高一数学同步精品作业(人教A版2019必修第二册)第八章立体几何初步单元测试A卷(原卷版+解析)

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第八章 立体几何初步单元测试卷（A卷） (时间：100分钟，满分100分)一、选择题(本大题共20小题，每小题3分，共60分. 在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．如图所示，观察四个几何体，其中判断正确的是(　　)A．(1)是棱台　　　　　 B．(2)是圆台C．(3)是棱锥 D．(4)不是棱柱2.如图，△A′B′C′是水平放置的△ABC的斜二测直观图，其中O′C′＝O′A′＝2O′B′，则以下说法正确的是(　　)A．△ABC是钝角三角形B．△ABC是等腰三角形，但不是直角三角形C．△ABC是等腰直角三角形D．△ABC是等边三角形3．直线l1∥l2，在l1上取3个点，在l2上取2个点，由这5个点能确定平面的个数为(　　)A．5 B．4C．9 D．14．[多选]用一个平面去截正方体，关于截面的形状，下列判断正确的是(　　)A．直角三角形 B．正五边形C．正六边形 D．梯形5．已知圆锥的表面积是底面积的3倍，那么该圆锥的侧面展开图扇形的圆心角为(　　)A．120° B．150°C．180° D．240°6．设α，β表示两个平面，l表示直线，A，B，C表示三个不同的点，给出下列命题：①若A∈l，A∈α，B∈l，B∈α，则l⊂α；②α，β不重合，若A∈α，A∈β，B∈α，B∈β，则α∩β＝AB；③若l⊄α，A∈l，则A∉α；④若A，B，C∈α，A，B，C∈β，且A，B，C不共线，则α与β重合．则上述命题中，正确的个数是(　　)A．1 B．2C．3 D．47．教室内有一直尺，无论怎样放置，在地面总有这样的直线，使得它与直尺所在直线(　　)A．平行 B．垂直 C．相交 D．异面8．垂直于梯形两腰的直线与梯形所在的平面的位置关系是(　　)A．垂直 B．斜交C．平行 D．不能确定9．棱锥被平行于底面的平面所截，若截面面积与底面面积之比为1∶2，则此棱锥的高被分成的两段之比为(　　)A．1∶2 B．1∶4C．1∶(eq \r(2)＋1) D．1∶(eq \r(2)－1)10．下列命题正确的是(　　)A．没有公共点的两条直线是平行直线B．互相垂直的两条直线是相交直线C．既不平行又不相交的两条直线是异面直线D．不在同一平面内的两条直线是异面直线11．在棱长为1的正方体上，分别用过公共顶点的三条棱中点的平面截该正方体，则截去8个三棱锥后，剩下的几何体的体积是(　　)A.eq \f(2,3) B.eq \f(7,6)C.eq \f(4,5) D.eq \f(5,6)12．在下列命题中，不是基本事实的是(　　)A．平行于同一个平面的两个平面相互平行B．过不在同一条直线上的三点，有且只有一个平面C．如果一条直线上的两点在一个平面内，那么这条直线上所有的点都在此平面内D．如果两个不重合的平面有一个公共点， 那么他们有且只有一条过该点的公共直线13．已知异面直线a，b分别在平面α，β内，且α∩β＝c，那么直线c一定(　　)A．与a，b都相交B．只能与a，b中的一条相交C．至少与a，b中的一条相交D．与a，b都平行14．已知l，m，n为两两垂直的三条异面直线，过l作平面α与直线m垂直，则直线n与平面α的关系是(　　)A．n∥α　　 B．n∥α或n⊂αC．n⊂α或n与α不平行　 D．n⊂α15．如图，在正方体ABCD­A1B1C1D1中，M，N分别为棱BC和棱CC1的中点，则异面直线AC与MN所成的角为(　　)A．30° B．45°C．60° D．90°16．菱形ABCD在平面α内，PC⊥α，则PA与对角线BD的位置关系是(　　)A．平行 B．相交但不垂直C．相交垂直 D．异面垂直17．已知互相垂直的平面α，β交于直线l.若直线m，n满足m∥α，n⊥β，则(　　)A．m∥l B．m∥n C．n⊥l D．m⊥n18．设直线l⊂平面α，过平面α外一点A与l，α都成30°角的直线有(　　)A．1条 B．2条 C．3条 D．4条19．《算数书》是我国现存最早的有系统的数学典籍，其中记载有求“困盖”的术：置如其周，令相乘也. 又以高乘之，三十六成一. 该术相当于给出了由圆锥的底面周长L与高h，计算其体积V的近似公式V≈eq \f(1,36)L2h.它实际上是将圆锥体积公式中的圆周率π近似取为3.那么，近似公式V≈eq \f(2,75)L2h相当于将圆锥体积公式中的π近似取为(　　)A.eq \f(22,7) B.eq \f(25,8)C.eq \f(157,50) D.eq \f(355,113)20．四面体A­BCD中，AB＝CD＝10，AC＝BD＝2eq \r(34)，AD＝BC＝2eq \r(41)，则四面体A­BCD外接球的表面积为(　　)A．50π B．100πC．200π D．300π二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分，请把答案填写在题中横线上)21．已知某多面体的平面展开图如图所示，其中是三棱柱的有________个．22．将直径为2的半圆绕直径所在的直线旋转半周而形成的曲面所围成的几何体的表面积为_________．23．体积为8的正方体的顶点都在一个球面上，则该球的表面积为________. 24．在三棱锥P ­ABC中，PA＝PB＝PC＝BC，且∠BAC＝90°，则PA与底面ABC所成的角为________．25．如图所示，在正方体ABCD­A1B1C1D1中，M，N分别是棱AA1和AB上的点，若∠B1MN是直角，则∠C1MN等于________．三、解答题(本大题共3小题，共25分，解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)26.(本小题满分8分)如图所示，长方体ABCD­A1B1C1D1.(1)这个长方体是棱柱吗？如果是，是几棱柱？为什么？(2)用平面BCNM把这个长方体分成两部分，各部分形成的几何体还是棱柱吗？如果是，是几棱柱，并用符号表示；如果不是，请说明理由．27.(本小题满分8分)如图，在四面体ABCD中，CB＝CD，AD⊥BD，且E，F分别是AB，BD的中点．求证：(1)EF∥面ACD；(2)面EFC⊥面BCD.28．(本小题满分9分)养路处建造圆锥形仓库用于贮藏食盐(供融化高速公路上的积雪之用)，已建的仓库的底面直径为12 m，高为4 m．养路处拟建一个更大的圆锥形仓库，以存放更多食盐．现有两种方案：一是新建的仓库的底面直径比原来大4 m(高不变)；二是高度增加4 m(底面直径不变)．(1)分别计算按这两种方案所建的仓库的体积；(2)分别计算按这两种方案所建的仓库的表面积；(3)哪个方案更经济些？第八章 立体几何初步单元测试卷（A卷） (时间：100分钟，满分100分)一、选择题(本大题共20小题，每小题3分，共60分. 在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．如图所示，观察四个几何体，其中判断正确的是(　　)A．(1)是棱台　　　　　 B．(2)是圆台C．(3)是棱锥 D．(4)不是棱柱解析：选C　图(1)不是由棱锥截来的，所以(1)不是棱台；图(2)上、下两个面不平行，所以(2)不是圆台；图(3)是棱锥；图(4)前、后两个面平行，其他面是平行四边形，且每相邻两个四边形的公共边平行，所以(4)是棱柱．故选C.2.如图，△A′B′C′是水平放置的△ABC的斜二测直观图，其中O′C′＝O′A′＝2O′B′，则以下说法正确的是(　　)A．△ABC是钝角三角形B．△ABC是等腰三角形，但不是直角三角形C．△ABC是等腰直角三角形D．△ABC是等边三角形解析：选C　将其恢复成原图，设A′C′＝2，则可得OB＝2O′B′＝1，AC＝A′C′＝2，故△ABC是等腰直角三角形，故选C.3．直线l1∥l2，在l1上取3个点，在l2上取2个点，由这5个点能确定平面的个数为(　　)A．5 B．4C．9 D．1解析：选D　由经过两条平行直线有且只有一个平面可知分别在两平行直线上的5个点只能确定一个平面．故选D.4．[多选]用一个平面去截正方体，关于截面的形状，下列判断正确的是(　　)A．直角三角形 B．正五边形C．正六边形 D．梯形解析：选CD　画出截面图形如图：可以画出三角形但不是直角三角形，故A错误；如图1经过正方体的一个顶点去截就可得到五边形，但此时不可能是正五边形，故B错误；正方体有六个面，如图2用平面去截正方体时最多与六个面相交得六边形，且可以画出正六边形，故C正确；可以画出梯形但不是直角梯形，故D正确．故选C、D.5．已知圆锥的表面积是底面积的3倍，那么该圆锥的侧面展开图扇形的圆心角为(　　)A．120° B．150°C．180° D．240°解析：选C　设圆锥底面半径为r，母线为l，则πrl＋πr2＝3πr2，得l＝2r，∴展开图扇形半径为2r，弧长为2πr. ∴展开图是半圆．∴扇形的圆心角为180°.故选C.6．设α，β表示两个平面，l表示直线，A，B，C表示三个不同的点，给出下列命题：①若A∈l，A∈α，B∈l，B∈α，则l⊂α；②α，β不重合，若A∈α，A∈β，B∈α，B∈β，则α∩β＝AB；③若l⊄α，A∈l，则A∉α；④若A，B，C∈α，A，B，C∈β，且A，B，C不共线，则α与β重合．则上述命题中，正确的个数是(　　)A．1 B．2C．3 D．4解析：选C　易知①②④正确，③错误，当A是l与α的交点时，A∈α.故选C.7．教室内有一直尺，无论怎样放置，在地面总有这样的直线，使得它与直尺所在直线(　　)A．平行 B．垂直 C．相交 D．异面解析：选B　当直尺垂直于地面时，A不对；当直尺平行于地面时，C不对；当直尺位于地面上时，D不对．故选B.8．垂直于梯形两腰的直线与梯形所在的平面的位置关系是(　　)A．垂直 B．斜交C．平行 D．不能确定解析：选A　梯形的两腰所在的直线相交，根据线面垂直的判定定理可知选项A正确．故选A.9．棱锥被平行于底面的平面所截，若截面面积与底面面积之比为1∶2，则此棱锥的高被分成的两段之比为(　　)A．1∶2 B．1∶4C．1∶(eq \r(2)＋1) D．1∶(eq \r(2)－1)解析：选D　借助轴截面，利用相似的性质，若截面面积与底面面积之比为1∶2，则对应小棱锥与原棱锥高之比为1∶eq \r(2)，被截面分成两段之比为1∶(eq \r(2)－1)．故选D.10．下列命题正确的是(　　)A．没有公共点的两条直线是平行直线B．互相垂直的两条直线是相交直线C．既不平行又不相交的两条直线是异面直线D．不在同一平面内的两条直线是异面直线解析：选C　没有公共点的两条直线还可能异面，所以A选项不正确；互相垂直的直线还可能是异面直线，所以B选项不正确；D选项中，缺少任一平面内，所以D选项不正确；很明显C选项正确．故选C.11．在棱长为1的正方体上，分别用过公共顶点的三条棱中点的平面截该正方体，则截去8个三棱锥后，剩下的几何体的体积是(　　)A.eq \f(2,3) B.eq \f(7,6)C.eq \f(4,5) D.eq \f(5,6)解析：选D　每一个小三棱锥的体积为eq \f(1,3)×eq \f(1,2)×eq \f(1,2)×eq \f(1,2)×eq \f(1,2)＝eq \f(1,48). 因此，所求的体积为1－8×eq \f(1,48)＝eq \f(5,6).故选D.12．在下列命题中，不是基本事实的是(　　)A．平行于同一个平面的两个平面相互平行B．过不在同一条直线上的三点，有且只有一个平面C．如果一条直线上的两点在一个平面内，那么这条直线上所有的点都在此平面内D．如果两个不重合的平面有一个公共点， 那么他们有且只有一条过该点的公共直线解析：选A　选项A是面面平行的性质定理，是由基本事实推证出来的，而基本事实是不需要证明的．故选A.13．已知异面直线a，b分别在平面α，β内，且α∩β＝c，那么直线c一定(　　)A．与a，b都相交B．只能与a，b中的一条相交C．至少与a，b中的一条相交D．与a，b都平行解析：选C　若c与a，b都不相交，则c与a，b都平行，根据基本事实4，则a∥b，与a，b异面矛盾．故选C.14．已知l，m，n为两两垂直的三条异面直线，过l作平面α与直线m垂直，则直线n与平面α的关系是(　　)A．n∥α　　 B．n∥α或n⊂αC．n⊂α或n与α不平行　 D．n⊂α解析：选A　∵l⊂α，且l与n异面，∴n⊄α，又∵m⊥α，n⊥m，∴n∥α.故选A.15．如图，在正方体ABCD­A1B1C1D1中，M，N分别为棱BC和棱CC1的中点，则异面直线AC与MN所成的角为(　　)A．30° B．45°C．60° D．90°解析：选C　如图，连接A1C1，BC1，A1B.∵M，N分别为棱BC和棱CC1的中点，∴MN∥BC1.又A1C1∥AC，∴∠A1C1B为异面直线AC与MN所成的角．∵△A1BC1为正三角形，∴∠A1C1B＝60°.故选C.16．菱形ABCD在平面α内，PC⊥α，则PA与对角线BD的位置关系是(　　)A．平行 B．相交但不垂直C．相交垂直 D．异面垂直解析：选D　如图，PC⊥平面ABCD，∴PC⊥BD.又四边形ABCD是菱形，∴BD⊥AC. ∵PC∩AC＝C，∴BD⊥平面PAC.∴BD⊥PA.显然PA与BD异面，∴PA与BD异面垂直．故选D.17．已知互相垂直的平面α，β交于直线l.若直线m，n满足m∥α，n⊥β，则(　　)A．m∥l B．m∥n C．n⊥l D．m⊥n解析：选C　选项A，只有当m∥β或m⊂β时，m∥l；选项B，只有当m⊥β时，m∥n；选项C，由于l⊂β，∴n⊥l；选项D，只有当m∥β或m⊂β时，m⊥n.故选C.18．设直线l⊂平面α，过平面α外一点A与l，α都成30°角的直线有(　　)A．1条 B．2条 C．3条 D．4条解析：选B　如图，和α成30°角的直线一定是以A为顶点的圆锥的母线所在直线，当∠ABC＝∠ACB＝30°且BC∥l时，直线AC，AB都满足条件．故选B.19．《算数书》是我国现存最早的有系统的数学典籍，其中记载有求“困盖”的术：置如其周，令相乘也. 又以高乘之，三十六成一. 该术相当于给出了由圆锥的底面周长L与高h，计算其体积V的近似公式V≈eq \f(1,36)L2h.它实际上是将圆锥体积公式中的圆周率π近似取为3.那么，近似公式V≈eq \f(2,75)L2h相当于将圆锥体积公式中的π近似取为(　　)A.eq \f(22,7) B.eq \f(25,8)C.eq \f(157,50) D.eq \f(355,113)解析：选B　设圆锥底面积的半径为r，高为h，则L＝2πr，eq \f(1,3)πr2h＝eq \f(2,75)(2πr)2h，所以π＝eq \f(25,8).故选B.20．四面体A­BCD中，AB＝CD＝10，AC＝BD＝2eq \r(34)，AD＝BC＝2eq \r(41)，则四面体A­BCD外接球的表面积为(　　)A．50π B．100πC．200π D．300π解析：选C　因为四面体A­BCD的四个面为全等的三角形，所以可将四面体A­BCD置于一个长方体中，所以四面体A­BCD的外接球即为长方体的外接球，设长方体的长、宽、高分别为a，b，c，则有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a2＋b2＝136，,b2＋c2＝164，,a2＋c2＝100，))则外接球的直径2R＝ eq \r(a2＋b2＋c2)＝ eq \r(200)＝10 eq \r(2)，所以R＝5 eq \r(2)，则球的表面积为S＝4πR2＝200π.故选C.二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分，请把答案填写在题中横线上)21．已知某多面体的平面展开图如图所示，其中是三棱柱的有________个．解析：第一个是三棱锥，第二个是三棱柱，第三个是四棱锥，第四个不是棱柱．答案：122．将直径为2的半圆绕直径所在的直线旋转半周而形成的曲面所围成的几何体的表面积为_________．解析：由题意知，该几何体为半球，表面积为大圆面积加上半个球面积，S＝π×12＋eq \f(1,2)×4×π×12＝3π.答案：3π23．体积为8的正方体的顶点都在一个球面上，则该球的表面积为________. 解析：设正方体的棱长为a，则a3＝8，得a＝2.设球的半径为R，则2R＝eq \r(3)a，即R＝eq \r(3).所以球的表面积S＝4πR2＝12π.答案：12π24．在三棱锥P ­ABC中，PA＝PB＝PC＝BC，且∠BAC＝90°，则PA与底面ABC所成的角为________．解析：PA＝PB＝PC，则P点在底面ABC的射影落在Rt△ABC的斜边BC上，即为BC的中点．设BC的中点为D，如图，连接PD，AD，所以PA与底面ABC所成的角为∠PAD，在等边三角形PBC中，设PB＝1，则PD＝eq \f(\r(3),2)，在直角三角形ABC中，AD＝eq \f(1,2)BC＝eq \f(1,2)，则有AD2＋PD2＝PA2，所以三角形PAD为直角三角形，又tan∠PAD＝eq \f(PD,AD)＝eq \r(3)，所以∠PAD＝60°，即PA与底面ABC所成的角为60°.答案：60°25．如图所示，在正方体ABCD­A1B1C1D1中，M，N分别是棱AA1和AB上的点，若∠B1MN是直角，则∠C1MN等于________．解析：因为C1B1⊥平面ABB1A1，MN⊂平面ABB1A1，所以C1B1⊥MN.又因为MN⊥MB1，MB1，C1B1⊂平面C1MB1，MB1∩C1B1＝B1，所以MN⊥平面C1MB1所以MN⊥C1M，所以∠C1MN＝90°.答案：90°三、解答题(本大题共3小题，共25分，解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)26.(本小题满分8分)如图所示，长方体ABCD­A1B1C1D1.(1)这个长方体是棱柱吗？如果是，是几棱柱？为什么？(2)用平面BCNM把这个长方体分成两部分，各部分形成的几何体还是棱柱吗？如果是，是几棱柱，并用符号表示；如果不是，请说明理由．解：(1)是棱柱，并且是四棱柱，因为长方体相对的两个面是互相平行的四边形(作底面)，其余各面都是矩形(作侧面)，且相邻侧面的公共边互相平行，符合棱柱的定义．(2)截面BCNM的上方部分是三棱柱BB1M­CC1N，下方部分是四棱柱ABMA1­DCND1.27.(本小题满分8分)如图，在四面体ABCD中，CB＝CD，AD⊥BD，且E，F分别是AB，BD的中点．求证：(1)EF∥面ACD；(2)面EFC⊥面BCD.证明：(1)∵E，F分别是AB，BD的中点，∴EF是△ABD的中位线，∴EF∥AD，∵EF⊄面ACD，AD⊂面ACD，∴EF∥面ACD.(2)∵AD⊥BD，EF∥AD，∴EF⊥BD.∵CB＝CD，F是BD的中点，∴CF⊥BD.又EF∩CF＝F，∴BD⊥面EFC.∵BD⊂面BCD，∴面EFC⊥面BCD.28．(本小题满分9分)养路处建造圆锥形仓库用于贮藏食盐(供融化高速公路上的积雪之用)，已建的仓库的底面直径为12 m，高为4 m．养路处拟建一个更大的圆锥形仓库，以存放更多食盐．现有两种方案：一是新建的仓库的底面直径比原来大4 m(高不变)；二是高度增加4 m(底面直径不变)．(1)分别计算按这两种方案所建的仓库的体积；(2)分别计算按这两种方案所建的仓库的表面积；(3)哪个方案更经济些？解：(1)如果按方案一，仓库的底面直径变成16 m，则仓库的体积为V1＝eq \f(1,3)S′·h＝eq \f(1,3)×π×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16,2)))2×4＝eq \f(256π,3)(m3)．如果按方案二，仓库的高变成8 m，则仓库的体积为V2＝eq \f(1,3)S·h′＝eq \f(1,3)×π×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(12,2)))2×8＝96π(m3)．(2)如果按方案一，仓库的底面直径变成16 m，半径为8 m，圆锥的母线长为l3＝ eq \r(82＋42)＝4eq \r(5)(m)，则仓库的表面积为S1＝π×8×4eq \r(5)＝32eq \r(5)π(m2)．如果按方案二，仓库的高变成8 m，圆锥的母线长为l2＝ eq \r(62＋82)＝10(m)，则仓库的表面积为S2＝π×6×10＝60π(m2)．(3)∵V1