格物学 第八章 立体几何初步立体几何初步的拓展与综合

立体几何中的轨迹问题-立体几何初步的拓展与综合知识点课后进阶自测题解析-四川省等高二数学必修,平均正确率36.0%

2025-08-16
立体几何中的轨迹问题-立体几何初步的拓展与综合知识点课后进阶自测题解析-四川省等高二数学必修,平均正确率36.0%
1、['棱锥的结构特征及其性质', '元素与集合的关系', '立体几何中的动态问题', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%已知正三棱锥$$P-A B C$$的$${{6}}$$条棱长均为$${{6}}$$,$${{S}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$及其内部的点构成的集合,设集合$$T=\{Q \in S \mid P Q \leqslant5 \}$$,则$${{T}}$$表示的区域的面积为(

B

A.$$\frac{3 \pi} {4}$$

B.$${{π}}$$

C.$${{2}{π}}$$

D.$${{3}{π}}$$

2、['余弦定理及其应用', '路径最短问题', '立体几何中的动态问题', '两角和与差的余弦公式', '平面与平面平行的性质定理', '直线与平面平行的性质定理', '立体几何中的轨迹问题', '平面与平面平行的判定定理']

正确率19.999999999999996%svg异常

A

A.$$\frac{2+\sqrt{3}+\sqrt{7}} {2}$$

B.$${{2}{+}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{3}{+}{\sqrt {3}}}$$

D.$$\frac{4+\sqrt{3}+\sqrt{7}} {4}$$

3、['三角形的“四心”', '直线与平面垂直的性质定理', '直线与平面所成的角', '平面与平面平行的性质定理', '直线与平面平行的性质定理', '立体几何中的轨迹问题', '平面与平面平行的判定定理']

正确率40.0%svg异常

B

A.若$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心,则$${{P}{C}{=}{2}}$$

B.若$${{△}{A}{B}{C}}$$为等边三角形,则$$A P \perp B C$$

C.当$$\angle A C B=9 0^{\circ}$$时,$${{P}{C}}$$与平面$${{P}{A}{B}}$$所成角的范围为$$( 0, ~ \frac{\pi} {4} ]$$

D.当$${{P}{C}{=}{4}}$$时,$${{M}}$$为平面$${{P}{B}{C}}$$内动点,若$${{O}{M}{/}{/}}$$平面$${{P}{A}{C}}$$,则$${{M}}$$在三角形$${{P}{B}{C}}$$内的轨迹长度为$${{2}}$$

4、['用向量的坐标表示两个向量垂直的条件', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%已知直三棱柱$$A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$$的底面为等边三角形,且底面积为$$\frac{\sqrt{3}} {4},$$体积为$$\frac{\sqrt{3}} {4},$$点$${{P}{,}{Q}}$$分别为线段$$A_{1} B, \ B_{1} C$$上的动点,若直线$${{P}{Q}{∩}}$$平面$$A C C_{1} \, A_{1}=\emptyset$$,点$${{M}}$$为线段$${{P}{Q}}$$的中点,则点$${{M}}$$的轨迹长度为(

D

A.$$\frac{\sqrt2} {4}$$

B.$$\frac{\sqrt{3}} {4}$$

C.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

D.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

5、['圆的定义与标准方程', '与球有关的切、接问题', '球的结构特征及其性质', '立体几何中的动态问题', '立体几何中的轨迹问题', '平面与平面平行的判定定理']

正确率19.999999999999996%已知正四棱柱$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的底面边长为$${{2}{,}}$$侧棱$$A A_{1}=1, ~ P$$为上底面$$A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$上的动点,则下列结论中错误的为(

C

A.若$$P D=3,$$则满足条件的点$${{P}}$$有且只有一个

B.若$$P D=\sqrt{3},$$则点$${{P}}$$的轨迹是一段圆弧

C.若$${{P}{D}{/}{/}}$$平面$${{A}{C}{{B}_{1}}{,}}$$则线段$${{D}{P}}$$的长的最小值为$${{2}}$$

D.若$${{P}{D}{/}{/}}$$平面$${{A}{C}{{B}_{1}}{,}}$$且$$P D=\sqrt{3},$$则平面$${{B}{D}{P}}$$截正四棱柱$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的外接球所得平面图形的面积为$$\frac{9 \pi} {4}$$

6、['异面直线垂直', '直线与平面垂直的性质定理', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的棱长为$${{2}}$$,$${{M}}$$为$${{C}{{C}_{1}}}$$的中点,点$${{N}}$$在侧面$${{A}{D}{{D}_{1}}{{A}_{1}}}$$内,若$$B M \perp A_{1} N$$.则$${{△}{A}{B}{N}}$$面积的最小值为(

B

A.$$\frac{\sqrt{5}} {5}$$

B.$$\frac{2 \sqrt{5}} {5}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{5}}$$

7、['圆锥曲线中求轨迹方程', '棱柱的结构特征及其性质', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%svg异常

D

A.$${\sqrt {3}}$$

B.$${{3}}$$

C.$$\frac{2 \pi} {3}$$

D.$${\sqrt {5}}$$

8、['空间直角坐标系', '空间直角坐标系中两点之间的距离公式', '空间向量的线性运算', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%svg异常

D

A.$${{8}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{8}{\sqrt {2}}}$$

D.$$\frac{8 \sqrt{5}} {5}$$

9、['棱柱的结构特征及其性质', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$棱长为$${{3}}$$,点$${{E}}$$在边$${{B}{C}}$$上,且满足$$B E=2 E C$$,动点$${{M}}$$在正方体表面上运动,并且总保持$$M E \perp B D_{1}$$,则动点$${{M}}$$的轨迹的周长为(

A

A.$${{6}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{4}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{3}{\sqrt {3}}}$$

10、['抛物线的定义', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$${{M}}$$为侧面$${{A}{B}{{B}_{1}}{{A}_{1}}}$$所在平面上的一个动点,且$${{M}}$$到平面$${{A}{D}{{D}_{1}}{{A}_{1}}}$$的距离与$${{M}}$$到直线$${{B}{C}}$$距离相等,则动点$${{M}}$$的轨迹为(

A

A.抛物线

B.双曲线

C.圆

D.椭圆

1. 题目解析:

已知正三棱锥$$P-ABC$$的6条棱长均为6,集合$$T=\{Q \in S \mid PQ \leqslant5\}$$,求$$T$$表示的区域的面积。

解题步骤:

1.1 计算底面三角形的高:$$h = \frac{{\sqrt{3}}}{{2}} \times 6 = 3\sqrt{3}$$

1.2 计算底面面积:$$S_{\triangle ABC} = \frac{{1}}{{2}} \times 6 \times 3\sqrt{3} = 9\sqrt{3}$$

1.3 计算三棱锥的高:$$H = \sqrt{6^2 - \left(\frac{{2}}{{3}} \times 3\sqrt{3}\right)^2} = \sqrt{36 - 12} = 2\sqrt{6}$$

1.4 求满足$$PQ \leqslant5$$的区域:这是一个以$$P$$为球心,半径为5的球与底面$$ABC$$的交集。

1.5 计算球与底面的交线半径:$$r = \sqrt{5^2 - (2\sqrt{6})^2} = \sqrt{25 - 24} = 1$$

1.6 区域面积:$$\pi r^2 = \pi$$

答案:

B.$$\pi$$

2. 题目解析:

由于题目描述不完整,无法给出详细解析。

3. 题目解析:

由于题目描述不完整,无法给出详细解析。

4. 题目解析:

已知直三棱柱$$ABC-A_1B_1C_1$$的底面为等边三角形,底面积为$$\frac{{\sqrt{3}}}{{4}}$$,体积为$$\frac{{\sqrt{3}}}{{4}}$$,求点$$M$$的轨迹长度。

解题步骤:

4.1 计算底面边长:设边长为$$a$$,则$$\frac{{\sqrt{3}}}{{4}}a^2 = \frac{{\sqrt{3}}}{{4}}$$,得$$a=1$$

4.2 计算高:体积=底面积×高,$$\frac{{\sqrt{3}}}{{4}} = \frac{{\sqrt{3}}}{{4}} \times h$$,得$$h=1$$

4.3 分析轨迹:由于直线$$PQ$$与平面$$ACC_1A_1$$不相交,$$M$$的轨迹为平行于底面的中位线,长度为$$\frac{{\sqrt{3}}}{{2}}$$

答案:

D.$$\frac{{\sqrt{3}}}{{2}}$$

5. 题目解析:

已知正四棱柱$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$的底面边长为2,侧棱$$AA_1=1$$,判断选项正误。

解题步骤:

5.1 选项A:$$PD=3$$时,点$$P$$在以$$D$$为球心,半径为3的球面上,且在上底面内,满足条件的点唯一。

5.2 选项B:$$PD=\sqrt{3}$$时,点$$P$$的轨迹是圆弧。

5.3 选项C:$$DP$$的最小值为$$\sqrt{1^2 + (\sqrt{2})^2} = \sqrt{3}$$,与选项矛盾。

5.4 选项D:计算得平面截球所得图形面积为$$\frac{{9\pi}}{{4}}$$。

答案:

C.若$$PD//$$平面$$ACB_1$$,则线段$$DP$$的长的最小值为2

6. 题目解析:

已知正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$的棱长为2,$$M$$为$$CC_1$$的中点,求$$\triangle ABN$$面积的最小值。

解题步骤:

6.1 建立坐标系,设$$N(x,0,z)$$。

6.2 由$$BM \perp A_1N$$,得$$x + z = 1$$。

6.3 $$\triangle ABN$$面积:$$S = \frac{{1}}{{2}} \times 2 \times \sqrt{x^2 + z^2}$$

6.4 最小值为$$\frac{{2\sqrt{5}}}{{5}}$$。

答案:

B.$$\frac{{2\sqrt{5}}}{{5}}$$

7. 题目解析:

由于题目描述不完整,无法给出详细解析。

8. 题目解析:

由于题目描述不完整,无法给出详细解析。

9. 题目解析:

已知正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$棱长为3,点$$E$$在边$$BC$$上,且$$BE=2EC$$,求动点$$M$$的轨迹周长。

解题步骤:

9.1 计算$$E$$点坐标:$$E(3,1,0)$$。

9.2 由$$ME \perp BD_1$$,得$$M$$的轨迹为平面与正方体表面的交线。

9.3 计算轨迹周长为$$3\sqrt{3}$$。

答案:

D.$$3\sqrt{3}$$

10. 题目解析:

已知正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,点$$M$$满足到平面$$ADD_1A_1$$的距离等于到直线$$BC$$的距离,判断轨迹形状。

解题步骤:

10.1 建立坐标系,设$$M(x,y,z)$$。

10.2 由条件得$$x = \sqrt{y^2 + z^2}$$,即$$x^2 = y^2 + z^2$$。

10.3 轨迹为抛物线。

答案:

A.抛物线

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