格物学

立体几何中的动态问题-立体几何初步的拓展与综合知识点专题基础单选题自测题解析-海南省等高二数学必修,平均正确率76.0%

2025-05-09
立体几何中的动态问题-立体几何初步的拓展与综合知识点专题基础单选题自测题解析-海南省等高二数学必修,平均正确率76.0%
3、['立体几何中的动态问题', '直线与平面所成的角', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%在四棱锥$${{P}{−}{A}{B}{C}{D}}$$中,$${{P}{A}{⊥}}$$平面$${{A}{B}{C}{D}}$$,$${{P}{A}{=}{2}}$$,点$${{M}}$$是矩形$${{A}{B}{C}{D}}$$内(含边界)的动点,且$${{A}{B}{=}{1}}$$,$${{A}{D}{=}{3}}$$,直线$${{P}{M}}$$与平面$${{A}{B}{C}{D}}$$所成的角为$$\frac{\pi} {4}.$$记点$${{M}}$$的轨迹长度为$${{α}}$$,则$${{t}{a}{n}{α}{=}}$$(

C

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

B.$${{1}}$$

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

D.$${{2}}$$

7、['路径最短问题', '棱柱的结构特征及其性质', '立体几何中的动态问题']

正确率40.0%在长方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{P}}$$是对角线$${{A}{{C}_{1}}}$$上一点,$${{Q}}$$是底面$${{A}{B}{C}{D}}$$上一点.若$${{A}{B}{=}{\sqrt {2}}{,}{B}{C}{=}{A}{{A}_{1}}{=}{1}}$$,则$${{P}{{B}_{1}}{+}{P}{Q}}$$的最小值为(

A

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{\sqrt3+1} {2}$$

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

D.$${{2}}$$

8、['路径最短问题', '点到直线的距离', '棱柱的结构特征及其性质', '多面体的展开图', '立体几何中的动态问题']

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$${\sqrt {2}{,}}$$点$${{P}}$$为对角线$${{A}_{1}{{C}_{1}}}$$的中点,$${{E}{,}{F}}$$分别为对角线$${{A}_{1}{D}{,}{B}{{C}_{1}}{(}}$$含端点)上的动点,则$${{P}{E}{+}{P}{F}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

B

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

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

C.$${{2}}$$

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

10、['立体几何中的动态问题', '数学探究活动(一):正方体截面探究', '直线与平面平行的性质定理']

正确率40.0%在长方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{A}{D}{=}{D}{{D}_{1}}{=}{1}{,}{A}{B}{=}{\sqrt {3}}{,}}$$$${{E}{,}{F}{,}{G}}$$分别是棱$${{A}{B}{,}{B}{C}{,}{C}{{C}_{1}}}$$的中点,$${{P}}$$是底面$${{A}{B}{C}{D}}$$内一动点,若直线$${{D}_{1}{P}}$$与平面$${{E}{F}{G}}$$没有公共点,则三角形$${{P}{B}{{B}_{1}}}$$面积的最小值为(

C

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

B.$${{1}}$$

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

D.$$\frac{1} {2}$$

以下是各题的详细解析:

3. 解析:

由于 $$PA \perp$$ 平面 $$ABCD$$,直线 $$PM$$ 与平面 $$ABCD$$ 的夹角为 $$\frac{\pi}{4}$$,因此 $$\angle PMA = \frac{\pi}{4}$$。在直角三角形 $$PAM$$ 中,$$PA = 2$$,所以 $$AM = PA \cdot \tan \frac{\pi}{4} = 2$$。

点 $$M$$ 必须在矩形 $$ABCD$$ 内且满足 $$AM = 2$$。矩形 $$ABCD$$ 的边长 $$AB = 1$$,$$AD = 3$$。设 $$M(x, y)$$,则 $$AM = \sqrt{x^2 + y^2} = 2$$。由于 $$M$$ 在矩形内,$$x \in [0, 3]$$,$$y \in [0, 1]$$。

轨迹为四分之一圆弧,圆心在 $$A$$,半径 $$2$$,角度范围 $$\theta \in \left[0, \frac{\pi}{6}\right]$$(因为当 $$y = 1$$ 时,$$x = \sqrt{3}$$)。因此,弧长 $$\alpha = 2 \cdot \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{3}$$。

$$\tan \alpha = \tan \frac{\pi}{3} = \sqrt{3}$$,故选 C

7. 解析:

将长方体 $$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$ 展开,使得 $$AC_1$$ 为直线。设 $$AB = \sqrt{2}$$,$$BC = AA_1 = 1$$,则 $$AC_1 = \sqrt{(\sqrt{2})^2 + 1^2 + 1^2} = 2$$。

$$PB_1 + PQ$$ 的最小值等价于在展开图中 $$B_1$$ 到 $$Q$$ 的最短距离。通过对称性,最小值为 $$\frac{3}{2}$$,故选 A

8. 解析:

正方体棱长为 $$\sqrt{2}$$,对角线 $$A_1C_1 = 2$$。点 $$P$$ 为 $$A_1C_1$$ 的中点,坐标为 $$P(1, 1, 0)$$。

设 $$E$$ 在 $$A_1D$$ 上,$$F$$ 在 $$BC_1$$ 上。通过对称性和几何分析,$$PE + PF$$ 的最小值为 $$2$$,故选 C

10. 解析:

长方体 $$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$ 中,$$AD = DD_1 = 1$$,$$AB = \sqrt{3}$$。$$E, F, G$$ 分别为 $$AB, BC, CC_1$$ 的中点。

平面 $$EFG$$ 的方程为 $$x + \sqrt{3}y - 2z = 1$$。直线 $$D_1P$$ 与平面 $$EFG$$ 无交点,等价于 $$P$$ 在平面 $$EFG$$ 的平行平面内。

通过计算,三角形 $$PBB_1$$ 的最小面积为 $$\frac{\sqrt{3}}{4}$$,故选 C

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