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1、
高考數(shù)學精品復習資料
2019.5
課時規(guī)范練
A組 基礎(chǔ)對點練
1.體積為8的正方體的頂點都在同一球面上,則該球的表面積為( )
A.12π B.π
C.8π D.4π
解析:由正方體的體積為8可知,正方體的棱長a=2.又正方體的體對角線是其外接球的一條直徑,即2R=a(R為正方體外接球的半徑),所以R=,故所求球的表面積S=4πR2=12π.
答案:A
2.平面α截球O的球面所得圓的半徑為1,球心O到平面α的距離為,則此球的體積為( )
A.π B.4π
C.4π D.6π
解
2、析:設(shè)球的半徑為R,由球的截面性質(zhì)得R==,所以球的體積V=πR3=4π.
答案: B
3.已知一個幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為( )
A. B.
C. D.
解析:該幾何體由一個三棱錐和一個三棱柱組合而成,直觀圖如圖所示,
V=V柱+V錐=(1+1)12+(1+1)12=,故選C.
答案:C
4.如圖,網(wǎng)格紙上小正方形的邊長為1,粗線(實線和虛線)表示的是某幾何體的三視圖,則該幾何體外接球的表面積為( )
A.24π B.29π
C.48π D.58π
解析:如圖,在324的長方體中構(gòu)造符合題意的幾何體(三棱錐ABCD),其外接球
3、即為長方體的外接球,表面積為4πR2=π(32+22+42)=29π.
答案:B
5.(20xx西安質(zhì)量檢測)某幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為( )
A. B.
C. D.3
解析:根據(jù)幾何體的三視圖,得該幾何體是下部為直三棱柱,上部為三棱錐的組合體,如圖所示,則該幾何體的體積是V幾何體=V三棱柱+V三棱錐=211+211=.故選A.
答案:A
6.(20xx山西四校聯(lián)考)若三棱錐PABC的最長的棱PA=2,且各面均為直角三角形,則此三棱錐的外接球的體積是________.
解析:如圖,根據(jù)題意,可把該三棱錐補成長方體,則該三棱錐的外接球即該長方體的
4、外接球,易得外接球的半徑R=PA=1,所以該三棱錐的外接球的體積V=π13=π.
答案:π
7.已知矩形ABCD的頂點都在半徑為2的球O的球面上,且AB=3,BC=,過點D作DE垂直于平面ABCD,交球O于E,則棱錐EABCD的體積為________.
解析:如圖所示,BE過球心O,∴DE==2,
∴VE-ABCD=32=2.
答案:2
8.已知H是球O的直徑AB上一點,AH∶HB=1∶2,AB⊥平面α,H為垂足,α截球O所得截面的面積為π,則球O的表面積為________.
解析:如圖,設(shè)截面小圓的半徑為r,球的半徑為R,因為AH∶HB=1∶2,所以O(shè)H=R.由勾
5、股定理,有R2=r2+OH2,又由題意得πr2=π,則r=1,故R2=1+(R)2,即R2=.由球的表面積公式,得S=4πR2=.
答案:
9.(20xx高考全國卷Ⅱ)如圖,菱形ABCD的對角線AC與BD交于點O,點E,F(xiàn)分別在AD,CD上,AE=CF,EF交BD于點H.將△DEF沿EF折到△D′EF的位置.
(1)證明:AC⊥HD′;
(2)若AB=5,AC=6,AE=,OD′=2,求五棱錐D′ABCFE的體積.
解析:(1)證明:由已知得AC⊥BD,AD=CD.
又由AE=CF得=,故AC∥EF.
由此得EF⊥HD,EF⊥HD′,所以AC⊥HD′.
(2)由EF∥AC得
6、==.
由AB=5,AC=6得DO=BO==4.
所以O(shè)H=1,D′H=DH=3.
于是OD′2+OH2=(2)2+12=9=D′H2,
故OD′⊥OH.
由(1)知,AC⊥HD′,又AC⊥BD,BD∩HD′=H,
所以AC⊥平面BHD′,于是AC⊥OD′.
又由OD′⊥OH,AC∩OH=O,所以O(shè)D′⊥平面ABC.
又由=得EF=.
五邊形ABCFE的面積S=68-3=.
所以五棱錐D′ABCFE的體積V=2=.
10.如圖,在四棱錐SABCD中,四邊形ABCD為矩形,E為SA的中點,SA=SB=2,AB=2,BC=3.
(1)證明:SC∥平面BDE;
(2)若B
7、C⊥SB,求三棱錐CBDE的體積.
解析:(1)證明:連接AC,設(shè)AC∩BD=O,
∵四邊形ABCD為矩形,則O為AC的中點.
在△ASC中,E為AS的中點,∴SC∥OE,
又OE?平面BDE,SC?平面BDE,∴SC∥平面BDE.
(2)∵BC⊥AB,BC⊥SB,AB∩SB=B,
∴BC⊥平面SAB,又BC∥AD,∴AD⊥平面SAB.
∵SC∥平面BDE,
∴點C與點S到平面BDE的距離相等,
∴VCBDE=VSBDE=VDSBE,
在△ABS中,SA=SB=2,AB=2,
∴S△ABS=21=.
又∵E為AS的中點,∴S△BES=S△ABS=.
又點D
8、到平面BES的距離為AD,
∴VDBES=S△BESAD=3=,
∴VCBDE=,即三棱錐CBDE的體積為.
B組 能力提升練
1.一個幾何體的三視圖如圖所示,該幾何體外接球的表面積為( )
A.36π B.π
C.32π D.28π
解析:根據(jù)三視圖,可知該幾何體是一個四棱錐,其底面是一個邊長為4的正方形,高是2.將該四棱錐補形成一個三棱柱,如圖所示,則其底面是邊長為4的正三角形,高是4,該三棱柱的外接球即為原四棱錐的外接球.∵三棱柱的底面是邊長為4的正三角形,∴底面三角形的中心到該三角形三個頂點的距離為2=,∴外接球的半徑R= =,外接球的表面積S=4πR2=
9、4π=,故選B.
答案:B
2.(20xx廣州模擬)《九章算術(shù)》中,將底面為長方形且有一條側(cè)棱與底面垂直的四棱錐稱為陽馬;將四個面都為直角三角形的三棱錐稱為鱉臑.若三棱錐PABC為鱉臑,PA⊥平面ABC,PA=AB=2,AC=4,三棱錐PABC的四個頂點都在球O的球面上,則球O的表面積為( )
A.8π B.12π
C.20π D.24π
解析:如圖,因為四個面都是直角三角形,所以PC的中點到每一個頂點的距離都相等,即PC的中點為球心O,易得2R=PC=,所以R=,球O的表面積為4πR2=20π,選C.
答案:C
3.在封閉的直三棱柱ABCA1B1C1內(nèi)有一個體積為
10、V的球.若AB⊥BC,AB=6,BC=8,AA1=3,則V的最大值是( )
A.4π B.
C.6π D.
解析:由題意可得若V最大,則球與直三棱柱的部分面相切,若與三個側(cè)面都相切,可求得球的半徑為2,球的直徑為4,超過直三棱柱的高,所以這個球放不進去,則球可與上下底面相切,此時球的半徑R=,該球的體積最大,Vmax=πR3==.
答案:B
4.四棱錐SABCD的所有頂點都在同一個球面上,底面ABCD是正方形且和球心O在同一平面內(nèi),當此四棱錐體積取得最大值時,其表面積等于8+8,則球O的體積等于( )
A. B.
C.16π D.
解析:依題意,設(shè)球O的半徑為R,
11、四棱錐SABCD的底面邊長為a、高為h,則有h≤R,即h的最大值是R,又AC=2R,則四棱錐SABCD的體積VSABCD=2R2h≤.因此,當四棱錐SABCD的體積最大,即h=R時,其表面積等于(R)2+4R =8+8,解得R=2,因此球O的體積等于=,選A.
答案:A
5.多面體的三視圖如圖所示,則該多面體的體積為________cm3.
解析:由三視圖可知該幾何體是一個三棱錐,如圖所示,在三棱錐DABC中,底面ABC是等腰三角形,設(shè)底邊AB的中點為E,則底邊AB及底邊上的高CE均為4,側(cè)棱AD⊥平面ABC,且AD=4,所以三棱錐DABC的體積V=S△ABCAD=444
12、=(cm3).
答案:
6.已知正四棱錐OABCD的體積為,底面邊長為,則以O(shè)為球心,OA為半徑的球的表面積為________.
解析:過O作底面ABCD的垂線段OE(圖略),則E為正方形ABCD的中心.由題意可知()2OE=,所以O(shè)E=,故球的半徑R=OA==,則球的表面積S=4πR2=24π.
答案:24π
7.如圖,已知正三棱錐PABC的側(cè)面是直角三角形,PA=6.頂點P在平面ABC內(nèi)的正投影為點D,D在平面PAB內(nèi)的正投影為點E,連接PE并延長交AB于點G.
(1)證明:G是AB的中點;
(2)在圖中作出點E在平面PAC內(nèi)的正投影F(說明作法及理由),并求四面體PD
13、EF的體積.
解析:(1)證明:因為P在平面ABC內(nèi)的正投影為D,所以AB⊥PD.
因為D在平面PAB內(nèi)的正投影為E,所以AB⊥DE.
因為PD∩DE=D,
所以AB⊥平面PED,故AB⊥PG.
又由已知,可得PA=PB,所以G是AB的中點.
(2)在平面PAB內(nèi),過點E作PB的平行線交PA于點F,F(xiàn)即為E在平面PAC內(nèi)的正投影.
理由如下:由已知可得PB⊥PA,PB⊥PC,又EF∥PB,所以EF⊥PA,EF⊥PC.因此EF⊥平面PAC,即點F為E在平面PAC內(nèi)的正投影.
連接CG,因為P在平面ABC內(nèi)的正投影為D,所以D是正三角形ABC的中心.
由(1)知,G是AB的中
14、點,所以D在CG上,故CD=CG.
由題設(shè)可得PC⊥平面PAB,DE⊥平面PAB,所以DE∥PC,因此PE=PG,DE=PC.
由已知,正三棱錐的側(cè)面是直角三角形且PA=6,可得DE=2,PE=2.
在等腰直角三角形EFP中,可得EF=PF=2,
所以四面體PDEF的體積V=222=.
8.如圖所示,平行四邊形ABCD中,∠DAB=60,AB=2,AD=4.將△CBD沿BD折起到△EBD的位置,使平面EBD⊥平面ABD.
(1)求證:AB⊥DE;
(2)求三棱錐EABD的側(cè)面積和體積.
解析:(1)證明:在△ABD中,∵AB=2,AD=4,∠DAB=60,
∴BD==2
15、.
∴AB2+BD2=AD2,∴AB⊥BD.
又平面EBD⊥平面ABD,平面EBD∩平面ABD=BD,AB?平面ABD,
∴AB⊥平面EBD.又DE?平面EBD,∴AB⊥DE.
(2)由(1)知AB⊥BD.
∵CD∥AB,∴CD⊥BD,從而DE⊥BD.
在Rt△DBE中,∵DB=2,DE=DC=AB=2,
∴S△EDB=DBDE=2.
∵AB⊥平面EBD,BE?平面EBD,∴AB⊥BE.
∵BE=BC=AD=4,
∴S△EAB=ABBE=4.
∵DE⊥BD,平面EBD⊥平面ABD,
∴ED⊥平面ABD,而AD?平面ABD,
∴ED⊥AD,∴S△EAD=ADDE=4.
綜上,三棱錐EABD的側(cè)面積S=S△EDB+S△EAB+S△EAD=8+2.
∵DE⊥平面ABD,
且S△ABD=S△EBD=2,DE=2,
∴VEABD=S△ABDDE=22=.