高考數(shù)學(xué)提分專項(xiàng)練習(xí)題及答案
高考考查的不僅僅是一些基礎(chǔ)知識(shí),要想學(xué)好數(shù)學(xué),一定要掌握一定的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)思維,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)思維解決問題,哪一種題型需要注意什么,哪一種題型從哪里下手?下面是小編為大家整理的關(guān)于高考數(shù)學(xué)提分專項(xiàng)練習(xí)題及答案,希望對(duì)您有所幫助。歡迎大家閱讀參考學(xué)習(xí)!
高考數(shù)學(xué)提分專項(xiàng)練習(xí)題及答案
一、選擇題
1.如圖所示,已知正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長(zhǎng)為2,長(zhǎng)為2的線段MN的一個(gè)端點(diǎn)M在棱DD1上運(yùn)動(dòng),另一端點(diǎn)N在正方形ABCD內(nèi)運(yùn)動(dòng),則MN的中點(diǎn)的軌跡的面積為( )
A.4π
B.2π
C.π
D.-π
答案:
D 解題思路:本題考查了立體幾何中的點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系.如圖可知,端點(diǎn)N在正方形ABCD內(nèi)運(yùn)動(dòng),連接ND,由ND,DM,MN構(gòu)成一個(gè)直角三角形,設(shè)P為NM的中點(diǎn),根據(jù)直角三角形斜邊上的中線長(zhǎng)度為斜邊的一半可得,不論MDN如何變化,點(diǎn)P到點(diǎn)D的距離始終等于1.故點(diǎn)P的軌跡是一個(gè)以D為中心,半徑為1的球的球面,其面積為.
技巧點(diǎn)撥:探求以空間圖形為背景的軌跡問題,要善于把立體幾何問題轉(zhuǎn)化到平面上,再聯(lián)合運(yùn)用平面幾何、立體幾何、空間向量、解析幾何等知識(shí)去求解,實(shí)現(xiàn)立體幾何到解析幾何的過渡.
2.如圖,P是正方形ABCD外一點(diǎn),且PA平面ABCD,則平面PAB與平面PBC、平面PAD的位置關(guān)系是( )
A.平面PAB與平面PBC、平面PAD都垂直
B.它們兩兩垂直
C.平面PAB與平面PBC垂直,與平面PAD不垂直
D.平面PAB與平面PBC、平面PAD都不垂直
答案:A 解題思路: DA⊥AB,DAPA,AB∩PA=A,
DA⊥平面PAB,又DA平面PAD, 平面PAD平面PAB.同理可證平面PAB平面PBC.把四棱錐P-ABCD放在長(zhǎng)方體中,并把平面PBC補(bǔ)全為平面PBCD1,把平面PAD補(bǔ)全為平面PADD1,易知CD1D即為兩個(gè)平面所成二面角的平面角,CD1D=APB,
CD1D<90°,故平面PAD與平面PBC不垂直.
3.若點(diǎn)P是兩條異面直線l,m外的任意一點(diǎn),則( )
A.過點(diǎn)P有且僅有一條直線與l,m都平行
B.過點(diǎn)P有且僅有一條直線與l,m都垂直
C.過點(diǎn)P有且僅有一條直線與l,m都相交
D.過點(diǎn)P有且僅有一條直線與l,m都異面
答案:B 命題立意:本題考查異面直線的幾何性質(zhì),難度較小.
解題思路:因?yàn)辄c(diǎn)P是兩條異面直線l,m外的任意一點(diǎn),則過點(diǎn)P有且僅有一條直線與l,m都垂直,故選B.
4.若m,n為兩條不重合的直線,α,β為兩個(gè)不重合的平面,則下列結(jié)論正確的是( )
A.若m,n都平行于平面α,則m,n一定不是相交直線
B.若m,n都垂直于平面α,則m,n一定是平行直線
C.已知α,β互相垂直,m,n互相垂直,若mα,則nβ
D.m,n在平面α內(nèi)的射影互相垂直,則m,n互相垂直
答案:B 解題思路:本題考查了空間中線面的平行及垂直關(guān)系.在A中:因?yàn)槠叫杏谕黄矫娴膬芍本€可以平行,相交,異面,故A為假命題;在B中:因?yàn)榇怪庇谕黄矫娴膬芍本€平行,故B為真命題;在C中:n可以平行于β,也可以在β內(nèi),也可以與β相交,故C為假命題;在D中:m,n也可以不互相垂直,故D為假命題.故選B.
5.設(shè)α,β分別為兩個(gè)不同的平面,直線lα,則“l(fā)β”是“αβ”成立的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充要條件
D.既不充分也不必要條件
答案:A 命題立意:本題主要考查空間線面、面面位置關(guān)系的判定與充分必要條件的判斷,意在考查考生的邏輯推理能力.
解題思路:依題意,由lβ,lα可以推出αβ;反過來,由αβ,lα不能推出lβ.因此“l(fā)β”是“αβ”成立的充分不必要條件,故選A.
6.如圖是一幾何體的平面展開圖,其中四邊形ABCD為正方形,E,F(xiàn)分別為PA,PD的中點(diǎn),在此幾何體中,給出下面四個(gè)結(jié)論:
直線BE與直線CF是異面直線;直線BE與直線AF是異面直線;直線EF平面PBC;平面BCE平面PAD.
其中正確結(jié)論的序號(hào)是( )
A.1
B.1
C.3
D.4
答案:
B 解題思路:本題考查了立體幾何中的點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系.畫出幾何體的圖形,如圖,由題意可知,直線BE與直線CF是異面直線,不正確,因?yàn)镋,F(xiàn)分別是PA與PD的中點(diǎn),可知EFAD,所以EFBC,直線BE與直線CF是共面直線;直線BE與直線AF是異面直線,滿足異面直線的定義,正確;直線EF平面PBC,由E,F(xiàn)是PA與PD的中點(diǎn),可知EFAD,所以EFBC,因?yàn)镋F平面PBC,BC平面PBC,所以判斷是正確的;由題中條件不能判定平面BCE平面PAD,故不正確.故選B.
技巧點(diǎn)撥:翻折問題常見的是把三角形、四邊形等平面圖形翻折起來,然后考查立體幾何的常見問題:垂直、角度、距離、應(yīng)用等問題.此類問題考查學(xué)生從二維到三維的升維能力,考查學(xué)生空間想象能力.解決該問題時(shí),不僅要知道空間立體幾何的有關(guān)概念,還要注意到在翻折的過程中哪些量是不變的,哪些量是變化的.
二、填空題
7.已知三棱錐P-ABC的各頂點(diǎn)均在一個(gè)半徑為R的球面上,球心O在AB上,PO平面ABC,=,則三棱錐與球的體積之比為________.
答案: 命題立意:本題主要考查線面垂直、三棱錐與球的體積計(jì)算方法,意在考查考生的空間想象能力與基本運(yùn)算能力.
解題思路:依題意,AB=2R,又=,ACB=90°,因此AC=R,BC=R,三棱錐P-ABC的體積VP-ABC=PO·SABC=×R_R×R=R3.而球的體積V球=R3,因此VP-ABCV球=R3R3=.
8.給出命題:
異面直線是指空間中既不平行又不相交的直線;
兩異面直線a,b,如果a平行于平面α,那么b不平行于平面α;
兩異面直線a,b,如果a平面α,那么b不垂直于平面α;
兩異面直線在同一平面內(nèi)的射影不可能是兩條平行直線.
上述命題中,真命題的序號(hào)是________.
答案: 解題思路:本題考查了空間幾何體中的點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系.根據(jù)異面直線的定義知:異面直線是指空間中既不平行又不相交的直線,故命題為真命題;兩條異面直線可以平行于同一個(gè)平面,故命題為假命題;若bα,則ab,即a,b共面,這與a,b為異面直線矛盾,故命題為真命題;兩條異面直線在同一個(gè)平面內(nèi)的射影可以是:兩條平行直線、兩條相交直線、一點(diǎn)一直線,故命題為假命題.
9.如果一個(gè)棱錐的底面是正多邊形,并且頂點(diǎn)在底面的射影是底面的中心,這樣的棱錐叫做正棱錐.已知一個(gè)正六棱錐的各個(gè)頂點(diǎn)都在半徑為3的球面上,則該正六棱錐的體積的最大值為________.
答案:16 命題立意:本題以球的內(nèi)接組合體問題引出,綜合考查了棱錐體積公式、利用導(dǎo)數(shù)工具處理函數(shù)最值的方法,同時(shí)也有效地考查了考生的運(yùn)算求解能力和數(shù)學(xué)建模能力.
解題思路:設(shè)球心到底面的距離為_,則底面邊長(zhǎng)為,高為_+3,正六棱錐的體積V=×(9-_2)×6(_+3)=(-_3-3_2+9_+27),其中0≤_<3,則V′=(-3_2-6_+9)=0,令_2+2_-3=0,解得_=1或_=-3(舍),故Vma_=V(1)=(-1-3+9+27)=16.
10.如圖,四邊形ABCD為菱形,四邊形CEFB為正方形,平面ABCD平面CEFB,CE=1,AED=30°,則異面直線BC與AE所成角的大小為________.
答案:45° 解題思路:因?yàn)锽CAD,所以EAD就是異面直線BC與AE所成的角.
因?yàn)槠矫鍭BCD平面CEFB,且ECCB,
所以EC平面ABCD.
在RtECD中,EC=1,CD=1,故ED==.
在AED中,AED=30°,AD=1,由正弦定理可得=,即sin EAD===.
又因?yàn)镋AD∈(0°,90°),所以EAD=45°.
故異面直線BC與AE所成的角為45°.
三、解答題
11.如圖,四邊形ABCD與A′ABB′都是正方形,點(diǎn)E是A′A的中點(diǎn),A′A平面ABCD.
(1)求證:A′C平面BDE;
(2)求證:平面A′AC平面BDE.
解題探究:第一問通過三角形的中位線證明出線線平行,從而證明出線面平行;第二問由A′A與平面ABCD垂直得到線線垂直,再由線線垂直證明出BD與平面A′AC垂直,從而得到平面與平面垂直.
解析:(1)設(shè)AC交BD于M,連接ME.
四邊形ABCD是正方形,
M為AC的中點(diǎn).
又 E為A′A的中點(diǎn),
ME為A′AC的中位線,
ME∥A′C.
又 ME?平面BDE,
A′C?平面BDE,
A′C∥平面BDE.
(2)∵ 四邊形ABCD為正方形, BD⊥AC.
∵ A′A⊥平面ABCD,BD平面ABCD,
A′A⊥BD.
又AC∩A′A=A, BD⊥平面A′AC.
BD?平面BDE,
平面A′AC平面BDE.
12.如圖,在四棱錐P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,ABDC,PAD是等邊三角形,BD=2AD=8,AB=2DC=4.
(1)設(shè)M是PC上的一點(diǎn),證明:平面MBD平面PAD;
(2)求四棱錐P-ABCD的體積.
命題立意:本題主要考查線面垂直的判定定理、面面垂直的判定定理與性質(zhì)定理以及棱錐的體積的計(jì)算等,意在考查考生的邏輯推理能力與計(jì)算能力,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想.
解析:(1)證明:在ABD中,因?yàn)锳D=4,BD=8,AB=4,所以AD2+BD2=AB2.
故ADBD.
又平面PAD平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,BD平面ABCD,
所以BD平面PAD,
又BD平面MBD,
所以平面MBD平面PAD.
(2)過點(diǎn)P作OPAD交AD于點(diǎn)O,
因?yàn)槠矫鍼AD平面ABCD,
所以PO平面ABCD.
因此PO為四棱錐P-ABCD的高.
又PAD是邊長(zhǎng)為4的等邊三角形,
所以PO=×4=2.
在四邊形ABCD中,ABDC,AB=2DC,
所以四邊形ABCD是梯形.
在Rt△ADB中,斜邊AB上的高為=,此即為梯形ABCD的高.
所以四邊形ABCD的面積S=×=24.
故四棱錐P-ABCD的體積VP-ABCD=×24×2=16.
13.如圖,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,已知DC=DD1=2AD=2AB,ADDC,ABDC.
(1)求證:D1CAC1;
(2)設(shè)E是DC上一點(diǎn),試確定E的位置,使D1E平面A1BD,并說明理由.
命題立意:本題主要考查空間幾何體中的平行與垂直的判定,考查考生的空間想象能力和推理論證能力.通過已知條件中的線線垂直關(guān)系和線面垂直的判定證明線面垂直,從而證明線線的垂直關(guān)系.并通過線段的長(zhǎng)度關(guān)系,借助題目中線段的中點(diǎn)和三角形的中位線尋找出線線平行,證明出線面的平行關(guān)系.解決本題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)作圖、轉(zhuǎn)化、構(gòu)造.
解析:(1)在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,連接C1D, DC=DD1,
四邊形DCC1D1是正方形,
DC1⊥D1C.
又ADDC,ADDD1,DC∩DD1=D,
AD⊥平面DCC1D1,
又D1C平面DCC1D1,
AD⊥D1C.
∵ AD?平面ADC1,DC1平面ADC1,
且AD∩DC1=D,
D1C⊥平面ADC1,
又AC1平面ADC1,
D1C⊥AC1.
(1)題圖
(2)題圖
(2)連接AD1,AE,D1E,設(shè)AD1∩A1D=M,BD∩AE=N,連接MN.
平面AD1E∩平面A1BD=MN,
要使D1E平面A1BD,
可使MND1E,又M是AD1的中點(diǎn),
則N是AE的中點(diǎn).
又易知ABN≌△EDN,
AB=DE.
即E是DC的中點(diǎn).
綜上所述,當(dāng)E是DC的中點(diǎn)時(shí),可使D1E平面A1BD.
14.已知直三棱柱ABC-A′B′C′滿足BAC=90°,AB=AC=AA′=2,點(diǎn)M,N分別為A′B和B′C′的中點(diǎn).
(1)證明:MN平面A′ACC′;
(2)求三棱錐C-MNB的體積.
命題立意:本題主要考查空間線面位置關(guān)系、三棱錐的體積等基礎(chǔ)知識(shí).意在考查考生的空間想象能力、推理論證能力和運(yùn)算求解能力.
解析:(1)證明:如圖,連接AB′,AC′,
四邊形ABB′A′為矩形,M為A′B的中點(diǎn),
AB′與A′B交于點(diǎn)M,且M為AB′的中點(diǎn),又點(diǎn)N為B′C′的中點(diǎn).
MN∥AC′.
又MN平面A′ACC′且AC′平面A′ACC′,
MN∥平面A′ACC′.
(2)由圖可知VC-MNB=VM-BCN,
BAC=90°, BC==2,
又三棱柱ABC-A′B′C′為直三棱柱,且AA′=4,
S△BCN=×2×4=4.
A′B′=A′C′=2,BAC=90°,點(diǎn)N為B′C′的中點(diǎn),
A′N⊥B′C′,A′N=.
又BB′⊥平面A′B′C′,
A′N⊥BB′,
A′N⊥平面BCN.
又M為A′B的中點(diǎn),
M到平面BCN的距離為,
VC-MNB=VM-BCN=×4×=.
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