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第7 讲 截面、交线问题(新高考专用)
【考点突破】.................................................................................................................................2
【考点一】截面问题.......................................................................................................................2
【考点二】交线问题.......................................................................................................................4
【专题精练】.................................................................................................................................6
考情分析:
目录
1
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“截面、交线”问题是高考立体几何问题最具创新意识的题型,它渗透了一些动态的线、面等元素,给静
态的立体几何题赋予了活力.求截面、交线问题,一是与解三角形、多边形面积、扇形弧长、面积等相结
合求解,二是利用空间向量的坐标运算求解.
【考点一】截面问题
一、单选题
1.(2024·湖南郴州·模拟预测)已知正方体
中,点
、
满足
,则
平面
截正方体
形成的截面图形为( )
A.六边形
B.五边形
C.四边形
D.三角形
2.(2024·四川达州·二模)如图,在正方体
中,
为
中点,
为线段
上一动点,
过
的平面截正方体的截面图形不可能是( )
A.三角形
B.矩形
C.梯形
D.菱形
二、多选题
3.(2024·浙江杭州·模拟预测)已知正四面体
,过点
的平面将四面体的体积平分,则下列命题
正确的是( )
A.截面一定是锐角三角形
B.截面可以是等边三角形
C.截面可能为直角三角形
D.截面为等腰三角形的有6 个
4.(2024·湖北武汉·模拟预测)如图,在棱长为1 的正方体
中,M 为平面ABCD 内一动
点,则( )
考点突破
2
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A.若M 在线段AB 上,则
的最小值为
B.平面
被正方体内切球所截,则截面面积为
C.若
与AB 所成的角为
,则点M 的轨迹为椭圆
D.对于给定的点M,过M 有且仅有3 条直线与直线
,
所成角为
三、填空题
5.(2024·陕西西安·模拟预测)正方体
中,
是棱
的中点,
在侧面
上运动,
且满足
平面
.以下命题正确的有 .
①侧面
上存在点
,使得
②直线
与直线
所成角可能为
③平面
与平面
所成锐二面角的正切值为
④设正方体棱长为1,则过点
的平面截正方体所得的截面面积最大为
3
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6.(23-24 高三下·江西·开学考试)在正四面体
中,M 为PA 边的中点,过点M 作该正四面体外接
球的截面,记最大的截面半径为R,最小的截面半径为r,则
;若记该正四面体和其外接球
的体积分别为
和
,则
.
规律方法:
作几何体截面的方法
(1)利用平行直线找截面.
(2)利用相交直线找截面.
【考点二】交线问题
一、单选题
1.(2024·宁夏吴忠·模拟预测)在正方体
中,点
为线段
上的动点,直线
为平面
与平面
的交线,现有如下说法
①不存在点
,使得
平面
②存在点
,使得
平面
③当点
不是
的中点时,都有
平面
④当点
不是
的中点时,都有
平面
其中正确的说法有( )
A.①③
B.③④
C.②③
D.①④
2.(2024·江西宜春·模拟预测)在正六棱柱
中,
,
为棱
的中点,
则以
为球心,2 为半径的球面与该正六棱柱各面的交线总长为( )
4
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A.
B.
C.
D.
二、多选题
3.(2024·贵州·模拟预测)如图,四棱锥
的底面为正方形,
底面
,
.设
平面
与平面
的交线为,点
为上的点,
为
上的点.下列说法正确的是( )
A.
平面
B.四棱锥
外接球的半径为
C.点
到
的距离为
D.三棱锥
的体积为
4.(2024·湖北荆州·三模)如图,正八面体
棱长为2.下列说法正确的是( )
A.
平面
B.当P 为棱EC 的中点时,正八面体表面从F 点到P 点的最短距离为
5
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C.若点P 为棱EB 上的动点,则三棱锥
的体积为定值
D.以正八面体中心为球心,1 为半径作球,球被正八面体各个面所截得的交线总长度为
三、填空题
5.(2024·山东·二模)三棱锥
中,
和
均为边长为2 的等边三角形,
分别在棱
上,且
平面
平面
,若
,则平面
与三棱锥
的交线围成
的面积最大值为 .
6.(2024·陕西安康·模拟预测)在棱长为1 的正方体
中,过面对角线
的平面记为
,
以下四个命题:
①存在平面
,使
;
②若平面
与平面
的交线为,则存在直线,使
;
③若平面
截正方体所得的截面为三角形,则该截面三角形面积的最大值为
;
④若平面
过点
,点
在线段
上运动,则点
到平面
的距离为
.
其中真命题的序号为 .
规律方法:
找交线的方法
(1)线面交点法:各棱线与截平面的交点.
(2)面面交点法:各棱面与截平面的交线.
6
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一、单选题
1.(2024·浙江·模拟预测)已知边长为6 的正方体与一个球相交,球与正方体的每个面所在平面的交线都
为一个面积为
的圆,则该球的表面积为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024·山东枣庄·一模)在侧棱长为2 的正三棱锥
中,点
为线段
上一点,且
,
则以
为球心,
为半径的球面与该三棱锥三个侧面交线长的和为( )
A.
B.
C.
D.
3.(23-24 高三上·辽宁·阶段练习)已知在正方体
中,
,点
,
,
分别在棱
,
和
上,且
,
,
,记平面
与侧面
,底面
的交线分别
为
,
,则( )
A.
的长度为
B.
的长度为
C.
的长度为
D.
的长度为
4.(2023·河南·模拟预测)如图,在三棱锥
中,
两两垂直,且
,以
为球心,
为半径作球,则球面与底面
的交线长度的和为( )
专题精练
7
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A.
B.
C.
D.
5.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)圆台上、下底面半径分别为
,作平行于底面的平面
将圆台分成上
下两个体积相等的圆台,截面圆的半径为( ).
A.
B.
C.
D.
6.(2024·福建泉州·一模)泉州花灯技艺源于唐朝中期从形式上有人物灯、宫物灯、宫灯,绣房灯、走马
灯、拉提灯、锡雕元宵灯等多种款式.在2024 年元宵节,小明制做了一个半正多面体形状的花灯,他将正
方体沿交于一顶点的三条棱的中点截去一个三棱锥,共截去八个三棱锥,得到一个有十四个面的半正多面
体,如图所示.已知该半正多面体的体积为
,M 为
的中心,过M 截该半正多面体的外接球的截
面面积为S,则S 的最大值与最小值之比( )
A.
B.
C.3
D.9
7.(2024·四川绵阳·模拟预测)在长方体
中,
,点
是线段
上靠
8
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近
的四等分点,点
是线段
的中点,则平面
截该长方体所得的截面图形为( )
A.三角形
B.四边形
C.五边形
D.六边形
8.(2024·陕西西安·模拟预测)已知三棱锥
为
中点,
为直二面
角,且
为二面角
的平面角,三棱锥
的外接球
表面积为
,则平面
被
球
截得的截面面积及直线
与平面
所成角的正切值分别为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
9.(2024·江苏盐城·一模)已知直四棱柱
,
,底面
是边长为1 的菱形,
且
,点E,F,G 分别为
,
,
的中点,点H 是线段
上的动点(含端点).以
为球心作半径为R 的球,下列说法正确的是( )
A.直线
与直线
所成角的正切值的最小值为
B.存在点H,使得
平面
C.当
时,球
与直四棱柱的四个侧面均有交线
D.在直四棱柱内,球
外放置一个小球,当小球体积最大时,球
直径的最大值为
10.(2024·山东·模拟预测)如图在四棱柱
中,底面四边形
是菱形,
,
,
平面
,
,点
与点
关于平面
对称,过点
做任意平面
,平面
与上、下底面的交线分别为和
,则下列说法正确的是( )
9
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A.
B.平面
与底面
所成的角为
C.点
到平面
的距离为1
D.三棱锥
的体积为
11.(2024·安徽·模拟预测)在棱长为1 的正方体
中,以A,
为焦点的椭圆,绕着轴
旋转180°得到的旋转体称为椭球
,椭圆的长轴就是椭球的长轴,若椭球
的长轴长为2,则下列
结论中正确的是( )
A.椭球
的表面与正方体
的六个面都有交线
B.在正方体
的所有棱中,只有六条棱与椭球
的表面相交
C.若椭球
的表面与正方体
的某条棱相交,则交点必是该棱的一个三等分点
D.椭球
的表面与正方体
的一个面的交线是椭圆的一段
三、填空题
12.(2024·江苏徐州·模拟预测)已知正四面体棱长为2,所有与它四个顶点距离相等的平面截这个四面体
所得的截面之和为 .
13.(2024·甘肃张掖·模拟预测)已知正四棱柱
中,
为
的中点,则平
面
截此四棱柱的外接球所得的截面面积为 .
14.(2024·广东茂名·二模)如图,在梯形
中,
,将
沿直线
翻折至
的位置,
,当三棱锥
的体积最大时,过点
的平面截三棱
10
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锥
的外接球所得的截面面积的最小值是 .
11