2020年高考数学立体几何专题复习(后附答案)

1、2020 年高考数学立体几何专题复习（后附答案）教学目的1. 复习立体几何初步的相关知识及基本应用2. 掌握典型题型及其处理方法教学重点、难点立体几何初步的知识梳理和题型归类以及重点题型的处理方法知识分析1. 多面体的结构特征对于多面体的结构要从其反应的几何体的本质去把握，棱柱、 棱锥、 棱台是不同的多面体，但它们也有联系，棱柱可以看成是上、下底面全等的棱台；棱锥又可以看作是一底面缩为一点的棱台，因此它们的侧面积和体积公式可分别统一为一个公式。2. 旋转体的结构特征旋转体是一个平面封闭图形绕一个轴旋转生成的，一定要弄清圆柱、圆锥、圆台、球分别是由哪一种平面图形旋转生成的，从而可掌握旋转体中各元

2、素的关系，也就掌握了它们各自的性质。3. 表面积与体积的计算有关柱、锥、台、球的面积和体积的计算，应以公式法为基础，充分利用几何体中的直角三角形、直角梯形求有关的几何元素。4. 三视图与直观图的画法三视图和直观图是空间几何体的不同的表现形式，空间几何体的三视图可以使我们很好地把握空间几何体的性质由空间几何体可以画出它的三视图，同样由三视图可以想象出空间几何体的形状，两者之间可以相互转化。5. 线线平行的判定方法（ 1）定义：同一平面内没有公共点的两条直线是平行直线；（ 2）公理4： a / /b， b/c，a/ /c ；（ 3）平面几何中判定两直线平行的方法；（ 4）线面平行的性质：a / /

3、 ， a ，ba/ /b ；（ 5）线面垂直的性质：a ， b a/b ；（ 6）面面平行的性质：/ / ，a，a/b 。6. 直线和平面平行的判定方法（ 1）定义：aa/ / ；（ 2）判定定理：a/ /b， a ， b a/ ；（ 3）线面垂直的性质：b a， b ， a ， a/ / ；（ 4）面面平行的性质：/ / ， a a/ / 。7. 判定两个平面平行的方法（ 1）依定义采用反证法；（ 2）利用判定定理：/ ， b/ ， a ， b ， a b A / ；（ 3）垂直于同一条直线的两个平面平行；a ， a / ；（ 4）平行于同一平面的两个平面平行；/，/ 。8. 平行关系的转化

4、由上面的框图易知三者之间可以进行任意转化，因此要判定某一平行的过程就是从一平行 出发不断转化的过程，在解题时把握这一点，灵活确定转化的思路和方向。9. 证明线线垂直的方法（ 1）定义：两条直线所成的角为90°；（ 2）平面几何中证明线线垂直的方法；（3）线面垂直的性质：a，ba b ；（4）线面垂直的性质：a，b/a b 。10. 证明线面垂直的方法（ 1）线面垂直的定义：a 与 内任何直线垂直a ；m、 n ， m n A l（ 2）判定定理1 ： l m， l n；（ 3）判定定理2： a/ /b， a a b ；（ 4）面面平行的性质：/ ， a a ；（ 5）面面垂直的性质：

5、，l， a ， a l a 。11. 判定两个平面垂直的方法1）利用定义：两个平面相交，所成的二面角是直二面角。2）判定定理：12.垂直关系的转化在证明两平面垂直时一般先从现有直线中寻找平面的垂线，若这样的直线图中不存在，则可通过作辅助线来解决如有平面垂直时，一般要用性质定理，在一个平面内作交线的垂线，使之转化为线面垂直，然后进一步转化为线线垂直。故熟练掌握“线线垂直”“面面垂直”间的转化条件是解决这类问题的关键。【典型例题】例 1. 图中所示的是一个零件的直观图，画出这个几何体的三视图。a ，a在视图中，被挡住的轮廓线画成虚线，尺寸线用细实线标出； 表示直径，R表示半径；单位不注明时按mm计

6、。点评： 画简单组合体的三视图应注意两个问题：（1）要确定主视、俯视、左视的方向，同一物体放置位置的不同，所画的三视图可能不同。（ 2）要明确简单组合体是由哪几个基本几何体生成的，并注意它们的生成方式，特别是交线位置。例 2. 在球面上有四点P、A、B、C，如果PA、PB、PC两两垂直且PAPBPCa，求这个球21点评： 因为PA， PB， PC 两两垂直，于是也可以构造一个长方体来解决，长方体对角线恰为球的直径，R2 3a2，所以3Ra2 ，这样就简单了。例 3. 如图，已知P为ABC外一点，PA、PB、PC两两垂直且PAPBPCa，求P点到平面ABC的距离。点评： （ 1）求点到平面距离的

7、基本程序是：首先找到或作出要求的距离；然后使所求距离在某一个三角形中；最后在三角形中根据三角形的边角关系求出距离。（ 2）求距离问题转化到解三角形有关问题后，在三角形中求距离常常用到勾股定理、定理及有关三角函数知识。（ 3）点到平面距离是立体几何中一个重要内容，高考命题中出现较多，应充分注意，除了上面提到的方法之外，还有其他一些方法，比如以后学习的等积法，希望同学们在学习过程中不断总结正弦例 4. 如图，已知PA矩形ABCD所在平面，M、 N分别是AB、 PC中点。（ 1）求证：MN/平面PAD；（ 2）求证：MN CD；（ 3）若PDA=45°，求证：MN平面PCD。点评： 应用线

8、面平行的判定定理证明线面平行，关键是找到平面内与平面外直线平行的直线。处理有关线面垂直和线线垂直的问题，要注意转化思想的应用，即将线线垂直转化为线面垂直，线面垂直又可转化为线线垂直。例 5. 正三棱柱ABCA1 B1C1中，若AB1BC1 ，求证：AB1 A1C 。点评： 证明线线垂直的主要方法是证明线面垂直。例 6. 已知正方体ABCD一 A1Bl C1D1的棱长为a， O为面A1Bl C1D1的中心，求点O到平面C1BD的距离。点评： 本例是通过定理“如果两个平面互相垂直，那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面”（即其中一个平面内一点在另一个平面上正射影在两互相垂直平面的交线

9、上）得到点O到平面C1BD的距离OG的。【模拟试题】一 . 选择题（每小题5 分，共 60 分）1. 给出四个命题：各侧面都是正方形的棱柱一定是正棱柱；各对角面是全等矩形的平行六面体一定是长方体；有两个侧面垂直于底面的棱柱一定是直棱柱；长方体一定是正四棱柱。其中正确命题的个数是（）A. 0B. 1C. 2D. 32. 下列四个命题：各侧面是全等的等腰三角形的四棱锥是正四棱锥；底面是正多边形的棱锥是正棱锥；棱锥的所有面可能都是直角三角形；四棱锥中侧面最多有四个直角三角形。正确的命题有个A. 1B. 2C. 3D. 43. 长方体的一个顶点处的三条棱长之比为1： 2： 3，它的表面积为88，则它的

10、对角线长为（）A. 12B. 24C. 2 14D. 4 144. 湖面上漂着一个球，湖结冰后将球取出，冰面上留下一个面直径为24cm，深为8cm的空穴，则该球的半径是（）A. 8cmB. 12cmC. 13cmD. 8 2cm5. 一个圆柱的侧面展开图是一个正方形，这个圆柱的全面积为侧面积的比是（121412A. 2B. 4C.14D. 26. 已知直线 l 平面 ，直线 m 平面 ，有下面四个命题：/ / l m ；l / /m ； l / /m ； l m / /其中正确的两个命题是（）A. B. C. D. 7. 若干毫升水倒入底面半径为2cm的圆柱形器皿中，量得水面的高度为6cm，若

11、将这些水倒入轴截面是正三角形的倒圆锥形器皿中，则水面的高度是（）A. 6 3cm B. 6cmC. 22 18D. 33 1228. 设正方体的全面积为24cm ，一个球内切于该正方体，那么这个球的体积是（）A.6 cm3B. 332cm83 cmC. 343 cmD. 39. 对于直线m、 n 和平面 、 能得出的一个条件是（A.m n，m/ /， n/B.m n，m，nC.m/n，n， mD.m/n，m ， n10. 如果直线 l 、 m与平面、 满足： l ， l / ， m ， m ，那么必有（）A. 和 l m B. / ，和 m/ C. m/ ，且 l m D. 且11. 已知正方

12、体的八个顶点中，有四个点恰好为正四面体的顶点，则该正四面体的体积与正方体的体积之比为（）A. 1 ：3 B. 1： 2C. 2 ： 3D. 1 ： 312. 向高为 H 的水瓶中注水，注满为止，如果注水量V与水深 h 的函数关系的图象如图所示，那么水瓶的形状是（）二 . 填空题（每小题4 分，共 16 分）13. 正方体的全面积是a 2 ，它的顶点都在球面上，这个球的表面积是。314. 正四棱台的斜高与上、下底面边长之比为5： 2： 8，体积为14cm ，则棱台的高为15. 正三棱柱的底面边长为a，过它的一条侧棱上相距为b 的两点作两个互相平行的截面，在这两个截面间的斜三棱柱的侧面积为。16.

13、 已知 、 是两个不同的平面，m、 n 是平面及 之外的两条不同的直线，给出四个论 断： m n ， n ， m 。三 . 解答题（共74 分）17. （ 12 分）正方体ABCD A1B1C1D1中，E、 F、 G分别是棱DA、 DC、 DD 1的中点，试找出过正方体的三个顶点且与平面EFG平行的平面，并证明之。2218. （ 12分）球内有相距1cm的两个平行截面，截面的面积分别是5 cm 和 8 cm ，球心不在截面之间，求球的表面积与体积。19. （ 12 分）一个正三棱柱的三视图如图所示，求这个正三棱锥的表面积。20. （ 12 分） 直角梯形的一个内角为45°，下底长为上

14、底长的2 ， 这个梯形绕下底所在直线旋转一周所成的旋转体的全面积是（52 ） ，求这个旋转体的体积。21. （ 12 分）有一块扇形铁皮形容器的侧面，并且余下的扇形面（大底面）。（如图）试求（ 1） AD 应取多长？（ 2）容器的容积。OAB，AOB=60°，OA=72cm，要剪下来一个扇形ABCD，作圆台22. （ 14 分）如图，正四棱柱ABCD A1B1C1 D1中，底面边长为2 2 ，侧棱长为4， E、 F分别为AB、 BC的中点，EF BD G 。1）求证：平面B1EF 平面BDD1 B；2）求点D1到平面B1EF 的距离d；3）求三棱锥B1 EFD1 的体积V。OCD内剪

15、下一块与其相切的圆形使它恰好作圆台形容器的下底16. m n，m ，n（或 m ， n ，m n）参考答案.1. B2. B3. C4. C5. A6. D7. B8. D9. C10. A11. D12. B. 13.2 a214. 2cm15. 3ab. 17. 证明： 过A、C、D1的平面与平面EFG平行，由E、F、G是棱DA、DC、DD1 的中点可得GE/ AD1 ，GF/ CD1 ， GE 平面EFG， GF 平面 EFG又 AD1 CD1D1EFG/平面ACD1AD1/ 平面AEG， CD1 / 平面 EFG18. 解：如图，设两平行截面半径分别为r1 和 r2，且r2r122依题

16、意，r15 ，r28r125， r228OA1和 OA2都是球的半径ROO1R r1R 5OO2R2 r22R2 8R2 5 R2 8 1解得R29 R 322S球4 R 36 (cm )423V球R 36 (cm )319. 解：由三视图知正三棱锥的高为2mm由左视图知正三棱锥的底面三角形的高为2 3mm3a 2 3 a 4设底面边长为a，则2正三棱柱的表面积S S侧2S底3 4 2 2 1 4 2 3 24 8 3(mm2)220. 解：如图，梯形ABC，D AB/CD，A=90°，B=45°，绕AB边旋转一周后形成一圆柱和一圆锥的组合体。CD设3x， AB x2AD则

17、xAB CD2S全面积S圆柱底S圆柱侧BC 2 x2S圆锥侧AD 2 2 AD CD AD BC2x422522 x4x xx 2x2252根据题设4(52) ，则 x 2V AD 2 CD所以旋转体体积2AD 2 (AB CD) 312 2 3 12 (3 2)21. 解：如图，设圆台上、下底面半径分别为r 、 R、 AD=x，则OD 72 x60AB 2 R7218060CD 2 r 60(72 x)180OD 72 x 3RR 12， r 6， x 36AD 36cm2)又圆台的高h= x2(R r)2362 (12 6)26 35122V h(R2 Rr r2)31226 35 (122 12 6 62)33504 35 (cm )22. 证明：（1 ）如图，连结ACABCDA1 B1C1 D 1的底面呈正方形ACBD 又ACD1D AC平面BDD 1B1E、F 分别为AB、BC的中点E