
1、明確模擬練習(xí)的目的。不但檢測知識的全面性、方法的熟練性和運算的準確性,更是訓(xùn)練書寫規(guī)范,表述準確的過程。
2、查漏補缺,以“錯”糾錯。每過一段時間,就把“錯題筆記”或標記錯題的試卷有側(cè)重的看一下。查漏補缺的過程也就是反思的過程,逐漸實現(xiàn)保強攻弱的目標。
3、嚴格有規(guī)律地進行限時訓(xùn)練。特別是強化對解答選擇題、填空題的限時訓(xùn)練,將平時考試當作高考,嚴格按時完成,并在速度體驗中提高正確率。
4、保證常規(guī)題型的堅持訓(xùn)練。做到百無一失,對學(xué)有余力的學(xué)生,可適當拓展高考中難點的訓(xùn)練。
5、注重題后反思總結(jié)。出現(xiàn)問題不可怕,可怕的是不知道問題的存在,在復(fù)習(xí)中出現(xiàn)的問題越多,說明你距離成功越近,及時處理問題,爭取“問題不過夜”。
6、重視每次模擬考試的臨考前狀態(tài)的調(diào)整及考后心理的調(diào)整。以平和的心態(tài)面對高考。
專題23 立體幾何中的壓軸小題
【題型歸納目錄】
題型一:球與截面面積問題
題型二:體積、面積、周長、角度、距離定值問題
題型三:體積、面積、周長、距離最值與范圍問題
題型四:立體幾何中的交線問題
題型五:空間線段以及線段之和最值問題
題型六:空間角問題
題型七:立體幾何裝液體問題
【典例例題】
題型一:球與截面面積問題
例1.(2022·河南安陽·模擬預(yù)測(文))已知球O的體積為,高為1的圓錐內(nèi)接于球O,經(jīng)過圓錐頂點的平面截球O和圓錐所得的截面面積分別為,若,則( )
A.2B.C.D.
例2.(2022·廣西·南寧二中高三階段練習(xí)(理))已知正四棱柱中,,E為的中點,P為棱上的動點,平面過B,E,P三點,有如下四個命題:
①平面平面;
②平面與正四棱柱表面的交線圍成的圖形一定是四邊形;
③當P與A重合時,截此四棱柱的外接球所得的截面面積為;
④存在點P,使得AD與平面所成角的大小為.
則正確的命題個數(shù)為( ).
A.1B.2C.3D.4
例3.(2022·四川資陽·高二期末(理))如圖,矩形BDEF所在平面與正方形ABCD所在平面互相垂直,,,點P在線段EF上.給出下列命題:
①存在點P,使得直線平面ACF;
②存在點P,使得直線平面ACF;
③直線DP與平面ABCD所成角的正弦值的取值范圍是;
④三棱錐的外接球被平面ACF所截得的截面面積是.
其中所有真命題的序號( )
A.①③B.①④C.①②④D.①③④
例4.(2022·全國·高三專題練習(xí))如圖所示,圓錐的軸截面是以為直角頂點的等腰直角三角形,,為中點.若底面所在平面上有一個動點,且始終保持,過點作的垂線,垂足為.當點運動時,
①點在空間形成的軌跡為圓
②三棱錐的體積最大值為
③的最大值為2
④與平面所成角的正切值的最大值為
上述結(jié)論中正確的序號為( ).
A.①②B.②③C.①③④D.①②③
例5.(2022·安徽省舒城中學(xué)一模(理))已知正三棱錐的高為3,側(cè)棱與底面所成的角為,為棱上一點,且,過點作正三棱錐的外接球的截面,則截面面積的最小值為( )A.B.C.D.
例6.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知三棱錐的各個頂點都在球的表面上,底面,,,,是線段上一點,且.過點作球的截面,若所得截面圓面積的最大值與最小值之差為,則球的表面積為( )
A.B.C.D.
例7.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知直四棱柱,其底面是平行四邊形,外接球體積為,若,則其外接球被平面截得圖形面積的最小值為( )
A.B.C.D.
例8.(2022·全國·高三專題練習(xí)(文))已知正三棱錐的外接球是球O,正三棱錐底邊,側(cè)棱,點E在線段上,且,過點E作球O的截面,則所得截面圓面積的取值范圍是( )
A.B.C.D.
例9.(2022·浙江省江山中學(xué)模擬預(yù)測)如圖,在單位正方體中,點P是線段上的動點,給出以下四個命題:
①異面直線與直線所成角的大小為定值;
②二面角的大小為定值;
③若Q是對角線上一點,則長度的最小值為;④若R是線段上一動點,則直線與直線不可能平行.
其中真命題有( )
A.1個B.2個C.3個D.4個
例10.(2022·北京·人大附中模擬預(yù)測)已知正方體為對角線上一點(不與點重合),過點作垂直于直線的平面,平面與正方體表面相交形成的多邊形記為,下列結(jié)論不正確的是( )
A.只可能為三角形或六邊形
B.平面與平面的夾角為定值
C.當且僅當為對角線中點時,的周長最大
D.當且僅當為對角線中點時,的面積最大
例11.(2022·河南省實驗中學(xué)高一期中)如圖,在正方體中,,,分別為,的中點,,分別為棱,上的動點,則三棱錐的體積( )
A.存在最大值,最大值為B.存在最小值,最小值為
C.為定值D.不確定,與,的位置有關(guān)
例12.(2022·山西運城·模擬預(yù)測(文))如圖,正方體的棱長為1,線段上有兩個動點E,F(xiàn),且,點P,Q分別為的中點,G在側(cè)面上運動,且滿足G∥平面,以下命題錯誤的是( )
A.
B.多面體的體積為定值
C.側(cè)面上存在點G,使得
D.直線與直線BC所成的角可能為
例13.(2022·全國·高三專題練習(xí))如圖所示,在正方體中,過對角線的一個平面交于E,交于F,給出下面幾個命題:
①四邊形一定是平行四邊形;
②四邊形有可能是正方形;
③平面有可能垂直于平面;
④設(shè)與DC的延長線交于M,與DA的延長線交于N,則M?N?B三點共線;
⑤四棱錐的體積為定值.
以上命題中真命題的個數(shù)為( )
A.2B.3C.4D.5
例14.(2022·陜西·西北工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)模擬預(yù)測(理))如圖,棱長為1的正方體中,點為線段上的動點,點分別為線段的中點,則下列說法錯誤的是( )
A.B.三棱錐的體積為定值
C.D.的最小值為
例15.(2022·全國·高三專題練習(xí))如圖,在正方體中,點P為線段上的動點(點與,不重合),則下列說法不正確的是( )
A.
B.三棱錐的體積為定值
C.過,,三點作正方體的截面,截面圖形為三角形或梯形
D.DP與平面所成角的正弦值最大為
例16.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知正方體內(nèi)切球的表面積為,是空間中任意一點:
①若點在線段上運動,則始終有;
②若是棱中點,則直線與是相交直線;
③若點在線段上運動,三棱錐體積為定值;
④為中點,過點,且與平面平行的正方體的截面面積為;
以上命題為真命題的個數(shù)為( )
A.2B.3C.4D.5
例17.(2022·江西南昌·三模(理))已知長方體中,,,,為矩形內(nèi)一動點,設(shè)二面角為,直線與平面所成的角為,若,則三棱錐體積的最小值是( )
A.B.C.D.
例18.(2022·浙江·高三階段練習(xí))如圖,在四棱錐中,底面是邊長為的正方形,,為的中點.過作截面將此四棱錐分成上?下兩部分,記上?下兩部分的體積分別為,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
例19.(2022·四川省內(nèi)江市第六中學(xué)高二期中(理))已知四面體的所有棱長均為,分別為棱的中點,為棱上異于的動點.有下列結(jié)論:
①線段的長度為;②點到面的距離范圍為;
③周長的最小值為;④的余弦值的取值范圍為.
其中正確結(jié)論的個數(shù)為( )
A.B.C.D.
例20.(2022·河南省實驗中學(xué)高一期中)如圖,在正方體中,,,分別為,的中點,,分別為棱,上的動點,則三棱錐的體積( )
A.存在最大值,最大值為B.存在最小值,最小值為
C.為定值D.不確定,與,的位置有關(guān)
例21.(2022·全國·高三專題練習(xí)(理))已知某正四棱錐的體積是,該幾何體的表面積最小值是,我們在繪畫該表面積最小的幾何體的直觀圖時所畫的底面積大小是,則和的值分別是( )
A.3;B.4;C.4;D.3;
例22.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知棱長為的正方體,棱中點為,動點、、分別滿足:點到異面直線、的距離相等,點使得異面直線、所成角正弦值為定值,點使得.當動點、兩點恰好在正方體側(cè)面內(nèi)時,則多面體體積最小值為( )
A.B.C.D.
例23.(2022·全國·高三專題練習(xí))在棱長為2的正方體中,點是對角線上的點(點與不重合),有以下四個結(jié)論:
①存在點,使得平面平面;
②存在點,使得平面;
③若的周長為L,則L的最小值為;
④若的面積為,則.
則正確的結(jié)論為( )
A.①③B.①②③C.①②④D.②④
例24.(2022·河南·模擬預(yù)測(文))已知四面體的所有棱長均為,、分別為棱、的中點,為棱上異于、的動點.有下列結(jié)論:
①線段的長度為;
②存在點,滿足平面;
③的余弦值的取值范圍為;
④周長的最小值為.
其中所有正確結(jié)論的編號為( )
A.①③B.①④C.①②④D.②③④
例25.(2022·全國·高三專題練習(xí))在棱長為的正方體中,是線段上的點,過的平面與直線垂直,當在線段上運動時,平面截正方體所得的截面面積的最小值是( )
A.B.C.D.
例26.(2022·四川省成都市新都一中高二期中(文))如圖,正方形的中心為正方形的中心,,截去如圖所示的陰影部分后,翻折得到正四棱錐(,,,四點重合于點),則此四棱錐的體積的最大值為( )
A.B.C.D.
例27.(2022·青海·大通回族土族自治縣教學(xué)研究室二模(理))在棱長為3的正方體中,P為內(nèi)一點,若的面積為,則四面體體積的最大值為( )
A.B.
C.D.
例28.(2022·四川省宜賓市第四中學(xué)校三模(理))函數(shù),設(shè)球O的半徑為,則( )
A.球O的表面積隨x增大而增大B.球O的體積隨x增大而減小
C.球O的表面積最小值為D.球O的體積最大值為
題型四:立體幾何中的交線問題
例29.(2022·全國·高三專題練習(xí)(理))已知正方體的棱長為,,分別為,的中點,點在平面中,,點在線段上,則下列結(jié)論正確的個數(shù)是( )
①點的軌跡長度為;
②線段的軌跡與平面的交線為圓?。?br>③的最小值為;
④過、、作正方體的截面,則該截面的周長為
A.B.C.D.
例30.(2022·全國·高三專題練習(xí))在正四棱錐中,已知,為底面的中心,以點為球心作一個半徑為的球,則該球的球面與側(cè)面的交線長度為( )
A.B.C.D.
例31.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知正四面體的中心與球心O重合,正四面體的棱長為,球的半徑為,則正四面體表面與球面的交線的總長度為
A.B.C.D.
例32.(2022·四川成都·模擬預(yù)測(理))如圖,△ABC為等腰直角三角形,斜邊上的中線AD=3,E為線段BD中點,將△ABC沿AD折成大小為的二面角,連接BC,形成四面體C-ABD,若P是該四面體表面或內(nèi)部一點,則下列說法錯誤的是( )
A.點P落在三棱錐E-ABC內(nèi)部的概率為
B.若直線PE與平面ABC沒有交點,則點P的軌跡與平面ADC的交線長度為C.若點在平面上,且滿足PA=2PD,則點P的軌跡長度為
D.若點在平面上,且滿足PA=2PD,則線段長度為定值
例33.(2022·江蘇徐州·高二期中)如圖1,在正方形中,點為線段上的動點(不含端點),將沿翻折,使得二面角為直二面角,得到圖2所示的四棱錐,點為線段上的動點(不含端點),則在四棱錐中,下列說法正確的是( )
A.???四點一定共面
B.存在點,使得平面
C.側(cè)面與側(cè)面的交線與直線相交
D.三棱錐的體積為定值
例34.(2022·河南·模擬預(yù)測(理))已知正方體的棱長是2,E,F(xiàn)分別是棱和的中點,點P在正方形(包括邊界)內(nèi),當平面時,長度的最大值為a.以A為球心,a為半徑的球面與底面的交線長為( )
A.B.C.D.
例35.(2022·湖南·臨澧縣第一中學(xué)高二階段練習(xí))已知正四棱柱中,,為的中點,為棱上的動點,平面過,,三點,則( )
A.平面平面
B.平面與正四棱柱表面的交線圍成的圖形一定是四邊形
C.當與A重合時,截此四棱柱的外接球所得的截面面積為
D.存在點,使得與平面所成角的大小為
例36.(2022·江蘇·南京師大附中模擬預(yù)測)如圖,圓柱的底面半徑和高均為1,線段是圓柱下底面的直徑,點是下底面的圓心.線段是圓柱的一條母線,且.已知平面經(jīng)過,,三點,將平面截這個圓柱所得到的較小部分稱為“馬蹄體”.記平面與圓柱側(cè)面的交線為曲線.則( )
A.曲線是橢圓的一部分B.曲線是拋物線的一部分
C.二面角的大小為D.馬蹄體的體積為滿足
例37.(2022·江蘇·南京外國語學(xué)校模擬預(yù)測)如圖,正方形ABCD-A1B1C1D1邊長為1,P是上的一個動點,下列結(jié)論中正確的是( )
A.BP的最小值為
B. 的最小值為
C.當P在直線上運動時,三棱錐 的體積不變
D.以點B為球心,為半徑的球面與面 的交線長為
例38.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知正四棱柱的底面邊為1,側(cè)棱長為a,M是的中點,則( )
A.任意,
B.存在,直線與直線BM相交
C.平面與底面交線長為定值D.當時,三棱錐外接球表面積為
題型五:空間線段以及線段之和最值問題
例39.(2022·山東·高一階段練習(xí))已知三棱錐三條側(cè)棱,,兩兩互相垂直,且,?分別為該三棱錐的內(nèi)切球和外接球上的動點,則線段的長度的最小值為( )
A.B.C.D.
例40.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知正三棱錐的底面邊長為,外接球表面積為,,點M,N分別是線段AB,AC的中點,點P,Q分別是線段SN和平面SCM上的動點,則的最小值為( )
A.B.C.D.
例41.(2022·全國·高三專題練習(xí))在棱長為3的正方體中,點滿足,點在平面內(nèi),則的最小值為( )
A.B.C.D.
例42.(2022·全國·高一專題練習(xí))如圖所示,在直三棱柱中,,,,P是上的一動點,則的最小值為( )
A.B.C.D.3
例43.(2022·湖北·高一階段練習(xí))已知正方體的棱長為2,E為線段的中點,,其中,則下列選項正確的是( )
A.時,B.時,的最小值為C.時,直線與面的交點軌跡長度為D.時,正方體被平面截的圖形最大面積是
例44.(2022·湖南岳陽·三模)如圖,在直棱柱中,各棱長均為2,,則下列說法正確的是( )
A.三棱錐外接球的體積為
B.異面直線與所成角的正弦值為
C.當點M在棱上運動時,最小值為
D.N是所在平面上一動點,若N到直線與的距離相等,則N的軌跡為拋物線
例45.(2022·全國·高三專題練習(xí))在棱長為1的正方體中,點滿足,,,則以下說法正確的是( )
A.當時,平面
B.當時,存在唯一點使得與直線的夾角為
C.當時,長度的最小值為
D.當時,與平面所成的角不可能為
例46.(2022·全國·模擬預(yù)測)如圖,點M是棱長為1的正方體中的側(cè)面上的一個動點(包含邊界),則下列結(jié)論正確的是( )
A.存在無數(shù)個點M滿足
B.當點M在棱上運動時,的最小值為
C.在線段上存在點M,使異面直線與所成的角是
D.滿足的點M的軌跡是一段圓弧
例47.(2022·浙江紹興·模擬預(yù)測)如圖,斜三棱柱中,底面是正三角形,分別是側(cè)棱上的點,且,設(shè)直線與平面所成的角分別為,平面與底面所成的銳二面角為,則( )
A.
B.
C.
D.
例48.(2022·浙江·高三專題練習(xí))在三棱錐中,頂點P在底面的射影為的垂心O(O在內(nèi)部),且PO中點為M,過AM作平行于BC的截面,過BM作平行于AC的截面,記,與底面ABC所成的銳二面角分別為,,若,則下列說法錯誤的是( )
A.若,則
B.若,則C.可能值為
D.當取值最大時,
例49.(2022·全國·高三專題練習(xí))在三棱臺中,底面BCD,,,.若A是BD中點,點P在側(cè)面內(nèi),則直線與AP夾角的正弦值的最小值是( )
A.B.C.D.
例50.(2022·浙江臺州·高三期末)已知在正方體中,點為棱的中點,直線在平面內(nèi).若二面角的平面角為,則的最小值為( )
A.
B.
C.
D.
例51.(2021·全國·高二課時練習(xí))已知正方體的棱長為3,為棱上的靠近點的三等分點,點在側(cè)面上運動,當平面與平面和平面所成的角相等時,則的最小值為( )
A.B.C.D.
例52.(2021·浙江·瑞安中學(xué)模擬預(yù)測)已知點P是正方體上底面上的一個動點,記面ADP與面BCP所成的銳二面角為,面ABP與面CDP所成的銳二面角為,若,則下列敘述正確的是( )
A.B.
C.D.
例53.(2022·全國·高三專題練習(xí))如圖,將矩形紙片折起一角落得到,記二面角的大小為,直線,與平面所成角分別為,,則( ).
A.B.
C.D.
例54.(2022·全國·高三專題練習(xí))如圖,在正方體中,在棱上,,平行于的直線在正方形內(nèi),點到直線的距離記為,記二面角為為,已知初始狀態(tài)下,,則( )
A.當增大時,先增大后減小B.當增大時,先減小后增大
C.當增大時,先增大后減小D.當增大時,先減小后增大
題型七:立體幾何裝液體問題
例55.(2022·全國·高二期中)如圖,水平桌面上放置一個棱長為4的正方體水槽,水面高度恰為正方體棱長的一半,在該正方體側(cè)面上有一個小孔,點到的距離為3,若該正方體水槽繞傾斜(始終在桌面上),則當水恰好流出時,側(cè)面與桌面所成角的正切值為( )
A.B.C.D.2
例56.(2022·全國·高一課時練習(xí))一個封閉的正三棱柱容器,高為3,內(nèi)裝水若干(如圖甲,底面處于水平狀態(tài)),將容器放倒(如圖乙,一個側(cè)面處于水平狀態(tài)),這時水面與各棱交點分別為所在棱的中點,則圖甲中水面的高度為( )
A.B.
C.2D.
例57.(2022·湖北宜昌·一模(文))已知一個放置在水平桌面上的密閉直三棱柱容器,如圖1,為正三角形,,,里面裝有體積為的液體,現(xiàn)將該棱柱繞旋轉(zhuǎn)至圖2.在旋轉(zhuǎn)過程中,以下命題中正確的個數(shù)是( )
①液面剛好同時經(jīng)過,,三點;
②當平面與液面成直二面角時,液面與水平桌面的距離為;
③當液面與水平桌面的距離為時,與液面所成角的正弦值為.
A.0B.1C.2D.3
例58.(2022·全國·高一課時練習(xí))一個密閉且透明的正方體容器中裝有部分液體,已知該正方體的棱長為1,如果任意轉(zhuǎn)動該正方體,液面的形狀都不可能是三角形,那么液體體積的取值范圍為( )
A.B.C.D.
例59.(2022·全國·高一課時練習(xí))一個密閉且透明的正方體容器中裝有部分液體,已知該正方體的棱長為2,如果任意轉(zhuǎn)動該正方體,液面的形狀都不可能是三角形,那么液體的體積的取值范圍為( )
A.B.C.D.
例60.(2022·重慶·高二期末(文))已知某圓柱形容器的軸截面是邊長為2的正方形,容器中裝滿液體,現(xiàn)向此容器中放入一個實心小球,使得小球完全被液體淹沒,則此時容器中所余液體的最小容量為( )
A.B.C.D.
例61.(2022·福建廈門·高一期末)如圖(1)平行六面體容器盛有高度為的水,,.固定容器底而一邊于地面上,將容器傾斜到圖(2)時,水面恰好過,,,四點,則的值為( )
A.B.C.D.
例62.(2022·福建·廈門市湖濱中學(xué)高一期中)如圖,透明塑料制成的長方體容器內(nèi)灌進一些水,固定容器一邊于地面上,再將容器傾斜,隨著傾斜度的不同,有下面幾個結(jié)論,其中正確的命題是( )
A.水面所在四邊形的面積為定值
B.隨著容器傾斜度的不同,始終與水面所在平面平行
C.沒有水的部分有時呈棱柱形有時呈棱錐形
D.當容器傾斜如圖(3)所示時,為定值
例63.(2022·山東·高三專題練習(xí))一個透明封閉的正四面體容器中,恰好盛有該容器一半容積的水,任意轉(zhuǎn)動這個正四面體,則水面在容器中的形狀可能是:①正三角形②直角三形③正方形⑤梯形,其中正確的個數(shù)有( )
A.1個B.2個C.3個D.4個
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這是一份最新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)講義重難點突破篇 專題22 立體幾何中的軌跡問題,文件包含專題22立體幾何中的軌跡問題教師版docx、專題22立體幾何中的軌跡問題學(xué)生版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共80頁, 歡迎下載使用。
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