2022届高考数学一轮复习第七章第二节空间几何体的表面积与体积课时作业理含解析北师大版.pdf

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1、.空间几何体的表面积与体积空间几何体的表面积与体积授课提示：对应学生用书第341 页A 组基础保分练1圆柱的底面积为 S,侧面展开图是一个正方形,那么圆柱的侧面积是A4SB2SCSD错误错误!S解析：由 r2S 得圆柱的底面半径是错误错误!,故侧面展开图的边长为 2错误错误!2错误错误!,所以圆柱的侧面积是 4S答案：A2 已知圆锥的高为 3,底面半径长为 4,若一球的表面积与此圆锥的侧面积相等,则该球的半径长为A5B错误错误!C9D3解析：因为圆锥的底面半径 R4,高 h3,所以圆锥的母线 l5,所以圆锥的侧面积 SRl20设球的半径为 r,则 4r220,所以 r错误错误!答案：B3用与球

2、心距离为 1 的平面去截球,所得的截面圆面积为,则球的表面积为A8错误错误!B4错误错误!C8D4解析：设截面圆半径为 r,则 r2r1,所以球的半径 R错误错误!错误错误!,所以球的表面积为4R28答案：C4 2020高考全国卷已知 A,B,C 为球 O 的球面上的三个点,O1为ABC 的外接圆,若O1的面积为 4,ABBCACOO1,则球 O 的表面积为A64B48C36D32解析：如图,设圆 O1的半径为 r,球的半径为 R,正三角形 ABC 的边长为 a由 r24 得 r2,则错误错误!a2,a2错误错误!,OO1a2错误错误!在 RtOO1A 中,由勾股定理得R2r2OO错误错误!2

3、22错误错误!216,所以 S球4R241664答案：A5 2021XX 摸底某几何体的三视图如图所示,则它的体积为.A错误错误!C错误错误!B错误错误!D错误错误!解析：根据三视图可知,该几何体为三棱锥 A-BCD,放在正方体中如图所示,则该几何体的体积V错误错误!SBCD2错误错误!错误错误!2错误错误!答案：A6已知圆柱的轴截面是边长为2 的正方形,且该圆柱的内切球O1的表面积为 S1,该圆柱的上、下底面的圆周都在球 O2上,球 O2的表面积为 S2,则 S1S2A1错误错误!B12C错误错误!1D21解析：设球 O1和球 O2的半径分别为 r,R,因为该圆柱的轴截面是边长为2 的正方形

4、,所以 r1,R错误错误!,所以错误错误!错误错误!错误错误!错误错误!错误错误!错误错误!答案：B7一个球的表面积是 16,那么这个球的体积为_解析：设球的半径为 R,则由 4R216,解得 R2,所以这个球的体积为错误错误!R3错误错误!答案：错误错误!8一个四棱锥的侧棱长都相等,底面是正方形,其主视图如图所示,则该四棱锥的侧面积是_.解析：因为四棱锥的侧棱长都相等,底面是正方形,所以该四棱锥为正四棱锥,如图,由题意知底面正方形的边长为2,正四棱锥的高为 2,取正方形的中心 O,AD 的中点 E,连接 PO,OE,PE,可知 PO 为正四棱锥的高,PEO 为直角三角形,则正四棱锥的斜高 P

5、E错误错误!错误错误!所以该四棱锥的侧面积 S4错误错误!2错误错误!4错误错误!答案：4错误错误!9如图是一个几何体的主视图和俯视图1 试判断该几何体是什么几何体；2 画出其左视图,并求该平面图形的面积；3 求出该几何体的体积解析：1 正六棱锥2 其左视图如图：其中 ABAC,ADBC,且 BC 的长是俯视图中的正六边形对边的距离,即BC错误错误!a,AD 的长是正六棱锥的高,即 AD错误错误!a,该平面图形的面积S错误错误!错误错误!a错误错误!a错误错误!a23V错误错误!6错误错误!a2错误错误!a错误错误!a310如图,在直三棱柱 ABC-ABC中,ABC 为等边三角形,AA平面 A

6、BC,AB3,AA4,M 为AA的中点,P 是 BC 上一点,且由 P 沿棱柱侧面经过棱CC到 M 的最短路线长为错误错误!,设这条最短路线与 CC的交点为 N,求：.1 该三棱柱的侧面展开图的对角线长；2PC 与 NC 的长；3 三棱锥 C-MNP 的体积2 将该三棱柱的侧面沿棱BB 展开,如图所示设 PCx,则 MP2MA2ACx2解析：1 该三棱柱的侧面展开图为一边长分别为4 和 9 的矩形,故对角线长为错误错误!错误错误!MP错误错误!,MA2,AC3,x2,即 PC2又NCAM,故错误错误!错误错误!,即错误错误!错误错误!,NC错误错误!3SPCN错误错误!CPCN错误错误!2错误

7、错误!错误错误!在三棱锥 M-PCN 中,M 到平面 PCN 的距离,即 h错误错误!3错误错误!VC-hSPCN错误错误!错误错误!错误错误!错误错误!MNPVM-PCN错误错误!B 组能力提升练1已知四面体 ABCD 中,平面 ABD平面 BCD,ABD 是边长为 2 的等边三角形,BDDC,BDCD,则四面体 ABCD 的体积为A错误错误!B错误错误!C错误错误!D2错误错误!解析：平面 ABD平面 BCD,平面 ABD平面 BCDBD,BDCD,CD 平面 BCD,CD平面 ABD,CD 是三棱锥 C-ABD 的高,VC-2错误错误!ABD错误错误!错误错误!22sin 60答案：A2

8、某几何体的三视图如图所示,其中俯视图为扇形,则该几何体的体积为.A错误错误!C错误错误!B错误错误!D错误错误!解析：由三视图知该几何体底面扇形的圆心角为 120,即该几何体是某圆锥的三分之一部分,又由侧视图知几何体的高为4,底面圆的半径为2,所以该几何体的体积V错误错误!错误错误!224错误错误!答案：D3过圆锥的轴作截面,如果截面三角形为正三角形,则称圆锥为等边圆锥已知一等边圆锥中,过顶点 P 的截面与底面交于 CD,O 为底面圆的圆心,若COD90,且 SPCD错误错误!,那么这个等边圆锥的体积为A错误错误!B错误错误!C2D错误错误!解析：如图,连接 PO,设圆锥的母线长为 2a,则圆

9、锥的底面半径为 a,圆锥的高 PO错误错误!a由已知得 CD错误错误!a,PCPD2a,则 SPCD错误错误!错误错误!a错误错误!a错误错误!,得 a1,故圆锥的体积为错误错误!12错误错误!1错误错误!答案：B4如图是一个实心金属几何体的直观图,它的中间是高 l 为错误错误!的圆柱,上、下两端均是半径r 为 2 的半球,若将该实心金属几何体在熔炉中高温熔化不考虑过程中的原料损失,熔成一个实心球,则该球的直径为.A3C5B4D6解析：设实心球的半径为 R,实心金属几何体的体积 V错误错误!r3r2l错误错误!84错误错误!错误错误!因为错误错误!R3错误错误!,所以 R错误错误!,所以该球的

10、直径为 2R5答案：C5已知圆锥 SO,过 SO 的中点 P 作平行于圆锥底面的截面,以截面为上底面作圆柱 PO,圆柱的下底面落在圆锥的底面上如图,则圆柱 PO 的体积与圆锥 SO 的体积的比值为_解析：设圆锥 SO 的底面半径为 r,高为 h,则圆柱 PO 的底面半径是错误错误!,高为错误错误!,所以 V圆锥 SO错误错误!r2h,V圆柱 PO错误错误!错误错误!错误错误!错误错误!,所以错误错误!错误错误!答案：错误错误!6已知半球 O 的半径 r2,正三棱柱 ABC-A1B1C1内接于半球 O,其中底面 ABC 在半球 O 的大圆面内,点 A1,B1,C1在半球 O 的球面上若正三棱柱

11、ABC-A1B1C1的侧面积为 6错误错误!,则其侧棱的长是_解析：依题意 O 是正三角形 ABC 的中心,设 ABa,分析计算易得 0a2错误错误!,AO错误错误!a,在 RtAOA1中,AOr2,则 AA1错误错误!错误错误!,所以正三棱柱 ABC-A1B1C1的侧面积 S3aAA13a错误错误!3错误错误!6错误错误!,整理得a412a2360,解得a26,即a错误错误!,此时侧棱AA1错误错误!答案：错误错误!C 组创新应用练1 2021XX 模拟张衡是中国东汉时期伟大的天文学家、数学家,他曾经得出圆周率的平方除以十六等于八分之五已知三棱锥A-BCD 的每个顶点都在球O 的球面上,AB

12、底面BCD,BCCD,且 ABCD错误错误!,BC2,利用张衡的结论可得球O 的表面积为A30B10错误错误!C33D12错误错误!解析：因为 BCCD,所以 BD错误错误!,又 AB底面 BCD,所以球 O 的球心为侧棱 AD 的中点,从而球 O 的直径为错误错误!利用张衡的结论可得错误错误!错误错误!,则 错误错误!,所以球 O 的表面积为 4错误错误!错误错误!1010错误错误!.答案：B2已知四面体 ABCD 内接于半径为 R 的球 O 内,BC错误错误!AB3错误错误!,BAC错误错误!,若球心 O 到平面 ABC 的距离为错误错误!,则四面体 ABCD 体积的最大值为A2错误错误!

13、B错误错误!C错误错误!D错误错误!解析：设ABC 外接圆的圆心为 O,半径为 r,则错误错误!2r,得 r3连接 OO,BO,OB,则 R2错误错误!错误错误!32,得 R2错误错误!易知当点 D 到平面 ABC 的距离为错误错误!R 时,四面体 ABCD 的体积最大 在ABC 中,BC错误错误!AB3错误错误!,BAC错误错误!,由余弦定理可得 cos 错误错误!错误错误!错误错误!,得AC3,SABC错误错误!33错误错误!错误错误!,四面体ABCD体积的最大值为错误错误!错误错误!3错误错误!错误错误!答案：D3 一件珍贵文物要在博物馆大厅中央展出,需要设计各面是玻璃平面的无底正四棱柱

14、将其罩住,罩内充满保护文物的无色气体已知文物近似于塔形如图,高 18 米,体积 05 立方米,其底部是直径为 09 米的圆形,要求文物底部与玻璃罩底边至少间隔03 米,文物顶部与玻璃罩上底面至少间隔 02 米,气体每立方米 1 000 元,则气体费用最少为A4 500 元C2 880 元B4 000 元D2 380 元解析：由题意可知,文物底部是直径为 09 米的圆形,文物底部与玻璃罩底边至少间隔03 米,所以由正方形与圆的位置关系可知,底面正方形的边长为 0 920 31 5 米 文物高 1 8米,文物顶部与玻璃罩上底面至少间隔02 米,所以正四棱柱的高为18022米则正四棱柱的体积为 V152245立方米因为文物体积为 05 立方米,所以罩内空气的体积为 45054立方米,气体每立方米 1 000 元,所以共需费用至少为41 0004 000元答案：B.