《2022屆高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 立體幾何 課堂達標(biāo)35 空間幾何體的表面積與體積 文 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022屆高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 立體幾何 課堂達標(biāo)35 空間幾何體的表面積與體積 文 新人教版(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022屆高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 立體幾何 課堂達標(biāo)35 空間幾何體的表面積與體積 文 新人教版
1.(2017·浙江)某幾何體的三視圖如圖所示(單位:cm),則該幾何體的體積(單位:cm3)是( )
A.+1 B.+3
C.+1 D.+3
[解析] V=×3×=+1,選A.
[答案] A
2.(2018·山西省高三考前質(zhì)量檢測)某幾何體的三視圖如圖所示,若該幾何體的體積為3,則側(cè)視圖中線段的長度x的值是( )
A. B.2
C.4 D.5
[解析] 分析題意可知,該幾何體為如圖
所示的四棱錐P-ABCD,故其體積V=××4×CP=3,
2、
∴CP=,∴x==4,故選C.
[答案] C
3.(2017·課標(biāo)Ⅲ)已知圓柱的高為1,它的兩個底面的圓周在直徑為2的同一個球的球面上,則該圓柱的體積為( )
A.π B.
C. D.
[解析] 繪制圓柱的軸截面如圖所示,
由題意可得:AC=1,AB=,結(jié)合勾股定理,底面半徑r==,
由圓柱的體積公式可得:圓柱的體積是V=πr2h=π×2×1=π,故選B.
[答案] B
4.(2018·青島二模)已知三棱錐D-ABC中,AB=BC=1,AD=2,BD=,AC=,BC⊥AD,則該三棱錐的外接球的表面積為( )
A.π B.6π
C.5π D.8π
[
3、解析] ∵由勾股定理易知DA⊥BC,AB⊥BC,∴BC⊥平面DAB,∴CD==.∴AC2+AD2=CD2.∴DA⊥AC.取CD的中點O,由直角三角形的性質(zhì)知O到點A,B,C,D的距離均為,其即為三棱錐的外接球球心.故三棱錐的外接球的表面積為4π2=6π.
[答案] B
5.某三棱錐的三視圖如圖所示,該三棱錐的表面積是( )
A.28+6 B.30+6
C.56+12 D.60+12
[解析]
由幾何體的三視圖可知,該三棱錐的直觀圖如圖所示,
其中AE⊥平面BCD,CD⊥BD,且CD=4,BD=5,BE=2,ED=3,AE=4.
∵AE=4,ED=3,∴
4、AD=5.
又CD⊥BD,CD⊥AE,
則CD⊥平面ABD,故CD⊥AD,
所以AC=且S△ACD=10.
在Rt△ABE中,AE=4,BE=2,故AB=2.
在Rt△BCD中,BD=5,CD=4,
故S△BCD=10,且BC=.
在△ABD中,AE=4,BD=5,故S△ABD=10.
在△ABC中,AB=2,BC=AC=,
則AB邊上的高h=6,故S△ABC=×2×6=6.因此,該三棱錐的表面積為S=30+6.
[答案] B
6.如圖,已知球O是棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1的內(nèi)切球,則平面ACD1截球O的截面面積為( )
A.π B.
C.
5、D.π
[解析] 平面ACD1截球O的截面為△ACD1的內(nèi)切圓.因為正方體的棱長為1,所以AC=CD1=AD1=,所以內(nèi)切圓的半徑r=×tan 30°=,所以S=πr2=π×=π.
[答案] C
7.有一根長為3π cm,底面直徑為2 cm的圓柱形鐵管,用一段鐵絲在鐵管上纏繞2圈,并使鐵絲的兩個端點落在圓柱的同一母線的兩端,則鐵絲的最短長度為______ cm.
[解析] 把圓柱側(cè)面及纏繞其上的鐵絲展開,在平面上得到矩形ABCD(如圖),
由題意知BC=3π cm,AB=4π cm,點A與點C分別是鐵絲的起、止位置,故線段AC的長度即為鐵絲的最短長度.AC==5π(cm),
6、故鐵絲的最短長度為5π cm.
[答案] 5π
8.(2017·江蘇)如圖,在圓柱O1,O2內(nèi)有一個球O,該球與圓柱的上、下面及母線均相切.記圓柱O1,O2的體積為V1,球O的體積為V2,則的值是______.
[解析] 設(shè)球半徑為r,則==,故答案為.
[答案]
9.(2018·遼寧省沈陽二中期中)如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1的側(cè)棱A1A和B1B上各有一個動點P,Q,且滿足A1P=BQ,M是棱CA上的動點,則的最大值是______.
[解析] 設(shè)三棱柱ABC-A1B1C1的體積為V
∵側(cè)棱AA1和BB1上各有一動點P,Q滿足A1P=BQ,
∴四邊形PQBA與四
7、邊形PQB1A1的面積相等,
∵M是棱CA上的動點,
∴M是C時,最大
又四棱椎M-PQBA的體積等于三棱錐C-ABA1的體積等于V,∴的最大值是=.
[答案]
10.如圖,在三棱錐D-ABC中,已知BC⊥AD,BC=2,AD=6,AB+BD=AC+CD=10,求三棱錐D-ABC的體積的最大值.
[解] 由題意知,線段AB+BD與線段AC+CD的長度是定值,因為棱AD與棱BC相互垂直.
設(shè)d為AD到BC的距離.
則VD-ABC=AD·BC×d××=2d,當(dāng)d最大時,VD-ABC體積最大,∵AB+BD=AC+CD=10,∴當(dāng)AB=BD=AC=CD=5時,d有最大值=.此
8、時V=2.
[B能力提升練]
1.(2018·太原一模)如圖,平面四邊形ABCD中,AB=AD=CD=1,BD=,BD⊥CD,將其沿對角線BD折成四面體A′-BCD,使平面A′BD⊥平面BCD,若四面體A′-BCD的頂點在同一個球面上,則該球的表面積為( )
A.3π B.π
C.4π D.π
[解析] 由圖示可得BD=A′C=,BC=,△DBC與△A′BC都是以BC為斜邊的直角三角形,由此可得BC中點到四個點A′,B,C,D的距離相等,即該三棱錐的外接球的直徑為,所以該外接球的表面積S=4π×2=3π.
[答案] A
2.(2018·寧夏銀川市興慶區(qū)長慶高中一模試卷
9、)如圖,網(wǎng)格紙上正方形小格的邊長為1,圖中粗線畫出的是某幾何體的三視圖,則該幾何體的體積為( )
A. B.
C. D.4
[解析] 如圖所示,由三視圖可知該幾何體為:
四棱錐P-ABCD.連接BD.
其體積V=VB-PAD+VB-PCD= ××1×2×2+××1×2×2=.
[答案] B
3.如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1
的棱長為,以頂點A為球心,2為半徑作為一個球,則圖中球面與正方體的表面相交所得到的兩段弧長之和為______.
[解析] 由題意,圖中弧為過球心的平面與球面相交所得大圓的一段弧,因為∠A1AE=∠BAF=,所以∠EAF=,由弧
10、長公式知弧的長為2×=.弧為不過球心的平面與球面相交所得小圓的一段弧,其圓心為B,因為球心到平面BCC1B1的距離d=,球的半徑R=2,所以小圓的半徑r==1,又∠GBF=,所以弧的長為1×=.故兩段弧長之和為.
[答案] π
4.(2016·浙江)如圖,在△ABC中,AB=BC=2,∠ABC=120°.若平面ABC外的點P和線段AC上的點D,滿足PD=DA,PB=BA,則四面體PBCD的體積的最大值是______.
[解析] 設(shè)PD=DA=x,
在△ABC中,AB=BC=2,∠ABC=120°,
∴AC=
==2,
∴CD=2-x,且∠ACB=(180°-120°)=30°
11、,
∴S△BCD=BC·DC·sin∠ACB=×2×(2-x)×=(2-x).
要使四面體體積最大,當(dāng)且僅當(dāng)點P到平面BCD的距離最大,而P到平面BCD的最大距離為x.
則V四面體PBCD=×(2-x)x=[-(x-)2+3],由于0
12、C與NC的長;
(3)三棱錐C-MNP的體積.
[解] (1)該三棱柱的側(cè)面展開圖為一邊長分別為4和9的矩形,故對角線長為=.
(2)將該三棱柱的側(cè)面沿棱BB′展開,如下圖,
設(shè)PC=x,則MP2=MA2+(AC+x)2.
∵MP=,MA=2,AC=3,
∴x=2,即PC=2.又∵NC∥AM,故=,即=.∴NC=.
(3)S△PCN=×CP×CN=×2×=.
在三棱錐M-PCN中,M到面PCN的距離,
即h=×3=.
∴VC-MNP=VM-PCN=·h·S△PCN
=××=.
[C尖子生專練]
如圖所示,從三棱錐P-ABC的頂點P沿著三條側(cè)棱PA,PB,PC剪開成
13、平面圖形得到△P1P2P3,且P2P1=P2P3.
(1)在三棱錐P-ABC中,求證:PA⊥BC;
(2)若P1P2=26,P1P3=20,求三棱錐P-ABC的體積.
[解] (1)證明:由題設(shè)知A,B,C分別是P1P3,P1P2,P2P3的中點,且P2P1=P2P3,從而PB=PC,AB=AC,取BC的中點D,連接AD,PD(圖略),則AD⊥BC,PD⊥BC,又AD∩PD=D,∴BC⊥平面PAD.又PA?平面PAD,故PA⊥BC.
(2)由題設(shè)有AB=AC=P1P2=13,PA=P1A=BC=10,PB=PC=P1B=13,∴AD=PD==12,在等腰三角形DPA中,
底邊PA上的高h==,
∴S△DPA=PA·h=5.
又BC⊥平面PAD,∴VP-ABC=VB-PDA+VC-PDA
=BD·S△DPA+DC·S△PDA
=BC·S△PDA=×10×5
=.