上海市2009年高考模拟试题汇编

立体几何

一、填空、选择题

1、(2009上海青浦区)如图,用一平面去截球所得截面的面积为cm2,已知

球心到该截面的距离为1 cm,则该球的体积是        cm3.

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2、(2009上海八校联考)已知一个球的球心到过球面上ABC三点的截面的距离等于此球半径的一半,若,则球的体积为________________

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3、(2009上海十校联考)如图,设是棱长为的正方体的一个顶点,过从此顶点出发的三条棱的中点作截面,对正方体的所有顶点都如此操作,所得的各截面与正方体各面共同围成一个多面体,则关于此多面体有以下结论:①有个顶点;②有条棱;③有个面;④表面积为;⑤体积为.其中正确的结论是____________.(要求填上所有正确结论的序号)

①②⑤

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4、(2009上海闸北区)右图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的表面积是………………………………………(    )

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A.                   B.        

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C.                   D.

C

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二、解答题

1、(2009上海十四校联考)如图,三棱锥P―ABC中,PA⊥平面ABC,∠BAC=60°,PA=AB=AC=2,E是PC的中点。

   (1)求异面直线AE和PB所成角的大小;

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解:(1)取BC的中点F,连接EF、AF,则EF//PB,

    所以∠AEF就是异面直线AE和PB所成角或其补角;

                                   ……………3分

    ∵∠BAC=60°,PA=AB=AC=2,PA⊥平面ABC,

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所以异面直线AE和PB所成角的大小为6ec8aac122bd4f6e

  ………………8分

   (2)因为E是PC中点,所以E到平面ABC的距

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离为6ec8aac122bd4f6e  …………10分

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    6ec8aac122bd4f6e   …………12分

 

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2、(2009上海卢湾区4月模考)如图,已知点在圆柱的底面圆上,

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为圆的直径.

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   (1)求证:

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(2)若圆柱的体积

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,求异面直线所成的角(用

反三角函数值表示结果).

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(1)证明:易知,又由平面,得,从而平面,故;                                      (4分)

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  (2)解:以为原点,分别以轴的正向,并以的垂直平分线为轴,建立空间直角坐标系.

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由题意,解得.        (6分)

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易得相关点的坐标分别为:.得,              (9分)

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的夹角为,异面直线所成的角为

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,得,即异面直线所成的角为.                                  (12分)

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3、(2009上海奉贤区模拟考)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ABC=90°, AB=BC=1.

(1)求异面直线B1C1与AC所成角的大小;

(2)若直线A1C与平面ABC所成角为45°,

求三棱锥A1-ABC的体积.

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(1)因为,所以∠BCA(或其补角)即为异面直线所成角         -------(3分)

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∠ABC=90°, AB=BC=1,所以,     -------(2分)

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即异面直线所成角大小为。      -------(1分)

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(2)直三棱柱ABC-A1B1C1中,,所以即为直线A1C与平面ABC所成角,所以。            -------(2分)

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中,AB=BC=1得到中,得到,   ------(2分)

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所以               -------(2分)

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4、(2009冠龙高级中学3月月考)在棱长为2的正方体中,(如图)

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是棱的中点,是侧面的中心.

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(1)      求三棱锥的体积;

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与底面所成的角的大小.(结果用反三角函数表示)

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(1).   

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(2)取的中点,所求的角的大小等于的大小,

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,所以与底面所成的角的大小是

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5、(2009闵行三中模拟)

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5.(本题满分12分)如图,在棱长为2的正方体中,E是BC1的中点.求直线DE与平面ABCD所成角的大小(结果用反三角函数值表示).

解】过E作EF⊥BC,交BC于F,连接DF.

∵ EF⊥平面ABCD,

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∴ ∠EDF是直线DE与平面ABCD所成的角. ……………4分

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由题意,得EF=

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…………………………..8分

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∵ EF⊥DF, ∴ ……………..10分

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故直线DE与平面ABCD所成角的大小是….12分

 

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6、(2009上海普陀区)已知复数是虚数单位),且.当实数时,试用列举法表示满足条件的的取值集合.

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解:如图,设中点为,联结.

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由题意,,,所以为等边三角形,

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,且.

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所以.

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而圆锥体的底面圆面积为,

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所以圆锥体体积.

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7、(2009上海十校联考)如图,已知四棱锥的底面是边长为的正方形,底面,且

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(1) 若点分别在棱上,且,求证:平面

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(2) 若点在线段上,且三棱锥的体积为,试求线段的长.

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【解】(1)以点为坐标原点,轴正方向,轴正方向建立空间直角坐标系.                 …… 1分

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因为,所以,             …… 3分

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.                 …… 5分

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,即垂直于平面中两条相交直线,所以平面.                                                               …… 7分

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(2),可设

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所以向量的坐标为,                                   …… 8分

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平面的法向量为

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到平面的距离.               …… 10分

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中,,所以.       …… 12分

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三棱锥的体积,所以. …… 13分

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此时向量的坐标为,即线段的长为. …… 14分

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8、(2009重点九校)如图,在四棱锥中,底面为直角梯形,垂直于底面分别为的中点。                                               

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(1)求证:

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(2)求与平面所成的角;

解:

 

 

 

 

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(1)证明:因为的中点,

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所以。  

                                          

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底面,得

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,即

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 平面,所以

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 平面

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。                           ………… 5分

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(2)连结

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因为平面,即平面

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所以与平面所成的角,

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中,

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中,,故

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中,

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与平面所成的角是。        …… 12分

备注:(1)、(2)也可以用向量法:

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(1)以点为坐标原点建立空间直角坐标系,如图所示(图略)

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,得

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因为  ,

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所以。                                        …… 5分

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(2)因为

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所以,又

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平面,即是平面的法向量。

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与平面所成的角为,又

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,故,即与平面所成的角是

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因此与平面所成的角为,                 …… 12分

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9、(2009闸北区) 如图,在四棱锥中,底面是边长为2的正方形,的中点.

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(Ⅰ)求四棱锥的体积;

(Ⅱ)求异面直线OB与MD所成角的大小.

 

 

 

 

 

 

 

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解:(Ⅰ)由已知可求得,正方形的面积,……………………………2分

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所以,求棱锥的体积 ………………………………………4分

(Ⅱ)方法一(综合法)

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设线段的中点为,连接

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为异面直线OC与所成的角(或其补角) ………………………………..1分

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       由已知,可得

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为直角三角形      ……………………………………………………………….2分

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, ……………………………………………………………….4分

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所以,异面直线OC与MD所成角的大小.   …………………………..1分

方法二(向量法)

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以AB,AD,AO所在直线为轴建立坐标系,

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, ……………………………………………………2分

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, ………………………………………………………………………………..2分

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 设异面直线OC与MD所成角为

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.……………………………….. …………………………3分

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 OC与MD所成角的大小为.……………………………………………1分

 

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