2024年新课标全国卷试题汇编 立体几何老师专用

发布 2022-03-25 17:54:28 阅读 8970

1.(2016全国高考新课标ⅱ卷· 理数14t),是两个平面,m,n是两条线,有下列四个命题:

如果,,,那么.

如果,,那么.

如果,,那么.

如果,,那么m与所成的角和n与所成的角相等.

其中正确的命题有。(填写所有正确命题的编号)

答案:②③2. (2016全国高考新课标ⅰ卷· 文数11t或者理数11t)平面过正方体的顶点a, /平面,平面,平面,则所成角的正弦值为( )

abcd.

答案:a试题分析:如图,设平面平面=,平面平面=,因为平面,所以,则所成的角等于所成的角。

延长,过作,连接,则为,同理为,而,则所成的角即为所成的角,即为,故所成角的正弦值为,选a.

3.(2016全国高考新课标ⅰ卷· 文数18t)(12分)如图,已知正三棱锥的侧面是直角三角形,,顶点p在平面abc内的正投影为点d,d在平面pab内的正投影为点e,连结pe并延长交ab于点g

ⅰ)证明:g是ab的中点;

ⅱ)在答题卡第(18)题图中作出点e在平面pac内的正投影f(说明作法及理由),并求四面体pdef的体积。

解析:(ⅰ因为在平面内的正投影为,所以。

因为在平面内的正投影为,所以。

所以平面,故。

又由已知可得,,从而是的中点。

ⅱ)在平面内,过点作的平行线交于点,即为在平面内的正投影。

理由如下:由已知可得,,又,所以,因此平面,即点为在平面内的正投影。

连接,因为在平面内的正投影为,所以是正三角形的中心。

由(i)知,是的中点,所以在上,故。

由题设可得平面,平面,所以,因此。

由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且,可得。

在等腰直角三角形中,可得。

所以四面体的体积。

4.(2016全国高考新课标ⅰ卷· 理数18t)(本题满分为12分)

如图,在以a,b,c,d,e,f为顶点的五面体中,面abef为正方形,af=2fd,,且二面角d-af-e与二面角c-be-f都是.

ⅰ)证明平面abefefdc;

ⅱ)求二面角e-bc-a的余弦值.

解:(ⅰ由已知可得,,所以平面.

又平面,故平面平面.

ⅱ)过作,垂足为,由(i)知平面.

以为坐标原点,的方向为轴正方向,为单位长度,建立如图所示的空间直角坐标系.

由(i)知为二面角的平面角,故,则,,可得,,,

由已知,,所以平面.

又平面平面,故,.

由,可得平面,所以为二面角的平面角,从而可得.

所以,,,设是平面的法向量,则。

即,所以可取.

设是平面的法向量,则,同理可取.则.

故二面角的余弦值为.

5.(2016全国高考新课标ⅱ卷· 文数19t)(本小题满分12分)如图,菱形的对角线与交于点,点,分别在,上,,交于点,将沿折到的位置.

ⅰ)证明:;

ⅱ)若,,,求五棱锥的体积.

试题分析:(ⅰ证再证(ⅱ)根据勾股定理证明是直角三角形,从而得到进而有平面,证明平面根据菱形的面积减去三角形的面积求得五边形的面积,最后由椎体的体积公式求五棱锥体积。

试题解析:(ⅰ由已知得,

又由得,故。

由此得,所以。

五边形的面积。

所以五棱锥体积。

考点:空间中的线面关系判断,几何体的体积。

6.(2016全国高考新课标ⅱ卷· 理数19t)(本小题满分12分)

如图,菱形abcd的对角线ac与bd交于点o,,,点e,f分别在ad,cd上,,ef交bd于点h.将△def沿ef折到△的位置。

)证明:平面abcd;

)求二面角的正弦值。

ⅰ)证明:∵,

四边形为菱形,.,

又,.又∵,面.

ⅱ)建立如图坐标系.,设面法向量,由得,取,.

同理可得面的法向量,.

7.(2016全国高考新课标ⅲ卷· 文数19t)(本小题满分12分)

如图,四棱锥p-abcd中,pa⊥底面abcd,ad∥bc,ab=ad=ac=3,pa=bc=4,m为线段ad上一点,am=2md,n为pc的中点。

ⅰ)证明mn∥平面pab;

ⅱ)求四面体n-bcm的体积。

解:(ⅰ由已知得,取的中点,连接,由为中点知3分。

又,故平行且等于,四边形为平行四边形,于是。

因为平面,平面,所以平面6分。

ⅱ)因为平面,为的中点,所以到平面的距离为。 .9分。

取的中点,连结。由得,.

由得到的距离为,故。

所以四面体的体积12分。

8.(2016全国高考新课标ⅲ卷· 理数19t)(本小题满分12分)

如图,四棱锥中,地面,,,为线段上一点,,为的中点.

i) 证明平面;

ii) (ii)求直线与平面所成角的正弦值。

答案】(ⅰ见解析;(ⅱ

设为平面的法向量,则,即,可取,于是。

考点:1、空间直线与平面间的平行与垂直关系;2、棱锥的体积.

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