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1、考點(diǎn)31 空間幾何體的結(jié)構(gòu)及其三視圖和直觀圖、
空間幾何體的表面積與體積
一、選擇題
1.(2011·安徽高考理科·T6)一個(gè)空間幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的表面積為
(A)48 (B)32+ (C)48+ (D)80
【思路點(diǎn)撥】將三視圖還原成直觀圖,可以知道這是一個(gè)底面為等腰梯形的直棱柱,之后利用面積公式,求出六個(gè)面的面積.
【精講精析】選C.三視圖還原為直觀圖,如圖,這是一個(gè)底面為等腰梯形的直棱柱,兩底面等腰梯形的面積和為四個(gè)側(cè)面的面積為所以該幾何體的表面積為48+.
2.(2011·新課標(biāo)全國(guó)高考理科·T6)在一個(gè)幾何體的三視圖中,正視圖和
2、俯視圖如右圖所示,則相應(yīng)的側(cè)視圖可以為
A B C D
【思路點(diǎn)撥】由正視圖和俯視圖可聯(lián)想到幾何體的直觀圖,然后再推出側(cè)視圖.
【精講精析】選D. 由正視圖和俯視圖可以推測(cè)幾何體為半圓錐和三棱錐的組合體(如右圖所示),且頂點(diǎn)在底面的射影恰是底面半圓的圓心, 可知側(cè)視圖為等腰三角形,且輪廓線為實(shí)線,故選D
3.(2011·遼寧高考文科·T10)已知球的直徑SC=4,A,B是該球球面上的兩點(diǎn),AB=2,∠ASC=∠BSC=45°,則棱錐S-ABC的體積為
(A) (B) (C)
3、 (D)
【思路點(diǎn)撥】找到直徑的垂截面是解決本題的關(guān)鍵.
【精講精析】選C,設(shè)球心為,則是兩個(gè)全等的等腰直角三角形斜邊上的高,斜邊故,且有,.
∴=.
4.(2011·廣東高考文科·T7)正五棱柱中,不同在任何側(cè)面且不同在任何底面的兩頂點(diǎn)的連線稱為它的對(duì)角線,那么一個(gè)正五棱柱對(duì)角線的條數(shù)共有
A.20 B.15 C.12 D.10
【思路點(diǎn)撥】本題主要考查空間想象能力及體對(duì)角線的概念,由多面體體對(duì)角線的概念可得答案.
【精講精析】選D.上底面內(nèi)的每個(gè)頂點(diǎn),與下底面內(nèi)不在同一側(cè)面內(nèi)的兩個(gè)頂點(diǎn)的連線,可構(gòu)
4、成正五棱柱的對(duì)角線,所以共10條,故選D.
5.(2011·廣東高考文科·T9)如圖1-3,某幾何體的正視圖(主視圖),側(cè)視圖(左視圖)和俯視圖分別是等邊三角形,等腰三角形和菱形,則該幾何體體積為
(A) (B)4 (C) (D)2
【思路點(diǎn)撥】首先由三視圖得該幾何體為一四棱錐,然后由圖中數(shù)據(jù)求出底面面積及高,再由錐體體積公式求解.
【精講精析】選C.由三視圖可得原幾何體是一四棱錐,底是邊長(zhǎng)為2的菱形,其一條對(duì)角線長(zhǎng)為2,則另一條對(duì)角線長(zhǎng)為,從而底面面積.該棱錐其中兩條側(cè)棱長(zhǎng)為,另外兩條側(cè)棱長(zhǎng)相等,從而得棱錐的高,所以幾何體的體積,故選C.
6.(2
5、011·廣東高考理科·T7)如圖l—3.某幾何體的正視圖(主視圖)是
平行四邊形,側(cè)視圖(左視圖)和俯視圖都是矩形,則該幾何體的體積為
A. B. C. D.
【思路點(diǎn)撥】先由三視圖還原直觀圖,然后再求體積.
【精講精析】選B.由三視圖得,幾何體為一平行六面體,底面是邊長(zhǎng)為3的正方形,高.所以幾何體的體積.故選B.
7.(2011·山東高考理科·T11)右圖是長(zhǎng)和寬分別相等的兩個(gè)矩形.給定下列三個(gè)命題:①存在三棱柱,其正(主)視圖、俯視圖如下圖;②存在四棱柱,其正(主)視圖、俯視圖如右圖;③存在圓柱,其正(主)視圖、俯視圖如右下圖.其中真命題的個(gè)數(shù)是
(A)3 (B
6、)2
(C)1 (D)0
【思路點(diǎn)撥】本題可尋找特殊的幾何體,三棱柱,正四棱柱,圓柱.
【精講精析】選A.只需①底面是等腰直角三角形的直三棱柱,讓其直角三角形直角邊對(duì)應(yīng)的一個(gè)側(cè)面平臥;②正四棱柱平躺;③圓柱平躺即可使得三個(gè)命題為真.
8.(2011·遼寧高考理科·T12)已知球的直徑=4,是該球球面上的兩點(diǎn),=,,則棱錐的體積為
(A) (B) (C) (D)1
【思路點(diǎn)撥】找到直徑的垂截面是解決本題的關(guān)鍵.
【精講精析】選C.由題意可知和是兩個(gè)全等的直角三角形,過(guò)直角頂點(diǎn)分別作斜邊上的高線,由于,求得,所以等邊的面積為,所求棱錐的體積等于
7、以為底的兩個(gè)小三棱錐的體積的和,其高的和即為球的直徑,故.
9.(2011·新課標(biāo)全國(guó)高考文科·T8)在一個(gè)幾何體的三視圖中,正視圖和俯視圖如圖所示,則相應(yīng)的側(cè)視圖可以為
A B C D
【思路點(diǎn)撥】由正視圖和俯視圖可聯(lián)想到幾何體的直觀圖,然后再推出側(cè)視圖.
【精講精析】選D. 由正視圖和俯視圖可以推測(cè)幾何體為半圓錐和三棱錐的組合體(如下圖所示),且頂點(diǎn)在底面的射影恰是底面半圓的圓心, 可知側(cè)視圖為等腰三角形,且輪廓線為實(shí)線,故選D
10.(2011·北京高考理科·T7)某四面體的三視圖如圖所示,該四面體四個(gè)面
8、的面積中最大的是
A
B
C
P
A.8 B. C.10 D.
4
正(主)視圖
4
3
側(cè)(左)視圖
俯視圖
【思路點(diǎn)撥】先畫出直觀圖,標(biāo)出尺寸后,再分別求出四個(gè)面的面積,逐個(gè)比較.
【精講精析】選C.該四面體的直觀圖,如圖所示,,,PA=4,AB=4,BC=3.該四面體的四個(gè)面都是直角三角形.四個(gè)面的面積分別為 故最大面積為10.
11.(2011·北京高考文科·T5)某四棱錐的三視圖如圖所示,該四棱錐的表面積是( )
(A)32 (B) (C)48 (D)
4
4
2
正(主)視圖
側(cè)(左)視圖
俯視
9、圖
2
4
4
【思路點(diǎn)撥】作出直觀圖,如上圖,先求出斜高,再計(jì)算表面積.
【精講精析】選B.斜高為,表面積為.
3
3
2
正視圖
側(cè)視圖
俯視圖
圖1
12.(2011·湖南高考理科·T3)設(shè)圖1是某幾何體的三視圖,則該幾何體的體積為
A.
B.
C.
D.
【思路點(diǎn)撥】本題考查學(xué)生的空間想象能力和計(jì)算幾何體的體積的
能力.
【精講精析】選B.由三視圖可以得到幾何體的上面是一個(gè)半徑為
的球,下面是一個(gè)底面邊長(zhǎng)為3高為2的正四棱柱.
13.(2011·湖南高考文科T4)如圖是某幾何體的三視圖的體積為
(A).
(B).
10、
(C).
(D).
【思路點(diǎn)撥】本題考查學(xué)生的空間想象能力和計(jì)算幾何體的體積的能力.
【精講精析】選D. 由三視圖可以得到幾何體的上面是一個(gè)半徑為的球,下面是一個(gè)底面邊長(zhǎng)是3高為2的正四棱柱.
14.(2011·江西高考文科·T9)將長(zhǎng)方體截去一個(gè)四棱錐,得到的幾何體如右圖所示,則該幾何體的左視圖為
A B C D
【思路點(diǎn)撥】在左視圖中,長(zhǎng)方體的體對(duì)角線投到了側(cè)面,成了側(cè)面的面
對(duì)角線,易得.
【精講精析】選D.根據(jù)正投影的性質(zhì),結(jié)合左視圖的要求知,長(zhǎng)方體體對(duì)角線投到了側(cè)面,成了側(cè)面的面對(duì)角線,結(jié)合選項(xiàng)即得答案
11、.
15.(2011·陜西高考理科·T5)某幾何體的三視圖如圖所示,則它的體積
是( )
(A)
(B)
(C)
(D)
【思路點(diǎn)撥】根據(jù)已知的三視圖想象出空間幾何體,然后由幾何體的組成和有關(guān)幾何體體積公式進(jìn)行計(jì)算.
【精講精析】選A 由幾何體的三視圖可知幾何體為一個(gè)組合體,即一個(gè)正方體中間去掉一個(gè)圓錐體,所以它的體積是
.
16.(2011·浙江高考理科·T3)若某幾何體的三視圖如圖所示,則這個(gè)幾何體的直觀圖可以是
【思路點(diǎn)撥】逐個(gè)檢驗(yàn)篩查.
【精講精析】選D.由正視圖來(lái)看符合條件的只有C,D.從俯視圖來(lái)看只有D選項(xiàng)中的幾何體符合.
17.(2011·浙
12、江高考文科·T7)若某幾何體的三視圖如圖所示,則這個(gè)幾何體的直觀圖可以是
【思路點(diǎn)撥】逐個(gè)檢驗(yàn)選項(xiàng)中的幾何體的直觀圖是否與所給三視圖相符合.
【精講精析】選B.
選項(xiàng)
具體分析
結(jié)論
A
正、俯視圖不相符
錯(cuò)誤
B
三視圖均符合
正確
C
正、俯視圖不相符
錯(cuò)誤
D
側(cè)視圖不相符
錯(cuò)誤
二、填空題
18.(2011·新課標(biāo)全國(guó)高考理科·T15)已知矩形的頂點(diǎn)都在半徑為
4的球的球面上,且,則棱錐的體積為
__ .
【思路點(diǎn)撥】畫出圖形,找出球心位置,然后數(shù)形結(jié)合求出棱錐O-ABCD的
體積.
【精講精析】 如圖所示,垂
13、直于矩形ABCD所在的平面,垂足為,
連接,,則在中,由OB=4, ,可得=2,
19.(2011.天津高考理科.T10)一個(gè)幾何體的三視圖如右圖所示(單位:),則該幾何體的體積為__________
【思路點(diǎn)撥】由三視圖正確判斷出組合體的圖形是關(guān)鍵.
【精講精析】答案:組合體的底座是一個(gè)長(zhǎng)、寬、高分別為3、2、1的長(zhǎng)方體,上面是一個(gè)底面半徑為1,高位3的圓錐,所以所求的體積是:
20.(2011·新課標(biāo)全國(guó)高考文科·T16)已知兩個(gè)圓錐有公共底面,且兩個(gè)圓錐的頂點(diǎn)和底面的圓周都在同一個(gè)球面上,若圓錐底面面積是這個(gè)球面面積的 ,則這兩個(gè)圓錐中,體積較小者的高與體積較大者的高的比值
14、為________
【思路點(diǎn)撥】畫出圖形,利用數(shù)形結(jié)合然后利用球及圓的性質(zhì)求解
【精講精析】 如圖設(shè)球的半徑為,圓錐的底面 圓半徑為,則依題意得
,即
,,
21.(2011·遼寧高考理科·T15)一個(gè)正三棱柱的側(cè)棱長(zhǎng)和底面邊長(zhǎng)相等,體積為,它的三視圖中的俯視圖如右圖所示,左視圖是一個(gè)矩形,則這個(gè)矩形的面積是____________.
【思路點(diǎn)撥】先求底面邊長(zhǎng),再求矩形的面積.
【精講精析】答案:.設(shè)棱長(zhǎng)為,由體積為可列等式,,
所求矩形的底邊長(zhǎng)為,這個(gè)矩形的面積是.
22.(2011·天津高考文科·T10)一個(gè)幾何體的三視圖如圖所示(單位:),則該幾何體的體
15、積為__________
【思路點(diǎn)撥】由三視圖正確判斷出組合體的圖形是關(guān)鍵.
【精講精析】答案:4.組合體的底座是一個(gè)長(zhǎng)、寬、高分別為2、1、1的長(zhǎng)方體,上面也是長(zhǎng)、寬、高分別為1、1、2的長(zhǎng)方體,所以所求的體積是:
23. (2011·福建卷理科·T12)三棱錐P-ABC中,PA⊥底面ABC,PA=3,底面ABC是邊長(zhǎng)為2的正三角形,則三棱錐P-ABC的體積等于______.
【思路點(diǎn)撥】利用公式求體積.
【精講精析】.由題意得:
三、解答題
24.(2011·江西高考文科·T18)如圖,在交AC于點(diǎn)D,現(xiàn)將
(1)當(dāng)棱錐的體積最大時(shí),求PA的長(zhǎng);
(2)若點(diǎn)P為AB的
16、中點(diǎn),E為
【思路點(diǎn)撥】(1)首先根據(jù)面面垂直,證出,再將四棱錐的體積表
示出,借助導(dǎo)數(shù)求體積的最大值.(2)根據(jù)平行線的性質(zhì),兩條平行線中有一條與一條
直線垂直,另一條也與該直線垂直,易證.
【精講精析】
解:(1)設(shè),則
令
則
單調(diào)遞增
極大值
單調(diào)遞減
由上表易知:當(dāng)時(shí),有取最大值.
(2) 證明:作的中點(diǎn)F,連接EF、FP
由已知得:
因?yàn)闉榈妊苯侨切危?
所以.
25.(2011·福建卷文科·T20)如圖,四棱錐P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,點(diǎn)E在線段AD上,且CE∥AB.
(I)求證:CE⊥平面PAD;
(II)若PA=AB=1,AD=3,CD=,∠CDA=45°,求四棱錐P-ABCD的體積.
【思路點(diǎn)撥】(1)由聯(lián)想到,要證,可證,欲證,只需證即可.
(2)用公式求體積.
【精講精析】(1)證明:因?yàn)槠矫鍭BCD,平面ABCD,所以.
因?yàn)樗?
又,所以平面PAD.
(2)由(1)可知.
在中,,.
又因?yàn)?,所以四邊形ABCE為矩形.
所以
=
又平面ABCD,,
所以