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1、
課時規(guī)范練35 空間幾何體的表面積與體積
一、選擇題
1.正六棱柱的高為6,底面邊長為4,則它的表面積為( )
A.48(3+) B.48(3+2)
C.24() D.144
答案:A
2.如圖,一個簡單組合體的正視圖和側(cè)視圖相同,是由一個正方形與一個正三角形構(gòu)成,俯視圖中,圓的半徑為.則該組合體的表面積為( )
A.15π B.18π C.21π D.24π
答案:C
解析:由三視圖可知,該幾何體是由圓錐與等底面的圓柱組合而成的組合體,所以該幾何體的表面積是圓錐的側(cè)面積、圓柱的側(cè)面積和底面圓的面積的和,所以該幾何體的表面積為S=π××2+2π××
2、2+π×()2=21π.
3.一個幾何體按比例繪制的三視圖如圖所示(單位:m),則該幾何體的體積為( )
A. m3 B. m3 C. m3 D. m3
答案:C
解析:結(jié)合三視圖可知,該幾何體是由三個棱長為1 m的正方體和半個棱長為1 m的正方體組成的,所以該幾何體的體積V=3×1×1×1+×1×1×1=(m3).
4.圓臺的一個底面周長是另一個底面周長的3倍,母線長為3,圓臺的側(cè)面積為84π,則圓臺較小底面的半徑為( )
A.7 B.6 C.5 D.3
答案:A
解析:設(shè)圓臺較小底面半徑為r,則另一底面半徑為3r.[來源:]
由S=π(r+3r)·3=84π,解得r
3、=7.
5.某幾何體的三視圖如圖所示,其中俯視圖是個半圓,則該幾何體的表面積為( )
A.π B.π+ C.π+ D.π+
答案:C
解析:由三視圖可知該幾何體為一個半圓錐,即由一個圓錐沿中軸線切去一半而得.∴S=×2××π+×2π×1=π+.
6.一個幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的表面積為( )
A.75+2 B.75+4
C.48+4 D.48+2
答案:B
解析:由三視圖可知該幾何體是一個四棱柱.兩個底面面積之和為2××3=27,四個側(cè)面的面積之和是(3+4+5+)×4=48+4,故表面積是75+4.
7.設(shè)三棱柱的側(cè)棱垂直于底面,所有棱的長都為a,頂
4、點都在一個球面上,則該球的表面積為( )
A.πa2 B.πa2 C.πa2 D.5πa2
答案:B
解析:如圖,O1,O分別為上、下底面的中心,
D為O1O的中點,則DB為球的半徑,有r=DB=,
∴S表=4πr2=4π×πa2.
二、填空題
8.四棱錐P-ABCD的頂點P在底面ABCD中的投影恰好是A,其三視圖如圖,則四棱錐P-ABCD的體積為 .?
答案:a3
解析:易知該四棱錐中,PA⊥底面ABCD,PA=a,底面是邊長為a的正方形,故體積V=a2×a=a3.
9.已知一個圓錐的展開圖如圖所示,其中扇形的圓心角為120°,底面圓的半徑為1,則
5、該圓錐的體積為 .?
答案:
解析:因為扇形弧長為2π,所以圓錐母線長為3,高為2,所求體積V=×π×12×2.
10.若一個圓柱的側(cè)面展開圖是邊長為2的正方形,則此圓柱的體積為 .?
答案:
解析:設(shè)圓柱的底面半徑為r,高為h,底面積為S,體積為V,則有2πr=2?r=,故底面面積S=πr2=π×,故圓柱的體積V=Sh=×2=.
11.已知某幾何體的三視圖的正視圖和側(cè)視圖是全等的等腰梯形,俯視圖是兩個同心圓,如圖所示,則該幾何體的全面積為 .?
答案:26π
解析:由三視圖知該幾何體為上底直徑為2,下底直徑為6,高為2的圓臺,則幾何體的全面積S=π
6、×1+π×9+π×(1+3)×=26π.
12.如圖是一個空間幾何體的三視圖,則這個幾何體的外接球的體積是 .?
答案:π cm3
解析:由題意可知,該幾何體是一個有同一頂點的三條棱兩兩垂直的三棱錐,該三棱錐的底面是直角三角形,它的兩條直角邊的長度分別為4,3,三棱錐的高為5,以長4、寬3、高5補成一個長方體,可知外接球的大圓直徑就等于該長方體的體對角線的長,從而有2R==5(cm),故球的體積為V=πR3=π(cm3).
三、解答題
13.
已知某幾何體的俯視圖是如圖所示的矩形,正視圖是一個底邊長為8,高為4的等腰三角形,側(cè)視圖是一個底邊長為6,高為4的等腰三角形
7、.
(1)求該幾何體的體積V;
(2)求該幾何體的側(cè)面積S.
解:由已知可得該幾何體是一個底面為矩形,高為4,頂點在底面的射影是矩形中心的四棱錐.
(1)V=×(8×6)×4=64.
(2)該四棱錐有兩個側(cè)面PAD,PBC是全等的等腰三角形,且BC邊上的高為h1==4,另兩個側(cè)面PAB,PCD也是全等的等腰三角形,AB邊上的高為h2==5,因此S=2=40+24.
14.如圖所示,在邊長為5+的正方形ABCD中,以A為圓心畫一個扇形,以O(shè)為圓心畫一個圓,M,N,K為切點,以扇形為圓錐的側(cè)面,以圓O為圓錐底面,圍成一個圓錐,求圓錐的全面積與體積.
解:設(shè)圓錐的母線長為l,底面
8、半徑為r,高為h,
由已知條件
解得r=,l=4,
S全面積=πrl+πr2=10π,h=,V=πr2h=2π.
15.一個多面體的直觀圖和三視圖如圖所示,其中M,N分別是AB,AC的中點,G是DF上的一動點.
[來源:]
(1)求該多面體的體積與表面積;
(2)求證:GN⊥AC;
(3)當(dāng)FG=GD時,在棱AD上確定一點P,使得GP∥平面FMC,并給出證明.
(1)解:由題中三視圖可知該多面體為直三棱柱,
AD⊥DF,DF=AD=DC=a,
∴該多面體的體積為a3,
表面積為a2×2+a2+a2+a2=(3+)a2.
(2)證明:連接DB,由四邊形ABCD為正方
9、形,且N為AC的中點知B,N,D三點共線,且AC⊥DN.[來源:]
∵GD⊥AD,GD⊥CD,AD∩CD=D,
∴GD⊥平面ABCD.
∵AC?平面ABCD,
∴GD⊥AC.
又DN∩GD=D,
∴AC⊥平面GDN,∴GN⊥AC.
(3)解:點P與點A重合時,GP∥平面FMC.
證明:取FC的中點H,連接GH,GA,MH.
∵G是DF的中點,∴GHCD.
又M是AB的中點,∴AMCD.
∴GHAM,∴四邊形GHMA是平行四邊形.
∴GA∥MH.
∵M(jìn)H?平面FMC,GA?平面FMC,
∴GA∥平面FMC,
10、
即當(dāng)點P與點A重合時,GP∥平面FMC.
四、選做題
1.過四面體一個頂點的三條棱的中點可以確定一個平面,這樣的平面有4個,用這樣的四個平面截去4個小棱錐后,剩下的幾何體的表面積與原四面體的表面積之比為( )
A.1∶2 B.3∶2 C.4∶3 D.1∶3
答案:A
解析:如圖所示,設(shè)四面體四個面的面積分別為S1,S2,S3,S4,則依題意截去四個小棱錐后,得到的四個截面的面積分別為S1,S2,S3,S4,原四面體各個面上剩余部分的面積為S1,S2,S3,S4,則剩下的幾何體的表面積為2×,其與原四面體的表面積之比為,故應(yīng)選A.
2.如圖,已知正三棱柱ABC-A1B1C
11、1的底面邊長為2 cm,高為5 cm,則一質(zhì)點自點A出發(fā),沿著三棱柱的側(cè)面繞行兩周到達(dá)點A1的最短路線的長為 cm.?
答案:13[來源:]
3.如圖,在三棱錐P-ABC中,PA⊥底面ABC,D是PC的中點.已知∠BAC=,AB=2,AC=2,PA=2.求:
[來源:]
(1)三棱錐P-ABC的體積;
(2)異面直線BC與AD所成的角的余弦值.
解:(1)S△ABC=×2×2=2,三棱錐P-ABC的體積為V=S△ABC×PA=×2×2=.
(2)取PB的中點E,連接DE,AE,
則ED∥BC,
所以∠ADE(或其補角)是異面直線BC與AD所成的角.
在△ADE中,DE=2,AE=,AD=2,
cos∠ADE=,
因此,異面直線BC與AD所成的角的余弦值是.