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天天练26 空间几何体
一、选择题
1.(2018·四川资阳联考)给出下列几个命题,其中正确命题的个数是( )
①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆柱的母线;
②底面为正多边形,且有相邻的两个侧面与底面垂直的棱柱是正棱柱;
③棱台的上、下底面可以不相似,但侧棱长一定相等;
④若有两个侧面垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱.
A.0 B.1
C.2 D.3
答案:B
解析:①错误,只有这两点的连线平行于轴线时才是母线;②正确;③错误,棱台的上、下底面是相似且对应边平行的多边形,各侧棱延长线交于一点,但是侧棱长不一定相等;④平行六面体的两个相对侧面也可能与底面垂直且互相平行,故④不正确.故选B.
2.已知一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的直观图是( )
答案:C
解析:A选项中的几何体,正视图不符,侧视图也不符,俯视图中没有虚线;B选项中的几何体,俯视图中不出现虚线;C选项中的几何体符合三个视图;D选项中的几何体,正视图不符.故选C.
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3.正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱BB1的中点(如右图所示),用过点A,E,C1的平面截去该正方体的上半部分,则剩余几何体的正视图为( )
答案:C
解析:过点A,E,C1的平面与棱DD1,相交于点F,且F是棱DD1的中点,截去正方体的上半部分,剩余几何体的直观图如右图所示,则其正视图应为选项C.
4.(2018·保定一模)一只蚂蚁从正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A处出发,经正方体的表面,按最短路线爬行到顶点C1的位置,则下列图形中可以表示正方体及蚂蚁最短爬行路线的正视图是( )
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
答案:D
解析:蚂蚁由点A经正方体的表面,按最短路线爬行到顶点C1的位置,若把平面BCC1B1展开到与平面ABB1A1在同一个平面内,在矩形中连接AC1,会经过BB1的中点,故此时的正视图为②.若把平面ABCD展开到与平面CDD1C1在同一个平面内,在矩形中连接AC1,会经过CD的中点,此时正视图为④. 其他几种展形方式对应的正视图在题中没有出现或者已在②④中了.故选D.
5.(2018·福建南平一模)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积是( )
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A. B.
C. D.1
答案:B
解析:由三视图可知,该几何体是一个三棱锥,其中PA⊥底面ABC,PA=2,AB⊥BC,AB=BC=1.∴S△ABC=·AB·BC=×12=.因此V=·S△ABC·PA=××2=.故选B.
6.(2018·辽宁铁岭三联)一个几何体的三视图如图所示,其中正视图是正三角形,则几何体的外接球的表面积为( )
A. B.
C.16π D.
答案:D
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解析:由三视图知几何体是三棱锥S-ABC,且平面SAC与底面ABC垂直,高为2,如图所示,其中OA=OB=OC=2,SO⊥平面ABC,且SO=2,其外接球的球心在SO上,设球心为M,OM=x,则=2-x,解得x=,∴外接球的半径R=,∴几何体的外接球的表面积S=4π×=π.故选D.
7.(2018·广东七校联考(二))《九章算术》商功章有题:一圆柱形谷仓,高1丈3尺3寸,容纳米2 000斛,(注:1丈=10尺,1尺=10寸,1斛≈1.62立方尺,圆周率取3),则圆柱底面圆周长约为( )
A.1丈3尺 B.5丈4尺
C.9丈2尺 D.48丈6尺
答案:B
解析:由题意,圆柱形谷仓的高h=10+3+×=(尺),体积V≈2 000×1.62=3 240(立方尺).设圆柱的底面半径为R尺,由体积公式得πR2×≈3 240,得3R2×≈3 240,解得R2≈81,故R≈9,所以底面圆周长C=2πR≈2×3×9=54(尺),即5丈4尺,故选B.
8.(2018·山西临汾三模)如图,网格纸上小正方形的边长为1,图中粗线画出的是某零件的三视图,该零件由一个底面直径为4,高为4的圆柱体毛坯切削得到,则切削掉部分的体积与原毛坯体积的比值为( )
A. B.
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C. D.
答案:C
解析:由题图及题意可知,该几何体是由两个圆台组成的,圆台的上、下底面半径分别为1和2,高为2,所以该几何体的体积为V1=×2×2=π.
原毛坯的体积为V=π×22×4=16π,所以切削掉部分的体积与原毛坯体积的比值为=.
二、填空题
9.将矩形ABCD绕边AB旋转一周得到一个圆柱,AB=3,BC=2,圆柱上底面圆心为O,△EFG为下底面圆的一个内接直角三角形,则三棱锥O-EFG体积的最大值是________.
答案:4
解析:由题意知,圆柱的底面半径r=BC=2,高h=AB=3.由△EFG为下底面圆的一个内接直角三角形可得,该三角形的斜边长为2r=4,不妨设两直角边分别为a,b,则a2+b2=(2r)2=16,该直角三角形的面积S=ab,三棱锥O-EFG的高等于圆柱的高h=3,所以其体积V=×ab× 3=ab.由基本不等式可得V=ab≤×=×16=4(当且仅当a=b时等号成立).
10.(2017·天津卷,10)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为________.
答案:π
解析:本题考查正方体的表面积及外接球的体积.
设这个正方体的棱长为a,由题意可知6a2=18,所以a=,所以这个正方体的外接球半径R=a=,所以这个正方体外接球的体积V=πR3=π×3=π.
11.如图是一个几何体的三视图,若其正视图的面积等于8 cm2,俯视图是一个面积为4 cm2的正三角形,则其侧视图的面积等于________.
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答案:4 cm2
解析:易知三视图所对应的几何体为正三棱柱,设其底面边长为a,高为h,则其正视图的长为a,宽为h,故其面积为S1=ah=8;①
而俯视图是一个底面边长为a的正三角形,其面积为S2=a2=4.②
由②得a=4,代入①得h=2.
侧视图是一个长为a,宽为h的矩形,其面积为S3=ah=4 (cm2).
三、解答题
12.已知一个几何体的三视图如图所示,求该几何体的表面积.
解析:由几何体的三视图,可知该几何体是一个组合体,其左边是底面半径为1、高为、母线长为2的半圆锥,右边是底面为等腰三角形(底边长为2、高为2)、高为的三棱锥,
所以此组合体左半部分的表面积为S左边=S底面+S侧面=π×12+π×1×2=π,
组合体右边三棱锥的两个侧面是两个全等的三角形(其中三角形的三边分别为2,,),
所以长为的边所对角α的余弦值为cosα==
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eq \f(3\r(7),14),则sinα=,
S右侧面=×2×××2=,
S右边=S底面+S侧面=×2×2+=2+,
所以该几何体的表面积为S表面积=S左边+S右边=π+2+.
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