π.6.如圖所示,P為矩形ABCD所在平面外一點,矩形對角線交點為O,M為PB的中點,給出五個結(jié)論:①OM∥PD;②OM∥平面PCD;③OM∥平面PDA;④OM∥平面PBA;⑤OM∥平面PBC.其中正確的個數(shù)是________.答案3解析顯然OM∥PD,又PD?平面PCD,PD?平面PDA,∴OM∥平面PCD,OM∥平面PDA,∴①②③正確.7.若一個圓柱、一個圓錐的底面直徑和高都等于一個球的直徑,則圓柱、球、圓錐的體積之比是________.答案3∶2∶1解析設(shè)球的半徑為R,圓柱、圓錐的底面半徑為r,高為h,則r=R,h=2R,V圓柱=πR2×2R=2πR3,V球=eq\f(4,3)πR3,V圓錐=eq\f(1,3)πR2×2R=eq\f(2,3)πR3,所以V圓柱∶V球∶V圓錐=2πR3∶eq\f(4,3)πR3∶eq\f(2,3)πR3=3∶2∶1.8.已知直線l⊥平面α,直線m?平面β,有以下四個說法:①α∥β?l⊥m;②α⊥β?l∥m;③l∥m?α⊥β;④l⊥m?α∥β.其中正確的是________.(填序號)答案①③解析若α∥β,l⊥α,則l⊥β.又m?β,所以l⊥m,所以①正確;若α⊥β,l⊥α,m?β,則l與m可能異面,所以②不正確;若l∥m,l⊥α,則m⊥α,又m?β,則α⊥β,所以③正確;若l⊥α,l⊥m,m?β,則α與β可能相交,所以④不正確.9.已知在△ABC中,∠BAC=90°,P為平面ABC外一點,且PA=PB=PC,則平面PBC與平面ABC的位置關(guān)系是__________.答案垂直解析∵PA=PB=PC,∴P在△ABC所在平面上的射影必落在△ABC的外心上.又外心在BC上,設(shè)為O,則PO⊥平面ABC.又PO?平面PBC,∴平面PBC⊥平面ABC.10.在圓錐VO中,O為底面圓的圓心,A,B為底面圓上兩點,且OA⊥OB,OA=VO=1,則O到平面VAB的距離為________.答案eq\f(\r(3),3)解析由題意,可得三棱錐V—AOB的體積為VV—AOB=eq\f(1,3)S△AOB·VO=eq\f(1,6).△VAB是邊長為eq\r(2)的等邊三角形,其面積為eq\f(\r(3),4)×(eq\r(2))2=eq\f(\r(3),2).設(shè)點O到平面VAB的距離為h,則VO—VAB=eq\f(1,3)S△VABh=eq\f(\r(3),6)h=VV—AOB=eq\f(1,6),解得h=eq\f(\r(3),3),即點O到平面VAB的距離為eq\f(\r(3),3).11.如圖,在正方體ABCD—A1B1C1D1中,給出以下四個結(jié)論:①直線D1C∥平面A1ABB1;②直線A1D1與平面BCD1相交;③直線AD⊥平面D1DB;④平面BCD1⊥平面A1ABB1.其中正確結(jié)論的序號為________.答案①④解析因為平面A1ABB1∥平面D1DCC1,D1C?平面D1DCC1,所以D1C∥平面A1ABB1,①正確;直線A1D1在平面BCD1內(nèi),②不正確;顯然AD不垂直于BD,所以AD不垂直于平面D1DB,③不正確;因為BC⊥平面A1ABB1,BC?平面BCD1,所以平面BCD1⊥平面A1ABB1,④正確.12.若正方體外接球的表面積是eq\f(32,3)π,則正方體的棱長為________.答案eq\f(4\r(2),3)解析設(shè)正方體的棱長為a,外接球的直徑為正方體的體對角線l,所以πl(wèi)2=eq\f(32,3)π,即l2=eq\f(32,3).又l2=a2+a2+a2,所以eq\f(32,3)=3a2,即a2=eq\f(32,9),所以a=eq\f(4\r(2),3).13.現(xiàn)有橡皮泥制作的底面半徑為5、高為4的圓錐和底面半徑為2、高為8的圓柱各一個.若將它們重新制作成總體積與高均保持不變,但底面半徑相同的新的圓錐和圓柱各一個,則新的底面半徑為________.答案eq\r(7)解析設(shè)新的底面半徑為r,由題意得eq\f(1,3)πr2·4+πr2·8=eq\f(1,3)π×52×4+π×22×8,解得r=eq\r(7).14.如圖所示,在正四棱錐S—ABCD(頂點S在底面ABCD上的射影是正方形ABCD的中心)中,E是BC的中點,P點在側(cè)面△SCD內(nèi)及其邊界上運動,并且總是保持PE⊥AC.則動點P的軌跡與△SCD組成的相關(guān)圖形最有可能是圖中的________.答案①解析如圖所示,連結(jié)BD與AC相交于點O,連結(jié)SO,取SC的中點F,取CD的中點G,連結(jié)EF,EG,F(xiàn)G.因為E,F(xiàn)分別是BC,SC的中點,所以EF∥SB,又EF?平面SBD,SB?平面SBD,所以EF∥平面SBD,同理可證EG∥平面SBD,又EF∩EG=E,所以平面EFG∥平面SBD,由題意得SO⊥平面ABCD,AC⊥SO,因為AC⊥BD,又SO∩BD=O,所以AC⊥平面SBD,所以AC⊥平面EFG,所以AC⊥GF,所以點P在直線GF上.二、解答題(本大題共6小題,共90分)15.(14分)如圖所示,在長方體ABCD-A1B1C1D1中,M,N分別為AB,A1D1的中點,判斷MN與平面A1BC1的位置關(guān)系,并證明.解直線MN∥平面A1BC1.證明如下:∵MD/∈平面A1BC1,ND/∈平面A1BC1.∴MN?平面A1BC1.如圖,取A1C1的中點O1,連結(jié)NO1、BO1.∵NO1綊eq\f(1,2)D1C1,MB綊eq\f(1,2)D1C1,∴NO1綊MB,∴四邊形NO1BM為平行四邊形,∴MN∥BO1.又∵BO1?平面A1BC1,MN?平面A1BC1,∴MN∥平面A1BC1.16.(14分)如圖所示,三角形PDC所在的平面與長方形ABCD所在的平面垂直,PD=PC.求證:(1)BC∥平面PDA;(2)BC⊥PD.證明(1)∵在長方形ABCD中,BC∥AD,BC?平面PDA,AD?平面PDA,∴BC∥平面PDA.(2)取CD的中點H,連結(jié)PH.∵PD=PC,∴PH⊥CD.又平面PDC⊥平面ABCD,平面PDC∩平面ABCD=CD,PH?平面PDC,∴PH⊥平面ABCD.又BC?平面ABCD,∴PH⊥BC.∵在長方形ABCD中,BC⊥CD,PH∩CD=H,∴BC⊥平面PDC.又PD?平面PDC,∴BC⊥PD.17.(14分)如圖1所示的等邊△ABC的邊長為2a,CD是AB邊上的高,E,F(xiàn)分別是AC,BC邊的中點.現(xiàn)將△ABC沿CD折疊,使平面ADC⊥平面BDC,如圖2所示.(1)試判斷折疊后直線AB與平面DEF的位置關(guān)系,并說明理由;(2)求四面體A—DBC的外接球體積與四棱錐D—ABFE的體積之比.解(1)AB∥平面DEF,理由如下:∵E,F(xiàn)分別為AC,BC的中點,∴AB∥EF,∵AB?平面DEF,EF?平面DEF,∴AB∥平面DEF.(2)以DA,DB,DC為棱補成一個長方體,則四面體A—DBC的外接球即為長方體的外接球.設(shè)球的半徑為R,則a2+a2+3a2=(2R)2,∴R2=eq\f(5,4)a2,于是球的體積V1=eq\f(4,3)πR3=eq\f(5\r(5),6)πa3.又VA—BDC=eq\f(1,3)S△BDC·AD=eq\f(\r(3),6)a3,VE—DFC=eq\f(1,3)S△DFC·eq\f(1,2)AD=eq\f(\r(3),24)a3,∴eq\f(V1,VD—ABFE)=eq\f(V1,VA—BDC-VE—CDF)=eq\f(20\r(15)π,9).18.(16分)如圖所示,在三角形ABC中,AC=BC=eq\f(\r(2),2)AB,四邊形ABED是邊長為1的正方形,平面ABED⊥底面ABC,G,F(xiàn)分別是EC,BD的中點.(1)求證:GF∥平面ABC;(2)求證:AC⊥平面EBC;(3)求該五面體的體積.(1)證明連結(jié)AE.∵四邊形ADEB為正方形,∴AE∩BD=F,且F是AE的中點,∴GF∥AC.又AC?平面ABC,GF?平面ABC,∴GF∥平面ABC.(2)證明∵四邊形ADEB為正方形,∴EB⊥AB.又∵平面ABED⊥平面ABC,平面ABED∩平面ABC=AB,∴BE⊥平面ABC,∴BE⊥AC.∵CA2+CB2=AB2,∴AC⊥BC.又∵BC∩BE=B,∴AC⊥平面EBC.(3)解取AB的中點N,連結(jié)CN.∵AC=BC,∴CN⊥AB.又∵平面ABED⊥平面ABC,平面ABED∩平面ABC=AB,CN?平面ABC,∴CN⊥平面ABED.∵△ABC是等腰直角三角形,∴CN=eq\f(1,2)AB=eq\f(1,2).∵五面體C-ABED是四棱錐,∴V四棱錐C-ABED=eq\f(1,3)S四邊形ABED·CN=eq\f(1,3)×1×eq\f(1,2)=eq\f(1,6).19.(16分)如圖,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,D,E分別為AB,BC的中點,點F在側(cè)棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求證:(1)直線DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.證明(1)由已知,DE為△ABC的中位線,∴DE∥AC,又由三棱柱的性質(zhì)可得AC∥A1C1,∴DE∥A1C1,又DE?平面A1C1F,A1C1?平面A1C1F,∴DE∥平面A1C1F.(2)在直三棱柱ABC—A1B1C1中,AA1⊥平面A1B1C1,∴AA1⊥A1C1,又∵A1B1⊥A1C1,且A1B1∩AA1=A1,∴A1C1⊥平面ABB1A1,∵B1D?平面ABB1A1,∴A1C1⊥B1D,又∵A1F⊥B1D,且A1F∩A1C1=A1,∴B1D⊥平面A1C1F,又B1D?平面B1DE,∴平面B1DE⊥平面A1C1F.20.(16分)如圖所示,在長方形ABCD中,AB=2,AD=1,E為CD的中點,以AE為折痕,把△DAE折起到△D′AE的位置,且平面D′AE⊥平面ABCE.(1)求證:AD′⊥BE;(2)求四棱錐D′-ABCE的體積;(3)在棱ED′上是否存在一點P,使得D′B∥平面PAC,若存在,求出點P的位置,若不存在,請說明理由.(1)證明根據(jù)題意可知,在長方形ABCD中,△DAE和△CBE為等腰直角三角形,∴∠DEA=∠CEB=45°,∴∠AEB=90°,即BE⊥AE,∵平面D′AE⊥平面ABCE,且平面D′AE∩平面ABCE=AE,∴BE⊥平面D′AE,∵AD′?平面D′AE,∴AD′⊥BE.(2)解取AE的中點F,連結(jié)D′F,則D′F⊥AE.∵平面D′AE⊥平面ABCE,且平面D′AE∩平面ABCE=AE,∴D′F⊥平面ABCE,∴VD′-ABCE=eq\f(1,3)S四邊形ABCE·D′F=eq\f(1,3)×eq\f(1,2)×(1+2)×1×eq\f(\r(2)
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