
知識點1:三視圖
知識點2:空間幾何體表面積、體積、側(cè)面積
知識點3:空間直線、平面位置關(guān)系的判斷
知識點4:線線角、線面角、二面角
知識點5:外接球、內(nèi)切球問題
知識點6:立體幾何中的范圍與最值問題及定值問題
近三年高考真題
知識點1:三視圖
1.(2022?浙江)某幾何體的三視圖如圖所示(單位:,則該幾何體的體積(單位:是
A.B.C.D.
2.(2022?甲卷(文))如圖,網(wǎng)格紙上繪制的是一個多面體的三視圖,網(wǎng)格小正方形的邊長為1,則該多面體的體積為
A.8B.12C.16D.20
3.(2021?北京)某四面體的三視圖如圖所示,該四面體的表面積為
A.B.C.D.
4.(2021?浙江)某幾何體的三視圖如圖所示(單位:,則該幾何體的體積(單位:是
A.B.3C.D.
5.(2021?甲卷(文))在一個正方體中,過頂點的三條棱的中點分別為,,.該正方體截去三棱錐后,所得多面體的三視圖中,正視圖如圖所示,則相應(yīng)的側(cè)視圖是
A.B.C.D.
6.(2021?乙卷(文))以圖①為正視圖,在圖②③④⑤中選兩個分別作為側(cè)視圖和俯視圖,組成某個三棱錐的三視圖,則所選側(cè)視圖和俯視圖的編號依次為 (寫出符合要求的一組答案即可).
知識點2:空間幾何體表面積、體積、側(cè)面積
7.(2023?甲卷(文))在三棱錐中,是邊長為2的等邊三角形,,,則該棱錐的體積為
A.1B.C.2D.3
8.(2023?天津)在三棱錐中,線段上的點滿足,線段上的點滿足,則三棱錐和三棱錐的體積之比為
A.B.C.D.
9.(2021?新高考Ⅱ)正四棱臺的上、下底面的邊長分別為2,4,側(cè)棱長為2,則其體積為
A.B.C.D.
10.(2022?天津)如圖,“十字歇山”是由兩個直三棱柱重疊后的景象,重疊后的底面為正方形,直三棱柱的底面是頂角為,腰為3的等腰三角形,則該幾何體的體積為
A.23B.24C.26D.27
11.(2022?甲卷(文))甲、乙兩個圓錐的母線長相等,側(cè)面展開圖的圓心角之和為,側(cè)面積分別為和,體積分別為和.若,則
A.B.C.D.
12.(2022?新高考Ⅰ)南水北調(diào)工程緩解了北方一些地區(qū)水資源短缺問題,其中一部分水蓄入某水庫.已知該水庫水位為海拔時,相應(yīng)水面的面積為;水位為海拔時,相應(yīng)水面的面積為.將該水庫在這兩個水位間的形狀看作一個棱臺,則該水庫水位從海拔上升到時,增加的水量約為
A.B.C.D.
13.(2021?新高考Ⅰ)已知圓錐的底面半徑為,其側(cè)面展開圖為一個半圓,則該圓錐的母線長為
A.2B.C.4D.
14.(多選題)(2023?新高考Ⅱ)已知圓錐的頂點為,底面圓心為,為底面直徑,,,點在底面圓周上,且二面角為,則
A.該圓錐的體積為B.該圓錐的側(cè)面積為
C.D.的面積為
15.(多選題)(2022?新高考Ⅱ)如圖,四邊形為正方形,平面,,.記三棱錐,,的體積分別為,,,則
A.B.C.D.
16.(2023?新高考Ⅱ)底面邊長為4的正四棱錐被平行于其底面的平面所截,截去一個底面邊長為2,高為3的正四棱錐,所得棱臺的體積為 .
17.(2023?新高考Ⅰ)在正四棱臺中,,,,則該棱臺的體積為 .
18.(2021?上海)已知圓柱的底面半徑為1,高為2,則圓柱的側(cè)面積為 .
知識點3:空間直線、平面位置關(guān)系的判斷
19.(2022?乙卷(文))在正方體中,,分別為,的中點,則
A.平面平面B.平面平面
C.平面平面D.平面平面
20.(2021?浙江)如圖,已知正方體,,分別是,的中點,則
A.直線與直線垂直,直線平面
B.直線與直線平行,直線平面
C.直線與直線相交,直線平面
D.直線與直線異面,直線平面
知識點4:線線角、線面角、二面角
21.(2022?甲卷(文))在長方體中,已知與平面和平面所成的角均為,則
A.
B.與平面所成的角為
C.
D.與平面所成的角為
22.(2021?乙卷(文))在正方體中,為的中點,則直線與所成的角為
A.B.C.D.
知識點5:外接球、內(nèi)切球問題
23.(2022?新高考Ⅰ)已知正四棱錐的側(cè)棱長為,其各頂點都在同一球面上.若該球的體積為,且,則該正四棱錐體積的取值范圍是
A.,B.,C.,D.,
24.(2022?乙卷(文))已知球的半徑為1,四棱錐的頂點為,底面的四個頂點均在球的球面上,則當該四棱錐的體積最大時,其高為
A.B.C.D.
25.(2022?新高考Ⅱ)已知正三棱臺的高為1,上、下底面邊長分別為和,其頂點都在同一球面上,則該球的表面積為
A.B.C.D.
26.(2021?天津)兩個圓錐的底面是一個球的同一截面,頂點均在球面上,若球的體積為,兩個圓錐的高之比為,則這兩個圓錐的體積之和為
A.B.C.D.
27.(2021?新高考Ⅱ)北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國航天事業(yè)的重要成果.在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,地球靜止同步軌道衛(wèi)星的軌道位于地球赤道所在平面,軌道高度為(軌道高度是指衛(wèi)星到地球表面的距離).將地球看作是一個球心為,半徑為的球,其上點的緯度是指與赤道平面所成角的度數(shù).地球表面上能直接觀測到的一顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星點的緯度最大值為,該衛(wèi)星信號覆蓋地球表面的表面積(單位:,則占地球表面積的百分比約為
A.B.C.D.
28.(2023?甲卷(文))在正方體中,,為的中點,若該正方體的棱與球的球面有公共點,則球的半徑的取值范圍是 .
29.(2023?乙卷(文))已知點,,,均在半徑為2的球面上,是邊長為3的等邊三角形,平面,則 .
專題05 立體幾何(選擇題、填空題)(文)
知識點目錄
知識點1:三視圖
知識點2:空間幾何體表面積、體積、側(cè)面積
知識點3:空間直線、平面位置關(guān)系的判斷
知識點4:線線角、線面角、二面角
知識點5:外接球、內(nèi)切球問題
知識點6:立體幾何中的范圍與最值問題及定值問題
近三年高考真題
知識點1:三視圖
1.(2022?浙江)某幾何體的三視圖如圖所示(單位:,則該幾何體的體積(單位:是
A.B.C.D.
【答案】
【解析】由三視圖可知幾何體是上部為半球,中部是圓柱,下部是圓臺,
所以幾何體的體積為:.
故選:.
2.(2022?甲卷(文))如圖,網(wǎng)格紙上繪制的是一個多面體的三視圖,網(wǎng)格小正方形的邊長為1,則該多面體的體積為
A.8B.12C.16D.20
【答案】
【解析】由多面體的三視圖得該多面體是一正四棱柱,
四棱柱的底面是直角梯形,如圖,
,,,平面,
該多面體的體積為:
.
故選:.
3.(2021?北京)某四面體的三視圖如圖所示,該四面體的表面積為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】由三視圖還原原幾何體如圖,
底面,,,
則是邊長為的等邊三角形,
則該四面體的表面積為.
故選:.
4.(2021?浙江)某幾何體的三視圖如圖所示(單位:,則該幾何體的體積(單位:是
A.B.3C.D.
【答案】
【解析】由三視圖還原原幾何體如圖,
該幾何體為直四棱柱,底面四邊形為等腰梯形,
其中,由三視圖可知,延長與相交于一點,且,
且,,,等腰梯形的高為,
則該幾何體的體積.
故選:.
5.(2021?甲卷(文))在一個正方體中,過頂點的三條棱的中點分別為,,.該正方體截去三棱錐后,所得多面體的三視圖中,正視圖如圖所示,則相應(yīng)的側(cè)視圖是
A.B.C.D.
【答案】
【解析】由題意,作出正方體,截去三棱錐,根據(jù)正視圖,
可得在正方體左側(cè)面,如圖,根據(jù)三視圖的投影,
可得相應(yīng)的側(cè)視圖是圖形,
故選:.
6.(2021?乙卷(文))以圖①為正視圖,在圖②③④⑤中選兩個分別作為側(cè)視圖和俯視圖,組成某個三棱錐的三視圖,則所選側(cè)視圖和俯視圖的編號依次為 (寫出符合要求的一組答案即可).
【解析】觀察正視圖,推出正視圖的長為2和高1,②③圖形的高也為1,即可能為該三棱錐的側(cè)視圖,
④⑤圖形的長為2,即可能為該三棱錐的俯視圖,
當②為側(cè)視圖時,結(jié)合側(cè)視圖中的直線,可以確定該三棱錐的俯視圖為⑤,
當③為側(cè)視圖時,結(jié)合側(cè)視圖虛線,虛線所在的位置有立體圖形的輪廓線,可以確定該三棱錐的俯視圖為④.
故答案為:②⑤或③④.
知識點2:空間幾何體表面積、體積、側(cè)面積
7.(2023?甲卷(文))在三棱錐中,是邊長為2的等邊三角形,,,則該棱錐的體積為
A.1B.C.2D.3
【答案】
【解析】如圖,
,,取的中點,連接,,
可得,,
又,、平面,平面,
在與中,求得,
在中,由,,得,則,
,
.
故選:.
8.(2023?天津)在三棱錐中,線段上的點滿足,線段上的點滿足,則三棱錐和三棱錐的體積之比為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】在三棱錐中,線段上的點滿足,線段上的點滿足,
所以,
設(shè)到平面的距離,到平面的距離,則,
則三棱錐的體積為.
故三棱錐和三棱錐的體積之比為.
故選:.
9.(2021?新高考Ⅱ)正四棱臺的上、下底面的邊長分別為2,4,側(cè)棱長為2,則其體積為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】解法一:如圖為正四棱臺,,,.
在等腰梯形中,過作,可得,
.
連接,,
,,
過作,,
,
正四棱臺的體積為:
.
解法二:作出圖形,連接該正四棱臺上下底面的中心,如圖,
該四棱臺上下底面邊長分別為2,4,側(cè)棱長為2,
該棱臺的記,
下底面面積,上底面面積,
則該棱臺的體積為:
.
故選:.
10.(2022?天津)如圖,“十字歇山”是由兩個直三棱柱重疊后的景象,重疊后的底面為正方形,直三棱柱的底面是頂角為,腰為3的等腰三角形,則該幾何體的體積為
A.23B.24C.26D.27
【答案】
【解析】如圖,該組合體由直三棱柱和直三棱柱組成,且為正方形,
設(shè)重疊后的與交點為,
作于,因為,,
所以,,,
方法①:四個形狀相同的三棱錐、,、的體積之和,加上正四棱錐的體積:
在直三棱柱中,平面,則,
由可得平面,
正四棱錐的高等于的長,
,,
該組合體的體積;
方法②:兩個直三棱柱體積相加,再減去重疊部分(正四棱錐的體積:
在直三棱柱中,平面,則,
由可得平面,
正四棱錐的高等于的長,
,,
該組合體的體積.
故選:.
11.(2022?甲卷(文))甲、乙兩個圓錐的母線長相等,側(cè)面展開圖的圓心角之和為,側(cè)面積分別為和,體積分別為和.若,則
A.B.C.D.
【答案】
【解析】如圖,
甲,乙兩個圓錐的側(cè)面展開圖剛好拼成一個圓,設(shè)圓的半徑(即圓錐母線)為3,甲、乙兩個圓錐的底面半徑分別為,,高分別為,,
則,,解得,,
由勾股定理可得,
.
故選:.
12.(2022?新高考Ⅰ)南水北調(diào)工程緩解了北方一些地區(qū)水資源短缺問題,其中一部分水蓄入某水庫.已知該水庫水位為海拔時,相應(yīng)水面的面積為;水位為海拔時,相應(yīng)水面的面積為.將該水庫在這兩個水位間的形狀看作一個棱臺,則該水庫水位從海拔上升到時,增加的水量約為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】,,
根據(jù)題意,增加的水量約為
.故選:.
13.(2021?新高考Ⅰ)已知圓錐的底面半徑為,其側(cè)面展開圖為一個半圓,則該圓錐的母線長為
A.2B.C.4D.
【答案】
【解析】由題意,設(shè)母線長為,
因為圓錐底面周長即為側(cè)面展開圖半圓的弧長,圓錐的母線長即為側(cè)面展開圖半圓的半徑,
則有,解得,
所以該圓錐的母線長為.
故選:.
14.(多選題)(2023?新高考Ⅱ)已知圓錐的頂點為,底面圓心為,為底面直徑,,,點在底面圓周上,且二面角為,則
A.該圓錐的體積為B.該圓錐的側(cè)面積為
C.D.的面積為
【答案】
【解析】取中點,則,,
由二面角的定義可知,二面角的平面角即為,
對于,中,由于,,
則,,
則,,選項正確.
對于,,選項錯誤.
對于,,選項正確.
對于,,,選項錯誤.
故選:.
15.(多選題)(2022?新高考Ⅱ)如圖,四邊形為正方形,平面,,.記三棱錐,,的體積分別為,,,則
A.B.C.D.
【答案】
【解析】設(shè),
,
,
如圖所示,
連接交于點,連接、,
則,,,
故,
,
故、正確,、錯誤.
故選:.
16.(2023?新高考Ⅱ)底面邊長為4的正四棱錐被平行于其底面的平面所截,截去一個底面邊長為2,高為3的正四棱錐,所得棱臺的體積為 .
【解析】如圖所示,根據(jù)題意易知△,
,又,
,,又上下底面正方形邊長分別為2,4,
所得棱臺的體積為.
故答案為:28.
17.(2023?新高考Ⅰ)在正四棱臺中,,,,則該棱臺的體積為 .
【解析】如圖,設(shè)正四棱臺的上下底面中心分別為,,
過作,垂足點為,由題意易知,又,
,又,,
該四棱臺的體積為.
故答案為:.
18.(2021?上海)已知圓柱的底面半徑為1,高為2,則圓柱的側(cè)面積為 .
【答案】.
【解析】圓柱的底面半徑為,高為,
所以圓柱的側(cè)面積為.
故答案為:.
知識點3:空間直線、平面位置關(guān)系的判斷
19.(2022?乙卷(文))在正方體中,,分別為,的中點,則
A.平面平面B.平面平面
C.平面平面D.平面平面
【答案】
【解析】對于,由于,分別為,的中點,則,
又,,,且,平面,
平面,則平面,
又平面,
平面平面,選項正確;
對于,由選項可知,平面平面,而平面平面,在該正方體中,試想運動至?xí)r,平面不可能與平面垂直,選項錯誤;
對于,在平面上,易知與必相交,故平面與平面不平行,選項錯誤;
對于,易知平面平面,而平面與平面有公共點,故平面與平面不可能平行,選項錯誤.
故選:.
20.(2021?浙江)如圖,已知正方體,,分別是,的中點,則
A.直線與直線垂直,直線平面
B.直線與直線平行,直線平面
C.直線與直線相交,直線平面
D.直線與直線異面,直線平面
【答案】
【解析】連接,如圖:
由正方體可知,,平面,
,由題意知為△的中位線,,
又平面,平面,平面.對;
由正方體可知與平面相交于點,平面,,
直線與直線是異面直線,、錯;
,不與平面垂直,不與平面垂直,錯.
故選:.
知識點4:線線角、線面角、二面角
21.(2022?甲卷(文))在長方體中,已知與平面和平面所成的角均為,則
A.
B.與平面所成的角為
C.
D.與平面所成的角為
【答案】
【解析】如圖所示,連接,,不妨令,
在長方體中,面,面,
所以和分別為與平面和平面所成的角,
即,
所以在中,,,
在中,,,
所以,,,
故選項,錯誤,
由圖易知,在平面上的射影在上,
所以為與平面所成的角,
在中,,
故選項錯誤,
如圖,連接,
則在平面上的射影為,
所以為與平面所成的角,
在△中,,所以,
所以選項正確,
故選:.
22.(2021?乙卷(文))在正方體中,為的中點,則直線與所成的角為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】解法一:,是直線與所成的角(或所成角的補角),
設(shè)正方體的棱長為2,
則,,,
,
,
直線與所成的角為.
解法二:,直線與所成角為,
在正△中,是的平分線,
.
直線與所成的角為.
故選:.
知識點5:外接球、內(nèi)切球問題
23.(2022?新高考Ⅰ)已知正四棱錐的側(cè)棱長為,其各頂點都在同一球面上.若該球的體積為,且,則該正四棱錐體積的取值范圍是
A.,B.,C.,D.,
【答案】
【解析】如圖所示,正四棱錐各頂點都在同一球面上,連接與交于點,連接,則球心在直線上,連接,
設(shè)正四棱錐的底面邊長為,高為,
在中,,即,
球的體積為,球的半徑,
在中,,即,
,,
,又,,
該正四棱錐體積,
,
當時,,單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減,
(4),
又,,且,
,
即該正四棱錐體積的取值范圍是,,
故選:.
24.(2022?乙卷(文))已知球的半徑為1,四棱錐的頂點為,底面的四個頂點均在球的球面上,則當該四棱錐的體積最大時,其高為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】對于圓內(nèi)接四邊形,如圖所示,
,
當且僅當,為圓的直徑,且時,等號成立,此時四邊形為正方形,
當該四棱錐的體積最大時,底面一定為正方形,設(shè)底面邊長為,底面所在圓的半徑為,
則,
該四棱錐的高,
該四棱錐的體積,
當且僅當,即時,等號成立,
該四棱錐的體積最大時,其高,
故選:.
25.(2022?新高考Ⅱ)已知正三棱臺的高為1,上、下底面邊長分別為和,其頂點都在同一球面上,則該球的表面積為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】當球心在臺體外時,由題意得,上底面所在平面截球所得圓的半徑為,下底面所在平面截球所得圓的半徑為,如圖,
設(shè)球的半徑為,則軸截面中由幾何知識可得,解得,
該球的表面積為.
當球心在臺體內(nèi)時,如圖,
此時,無解.
綜上,該球的表面積為.
故選:.
26.(2021?天津)兩個圓錐的底面是一個球的同一截面,頂點均在球面上,若球的體積為,兩個圓錐的高之比為,則這兩個圓錐的體積之和為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】如圖,設(shè)球的半徑為,由題意,,
可得,則球的直徑為4,
兩個圓錐的高之比為,,,
由直角三角形中的射影定理可得:,即.
這兩個圓錐的體積之和為.
故選:.
27.(2021?新高考Ⅱ)北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國航天事業(yè)的重要成果.在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,地球靜止同步軌道衛(wèi)星的軌道位于地球赤道所在平面,軌道高度為(軌道高度是指衛(wèi)星到地球表面的距離).將地球看作是一個球心為,半徑為的球,其上點的緯度是指與赤道平面所成角的度數(shù).地球表面上能直接觀測到的一顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星點的緯度最大值為,該衛(wèi)星信號覆蓋地球表面的表面積(單位:,則占地球表面積的百分比約為
A.B.C.D.
【答案】
【解析】由題意,作出地球靜止同步衛(wèi)星軌道的左右兩端的豎直截面圖,
則,那么;
衛(wèi)星信號覆蓋的地球表面面積,
那么,占地球表面積的百分比為.
故選:.
28.(2023?甲卷(文))在正方體中,,為的中點,若該正方體的棱與球的球面有公共點,則球的半徑的取值范圍是 .
【答案】,.
【解析】設(shè)球的半徑為,
當球是正方體的外接球時,恰好經(jīng)過正方體的每個頂點,所求的球的半徑最大,
若半徑變得更大,球會包含正方體,導(dǎo)致球面和棱沒有交點,
正方體的外接球直徑為體對角線長,
即,,故,
分別取側(cè)枝,,,的中點,,,,
則四邊形是邊長為4的正方形,且為正方形的對角線交點,
連接,則,
當球的一個大圓恰好是四邊形的外接圓,球的半徑最小,
即的最小值為,
綜上,球的半徑的取值范圍是,.
故答案為:,.
29.(2023?乙卷(文))已知點,,,均在半徑為2的球面上,是邊長為3的等邊三角形,平面,則 .
【答案】2.
【解析】設(shè)的外接圓圓心為,半徑為,
則,解得,
設(shè)三棱錐的外接球球心為,連接,,
則,,
,,解得.
故答案為:2.
這是一份2021-2023年高考數(shù)學(xué)真題分類匯編(全國通用)專題03導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用(選擇題、填空題)(文)(學(xué)生版+解析),共14頁。試卷主要包含了曲線在點處的切線方程為,若過點可以作曲線的兩條切線,則,設(shè),若為函數(shù)的極大值點,則,若函數(shù)既有極大值也有極小值,則等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份【講通練透】專題05 立體幾何(選擇題、填空題)(文)-2021-2023年高考真題分享匯編(全國通用),文件包含專題05立體幾何選擇題填空題文全國通用原卷版docx、專題05立體幾何選擇題填空題文全國通用解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共32頁, 歡迎下載使用。
這是一份專題05 立體幾何(選擇題、填空題)(文)(學(xué)生版)2021-2023年高考數(shù)學(xué)真題分類匯編(全國通用),共7頁。試卷主要包含了某幾何體的三視圖如圖所示(單位等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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