2017—2018学年数学人教A版必修2同步练习:第1章 空间几何体(7份)

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名称 2017—2018学年数学人教A版必修2同步练习:第1章 空间几何体(7份)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2017-09-03 09:16:52

文档简介

(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.已知一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,这个圆柱的表面积与侧面积的比是(  )
A.          
B.
C.
D.
解析: 设圆柱的底面半径为r,母线长为l,则l=2πr,
S表=2πr2+2πrl=2πr2+2πr·2πr=2πr2(1+2π),
S侧=2πr·l=2πr·2πr=4π2r2,
∴S表∶S侧=.
答案: B
2.圆锥的轴截面是等腰直角三角形,侧面积是16π,则圆锥的体积是(  )
A.
B.
C.64π
D.128π
解析: 
设圆锥的母线长为l,底面半径为r,高为h(如图所示),则由题意得l=r,h=r,
∵S圆锥侧=πrl=πr·r=16π,
∴r=4,l=4,h=r=4,
∴V圆锥=πr2·h=π×42×4=.
答案: A
3.已知某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积是(  )
A.108
cm3
B.100
cm3
C.92
cm3
D.84
cm3
解析: 根据三视图还原出几何体,再根据几何体的形状及相应的尺寸求其体积.
此几何体为一个长方体ABCD-A1B1C1D1被截去了一个三棱锥A-DEF,如图所示,其中这个长方体的长、宽、高分别为6、3、6,故其体积为6×3×6=108(cm3).三棱锥的三条棱AE,AF,AD的长分别为4、4、3,故其体积为××4=8(cm3),所以所求几何体的体积为108-8=100(cm3).
答案: B
4.一个四棱锥的侧棱长都相等,底面是正方形,其正视图如图所示,则该四棱锥的侧面积和体积分别是(  )
A.4,8
B.4,
C.4(+1),
D.8,8
解析: 由正视图得出四棱锥的底面边长与高,进而求出侧面积与体积.
由正视图知:四棱锥的底面是边长为2的正方形,四棱锥的高为2,∴V=×22×2=.四棱锥的侧面是全等的等腰三角形,底为2,高为,
∴S侧=4××2×=4.
答案: B
二、填空题(每小题5分,共15分)
5.(2015·安庆市石化一中高二(上)期中)若某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的体积等于________cm3.
解析: 几何体为三棱柱去掉一个三棱锥后的几何体,底面是直角三角形,直角边长分别为3,4,侧面的高为5,被截取的棱锥的高为3.如图:
V=V棱柱-V棱锥=×3×4×5-××3×4×3=24(cm3).
答案: 24
6.(2015·蚌埠市五河高中高二(上)期中)圆锥的侧面展开图是圆心角为120°、半径为2的扇形,则圆锥的表面积是________.
解析: 因为圆锥的侧面展开图是圆心角为120°、半径为2的扇形,
所以圆锥的侧面积等于扇形的面积==π,
设圆锥的底面圆的半径为r,
因为扇形的弧长为×2=π,
所以2πr=π,所以r=,
所以底面圆的面积为π.所以圆锥的表面积为π.
答案: π
7.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为________.
解析: 
将三视图还原为原来的几何体,再利用体积公式求解.
原几何体为组合体:上面是长方体,下面是圆柱的一半(如图所示),其体积为V=4×2×2+π×22×4=16+8π.
答案: 16+8π
三、解答题(每小题10分,共20分)
8.如图,在三棱柱A1B1C1-ABC中,D,E,F分别是AB,AC,AA1的中点.设三棱锥F-ADE的体积为V1,三棱柱A1B1C1-ABC的体积为V2,求V1∶V2.
解析: 通过点D,E,F为中点得出三棱柱与三棱锥的底面面积以及高之间的关系,然后利用体积公式得到体积之间的比值.
设三棱柱的底面ABC的面积为S,高为h,则其体积为V2=Sh.因为D,E分别为AB,AC的中点,所以△ADE的面积等于S.又因为F为AA1的中点,所以三棱锥F-ADE的高等于h,于是三棱锥F-ADE的体积V1=×S×h=Sh=V2,故V1∶V2=1∶24.
9.如图是一个底面直径为20
cm的装有一部分水的圆柱形玻璃杯,水中放着一个底面直径为6
cm,高为20
cm的圆锥形铅锤,且水面高于圆锥顶部,当铅锤从水中取出后,杯里的水将下降多少?
解析: 因为圆锥形铅锤的体积为×π×2×20=60π(cm3),设水面下降的高度为x
cm,
则小圆柱的体积为π2x=100πx.
所以有60π=100πx,解此方程得x=0.6.
故杯里的水将下降0.6
cm.(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.如图所示为某一平面图形的直观图,则此平面图形可能是下图中的(  )
解析: 由直观图知,原四边形一组对边平行且不相等,为梯形,且梯形两腰不能与底垂直.
答案: A
2.水平放置的△ABC,有一边在水平线上,它的斜二测直观图是正三角形A′B′C′,则△ABC是(  )
A.锐角三角形       
B.直角三角形
C.钝角三角形
D.任意三角形
解析: 如下图所示,斜二测直观图还原为平面图形,故△ABC是钝角三角形.
答案: C
3.如图所示的正方形O′A′B′C′的边长为1
cm,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则原图形的周长是(  )
A.6
cm
B.8
cm
C.(2+3)cm
D.(2+2)cm
解析: 直观图中,O′B′=,原图形中OC=AB==3,OA=BC=1,
∴原图形的周长是2×(3+1)=8.
答案: B
4.如图所示,△A′B′C′是水平放置的△ABC的直观图,则在△ABC的三边及中线AD中,最长的线段是(  )
A.AB
B.AD
C.BC
D.AC
解析: 由直观图易知A′D′∥y′轴,根据斜二测画法规则,在原图形中应有AD⊥BC,又AD为BC边上的中线,所以△ABC为等腰三角形.AD为BC边上的高,则有AB,AC相等且最长,AD最短.
答案: C
二、填空题(每小题5分,共15分)
5.水平放置的△ABC的斜二测直观图如图所示,已知A′C′=3,B′C′=2,则AB边上的中线的实际长度为________.
解析: 由于在直观图中,∠A′C′B′=45°,则在原图形中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,AB=5,则AB边的中线为2.5.
答案: 2.5
6.如图所示为一个水平放置的正方形ABCO在直角坐标系xOy中,点B的坐标为(2,2),则在用斜二测画法画出的正方形的直观图中,顶点B′到x′轴的距离为________.
解析: 点B′到x′轴的距离等于点A′到x′轴的距离d,
而O′A′=OA=1,∠C′O′A′=45°,
所以d=O′A′=.
答案: 
7.如图所示,一个水平放置的平面图形的斜二测直观图是一个底角为45°、腰和上底长均为1的等腰梯形,则这个平面图形的面积是________.
解析: ∵A′D′∥B′C′,∴AD∥BC.
∵∠A′B′C′=45°,∴∠ABC=90°.
∴AB⊥BC.∴四边形ABCD是直角梯形,如图所示.
其中,AD=A′D′=1,BC=B′C′=1+,AB=2,
即S梯形ABCD=2+.
答案: 2+
三、解答题(每小题10分,共20分)
8.如图是水平放置的由正方形ABCE和正三角形CDE所构成的平面图形,请画出它的直观图.
解析: 画法:(1)以AB边所在直线为x轴,AB的中垂线为y轴,两轴相交于点O(如图(1)),画相应的x′轴和y′轴,两轴相交于点O′,使∠x′O′y′=45°(如图(2));
(2)在图(2)中,以O′为中点,在x′轴上截取A′B′=AB;分别过A′,B′作y′轴的平行线,截取A′E′=AE,B′C′=BC;在y′轴上截取O′D′=OD.
(3)连接E′D′,D′C′,C′E′,并擦去辅助线x′轴和y′轴,便得到平面图形ABCDE水平放置的直观图A′B′C′D′E′(如图(3)).
9.如图所示,四边形ABCD是一个梯形,CD∥AB,CD=AO=1,三角形AOD为等腰直角三角形,O为AB的中点,试求梯形ABCD水平放置的直观图的面积.
解析: 在梯形ABCD中,AB=2,高OD=1,易知梯形ABCD水平放置的直观图仍为梯形,且上底CD和下底AB的长度都不变,如图所示,在直观图中,O′D′=OD=,梯形的高D′E′=,于是梯形A′B′C′D′的面积为×(1+2)×=.(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.在一个几何体的三视图中,正视图和俯视图如图所示,则相应的侧视图可以为(  )
解析: 由几何体的正视图和俯视图可知,该几何体的底面为半圆和等腰三角形,其侧视图可以是一个由等腰三角形及底边上的高构成的平面图形.
答案: D
2.如图所示,这些几何体各自的三视图中,有且仅有两个视图相同的是(  )
A.①②         
B.①③
C.①④
D.②④
解析: 以正方体其中一面为正视方向时所得的三视图都是正方形,所以①不符合题意,排除A、B、C.
答案: D
3.右图是长和宽分别相等的两个矩形.给定下列三个说法:①存在三棱柱,其正视图、俯视图如右图;②存在四棱柱,其正视图、俯视图如右图;③存在圆柱,其正视图、俯视图如右图.其中正确说法的个数是(  )
A.3
B.2
C.1
D.0
解析: 底面是等腰直角三角形的三棱柱,当它的一个矩形侧面放置在水平面上时,它的正视图和俯视图可以是全等的矩形,因此①正确;若长方体的高和宽相等,则存在满足题意的两个相等的矩形,因此②正确;当圆柱侧放时(即侧视图为圆时),它的正视图和俯视图可以是全等的矩形,因此③正确.
答案: A
4.某四面体的三视图如图所示,该四面体四个面的面积中最大的是(  )
A.8
B.6
C.10
D.8
解析: 
将三视图还原成几何体的直观图如图所示.
它的四个面的面积分别为8,6,10,6,故最大的面积应为10.
答案: C
二、填空题(每小题5分,共15分)
5.已知正方体的棱长为1,其俯视图是一个面积为1的正方形,侧视图是一个面积为的矩形,则该正方体的正视图的面积等于________.
解析: 由题意可知该正方体的放置如图所示,侧视图的方向垂直于面BDD1B1,正视图的方向垂直于面A1C1CA,且正视图是长为,宽为1的矩形,故正视图的面积为.
答案: 
6.如图甲所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AA1,C1D1的中点,G是正方形BCC1B1的中心,则四边形AGFE在该正方体的各个面上的投影可能是图乙中的________.
解析: 在面ABCD和面A1B1C1D1上的投影是图乙(1);在面ADD1A1和面BCC1B1上的投影是图乙(2);在面ABB1A1和面DCC1D1上的投影是图乙(3).
答案: (1)(2)(3)
7.两条平行线在一个平面内的正投影可能是________.
①两条平行线;②两个点;③两条相交直线;④一条直线和直线外的一点;⑤一条直线.
解析: 如图,在正方体A1B1C1D1-ABCD中,直线A1B1∥C1D1,它们在平面ABCD内的投影为AB,CD,且AB∥CD,故①正确;它们在平面BCC1B1内的正投影是点B1和点C1,故②正确;取A1D1的中点E,B1C1的中点F,连接EF,则EF∥D1C1且EF与D1C1在平面ABB1A1内的投影是同一直线A1B1,故⑤正确,故填①②⑤.
答案: ①②⑤
三、解答题(每小题10分,共20分)
8.画出如图所示的几何体的三视图.
解析: 该几何体的三视图如下:
9.根据图中(1)(2)(3)所示的几何体的三视图,想象其实物模型,画出其对应的直观图.
解析: 三视图对应的几何体如图所示.(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.两个球的半径之比为2∶3,那么这两个球的表面积之比为(  )
A.2∶3        
B.4∶9
C.∶
D.8∶27
解析: 设两球的半径分别为r1,r2,表面积分别为S1,S2,
则===.故选B.
答案: B
2.(2015·德阳市中江县龙台中学高二(上)期中)设长方体的长、宽、高分别为2a、a、a,其顶点都在一个球面上,则该球的表面积为(  )
A.3πa2
B.6πa2
C.12πa2
D.24πa2
解析: 根据题意球的半径R满足(2R)2=6a2,
所以S球=4πR2=6πa2,故选B.
答案: B
3.如图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的表面积是(  )
A.9π
B.10π
C.11π
D.12π
解析: 由几何体的三视图可知此几何体是圆柱体与球体的组合体,其表面积S=4πR2+2πr2+2πr·h,代入数据得S=4π+2π+2π×3=12π.故选D.
答案: D
4.(2015·唐山市玉田县林南仓中学高二(上)期中)若圆柱的底面直径和高都与球的直径相等,圆柱、球的表面积分别记为S1、S2,则S1∶S2等于(  )
A.1∶1
B.2∶1
C.3∶2
D.4∶1
解析: 由题意可得圆柱的底面直径和高都与球的直径相等,设球的半径为1,
则S1=6π,S2=4π.
所以S1∶S2=3∶2,故选C.
答案: C
二、填空题(每小题5分,共15分)
5.平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为,则此球的体积为________.
解析: 利用截面圆的性质先求得球的半径长.
如图,设截面圆的圆心为O′,M为截面圆上任一点,
则OO′=,O′M=1,
∴OM==,
即球的半径为,
∴V=π()3=4π.
答案: 4π
6.(2015·吕梁学院附中高二(上)月考)若各顶点都在一个球面上的长方体的高为4,底面边长都为2,则这个球的表面积是________.
解析: 长方体的体对角线长为=2,
球的直径是2R=2,
所以R=,
所以这个球的表面积S=4π()2=24π.
答案: 24π
7.(2015·河源市高二(上)期中)湖面上漂着一个小球,湖水结冰后将球取出,冰面上留下了一个直径为6
cm,深为1
cm的空穴,则该球半径是________
cm,表面积是________cm2.
解析: 设球心为O,OC是与冰面垂直的一条球半径,冰面截球得到的小圆圆心为D,AB为小圆D的一条直径,设球的半径为R,则OD=R-1,
则(R-1)2+32=R2,
解之得R=5
cm,
所以该球表面积为
S=4πR2=4π×52=100π(cm2).
答案: 5 100π
三、解答题(每小题10分,共20分)
8.如果一个几何体的正视图与侧视图都是全等的长方形,边长分别是4
cm与2
cm,如图所示,俯视图是一个边长为4
cm的正方形.求该几何体的外接球的体积.
解析: 由题意可知,该几何体是长方体,底面是正方形,边长是4,高是2.
由长方体与球的性质可得,长方体的体对角线是球的直径,记长方体的体对角线为d,球的半径是r,
d===6(cm),所以球的半径为r=3
cm.
因此球的体积V=πr3=×27π=36π(cm3),
所以外接球的体积是36π
cm3.
9.(2015·大同一中高二(上)月考)如图所示(单位:cm)四边形ABCD是直角梯形,求图中阴影部分绕AB旋转一周所成几何体的表面积和体积.
解析: S球=×4π×22=8π(cm2),
S圆台侧=π(2+5)=35π(cm2),
S圆台下底=π×52=25π(cm2),
即该几何体的表面积为
8π+35π+25π=68π(cm2).
又V圆台=×(22+2×5+52)×4=52π(cm3),
V半球=××23=(cm3).
所以该几何体的体积为
V圆台-V半球=52π-=(cm3).(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.等腰三角形ABC绕底边上的中线AD所在的直线旋转所得的几何体是(  )
A.圆台        
B.圆锥
C.圆柱
D.球
解析: 由题意可得AD⊥BC,且BD=CD,
所以形成的几何体是圆锥.故选B.
答案: B
2.下列说法正确的有(  )
①球的半径是球面上任意一点与球心的连线;
②球的直径是球面上任意两点间的线段;
③用一个平面截一个球,得到的是一个圆;
④用一个平面截一个球,得到的截面是一个圆面.
A.0个
B.1个
C.2个
D.3个
解析: ①是正确的;②是错误的,只有两点的连线经过球心时才为直径;③是错误的;④是正确的.
答案: C
3.(2015·江西临川一中月考)图中的几何体由一个圆柱挖去一个以圆柱的上底面为底面,下底面圆心为顶点的圆锥而得.现用一个竖直的平面去截这个几何体,则截面图形可能是(  )
A.(1)(2)
B.(1)(3)
C.(1)(4)
D.(1)(5)
解析: 当截面不过旋转轴时,截面图形是(5),故选D.
答案: D
4.(2015·安徽宿州十三校联考)用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥,截得圆台上、下底面的面积之比为1∶16,已知圆台的母线长是6
cm,则圆锥的母线长为(  )
A.2
cm
B.
cm
C.8
cm
D.4
cm
解析: 
该圆台的上、下底面半径分别为r1,r2,圆锥的母线长为l,因为上、下底面的面积之比为1∶16,所以r1∶r2=1∶4,如图为几何体的轴截面;则有=,
解得,l=8.故选C.
答案: C
二、填空题(每小题5分,共15分)
5.有下列说法:
①与定点的距离等于定长的点的集合是球面;
②球面上三个不同的点,一定都能确定一个圆;
③一个平面与球相交,其截面是一个圆面.
其中正确说法的个数为________个.
解析: 命题①②都对,命题③中一个平面与球相交,其截面是一个圆面,③对.
答案: 3
6.圆台的两底面半径分别为2,5,母线长是3,则其轴截面面积是________.
解析: 设圆台的高为h,则h==9,
∴轴截面面积S=(4+10)×9=63.
答案: 63
7.把一个圆锥截成圆台,已知圆台的上、下底面半径的比是1∶4,母线长是10
cm,则圆锥的母线长为________.
解析: 设圆锥的母线长为y,圆台的上、下底面半径为x,4x,根据相似三角形的比例关系得:=,也就是4(y-10)=y,所以y=(cm),
所以圆锥的母线长为
cm.
答案: 
cm
三、解答题(每小题10分,共20分)
8.直角三角形ABC中,AB=3,BC=4,AC=5,分别以AB,BC,AC所在直线为轴旋转一周,分析所形成的几何体的结构特征.
解析: 在Rt△ABC中,分别以三条边AB,BC,AC所在直线为轴旋转一周所得的几何体,如下图.
其中图(1)和图(2)是两个不同的圆锥,它们的底面分别是半径为4和3的圆面,母线长均为5.
图(3)是由两个同底圆锥构成的几何体,在圆锥AO中,AB为母线,在圆锥CO中,CB为母线.
9.指出如图所示的图形是由哪些简单几何体构成的.
解析: 分割原图,使它的每一部分都是简单几何体.
图(1)是由一个三棱柱和一个四棱柱拼接而成的简单组合体.
图(2)是由一个圆锥和一个四棱柱拼接而成的简单组合体.
图(3)是由一个四棱锥、一个四棱柱拼接,又在四棱柱中挖去了一个圆柱而成.
图(4)是由一个六棱柱和一个圆柱拼接而成的.(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.如图所示,在三棱台ABC-A′B′C′中,截去三棱锥A′-ABC,则剩余部分是(  )
A.三棱锥       
B.四棱锥
C.三棱柱
D.组合体
解析: 剩余部分是以四边形BCC′B′为底面的四棱锥.
答案: B
2.下列说法中正确的是(  )
①棱锥的各个侧面都是三角形;
②三棱柱的侧面为三角形;
③四面体的任何一个面都可以作为棱锥的底面;
④棱锥的各侧棱长都相等.
A.①②
B.①③
C.②③
D.②④
解析: 由棱锥的定义可知,棱锥的各个侧面都是三角形,①正确;由棱锥的定义可知,棱柱的侧面都是平行四边形,②错误;③正确;棱锥的侧棱长可以相等,也可以不相等,但各侧棱必须有一个公共顶点,④不正确.故选B.
答案: B
3.正五棱柱中,不同在任何侧面且不同在任何底面的两顶点的连线称为它的对角线,那么一个正五棱柱对角线的条数共有(  )
A.20
B.15
C.12
D.10
解析: 从正五棱柱的上底面1个顶点与下底面不与此点在同一侧面上的两个顶点相连可得2条对角线,故共有5×2=10条对角线.
答案: D
4.下列命题中正确的是(  )
A.用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台
B.棱柱中两个互相平行的面一定是棱柱的底面
C.棱台的底面是两个相似的正方形
D.棱台的侧棱延长后必交于一点
解析: A中的平面不一定平行于底面,故A错;正六棱柱中相对的两个侧面互相平行,但不是底面,故B错;C中底面不一定是正方形.
答案: D
二、填空题(每小题5分,共15分)
5.面数最少的棱柱为________棱柱,共有________个面围成.
解析: 棱柱有相互平行的两个底面,其侧面至少有3个,故面数最少的棱柱为三棱柱,共有五个面围成.
答案: 三 5
6.如图,M是棱长为2
cm的正方体ABCD-A1B1C1D1的棱CC1的中点,沿正方体表面从点A到点M的最短路程是____________cm.
解析: 由题意,若以BC为轴展开,则A,M两点连成的线段所在的直角三角形的两直角边的长度分别为2
cm,3
cm,故两点之间的距离是
cm.若以BB1为轴展开,则A,M两点连成的线段所在的直角三角形的两直角边的长度分别为1
cm,4
cm,故两点之间的距离是
cm.
故沿正方体表面从点A到点M的最短路程是
cm.
答案: 
7.侧棱垂直于底面的棱柱叫作直棱柱.
侧棱不垂直于底面的棱柱叫作斜棱柱.
底面是正多边形的直棱柱叫作正棱柱.
底面是平行四边形的四棱柱叫作平行六面体.
侧棱与底面垂直的平行六面体叫作直平行六面体.
底面是矩形的直平行六面体叫作长方体.
棱长都相等的长方体叫作正方体.
请根据上述定义,回答下面的问题:
(1)直四棱柱________是长方体;
(2)正四棱柱________是正方体.(填“一定”、“不一定”“一定不”)
解析: 根据上述定义知:长方体一定是直四棱柱,但是直四棱柱不一定是长方体;正方体一定是正四棱柱,但是正四棱柱不一定是正方体.
答案: (1)不一定 (2)不一定
三、解答题(每小题10分,共20分)
8.如图所示,长方体ABCD-A1B1C1D1.
(1)这个长方体是棱柱吗?如果是,是几棱柱?为什么?
(2)用平面BCNM把这个长方体分成两部分,各部分形成的几何体还是棱柱吗?如果是,是几棱柱,并用符号表示;如果不是,请说明理由.
解析: (1)是棱柱,并且是四棱柱,因为长方体相对的两个面是互相平行的四边形(作底面),其余各面都是矩形(作侧面),且相邻侧面的公共边互相平行,符合棱柱的定义.
(2)截面BCNM的上方部分是三棱柱BB1M-CC1N,下方部分是四棱柱ABMA1-DCND1.
9.在以O为顶点的三棱锥中,过O的三条棱两两的交角都是30°,在一条棱上有A,B两点,OA=4,OB=3,以A,B为端点同一条绳子紧绕三棱锥的侧面一周(绳和侧面无摩擦),求此绳在A,B之间的最短绳长.
解析: 作出三棱锥的平面展开图,如图,A,B两点间的最短绳长就是线段AB的长度.OA=4,OB=3,∠AOB=90°,所以AB=5,即此绳在A,B间最短的绳长为5.(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.观察图中的四个几何体,其中判断正确的是(  )
A.(1)是棱台
B.(2)是圆台
C.(3)是棱锥
D.(4)不是棱柱
解析: 图(1)不是由棱锥截得的,图(2)的上、下两个面不平行,图(4)的前、后两个面平行,其他面都是平行四边形,且每相邻两个四边形的公共边平行,所以A,B,D都不正确.
答案: C
2.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体可以是(  )
A.棱柱
B.棱台
C.圆柱
D.圆台
解析: 从俯视图可看出该几何体上下底面为半径不等的圆,正视图与侧视图为等腰梯形,故此几何体为圆台.
答案: D
3.一个四面体共一个顶点的三条棱两两互相垂直,其长分别为1,,3,其四面体的四个顶点在一个球面上,则这个球的表面积为(  )
A.16π
B.32π
C.36π
D.64π
解析: 将四面体可补形为长方体,此长方体的对角线即为球的直径,而长方体的对角线长为=4,即球的半径为2,故这个球的表面积为4πr2=16π.
答案: A
4.已知水平放置的△ABC按斜二测画法得到如图所示的直观图,其中B′O′=C′O′=1,A′O′=,那么△ABC是一个(  )
A.等边三角形
B.直角三角形
C.三边中只有两边相等的等腰三角形
D.三边互不相等的三角形
解析: 由斜二测画法的规则可得BC=B′C′=2,AO=2A′O′=2×=,
又∵AO⊥BC,∴AB=AC=2,故△ABC是等边三角形.
答案: A
5.一个几何体的三视图如图所示,该几何体从上到下由四个简单几何体组成,其体积分别记为V1,V2,V3,V4,上面两个简单几何体均为旋转体,下面两个简单几何体均为多面体,则有(  )
A.V1<V2<V4<V3
B.V1<V3<V2<V4
C.V2<V1<V3<V4
D.V2<V3<V1<V4
解析: 由三视图可知,四个几何体自上而下分别为圆台,圆柱,四棱柱,四棱台.结合题中所给数据可得:
V1=(4π+π+2π)=,V2=2π,
V3=23=8,V4=(16+4+8)=.
故V2<V1<V3<V4.
答案: C
6.过圆锥的高的三等分点作平行于底面的截面,它们把圆锥的侧面分成的三部分的面积之比为(  )
A.1∶2∶3
B.1∶3∶5
C.1∶2∶4
D.1∶3∶9
解析: 如图,由题意知O1A1∶O2A2∶OA=1∶2∶3,以O1A1,O2A2,OA为半径的圆锥的侧面积之比为1∶4∶9.
故圆锥被截面分成的三部分侧面的面积之比为1∶(4-1)∶(9-4)=1∶3∶5.
答案: B
7.用与球心距离为1的平面去截球,所得的截面面积为π,则球的体积为(  )
A.
B.
C.8π
D.
解析: 设截面圆的半径为r,则πr2=π,故r=1,由勾股定理求得球的半径为=,
所以球的体积为π()3=,故选D.
答案: D
8.如图,在棱长为4的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P是A1B1上一点,且PB1=A1B1,则多面体P-BCC1B1的体积为(  )
A.
B.
C.4
D.5
解析: V多面体P-BCC1B1=S正方形BCC1B1·PB1=×42×1=.
答案: B
9.如图所示,三棱台ABC-A1B1C1中,A1B1∶AB=1∶2,则三棱锥B-A1B1C1与三棱锥A1-ABC的体积比为(  )
A.1∶2
B.1∶3
C.1∶
D.1∶4
解析: 三棱锥B-A1B1C1与三棱锥A1-ABC的高相等,故其体积之比等于△A1B1C1与△ABC的面积之比,而△A1B1C1与△ABC的面积之比等于A1B1与AB比的平方,即1∶4.故三棱锥B-A1B1C1与三棱锥A1-ABC的体积比为1∶4.
答案: D
10.一个正三棱柱的三视图如图所示,则此三棱柱的表面积和体积分别为(  )
A.24+8,8
B.4,4
C.12+2,4
D.24+4,4
解析: 由三视图可知此正三棱柱的底面三角形的高为2,三棱柱的高为2,所以其底面边长为4,于是S表=24+8,V=××42×2=8.
答案: A
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)
11.棱锥的高为16,底面积为512,平行于底面的截面面积为50,则截得的棱台的高为________.
解析: 设棱台的高为x,则有2=,
解之,得x=11.
答案: 11
12.把球的表面积扩大到原来的2倍,那么体积扩大到原来的________倍.
解析: 设原来球的半径为r,扩大后的半径为R,
则有4πR2=2×4πr2,则R=r.
则扩大后的体积V=πR3=π(r)3=2·πr3,即体积扩大到原来的2倍.
答案: 2
13.已知矩形ABCD的顶点都在半径为4的球O的球面上,且AB=6,BC=2,则棱锥O-ABCD的体积为________.
解析: 如图所示,OO′垂直于矩形ABCD所在的平面,垂足为O′,连接O′B,OB,则在Rt△OO′B中,由OB=4,O′B=2,可得OO′=2,故VO-ABCD=S矩形ABCD·OO′=×6×2×2=8.
答案: 8
14.如图所示,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的底面边长为2,高为5,一质点自A点出发,沿着三棱柱的侧面绕行两周到达A1点的最短路线的长为________.
解析: 如图所示,将三棱柱沿AA1剪开,可得一矩形,其长为6,宽为5,其最短路线为两相等线段之和,其长度等于2=13.
答案: 13
三、解答题(本大题共4小题,共50分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)画出下图中几何体的三视图.
解析: 图中几何体组合体,下部是三个正方体,上部是一个圆柱,按照正方体和圆柱的三视图的画法画出该组合体的三视图.
该几何体的三视图如图所示.
16.(本小题满分12分)如图所示,用一个平行于圆锥SO底面的平面截这个圆锥,截得圆台上、下底面的面积之比为1∶16,截去的圆锥的母线长是3
cm,求圆台O′O的母线长.
解析: 设圆台O′O的母线长为l,由截得圆台上、下底面的面积之比为1∶16,可设截得圆台的上、下底面的半径分别为r,4r.过轴SO作截面,如图所示.
则△SO′A′∽△SOA,SA′=3
cm.故=,
即=.
解得l=9,故圆台O′O的母线长为9
cm.
17.(本小题满分12分)轴截面为正三角形的圆锥内有一个内切球,若圆锥的底面半径为1
cm,求球的体积.
解析: 如图作出轴截面,
∵△ABC是正三角形,∴CD=AC.
∵CD=1
cm,∴AC=2
cm,AD=
cm.
∵Rt△AOE∽Rt△ACD,∴=.
设OE=R,则AO=-R,∴=,
∴R=(cm).
∴V球=π3=π(cm3).
∴球的体积等于π
cm3.
18.(本小题满分14分)如图,正方体ABCD-A′B′C′D′的棱长为a,连接A′C′,A′D,A′B,BD,BC′,C′D,得到一个三棱锥.求:
(1)三棱锥A′-BC′D的表面积与正方体表面积的比值;
(2)三棱锥A′-BC′D的体积.
解析: (1)∵ABCD-A′B′C′D′是正方体,
∴A′B=A′C′=A′D=BC′=BD=C′D=a,
∴三棱锥A′-BC′D的表面积为4××a××a=2a2.
而正方体的表面积为6a2,故三棱锥A′-BC′D的表面积与正方体表面积的比值为=.
(2)三棱锥A′-ABD,C′-BCD,D-A′D′C′,B-A′B′C′是完全一样的.
故V三棱锥A′-BC′D=V正方体-4V三棱锥A′-ABD
=a3-4××a2×a=.