高三精选立体几何大题30题(含详细解答)

余年寄山水
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2020年08月16日 05:06
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4.如图,已知多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,三角形ACD是正 三角形,且AD=DE=2,
立体几何大题
AB=1,F是CD的中点.(Ⅰ)求证:AF∥ 平面BCE;(Ⅱ)求多面体ABCDE的体积;(Ⅲ)求二面角
1.如下图,一个等腰直角三角形的硬 纸片ABC中,∠ACB=90°,AC=4cm,CD是斜边上的高沿CD
把△ABC折成直二面角. (1)如果你手中只有一把能度量长度的直尺,应该如何确定A,B的位置,
C-BE-D 的正切值.

使二面角A-CD-B是直二面角?证明你的结论.

(2)试在平面ABC上确定一个P,使DP与平面ABC内任意一条直线都垂直,证明你的结论.

(3)如果在折成的三棱锥内有一个小球,求出小球半径的最大值.

C

C




D


B
A
B

A



第1题图 第1题图






< br>5.已知:ABCD是矩形,设PA=
a
,PA⊥平面ABCD.M、N分别是AB、P C的中点.
2.如图,已知正四棱柱
ABCD

A
1
B< br>1
C
1
D
1
的底面边长为3,侧棱长为4,连结
A< br>1
B

A

AF

A
1
B
垂足为
F

(Ⅰ)求证:MN⊥AB;(Ⅱ)若PD=AB,且平面MND⊥ 平面PCD,求二面角P—CD—A的大小;

AF
的延长线交
B
1
B

E

(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求三棱锥D—AMN的体积.
(Ⅰ)求证:
D
1
B
⊥平面
AEC
;(Ⅱ)求三棱锥
B

AEC的体积;

(Ⅲ)求二面角
B

AE

C
的大小的正弦值.

















6.在正方体 ABCD—A
1
B
1
C
1
D
1
中,P、M 、N分别为棱DD
1
、AB、BC的中点。

(I)求二面角B
1
—MN—B的正切值;(II)证明:PB⊥平面MNB
1

3.如图,正 三棱柱ABC—A
1
B
1
C
1
的底面边长为1,点M在BC 上,△AMC
1
是以M为直角顶点的等腰直
(III)画出一个正方体表面展开图,使 其满足“有4个正方形面相连成一个长方形”的条件,并
角三角形.(I)求证:点M为BC的中点;( Ⅱ)求点B到平面AMC
1
的距离;(Ⅲ)求二面角M—AC
1
—B
求出展开图中P、B两点间的距离。
D
1
C
1
的正切值.
A
1
C
1

A
1

B
1

B
1


P



D

C

N
A C

A
B

M
M

B
第6题图

第3题图


1 6


7.如图,四 棱锥P—ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=AD=2,点M、N分别在棱PD、PC上,1 0.在矩形ABCD中,AB=4,BC=3,E为DC的中点,沿AE将△AED折起,使二面角D-AE且PC⊥平面AMN. -B为60 .(Ⅰ)求DE与平面AC所成角的大小;(Ⅱ)求二面角D-EC-B的大小.
(Ⅰ)求证:AM⊥PD;(Ⅱ)求二面角P—AM—N的大小;
D E C D
(Ⅲ)求直线CD与平面AMN所成角的大小.

E
C


B
A

A B

第10题







11.直三棱柱ABC -A
1
B
1
C
1
中,AC=CB=AA
1
=2,∠ACB=90°,E是BB
1
的中点,D∈AB,∠A
1
DE=90 °.
8.如图,在直三棱柱ABC—A
1
B
1
C
1
中,∠ACB=90°. BC=CC
1
=
a
,AC=2
a
. (Ⅰ)求证:CD⊥平 面ABB
1
A
1
;(Ⅱ)求二面角D-A
1
C-A的大小.
(I)求证:AB
1
⊥BC
1
;(II)求二面角B—AB
1
—C的大小;(III)求点A
1
到平面AB
1
C的距离.











9.在长方体
ABCD

A
1B
1
C
1
D
1
中,已知
AB
=
BC
=2,
BB
1
=3,连接
BC
1
,过
B
1

B
1
E

BC
1
CC
1
于点
E

(Ⅰ)求证:
AC
1⊥平面
B
1
D
1
E
; 12.如图,已知斜三棱柱AB C—A
1
B
1
C
1
中,∠BCA=90°,AC=BC=a ,点A
1
在底面ABC上的射影
(Ⅱ)求三棱锥
C
1

B
1
D
1
E
1
的体积; 恰为AC的中点D,BA
1
⊥AC
1
。(I)求证:BC⊥平面A
1
ACC
1
; (II)求点A
1
到AB的距离
C
1
(Ⅲ) 求二面角
E

B
1
D
1

C
1< br>的平面角大小 (III)求二面角B—AA
1
—C的正切值




A
1
B
1



C



D



A B




2 6

< br>13.如图,正三棱柱AC
1
中,AB=2,D是AB的中点,E是A
1
C
1
的中点,F是B
1
B中点,异面直线CF
与DE所成的角为9 0°.
(1)求此三棱柱的高;(2)求二面角C—AF—B的大小.










14.已知A BCD是矩形,PD⊥平面ABCD,PD=DC=a,
AD2a
,M、N分别是AD、PB 的中点。
(Ⅰ)求证:平面MNC⊥平面PBC;(Ⅱ)求点A到平面MNC的距离。











15.如图,正三棱柱ABC—A
1
B
1
C
1
的底 面边长的3,侧棱AA
1
=

16.如图,正三棱柱ABC—A
1< br>B
1
C
1
,BC=BB
1
=1,D为BC上一点,且 满足AD⊥C
1
D.
(I)求证:截面ADC
1
⊥侧面BC
1
;(II)求二面角C—AC
1
—D的正弦值;
(III)求直线A
1
B与截面ADC
1
距离.











17.如图,在底面是直角梯形的四棱锥
PABCD
中,AD∥BC,∠ABC=9 0°,且
∠ADCarcsin
5
,又PA⊥平面ABCD,AD=3AB=3PA =3a。(I)求二面角P—CD—A的正切值;
5
(II)求点A到平面PBC的距离。
P
33
,
D是CB延长线上一点,且BD=BC.
2
B
A
C
D
(Ⅰ)求证:直线BC
1
平 面AB
1
D;(Ⅱ)求二面角B
1
—AD—B的大小;
(Ⅲ)求三棱锥C
1
—ABB
1
的体积.















18.直角梯形ABCD中,BC∥AD,AD∥⊥AB,
BCBA
1
ADm
,VA⊥平面ABCD。
2
3 6


(1)求证:VC⊥CD。(2)若
VA2m
,求CV与平面VAD所成的角。






19.如图,在正四棱柱ABCD—A
1
B
1
C
1
D
1
中,AA
1
=< br>M三点的平面A
1
BMN交C
1
D
1
于点N.
(Ⅰ)求证:EM∥平面A
1
B
1
C
1
D< br>1

(Ⅱ)求二面角B—A
1
N—B
1
的正切值.
与DE所成的角为90°.
(1)求此三棱柱的高;(2)求二面角C—AF—B的大小.






22.如图,正方体
ABC DA
1
B
1
C
1
D
1
,棱长为
a

E、F
分别为
AB、BC
上的点,且
AE
=< br>BF

x

(1)当
x
为何值时,三棱锥
B
1
BEF
的体积最大?
(2)求三棱椎
B
1
BEF
的体积最大时,二面角
B< br>1
EFB
的正切值;
1
AB,点E、M分别为A
1B、C
1
C的中点,过点A
1
,B,
2

( 3)(理科做)求异面直线
A
1
E

B
1
F
所成的角的取值范围.









23. 已知,如图四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是平行四边形, PG⊥平面ABCD,垂足为G,G在AD
18
20.如图,PA⊥平面AC,四边形ABCD 是矩形,E、F分别是AB、PD的中点.
上,且AG=GD,BG⊥GC,GB=GC=2,E是BC的中点,四面体P—BCG的体积为. < br>(Ⅰ)求证:AF∥平面PCE;(Ⅱ)若二面角P—CD—B为45°,AD=2,CD=3,求点F到 平面PCE的
33
距离. (Ⅰ)求异面直线GE与PC所成的角;(Ⅱ)求点D到平面PBG的距离;
PF

(Ⅲ)若F点是棱PC上一点,且DF⊥GC,求的值.

FC
















24.如图,已知正方体
ABCD
A
1
B
1
C
1
D
1
的棱长 为2,
M

N
分别为
AA
1

BB
1
的中点,求:
21.如图,正三棱柱AC
1
中,AB=2,D是AB的 中点,E是A
1
C
1
的中点,F是B
1
B中点,异面直线C F
4 6


(I)
CM

D
1
N
所成角的余弦值;
(II)异面直线
CM

D
1
N
的距离.





25.如图,四棱锥P—ABCD的底面是正方 形,PA⊥底面ABCD,PA=AD=2,点M、N分别在棱PD、PC
上,且PC⊥平面AMN.
(Ⅰ)求证:AM⊥PD;(Ⅱ)求二面角P—AM—N的大小;(Ⅲ)求直线CD与平面AMN所成角 的大小.










0
26.如图,直三棱柱ABC—A
1
B
1< br>C
1
中,
ACB90,BCAC2,AA
1
4,D为棱CC
1
上的一动点,
27.在Rt

ABC中,

ACB=30



B=90

,D为AC中 点,E为BD的中点,AE的延长线交BC于F,
A


ABD沿BD折起,二面角A-BD-C大小记为


O < br>(1)求证:面AEF

面BCD;(2)

为何值时,AB

CD。
A

P
D
P

D
E
B

F C

E


C
B F

0
28.如图,在斜三棱柱ABC-A
1
B
1
C
1
中,侧面AA
1
B
1
B⊥底面ABC,侧棱AA
1
与底面ABC成60的角,
AA
1
= 2.底面ABC是边长为2的正三角形,其重 心为G点。E是线段BC
1
上一点,且BE=
1
BC
1
. (1)
3
M、N分别为
ABD,A
1
B
1
D< br>的重心.(1)求证:
MNBC
;(2)若二面角C—AB—D的大小为
a rctan2
,求点C
1
到平面A
1
B
1
D的距离 ;(3)若点C在
ABD
上的射影正好为M,试判断点C
1

C< br>A
1
B
1
D
的射影是否为N?并说明理由.










N
A
1
C
1
A
B
M
D
B
1
求证: GE∥侧面AA
1
B
1
B ;
(2)求平面B
1
GE与底面ABC所成锐二面角的大小









29.已知三棱锥P—A BC中PB⊥底面ABC,
BCA90
,PB=BC=CA=
a
,E是 PC的中点,点F在PA
上,且3PF=FA.(1)求证:平面PAC⊥PBC;(2)求平面BEF 与底面ABC所成角(用一个反三角函
数值表示).










30.三棱锥
SABC< br>中,底面△
ABC
是顶角为
ABC


ACa
的等腰△,
SCA

2

5 6

< br>(0



2
)E

D
分别为< br>SA

AC
的中点
的距离为定值.(2)求三棱锥
SABC
的体积

6 6 < br>SCb
,侧面
SAC
与底面
ABC
所成二面角为

(1)求证无论



为何值时,点
S
到截面BDE

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