正确率40.0%在正三棱锥$$P-A B C$$中,三条侧棱两两垂直且侧棱长为$${{1}}$$,则点$${{P}}$$到平面$${{A}{B}{C}}$$的距离为()
C
A.$${\sqrt {3}}$$
B.$${\sqrt {2}}$$
C.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$
D.$$\frac{\sqrt2} 3$$
2、['球的表面积', '棱柱、棱锥、棱台的体积']正确率40.0%已知三棱锥$$O-A B C, \, A, B, C$$,三点均在球心为$${{O}}$$的球表面上,$$A B=B C=1, \, \, \, \angle A B C=1 2 0^{\circ}$$,三棱锥$$O-A B C$$的体积为$$\frac{\sqrt{5}} {4},$$则球$${{O}}$$的表面积是()
A
A.$${{6}{4}{π}}$$
B.$${{1}{6}{π}}$$
C.$$\frac{3 2} {3} \pi$$
D.$${{5}{4}{4}{π}}$$
6、['与球有关的切、接问题', '棱柱、棱锥、棱台的体积', '直线与平面垂直的性质定理']正确率40.0%在三棱锥$$S-A B C$$中,底面$${{A}{B}{C}}$$为边长为$${{3}}$$的正三角形,侧棱$${{S}{A}{⊥}}$$底面$${{A}{B}{C}}$$,若三棱锥的外接球的体积为$${{3}{6}{π}}$$,则该三棱锥的体积为()
C
A.$${{9}{\sqrt {2}}}$$
B.$$\frac{2 7 \sqrt{2}} {2}$$
C.$$\frac{9 \sqrt2} {2}$$
D.$${{2}{7}{\sqrt {2}}}$$
8、['与球有关的切、接问题', '二面角', '棱柱、棱锥、棱台的体积', '球的表面积']正确率60.0%已知在三棱锥$$A-B C D$$中,$$A C=A D=B C=B D=\sqrt{5}, \; \; A B=C D=\sqrt{2}$$,则下列说法不正确的是
C
A.$$A B \perp C D$$
B.二面角$$D-A B-C$$是锐角
C.三棱锥$$A-B C D$$的体积为$${{1}}$$
D.三棱锥$$A-B C D$$的外接球的表面积为$${{6}{π}}$$
1. 题目解析:
在正三棱锥$$P-ABC$$中,三条侧棱两两垂直且侧棱长为$$1$$。设点$$P$$在空间直角坐标系的原点$$(0,0,0)$$,则三个顶点$$A$$、$$B$$、$$C$$的坐标分别为$$(1,0,0)$$、$$(0,1,0)$$、$$(0,0,1)$$。
平面$$ABC$$的方程为$$x + y + z = 1$$。点$$P(0,0,0)$$到平面$$ABC$$的距离公式为:
$$d = \frac{|0 + 0 + 0 - 1|}{\sqrt{1^2 + 1^2 + 1^2}} = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$$
因此,正确答案是 C。
2. 题目解析:
已知三棱锥$$O-ABC$$,$$A$$、$$B$$、$$C$$三点在球面上,且$$AB = BC = 1$$,$$\angle ABC = 120^\circ$$。首先计算三角形$$ABC$$的面积:
$$S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2} \times AB \times BC \times \sin 120^\circ = \frac{1}{2} \times 1 \times 1 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{4}$$
三棱锥的体积公式为$$V = \frac{1}{3} \times S_{\triangle ABC} \times h$$,其中$$h$$为点$$O$$到平面$$ABC$$的距离。已知体积为$$\frac{\sqrt{5}}{4}$$,代入得:
$$\frac{\sqrt{5}}{4} = \frac{1}{3} \times \frac{\sqrt{3}}{4} \times h \Rightarrow h = \frac{3\sqrt{5}}{\sqrt{3}} = \sqrt{15}$$
设球的半径为$$R$$,则$$R^2 = h^2 + r^2$$,其中$$r$$为三角形$$ABC$$的外接圆半径。利用正弦定理:
$$r = \frac{AC}{2\sin 120^\circ}$$,先计算$$AC$$:
$$AC = \sqrt{AB^2 + BC^2 - 2 \times AB \times BC \times \cos 120^\circ} = \sqrt{1 + 1 - 2 \times 1 \times 1 \times (-\frac{1}{2})} = \sqrt{3}$$
因此,$$r = \frac{\sqrt{3}}{2 \times \frac{\sqrt{3}}{2}} = 1$$。
代入得:$$R^2 = (\sqrt{15})^2 + 1^2 = 16 \Rightarrow R = 4$$。
球的表面积为$$4\pi R^2 = 64\pi$$,正确答案是 A。
6. 题目解析:
三棱锥$$S-ABC$$的底面$$ABC$$是边长为$$3$$的正三角形,侧棱$$SA \perp$$底面$$ABC$$。设$$SA = h$$。
外接球的体积为$$36\pi$$,因此球的半径$$R$$满足:
$$\frac{4}{3}\pi R^3 = 36\pi \Rightarrow R^3 = 27 \Rightarrow R = 3$$。
设外接球的球心为$$O$$,由于$$SA \perp ABC$$,球心在$$SA$$的垂直平分面上。设球心到$$ABC$$的距离为$$d$$,则:
$$R^2 = d^2 + r^2$$,其中$$r$$为$$ABC$$的外接圆半径。对于边长为$$3$$的正三角形,$$r = \sqrt{3}$$。
因此,$$9 = d^2 + 3 \Rightarrow d^2 = 6 \Rightarrow d = \sqrt{6}$$。
由于$$SA$$是垂直于底面的高,球心到$$S$$的距离为$$|h - d|$$,且$$R = 3$$,所以:
$$(h - \sqrt{6})^2 + r^2 = R^2 \Rightarrow (h - \sqrt{6})^2 + 3 = 9 \Rightarrow (h - \sqrt{6})^2 = 6 \Rightarrow h - \sqrt{6} = \pm \sqrt{6}$$
解得$$h = 2\sqrt{6}$$或$$h = 0$$(舍去)。
三棱锥的体积为:
$$V = \frac{1}{3} \times S_{\triangle ABC} \times h = \frac{1}{3} \times \frac{9\sqrt{3}}{4} \times 2\sqrt{6} = \frac{9\sqrt{2}}{2}$$
正确答案是 C。
8. 题目解析:
三棱锥$$A-BCD$$中,$$AC = AD = BC = BD = \sqrt{5}$$,$$AB = CD = \sqrt{2}$$。
选项分析:
A:取$$AB$$的中点$$M$$,连接$$CM$$和$$DM$$。由于$$AC = BC = \sqrt{5}$$,$$AD = BD = \sqrt{5}$$,所以$$CM \perp AB$$,$$DM \perp AB$$,因此$$AB \perp$$平面$$CMD$$,从而$$AB \perp CD$$。此选项正确。
B:二面角$$D-AB-C$$由$$CMD$$决定,因为$$CM$$和$$DM$$都垂直于$$AB$$,且$$CD = \sqrt{2}$$,$$CM = DM = \sqrt{(\sqrt{5})^2 - (\frac{\sqrt{2}}{2})^2} = \frac{3\sqrt{2}}{2}$$。由余弦定理,$$\cos \theta = \frac{CM^2 + DM^2 - CD^2}{2 \times CM \times DM} = \frac{\frac{9}{2} + \frac{9}{2} - 2}{2 \times \frac{9}{2}} = \frac{7}{9} > 0$$,所以是锐角。此选项正确。
C:计算体积。设$$AB$$为$$x$$轴,$$M$$为原点,$$C$$在$$y$$轴正方向,$$D$$在$$y$$轴负方向。$$CM = DM = \frac{3\sqrt{2}}{2}$$,$$CD = \sqrt{2}$$。体积为$$V = \frac{1}{3} \times S_{\triangle ABD} \times h$$,但直接计算较复杂。通过坐标法计算得$$V = \frac{2}{3}$$,因此此选项错误。
D:外接球的半径计算较复杂,但通过几何性质可推导出表面积为$$6\pi$$。此选项正确。
因此,不正确的是 C。