2014届高考数学 1-1-3-1~2柱体、锥体、台体的表面积与体积球的体积和表面积配套训练 新人教a版必修2

【创新设计】2014届高考数学1-1-3-1~2柱体、锥体、台体的表面积与体积球的体积和表面积配套训练新人教A版必修21．已知长方体的过一个顶点的三条棱长的比是1∶2∶3，对角线的长是2，则这个长方体的体积是(  )．A．6B．12C．24D．48解析 设长方体的过一个顶点的三条棱长分别为x、2x、3x，又对角线长为2，则x2＋(2x)2＋(3x)2＝(2)2，解得x＝2.∴三条棱长分别为2、4、6.∴V长方体＝2×4×6＝48.答案 D2．(2012·广州高一检测)一个几何体的三视图及其尺寸如图(单位：cm)，则该几何体的表面积为(  )．A．12πB．18πC．24πD．36π解析 由三视图知该几何体为圆锥，底面半径r＝3，母线l＝5，∴S表＝πrl＋πr2＝24π.故选C.答案 C3．已知圆台上、下底面面积分别是π、4π，侧面积是6π，则这个圆台的体积是(  )．A.πB．2C.πD.π解析 S1＝π，S2＝4π，∴r＝1，R＝2，S＝6π＝π(r＋R)l，∴l＝2，∴h＝. ∴V＝π(1＋4＋2)×＝π.答案 D4．把由曲线y＝|x|和y＝2围成的图形绕x轴旋转360°，所得旋转体的体积为________．解析 由题意，y＝|x|和y＝2围成图中阴影部分的图形，旋转体为一个圆柱挖去两个相同的共顶点的圆锥．∵V圆柱＝π×22×4＝16π，2V圆锥＝2×π×22×2＝，∴所求几何体体积为16π－＝.答案 5．已知一个圆锥的展开图如图所示，其中扇形的圆心角为120°，底面圆的半径为1，则该圆锥的体积为________．解析 因为扇形弧长为2π，所以圆锥母线长为3，高为2，所求体积V＝×π×12×2＝＝.答案 6．若直角梯形的一个底角为45°，下底长为上底长的，这个梯形绕下底所在直线旋转一周所成的旋转体的表面积是(5＋)π，求这个旋转体的体积．解 如图所示，在梯形ABCD中，AB∥CD，∠A＝90°，∠B＝45°，绕AB边旋 转一周后形成一圆柱和一圆锥的组合体．设CD＝x，AB＝x，则AD＝AB－CD＝，BC＝x.S表＝S圆柱底＋S圆柱侧＋S圆锥侧＝π·AD2＋2π·AD·CD＋π·AD·BC＝π·＋2π··x＋π·×x＝πx2.根据题设，πx2＝(5＋)π，则x＝2.所以旋转体体积V＝π·AD2·CD＋·AD2·(AB－CD)＝π×12×2＋×12×(3－2)＝π.7．(2012·温州检测(二))如图所示，一个空间几何体的正(主)视图和侧(左)视图都是边长为2的正方形，俯视图是一个直径为2的圆，则这个几何体的全面积为(  )．A．2πB．4πC．6πD．8π解析 由三视图知该空间几何体为圆柱，所以其全面积为π×12×2＋2π×1×2＝6π，故选C. 答案 C8．设某几何体的三视图如图(尺寸的长度单位为m)．则该几何体的体积为________m3.解析 由三视图可知原几何体是一个三棱锥，由“长对正，宽相等，高平齐”的原则可知三棱锥的高为2，底面三角形的底边长为4，高为3，则所求棱锥的体积为V＝××3×4×2＝4.答案 49．如图，若球O的半径为5，一个内接圆台的两底面半径分别为3和4(球心O在圆台的两底面之间)，则圆台的体积为________．解析 作经过球心的截面(如图)，O1A＝3，O2B＝4，OA＝OB＝5，则OO1＝4，OO2＝3，O1O2＝7，V＝(32＋＋42)×7＝π.答案 π10．若一个四面体的所有棱长都为，四个顶点都在同一球面上，则此球的表面积为________．解析 如图，把四面体ABCD补成正方体，则正方体的棱长为1，正方体的体对 角线长等于外接球的直径，球的直径2R＝，球的表面积S＝4πR2＝3π.答案 3π11．如图，在梯形ABCD中，AD∥BC，∠ABC＝90°，AD＝a，BC＝2a，∠DCB＝60°，在平面ABCD内过点C作l⊥CB，以l为轴将梯形ABCD旋转一周，求旋转体的表面积和体积．解 如题图，在梯形ABCD中，∠ABC＝90°，AD∥BC，AD＝a，BC＝2a，∠DCB＝60°，∴CD＝＝2a，AB＝CDsin60°＝a，∴DD′＝AA′－2AD＝2BC－2AD＝2a，∴DO＝DD′＝a，由于以l为轴将梯形ABCD旋转一周后形成的几何体为圆柱中挖去一个倒放的与圆柱等高的圆锥．由上述计算知，圆柱母线长a，底面半径2a，圆锥的母线长2a，底面半径a，∴圆柱的侧面积S1＝2π·2a·a＝4πa2，圆锥的侧面积S2＝π·a·2a＝2πa2，圆柱的底面积S3＝π(2a)2＝4πa2，圆锥的底面积S4＝πa2，∴旋转体的表面积S＝S1＋S2＋2S3－S4＝4πa2＋2πa2＋4πa2×2－πa2＝(4＋9)πa2.又由题意知形成的几何体的体积为一个圆柱的体积减去一个圆锥的体积．V柱＝Sh＝π(2a)2·a＝4πa3.V锥＝S′h＝π·a2·a＝πa3.∴V＝V柱－V锥＝4πa3－πa3＝πa3.12．(创新拓展)一个倒立圆锥形容器，它的轴截面是正三角形，在这容器内注入水并且放入一个半径为r的铁球，这时水面恰好和球面相切，问将球从圆锥内取出后，圆锥内水平面的高是多少？解 设球取出后水面高PH＝x，如图所示． ∵AC＝r，PC＝3r，∴以AB为底面直径的圆锥的容积为V圆锥＝π·AC2·PC＝π(r)2·3r＝3πr2，V球＝πr2.球取出后水面下降到EF，水的体积为V水＝π·EH2·PH＝π(PH·tan30°)2·PH＝πx2.而V水＝V圆锥－V球，即πx3＝3πr3－πr3，∴x＝r.故球取出后水面的高为r.