
(7類核心考點(diǎn)精講精練)
1. 5年真題考點(diǎn)分布
2. 命題規(guī)律及備考策略
【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的常考內(nèi)容,設(shè)題穩(wěn)定,難度較低,分值為5-6分
【備考策略】1.了解柱、錐、臺(tái)體及簡單組合體的結(jié)構(gòu)特征及其相關(guān)性質(zhì)
2.會(huì)運(yùn)用柱體、錐體、臺(tái)體等組合體的表面積和體積的計(jì)算公式求解相關(guān)問題
【命題預(yù)測】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的常考內(nèi)容,一般給定柱、錐、臺(tái)體及簡單組合體,求對(duì)應(yīng)的表面積與體積,需強(qiáng)化復(fù)習(xí).
知識(shí)講解
1.空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征
(1)多面體的結(jié)構(gòu)特征
(2)旋轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)特征
2.圓柱、圓錐、圓臺(tái)的側(cè)面展開圖及側(cè)面積公式
3.空間幾何體的表面積與體積公式
考點(diǎn)一、空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征
1.以下結(jié)論中錯(cuò)誤的是( )
A.經(jīng)過不共面的四點(diǎn)的球有且僅有一個(gè)B.平行六面體的每個(gè)面都是平行四邊形
C.正棱柱的每條側(cè)棱均與上下底面垂直D.棱臺(tái)的每條側(cè)棱均與上下底面不垂直
2.下列命題:
①有兩個(gè)面平行,其他各面都是平行四邊形的幾何體叫做棱柱;
②有兩側(cè)面與底面垂直的棱柱是直棱柱;
③過斜棱柱的側(cè)棱作棱柱的截面,所得圖形不可能是矩形;
④所有側(cè)面都是全等的矩形的四棱柱一定是正四棱柱.
其中正確命題的個(gè)數(shù)為( )
A.0B.1C.2D.3
3.(多選)如圖,我們常見的足球是由若干個(gè)正五邊形和正六邊形皮革縫合而成.如果我們把足球抽象成一個(gè)多面體,它有60個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)發(fā)出的棱有3條,設(shè)其頂點(diǎn)數(shù)V,面數(shù)F與棱數(shù)E,滿足(Euler's frmula),據(jù)此判斷,關(guān)于這個(gè)多面體的說法正確的是( )
A.共有20個(gè)六邊形
B.共有10個(gè)五邊形
C.共有90條棱
D.共有32個(gè)面
1.下列命題是真命題的是( )
A.兩個(gè)四棱錐可以拼成一個(gè)四棱柱B.正三棱錐的底面和側(cè)面都是等邊三角形
C.經(jīng)過不共線的三個(gè)點(diǎn)的球有且只有一個(gè)D.直棱柱的側(cè)面是矩形
2.下面關(guān)于空間幾何體敘述正確的有( )
A.圓柱的所有母線長都相等B.底面是正方形的棱錐是正四棱錐
C.一個(gè)棱臺(tái)最少有5個(gè)面D.用一平面去截圓臺(tái),截面一定是圓面
3.給出下列命題:
①長方體是四棱柱;
②直四棱柱是長方體;
③底面是正多邊形的棱錐一定是正棱錐;
④延長一個(gè)棱臺(tái)的各條側(cè)棱,它們相交于一點(diǎn).
則正確的是( )
A.①B.②C.③D.④
考點(diǎn)二、柱體的表面積與體積
1.(2024·上海·三模)已知圓柱的底面半徑為3cm,側(cè)面積為24πcm3,則此圓柱的體積為 cm3
2.(全國·高考真題)在長方體ABCD?A1B1C1D1中,,AC1與平面BB1C1C所成的角為30°,則該長方體的體積為
A.8B.C.82D.83
3.(江蘇·高考真題)設(shè)甲、乙兩個(gè)圓柱的底面積分別為S1,S2,體積分別為V1,V2,若它們的側(cè)面積相等,且=94,則V1V2的值是 .
1.2.4.(2024·天津·高考真題)一個(gè)五面體.已知,且兩兩之間距離為1.并已知.則該五面體的體積為( )
A.36B.C.32D.
1.
1.(上?!じ呖颊骖})若正三棱柱的所有棱長均為,且其體積為,則 .
2.(2024·山東·二模)已知圓柱的底面半徑為4,側(cè)面面積為16π,則該圓柱的母線長等于 .
3.(全國·高考真題)正三棱柱側(cè)面的一條對(duì)角線長為2,且與底面成45°角,則此三棱柱的體積為( )
A.62B.6C.D.63
4.(全國·高考真題)已知圓柱的上、下底面的中心分別為O1,O2,過直線O1O2的平面截該圓柱所得的截面是面積為8的正方形,則該圓柱的表面積為
A.B.C.D.
考點(diǎn)三、錐體的表面積與體積
1.(2021·全國·高考真題)已知一個(gè)圓錐的底面半徑為6,其體積為則該圓錐的側(cè)面積為 .
2.(2023·全國·高考真題)在三棱錐P?ABC中,是邊長為2的等邊三角形,,則該棱錐的體積為( )
A.1B.C.2D.3
3.(2023·全國·高考真題)已知四棱錐P?ABCD的底面是邊長為4的正方形,,則△PBC的面積為( )
A.22B.32C.42D.
4.(2023·天津·高考真題)在三棱錐P?ABC中,點(diǎn)M,N分別在棱PC,PB上,且,,則三棱錐和三棱錐P?ABC的體積之比為( )
A.19B.29C.13D.49
1.(2024·全國·高考真題)已知圓柱和圓錐的底面半徑相等,側(cè)面積相等,且它們的高均為3,則圓錐的體積為( )
A.B.C.D.
2.(2023·全國·高考真題)已知圓錐PO的底面半徑為,O為底面圓心,PA,PB為圓錐的母線,∠AOB=120°,若△PAB的面積等于934,則該圓錐的體積為( )
A.πB.6πC.3πD.36π
3.(2022·全國·高考真題)甲、乙兩個(gè)圓錐的母線長相等,側(cè)面展開圖的圓心角之和為2π,側(cè)面積分別為和,體積分別為和.若,則( )
A.5B.22C.D.
4.(2022·全國·高考真題)(多選)如圖,四邊形為正方形,平面,,記三棱錐,F(xiàn)?ABC,的體積分別為,則( )
A.B.
C.D.
考點(diǎn)四、臺(tái)體的表面積與體積
1.(2021·全國·高考真題)正四棱臺(tái)的上?下底面的邊長分別為2,4,側(cè)棱長為2,則其體積為( )
A.B.C.D.
2.(2023·全國·高考真題)在正四棱臺(tái)ABCD?A1B1C1D1中,,則該棱臺(tái)的體積為 .
3.(2022·全國·高考真題)南水北調(diào)工程緩解了北方一些地區(qū)水資源短缺問題,其中一部分水蓄入某水庫.已知該水庫水位為海拔時(shí),相應(yīng)水面的面積為;水位為海拔時(shí),相應(yīng)水面的面積為,將該水庫在這兩個(gè)水位間的形狀看作一個(gè)棱臺(tái),則該水庫水位從海拔上升到時(shí),增加的水量約為()( )
A.B.C.D.
4.(2024·全國·高考真題)已知圓臺(tái)甲、乙的上底面半徑均為,下底面半徑均為r2,圓臺(tái)的母線長分別為,,則圓臺(tái)甲與乙的體積之比為 .
1.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知一個(gè)高為6的圓錐被平行于底面的平面截去一個(gè)高為3的圓錐,所得圓臺(tái)的上、下底面圓周均在球的球面上,球的體積為,且球心在該圓臺(tái)內(nèi),則該圓臺(tái)的表面積為( )
A.B.
C.D.
3.2.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)在正四棱臺(tái)ABCD?A1B1C1D1中,,若正四棱臺(tái)的高為,則其表面積為( )
A.B.C.D.
3.(2024·天津河西·三模)如圖,在三棱柱中,E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點(diǎn),平面將三棱柱分成體積為V1,V2兩部分,則( )
A.1∶1B.4∶3C.6∶5D.7∶5
4.(2024·新疆喀什·二模)(多選)如圖圓臺(tái)O1O2,在軸截面中,,下面說法正確的是( )
A.線段AC=23
B.該圓臺(tái)的表面積為11π
C.該圓臺(tái)的體積為73π
D.沿著該圓臺(tái)的表面,從點(diǎn)到中點(diǎn)的最短距離為5
考點(diǎn)五、組合體的表面積與體積
1.(2024·遼寧大連·一模)陀螺起源于我國,最早出土的石制陀螺是在山西夏縣發(fā)現(xiàn)的新石器時(shí)代遺址.如圖所示的是一個(gè)陀螺立體結(jié)構(gòu)圖.已知,底面圓的直徑AB=12cm,圓柱體部分的高,圓錐體部分的高,則這個(gè)陀螺的表面積(單位:)是( )
A.B.C.D.
2.(2024·湖北武漢·二模)陀螺是中國民間較早的娛樂工具之一,它可以近似地視為由一個(gè)圓錐和一個(gè)圓柱組合而成的幾何體,如圖1是一種木陀螺,其直觀圖如圖2所示,,分別為圓柱上、下底面圓的圓心,為圓錐的頂點(diǎn),若圓錐的底面圓周長為,高為,圓柱的母線長為4,則該幾何體的體積是( )
A.B.32πC.D.
3.(2022·天津·高考真題)如圖,“十字歇山”是由兩個(gè)直三棱柱重疊后的景象,重疊后的底面為正方形,直三棱柱的底面是頂角為,腰為3的等腰三角形,則該幾何體的體積為( )
A.23B.24C.26D.27
1.(2022·河南鄭州·三模)魯班鎖起源于中國古代建筑的榨卯結(jié)構(gòu).這種三維的拼插器具內(nèi)部的凹凸部分(即榫卯結(jié)構(gòu))嚙合,十分巧妙,魯班鎖類玩具比較多,形狀和內(nèi)部的構(gòu)造各不相同,一般都是易拆難裝,如圖(1),這是一種常見的魯班鎖玩具,圖(2)是該魯班鎖玩具的直觀圖.已知該魯班鎖玩具每條棱的長均為1,則該魯班鎖玩具的表面積為( )
B.
C.D.
2.(2024·福建福州·模擬預(yù)測)如圖,六面體的一個(gè)面是邊長為2的正方形,,CC1,DD1均垂直于平面,且,,則該六面體的體積等于 ,表面積等于 .
考點(diǎn)六、數(shù)學(xué)文化之表面積與體積
1.(全國·高考真題)(2015新課標(biāo)全國I理科)《九章算術(shù)》是我國古代內(nèi)容極為豐富的數(shù)學(xué)名著,書中有如下問題:“今有委米依垣內(nèi)角,下周八尺,高五尺.問:積及為米幾何?”其意思為:“在屋內(nèi)墻角處堆放米(如圖,米堆為一個(gè)圓錐的四分之一),米堆底部的弧長為8尺,米堆的高為5尺,問米堆的體積和堆放的米各為多少?”已知1斛米的體積約為1.62立方尺,圓周率約為3,估算出堆放的米約有
A.14斛B.22斛
C.36斛D.66斛
2.(2024·浙江·模擬預(yù)測)清代的蘇州府被稱為天下糧倉,大批量的糧食要從蘇州府運(yùn)送到全國各地.為了核準(zhǔn)糧食的數(shù)量,蘇州府制作了“小嘴大肚”的官斛用以計(jì)算糧食的多少,五斗為一斛,而一只官斛的容量恰好為一斛,其形狀近似于正四棱臺(tái),上口為正方形,內(nèi)邊長為25cm,下底也為正方形,內(nèi)邊長為50cm,斛內(nèi)高36cm,那么一斗米的體積大約為立方厘米?( )
A.10500B.12500C.31500D.52500
3.(2024·福建寧德·模擬預(yù)測)《綴術(shù)》中提出的“緣冪勢既同,則積不容異”被稱為祖暅原理,其意思是:如果兩個(gè)等高的幾何體在同高處被截得的兩截面面積均相等,那么這兩個(gè)幾何體的體積相等.該原理常應(yīng)用于計(jì)算某些幾何體的體積.如圖,某個(gè)西晉越窯臥足杯的上下底為互相平行的圓面,側(cè)面為球面的一部分,上底直徑為,下底直徑為6cm,上下底面間的距離為3cm,則該臥足杯側(cè)面所在的球面的半徑是 cm;臥足杯的容積是 cm3(杯的厚度忽略不計(jì))
1.(2024·山東菏澤·模擬預(yù)測)菏澤市博物館里,有一條深埋600多年的元代沉船,對(duì)于研究元代的發(fā)展提供了不可多得的實(shí)物資料.沉船出土了豐富的元代瓷器,其中的白地褐彩龍風(fēng)紋罐(如圖)的高約為36cm,把該瓷器看作兩個(gè)相同的圓臺(tái)拼接而成(如圖),圓臺(tái)的上底直徑約為,下底直徑約為40cm,忽略其壁厚,則該瓷器的容積約為( )
A.B.C.D.
2.(2024·四川·三模)龍洗,古代中國盥洗用具,狀貌像鼎,用青銅鑄造,因盆內(nèi)有龍紋而稱之為龍洗,中國傳說中也稱作聚寶盆.其盆體可以近似看作一個(gè)圓臺(tái),現(xiàn)有一龍洗盆高,盆口直徑24cm,盆底直徑.現(xiàn)往盆內(nèi)注水,當(dāng)水深為4cm時(shí),則盆內(nèi)水的體積為( )(圓臺(tái)的體積公式:,其中分別表示圓臺(tái)上下底面的面積)
A.B.C.D.
3.(2024高三·河南·專題練習(xí))我國古代數(shù)學(xué)名著《數(shù)書九章》中有“天池盆測雨”題:在下雨時(shí),用一個(gè)圓臺(tái)形的天池盆接雨水,天池盆盆口直徑為二尺八寸,盆底直徑為一尺二寸,盆深一尺八寸,若盆中積水深九寸,則平地降雨量是(注:①平地降雨量等于盆中積水體積除以盆口面積;②一尺等于十寸)( )
A.6寸B.4寸C.3寸D.2寸
考點(diǎn)七、表面積與體積中的最值及范圍問題
1.(2022·全國·高考真題)已知正四棱錐的側(cè)棱長為l,其各頂點(diǎn)都在同一球面上.若該球的體積為,且,則該正四棱錐體積的取值范圍是( )
A.B.C.D.
2.(2024·全國·模擬預(yù)測)“冪勢既同,則積不容異”,這是“祖暅原理”,可以描述為,夾在兩個(gè)平行平面之間的兩個(gè)幾何體,總被平行于這兩個(gè)平面的任意平面所截,如果截得的兩個(gè)截面的面積總相等,那么這兩個(gè)幾何體的體積相等.已知圓錐的軸截面是邊長為2的等邊三角形,在圓錐內(nèi)部放置一個(gè)平行六面體,則該平行六面體的體積的最大值為( )
A.B.34C.D.
3.(2024·河南·模擬預(yù)測)如圖,已知直三棱柱的體積為4,AC⊥BC,,D為的中點(diǎn),E為線段AC上的動(dòng)點(diǎn)(含端點(diǎn)),則平面BDE截直三棱柱所得的截面面積的取值范圍為( )
A.B.C.D.
1.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測)在圓臺(tái)O1O2中,圓O1的半徑是2,母線,圓O2是的外接圓,,,則三棱錐體積最大值為 .
2.(浙江·高考真題)如圖,在△ABC中,AB=BC=2,∠ABC=120°.若平面ABC外的點(diǎn)P和線段AC上的點(diǎn)D,滿足PD=DA,PB=BA,則四面體PBCD的體積的最大值是 .
1.(2024·重慶·三模)若圓錐的母線長為2,且母線與底面所成角為,則該圓錐的側(cè)面積為( )
A.B.C.D.
2.(2024·河南·三模)已知圓錐的底面半徑為2,其側(cè)面展開圖是一個(gè)圓心角為的扇形,則該圓錐的側(cè)面積為( )
A.B.C.10πD.12π
3.(2024·山東·模擬預(yù)測)已知正方體的棱長為為棱的中點(diǎn),則四面體的體積為( )
A.2B.423C.D.
4.(2024·全國·模擬預(yù)測)某小區(qū)花園內(nèi)現(xiàn)有一個(gè)圓臺(tái)型的石碑底座,經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)該石碑底座上底面圓的半徑為1,且上底面圓直徑的一端點(diǎn)的投影為下底面圓半徑的中點(diǎn),高為3,則這個(gè)圓臺(tái)的體積為( )
A.B.5πC.7πD.
5.(2024·全國·模擬預(yù)測)如圖,水面高度均為2的圓錐、圓柱容器的底面半徑相等,高均為4(不考慮容器厚度及圓錐容器開口).現(xiàn)將圓錐容器內(nèi)的水全部倒入圓柱容器內(nèi),則倒入前后圓柱容器內(nèi)水的體積之比為( )
A.B.C.D.
6.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)已知正三棱臺(tái)的上底面積為,下底面積為,高為2,則該三棱臺(tái)的表面積為( )
A.B.C.D.18
7.(2024·天津北辰·三模)中國載人航天技術(shù)發(fā)展日新月異.目前,世界上只有3個(gè)國家能夠獨(dú)立開展載人航天活動(dòng).從神話“嫦娥奔月”到古代“萬戶飛天”,從詩詞“九天攬?jiān)隆钡奖诋嫛笆伺w天”……千百年來,中國人以不同的方式表達(dá)著對(duì)未知領(lǐng)域的探索與創(chuàng)新.如圖,可視為類似火箭整流罩的一個(gè)容器,其內(nèi)部可以看成由一個(gè)圓錐和一個(gè)圓柱組合而成的幾何體.圓柱和圓錐的底面半徑均為2,圓柱的高為6,圓錐的高為4.若將其內(nèi)部注入液體,已知液面高度為7,則該容器中液體的體積為( )
A.325π12B.76π3C.215π9D.325π16
8.(2024·河南信陽·三模)如圖,是圓錐底面中心到母線的垂線,繞軸旋轉(zhuǎn)一周所得曲面將圓錐分成體積相等的兩部分,則母線與軸的夾角余弦值為( )
A.132B.142C.12D.162
9.(23-24高一下·吉林·期中)在四面體ABCD中,平面平面BCD,,且,則四面體ABCD的體積為( )
A.2B.6C.D.
10.(2024·江西·二模)如圖,在直三棱柱中,,∠BAC=π2,點(diǎn),分別為棱,上的動(dòng)點(diǎn)(不包括端點(diǎn)),若,則三棱錐的體積的最大值為( )
A.B.C.D.
1.(2024·陜西西安·模擬預(yù)測)如圖,在矩形中,為邊上的點(diǎn),且,將沿所在直線翻折到的位置,使,則四棱錐的體積為( )
A.B.
C.D.
2.(2024·天津·二模)在如圖所示的幾何體中,底面是邊長為4的正方形,,,,均與底面垂直,且,點(diǎn)E、F分別為線段、的中點(diǎn),記該幾何體的體積為,平面將該幾何體分為兩部分,則體積較小的一部分的體積為( )
A.B.C.D.
3.(2024·北京西城·二模)楔體形構(gòu)件在建筑工程上有廣泛的應(yīng)用.如圖,某楔體形構(gòu)件可視為一個(gè)五面體,其中面為正方形.若,,且與面的距離為,則該楔體形構(gòu)件的體積為( )
A.B.C.D.
4.(2024·四川成都·模擬預(yù)測)我們把所有頂點(diǎn)都在兩個(gè)平行平面內(nèi)的多面體叫做擬柱體,在這兩個(gè)平行平面內(nèi)的面叫做擬柱體的底面,其余各面叫做擬柱體的側(cè)面,兩底面之間的垂直距離叫做擬柱體的高,過高的中點(diǎn)且平行于底面的平面截?cái)M柱體所得的截面稱為中截面.已知擬柱體的體積公式為,其中分別是上?下底面的面積,是中截面的面積,為擬柱體的高.一堆形為擬柱體的建筑材料,其兩底面是矩形且對(duì)應(yīng)邊平行(如圖),下底面長20米,寬10米,堆高1米,上底的長?寬比下底的長?寬各少2米.現(xiàn)在要徹底運(yùn)走這堆建筑材料,若用最大裝載量為5噸的卡車裝運(yùn),則至少需要運(yùn)( )(注:1立方米該建筑材料約重1.5噸)
A.51車B.52車C.54車D.56車
5.(2024·河北保定·三模)如圖,在長方體中,,,是上一點(diǎn),且,則四棱錐的體積為( )
A.B.C.D.
6.(2024·江西·模擬預(yù)測)如圖,將邊長為1的正以邊為軸逆時(shí)針翻轉(zhuǎn)弧度得到,其中,構(gòu)成一個(gè)三棱錐.若該三棱錐的外接球半徑不超過,則的取值范圍為( )
A.B.C.D.
二、填空題
7.(2024·新疆·二模)我國古代數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》中記載了一種稱為“羨除”的幾何體,該幾何體的一種結(jié)構(gòu)是三個(gè)面均為梯形,其他兩面為三角形的五面體.如圖所示,四邊形,ABFE,均為等腰梯形,,,,,到平面的距離為5,與間的距離為10,則這個(gè)羨除的體積V= .
8.(2024·青海海西·模擬預(yù)測)如圖,在幾何體中,,梯形和梯形為等腰梯形,,若幾何體的體積為,則 .
9.(2024·重慶·三模)已知棱長為1的正方體內(nèi)有一個(gè)動(dòng)點(diǎn)M,滿足,且,則四棱錐體積的最小值為 .
10.(2024·山東菏澤·二模)已知在棱長為2的正方體中,挖去一個(gè)以上下底面各邊中點(diǎn)為頂點(diǎn)的四棱柱,再挖去一個(gè)以左右兩側(cè)面各邊中點(diǎn)為頂點(diǎn)的四棱柱,則原正方體剩下部分的體積為 .
1.(2024·北京·高考真題)漢代劉歆設(shè)計(jì)的“銅嘉量”是龠、合、升、斗、斛五量合一的標(biāo)準(zhǔn)量器,其中升量器、斗量器、斛量器的形狀均可視為圓柱.若升、斗、斛量器的容積成公比為10的等比數(shù)列,底面直徑依次為 ,且斛量器的高為,則斗量器的高為 ,升量器的高為 .
2.(2023·全國·高考真題)(多選)下列物體中,能夠被整體放入棱長為1(單位:m)的正方體容器(容器壁厚度忽略不計(jì))內(nèi)的有( )
A.直徑為的球體
B.所有棱長均為的四面體
C.底面直徑為,高為的圓柱體
D.底面直徑為,高為的圓柱體
3.(2021·天津·高考真題)兩個(gè)圓錐的底面是一個(gè)球的同一截面,頂點(diǎn)均在球面上,若球的體積為,兩個(gè)圓錐的高之比為1:3,則這兩個(gè)圓錐的體積之和為( )
A.B.4πC.D.12π
4.(2021·北京·高考真題)某一時(shí)間段內(nèi),從天空降落到地面上的雨水,未經(jīng)蒸發(fā)、滲漏、流失而在水平面上積聚的深度,稱為這個(gè)時(shí)段的降雨量(單位:).24h降雨量的等級(jí)劃分如下:
在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,某小組自制了一個(gè)底面直徑為200 mm,高為300 mm的圓錐形雨量器.若一次降雨過程中,該雨量器收集的24h的雨水高度是150 mm(如圖所示),則這24h降雨量的等級(jí)是
A.小雨B.中雨C.大雨D.暴雨
5.(2020·海南·高考真題)已知正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為2,M、N分別為BB1、AB的中點(diǎn),則三棱錐A-NMD1的體積為
6.(2020·江蘇·高考真題)如圖,六角螺帽毛坯是由一個(gè)正六棱柱挖去一個(gè)圓柱所構(gòu)成的.已知螺帽的底面正六邊形邊長為2 cm,高為2 cm,內(nèi)孔半徑為0.5 cm,則此六角螺帽毛坯的體積是 cm3.
7.(2019·天津·高考真題)已知四棱錐的底面是邊長為的正方形,側(cè)棱長均為.若圓柱的一個(gè)底面的圓周經(jīng)過四棱錐四條側(cè)棱的中點(diǎn),另一個(gè)底面的圓心為四棱錐底面的中心,則該圓柱的體積為 .
8.(2019·江蘇·高考真題)如圖,長方體的體積是120,E為的中點(diǎn),則三棱錐E-BCD的體積是 .
9.(2019·全國·高考真題)學(xué)生到工廠勞動(dòng)實(shí)踐,利用打印技術(shù)制作模型.如圖,該模型為長方體挖去四棱錐后所得的幾何體,其中為長方體的中心,分別為所在棱的中點(diǎn),,打印所用原料密度為,不考慮打印損耗,制作該模型所需原料的質(zhì)量為 .
118.10.(2015·山東·高考真題)直棱柱的底面是邊長為的菱形,側(cè)棱長為,那么直棱柱的側(cè)面積是
5年考情
考題示例
考點(diǎn)分析
關(guān)聯(lián)考點(diǎn)
2024年新I卷,第5題,5分
圓柱表面積的有關(guān)計(jì)算
圓錐表面積的有關(guān)計(jì)算
錐體體積的有關(guān)計(jì)算
無
2024年新Ⅱ卷,第7題,5分
錐體體積的有關(guān)計(jì)算
臺(tái)體體積的有關(guān)計(jì)算
求線面角
2023年新I卷,第12題,5分
正棱錐及圓柱體的相關(guān)計(jì)算
球體相關(guān)計(jì)算
2023年新I卷,第14題,5分
臺(tái)體體積的有關(guān)計(jì)算
無
2023年新Ⅱ卷,第9題,5分
圓錐表面積的有關(guān)計(jì)算
錐體體積的有關(guān)計(jì)算
二面角的概念及辨析
二面角大小求線段長度或距離
2023年新Ⅱ卷,第14題,5分
正棱臺(tái)及其有關(guān)計(jì)算
錐體體積的有關(guān)計(jì)算
臺(tái)體體積的有關(guān)計(jì)算
無
2022年新I卷,第4題,5分
臺(tái)體體積的有關(guān)計(jì)算
無
2022年新I卷,第8題,5分
錐體體積的有關(guān)計(jì)算
球的體積的有關(guān)計(jì)算
多面體與球體內(nèi)切外接問題
由導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值 (不含參)
2022年新Ⅱ卷,第11題,5分
錐體體積的有關(guān)計(jì)算
證明線面垂直
2021年新I卷,第3題,5分
圓錐中截面的有關(guān)計(jì)算
無
2021年新Ⅱ卷,第5題,5分
棱臺(tái)的結(jié)構(gòu)特征和分類
臺(tái)體體積的有關(guān)計(jì)算
無
2020年新Ⅱ卷,第13題,5分
錐體體積的有關(guān)計(jì)算
無
名稱
棱柱
棱錐
棱臺(tái)
圖形
底面
互相平行且全等
多邊形
互相平行
側(cè)棱
平行且相等
相交于一點(diǎn)但不一定相等
延長線交于一點(diǎn)
側(cè)面形狀
平行四邊形
三角形
梯形
名稱
圓柱
圓錐
圓臺(tái)
球
圖形
母線
平行、相等且垂直于底面
相交于一點(diǎn)
延長線交于一點(diǎn)
軸截面
全等的矩形
全等的等腰三角形
全等的等腰梯形
圓
側(cè)面
展開圖
矩形
扇形
扇環(huán)
圓柱
圓錐
圓臺(tái)
側(cè)面展開圖
側(cè)面積公式
S圓柱側(cè)=2πrl
S圓錐側(cè)=πrl
S圓臺(tái)側(cè)=π(r1+r2)l
名稱
幾何體
表面積
體積
柱體(棱柱和圓柱)
S表面積=S側(cè)+2S底
V=S底·h
錐體(棱錐和圓錐)
S表面積=S側(cè)+S底
V=eq \f(1,3)S底·h
臺(tái)體(棱臺(tái)和圓臺(tái))
S表面積=S側(cè)+S上+S下
V=eq \f(1,3)(S上+S下+eq \r(S上S下))h
球
S=4πR2
V=eq \f(4,3)πR3
等級(jí)
24h降雨量(精確到0.1)
……
……
小雨
0.1~9.9
中雨
10.0~24.9
大雨
25.0~49.9
暴雨
50.0~99.9
……
……
第01講 基本立體圖形、
簡單幾何體的表面積及體積
(7類核心考點(diǎn)精講精練)
1. 5年真題考點(diǎn)分布
2. 命題規(guī)律及備考策略
【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的??純?nèi)容,設(shè)題穩(wěn)定,難度較低,分值為5-6分
【備考策略】1.了解柱、錐、臺(tái)體及簡單組合體的結(jié)構(gòu)特征及其相關(guān)性質(zhì)
2.會(huì)運(yùn)用柱體、錐體、臺(tái)體等組合體的表面積和體積的計(jì)算公式求解相關(guān)問題
【命題預(yù)測】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的??純?nèi)容,一般給定柱、錐、臺(tái)體及簡單組合體,求對(duì)應(yīng)的表面積與體積,需強(qiáng)化復(fù)習(xí).
知識(shí)講解
1.空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征
(1)多面體的結(jié)構(gòu)特征
(2)旋轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)特征
2.圓柱、圓錐、圓臺(tái)的側(cè)面展開圖及側(cè)面積公式
3.空間幾何體的表面積與體積公式
考點(diǎn)一、空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征
1.以下結(jié)論中錯(cuò)誤的是( )
A.經(jīng)過不共面的四點(diǎn)的球有且僅有一個(gè)B.平行六面體的每個(gè)面都是平行四邊形
C.正棱柱的每條側(cè)棱均與上下底面垂直D.棱臺(tái)的每條側(cè)棱均與上下底面不垂直
【答案】D
【分析】由空間幾何體的概念對(duì)選項(xiàng)逐一判斷
【詳解】對(duì)于A,經(jīng)過不共面的四點(diǎn)的球,即為該四面體的外接球,有且僅有一個(gè),故A正確,
對(duì)于B,平行六面體的每個(gè)面都是平行四邊形,故B正確,
對(duì)于C,正棱柱的每條側(cè)棱均與上下底面垂直,故C正確,
對(duì)于D,棱臺(tái)的每條側(cè)棱延長線交于一點(diǎn),側(cè)棱中有可能與底面垂直,故D錯(cuò)誤,
故選:D
2.下列命題:
①有兩個(gè)面平行,其他各面都是平行四邊形的幾何體叫做棱柱;
②有兩側(cè)面與底面垂直的棱柱是直棱柱;
③過斜棱柱的側(cè)棱作棱柱的截面,所得圖形不可能是矩形;
④所有側(cè)面都是全等的矩形的四棱柱一定是正四棱柱.
其中正確命題的個(gè)數(shù)為( )
A.0B.1C.2D.3
【答案】A
【分析】①②③④均可舉出反例.
【詳解】①如圖1,滿足有兩個(gè)面平行,其他各面都是平行四邊形,
顯然不是棱柱,故①錯(cuò)誤;
②如圖2,滿足兩側(cè)面與底面垂直,但不是直棱柱,②錯(cuò)誤;
③如圖3,四邊形為矩形,
即過斜棱柱的側(cè)棱作棱柱的截面,所得圖形可能是矩形,③錯(cuò)誤;
④所有側(cè)面都是全等的矩形的四棱柱不一定是正四棱柱,因?yàn)閮傻酌娌灰欢ㄊ钦叫危苠e(cuò)誤.
故選:A
3.(多選)如圖,我們常見的足球是由若干個(gè)正五邊形和正六邊形皮革縫合而成.如果我們把足球抽象成一個(gè)多面體,它有60個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)發(fā)出的棱有3條,設(shè)其頂點(diǎn)數(shù)V,面數(shù)F與棱數(shù)E,滿足(Euler's frmula),據(jù)此判斷,關(guān)于這個(gè)多面體的說法正確的是( )
A.共有20個(gè)六邊形
B.共有10個(gè)五邊形
C.共有90條棱
D.共有32個(gè)面
【答案】ACD
【分析】分別設(shè)出正五邊形和正六邊形的個(gè)數(shù),利用關(guān)系式即可解出正五邊形和正六邊形的數(shù)量,以及棱數(shù)和面數(shù).
【詳解】解:由題意,
設(shè)共有m個(gè)正五邊形,n個(gè)正六邊形,
解得:.
B錯(cuò)誤.
∵頂點(diǎn)數(shù):,
解得:,
∴A正確.
面數(shù):.
∴D正確.
棱數(shù):.
C正確.
故選:ACD.
1.下列命題是真命題的是( )
A.兩個(gè)四棱錐可以拼成一個(gè)四棱柱B.正三棱錐的底面和側(cè)面都是等邊三角形
C.經(jīng)過不共線的三個(gè)點(diǎn)的球有且只有一個(gè)D.直棱柱的側(cè)面是矩形
【答案】D
【分析】利用空間幾何體的結(jié)構(gòu),依次分析選項(xiàng)即可得到答案.
【詳解】對(duì)于A,兩個(gè)四棱錐不一定可以拼成一個(gè)四棱柱,A錯(cuò)誤.
對(duì)于B,正三棱錐的底面是等邊三角形,側(cè)面是等腰三角形,不一定是等邊三角形,B錯(cuò)誤.
對(duì)于C,經(jīng)過不共線的三個(gè)點(diǎn)只能確定一個(gè)平面,經(jīng)過不共線的三個(gè)點(diǎn)的球有無數(shù)個(gè),C錯(cuò)誤.
對(duì)于D,直棱柱的側(cè)面是矩形,D正確.
故選:D
2.下面關(guān)于空間幾何體敘述正確的有( )
A.圓柱的所有母線長都相等B.底面是正方形的棱錐是正四棱錐
C.一個(gè)棱臺(tái)最少有5個(gè)面D.用一平面去截圓臺(tái),截面一定是圓面
【答案】AC
【分析】根據(jù)多面體和旋轉(zhuǎn)體的定義和特征即可一一判斷.
【詳解】對(duì)于A,根據(jù)圓柱的定義可知,母線均與圓柱的軸平行,則其長度都相等,故A正確;
對(duì)于B,只有底面是正方形,且頂點(diǎn)在底面上的射影為底面正方形的中心時(shí),才是正四棱錐,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,根據(jù)棱臺(tái)的定義知,底面邊數(shù)至少為3,故棱臺(tái)的表面至少有兩個(gè)底面和三個(gè)側(cè)面,即五個(gè)平面,故C正確;
對(duì)于D,若用一個(gè)與圓臺(tái)底面不平行的平面截圓臺(tái),則截面將不是圓面,故D錯(cuò)誤.
故選:AC.
3.給出下列命題:
①長方體是四棱柱;
②直四棱柱是長方體;
③底面是正多邊形的棱錐一定是正棱錐;
④延長一個(gè)棱臺(tái)的各條側(cè)棱,它們相交于一點(diǎn).
則正確的是( )
A.①B.②C.③D.④
【答案】AD
【分析】根據(jù)棱柱、棱錐及棱臺(tái)的定義判斷即可;
【詳解】解:對(duì)于①:長方體滿足有兩個(gè)面互相平行且全等,其余各面都是四邊形,并且每相鄰兩個(gè)四邊形的公共邊都互相平行,故長方體是四棱柱,故①正確;
對(duì)于②:如果直四棱柱的底面不是矩形,則這樣的直四棱柱不是長方體,故②錯(cuò)誤;
對(duì)于③:如果棱錐的底面是正多邊形,但頂點(diǎn)在底面的射影不是底面的中心,這樣的棱錐不是正棱錐,故③錯(cuò)誤;
對(duì)于④:用平行于棱錐底面的平面截棱錐,截面與底面之間的部分為棱臺(tái),故延長一個(gè)棱臺(tái)的各條側(cè)棱,它們必相交于一點(diǎn),故④正確;
故選:AD
考點(diǎn)二、柱體的表面積與體積
1.(2024·上?!と#┮阎獔A柱的底面半徑為3cm,側(cè)面積為24πcm3,則此圓柱的體積為 cm3
【答案】36π
【分析】先根據(jù)已知條件求出圓柱的高,再利用圓柱的體積公式可求得結(jié)果.
【詳解】設(shè)圓柱的高為?,則,得,
所以此圓柱的體積為,
故答案為:36π
2.(全國·高考真題)在長方體ABCD?A1B1C1D1中,,AC1與平面BB1C1C所成的角為30°,則該長方體的體積為
A.8B.C.82D.83
【答案】C
【分析】首先畫出長方體ABCD?A1B1C1D1,利用題中條件,得到,根據(jù)AB=2,求得,可以確定,之后利用長方體的體積公式求出長方體的體積.
【詳解】在長方體ABCD?A1B1C1D1中,連接BC1,
根據(jù)線面角的定義可知,
因?yàn)锳B=2,所以,從而求得,
所以該長方體的體積為,故選C.
【點(diǎn)睛】該題考查的是長方體的體積的求解問題,在解題的過程中,需要明確長方體的體積公式為長寬高的乘積,而題中的條件只有兩個(gè)值,所以利用題中的條件求解另一條邊的長就顯得尤為重要,此時(shí)就需要明確線面角的定義,從而得到量之間的關(guān)系,從而求得結(jié)果.
3.(江蘇·高考真題)設(shè)甲、乙兩個(gè)圓柱的底面積分別為S1,S2,體積分別為V1,V2,若它們的側(cè)面積相等,且=94,則V1V2的值是 .
【答案】
【詳解】試題分析:設(shè)兩個(gè)圓柱的底面半徑分別為R,r;高分別為H,h;∵,∴,它們的側(cè)面積相等,∴,∴.故答案為32.
考點(diǎn):1.棱柱、棱錐、棱臺(tái)的體積;2.旋轉(zhuǎn)體(圓柱、圓錐、圓臺(tái)).
4.(2024·天津·高考真題)一個(gè)五面體.已知,且兩兩之間距離為1.并已知.則該五面體的體積為( )
A.36B.C.32D.
【答案】C
【分析】采用補(bǔ)形法,補(bǔ)成一個(gè)棱柱,求出其直截面,再利用體積公式即可.
【詳解】用一個(gè)完全相同的五面體(頂點(diǎn)與五面體一一對(duì)應(yīng))與該五面體相嵌,使得;;重合,
因?yàn)?,且兩兩之間距離為1.,
則形成的新組合體為一個(gè)三棱柱,
該三棱柱的直截面(與側(cè)棱垂直的截面)為邊長為1的等邊三角形,側(cè)棱長為,
.
故選:C.
1.(上海·高考真題)若正三棱柱的所有棱長均為,且其體積為,則 .
【答案】4
【詳解】試題分析:棱柱的底面積為
考點(diǎn):棱柱體積
2.(2024·山東·二模)已知圓柱的底面半徑為4,側(cè)面面積為16π,則該圓柱的母線長等于 .
【答案】2
【分析】根據(jù)圓柱的側(cè)面積公式求解即可.
【詳解】由題意可知圓柱的底面周長,
所以根據(jù)圓柱的側(cè)面面積公式可知,該圓柱的母線長,
故答案為:
3.(全國·高考真題)正三棱柱側(cè)面的一條對(duì)角線長為2,且與底面成45°角,則此三棱柱的體積為( )
A.62B.6C.D.63
【答案】A
【分析】結(jié)合已知條件,求出正三棱柱底面邊長和高,然后利用柱體體積公式求解即可.
【詳解】因?yàn)檎庵鶄?cè)面的一條對(duì)角線長為2,且與底面成45°角,
所以正三棱柱的側(cè)面為正方形,且這個(gè)正方形的邊長為2,
即正三棱柱的底面邊長為2,高?=2,
故正三棱柱的底面面積,
從而正三棱柱的體積為.
故選:A.
4.(全國·高考真題)已知圓柱的上、下底面的中心分別為O1,O2,過直線O1O2的平面截該圓柱所得的截面是面積為8的正方形,則該圓柱的表面積為
A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】分析:首先根據(jù)正方形的面積求得正方形的邊長,從而進(jìn)一步確定圓柱的底面圓半徑與圓柱的高,從而利用相關(guān)公式求得圓柱的表面積.
詳解:根據(jù)題意,可得截面是邊長為22的正方形,
結(jié)合圓柱的特征,可知該圓柱的底面為半徑是2的圓,且高為22,
所以其表面積為,故選B.
點(diǎn)睛:該題考查的是有關(guān)圓柱的表面積的求解問題,在解題的過程中,需要利用題的條件確定圓柱的相關(guān)量,即圓柱的底面圓的半徑以及圓柱的高,在求圓柱的表面積的時(shí)候,一定要注意是兩個(gè)底面圓與側(cè)面積的和.
考點(diǎn)三、錐體的表面積與體積
1.(2021·全國·高考真題)已知一個(gè)圓錐的底面半徑為6,其體積為則該圓錐的側(cè)面積為 .
【答案】
【分析】利用體積公式求出圓錐的高,進(jìn)一步求出母線長,最終利用側(cè)面積公式求出答案.
【詳解】∵
∴
∴
∴.
故答案為:.
2.(2023·全國·高考真題)在三棱錐P?ABC中,是邊長為2的等邊三角形,,則該棱錐的體積為( )
A.1B.C.2D.3
【答案】A
【分析】證明AB⊥平面,分割三棱錐為共底面兩個(gè)小三棱錐,其高之和為AB得解.
【詳解】取中點(diǎn),連接,如圖,
是邊長為2的等邊三角形,,
,又平面,,
平面,
又,,
故,即,
所以,
故選:A
3.(2023·全國·高考真題)已知四棱錐P?ABCD的底面是邊長為4的正方形,,則△PBC的面積為( )
A.22B.32C.42D.
【答案】C
【分析】法一:利用全等三角形的證明方法依次證得,,從而得到,再在△PAC中利用余弦定理求得,從而求得,由此在△PBC中利用余弦定理與三角形面積公式即可得解;
法二:先在△PAC中利用余弦定理求得,,從而求得,再利用空間向量的數(shù)量積運(yùn)算與余弦定理得到關(guān)于的方程組,從而求得,由此在△PBC中利用余弦定理與三角形面積公式即可得解.
【詳解】法一:
連結(jié)AC,BD交于O,連結(jié)PO,則O為AC,BD的中點(diǎn),如圖,
因?yàn)榈酌鏋檎叫?,AB=4,所以,則,
又,,所以,則,
又,,所以,則,
在△PAC中,,
則由余弦定理可得,
故,則,
故在△PBC中,,
所以,
又,所以,
所以△PBC的面積為.
法二:
連結(jié)AC,BD交于O,連結(jié)PO,則O為AC,BD的中點(diǎn),如圖,
因?yàn)榈酌鏋檎叫?,AB=4,所以,
在△PAC中,,
則由余弦定理可得,故,
所以,則,
不妨記,
因?yàn)?,所以?br>即,
則,整理得①,
又在△PBD中,,即,則②,
兩式相加得,故,
故在△PBC中,,
所以,
又,所以,
所以△PBC的面積為.
故選:C.
4.(2023·天津·高考真題)在三棱錐P?ABC中,點(diǎn)M,N分別在棱PC,PB上,且,,則三棱錐和三棱錐P?ABC的體積之比為( )
A.19B.29C.13D.49
【答案】B
【分析】分別過作,垂足分別為.過作平面PAC,垂足為,連接,過作,垂足為.先證平面PAC,則可得到,再證.由三角形相似得到,,再由即可求出體積比.
【詳解】如圖,分別過作,垂足分別為.過作平面PAC,垂足為,連接,過作,垂足為.
因?yàn)槠矫鍼AC,平面,所以平面平面PAC.
又因?yàn)槠矫嫫矫?,,平面,所以平面PAC,且.
在中,因?yàn)?,所以,所以?br>在中,因?yàn)?,所以?br>所以.
故選:B
1.(2024·全國·高考真題)已知圓柱和圓錐的底面半徑相等,側(cè)面積相等,且它們的高均為3,則圓錐的體積為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】設(shè)圓柱的底面半徑為r,根據(jù)圓錐和圓柱的側(cè)面積相等可得半徑r的方程,求出解后可求圓錐的體積.
【詳解】設(shè)圓柱的底面半徑為r,則圓錐的母線長為,
而它們的側(cè)面積相等,所以即,
故r=3,故圓錐的體積為.
故選:B.
2.(2023·全國·高考真題)已知圓錐PO的底面半徑為,O為底面圓心,PA,PB為圓錐的母線,∠AOB=120°,若△PAB的面積等于934,則該圓錐的體積為( )
A.πB.6πC.3πD.36π
【答案】B
【分析】根據(jù)給定條件,利用三角形面積公式求出圓錐的母線長,進(jìn)而求出圓錐的高,求出體積作答.
【詳解】在△AOB中,,而,取AB中點(diǎn)C,連接,有,如圖,
,,由△PAB的面積為934,得,
解得,于是,
所以圓錐的體積.
故選:B
3.(2022·全國·高考真題)甲、乙兩個(gè)圓錐的母線長相等,側(cè)面展開圖的圓心角之和為2π,側(cè)面積分別為和,體積分別為和.若,則( )
A.5B.22C.D.
【答案】C
【分析】設(shè)母線長為,甲圓錐底面半徑為r1,乙圓錐底面圓半徑為r2,根據(jù)圓錐的側(cè)面積公式可得,再結(jié)合圓心角之和可將r1,r2分別用表示,再利用勾股定理分別求出兩圓錐的高,再根據(jù)圓錐的體積公式即可得解.
【詳解】解:設(shè)母線長為,甲圓錐底面半徑為r1,乙圓錐底面圓半徑為r2,
則,
所以,
又,
則,
所以,
所以甲圓錐的高,
乙圓錐的高,
所以.
故選:C.
4.(2022·全國·高考真題)(多選)如圖,四邊形為正方形,平面,,記三棱錐,F(xiàn)?ABC,的體積分別為,則( )
A.B.
C.D.
【答案】CD
【分析】直接由體積公式計(jì)算V1,V2,連接交于點(diǎn),連接,由計(jì)算出,依次判斷選項(xiàng)即可.
【詳解】
設(shè),因?yàn)槠矫?,,則,
,連接交于點(diǎn),連接,易得BD⊥AC,
又平面,AC?平面,則,又,平面,則AC⊥平面,
又,過作于,易得四邊形為矩形,則,
則,,
,則,,,
則,則,,,故A、B錯(cuò)誤;C、D正確.
故選:CD.
考點(diǎn)四、臺(tái)體的表面積與體積
1.(2021·全國·高考真題)正四棱臺(tái)的上?下底面的邊長分別為2,4,側(cè)棱長為2,則其體積為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】由四棱臺(tái)的幾何特征算出該幾何體的高及上下底面面積,再由棱臺(tái)的體積公式即可得解.
【詳解】作出圖形,連接該正四棱臺(tái)上下底面的中心,如圖,
因?yàn)樵撍睦馀_(tái)上下底面邊長分別為2,4,側(cè)棱長為2,
所以該棱臺(tái)的高,
下底面面積,上底面面積,
所以該棱臺(tái)的體積.
故選:D.
2.(2023·全國·高考真題)在正四棱臺(tái)ABCD?A1B1C1D1中,,則該棱臺(tái)的體積為 .
【答案】/
【分析】結(jié)合圖像,依次求得,從而利用棱臺(tái)的體積公式即可得解.
【詳解】如圖,過作,垂足為,易知為四棱臺(tái)ABCD?A1B1C1D1的高,
因?yàn)椋?br>則,
故,則,
所以所求體積為.
故答案為:.
3.(2022·全國·高考真題)南水北調(diào)工程緩解了北方一些地區(qū)水資源短缺問題,其中一部分水蓄入某水庫.已知該水庫水位為海拔時(shí),相應(yīng)水面的面積為;水位為海拔時(shí),相應(yīng)水面的面積為,將該水庫在這兩個(gè)水位間的形狀看作一個(gè)棱臺(tái),則該水庫水位從海拔上升到時(shí),增加的水量約為()( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)題意只要求出棱臺(tái)的高,即可利用棱臺(tái)的體積公式求出.
【詳解】依題意可知棱臺(tái)的高為(m),所以增加的水量即為棱臺(tái)的體積V.
棱臺(tái)上底面積,下底面積,
∴
.
故選:C.
4.(2024·全國·高考真題)已知圓臺(tái)甲、乙的上底面半徑均為,下底面半徑均為r2,圓臺(tái)的母線長分別為,,則圓臺(tái)甲與乙的體積之比為 .
【答案】64
【分析】先根據(jù)已知條件和圓臺(tái)結(jié)構(gòu)特征分別求出兩圓臺(tái)的高,再根據(jù)圓臺(tái)的體積公式直接代入計(jì)算即可得解.
【詳解】由題可得兩個(gè)圓臺(tái)的高分別為,
,
所以.
故答案為:64.
1.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知一個(gè)高為6的圓錐被平行于底面的平面截去一個(gè)高為3的圓錐,所得圓臺(tái)的上、下底面圓周均在球的球面上,球的體積為,且球心在該圓臺(tái)內(nèi),則該圓臺(tái)的表面積為( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】設(shè)圓錐的底面半徑為2r,球心到圓臺(tái)上底面的距離為,由球的體積可得半徑為R=5,結(jié)合圓臺(tái)的結(jié)構(gòu)特征列式解得,進(jìn)而可求得表面積.
【詳解】設(shè)圓錐的底面半徑為2r,依題意得該圓臺(tái)的上底面半徑為r,且圓臺(tái)的高為3.
設(shè)球心到圓臺(tái)上底面的距離為,球的半徑為R,
由球的體積為,解得R=5,
因?yàn)辄c(diǎn)在該圓臺(tái)內(nèi),則, 解得,
可得該圓臺(tái)的母線長,
所以圓臺(tái)的表面積為.
故選:B.
2.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)在正四棱臺(tái)ABCD?A1B1C1D1中,,若正四棱臺(tái)的高為,則其表面積為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】設(shè),則,連接,交于點(diǎn),連接交于點(diǎn)O1,連接OO1,即可得到OO1為正四棱臺(tái)的高?,由勾股定理求出,再求出斜高,最后由表面積公式計(jì)算可得.
【詳解】設(shè),則,
如圖,連接,交于點(diǎn),連接交于點(diǎn)O1,連接OO1,
由正四棱臺(tái)的幾何性質(zhì)可知分別是上?下底面的中心,
所以平面平面A1B1C1D1,所以O(shè)O1為正四棱臺(tái)的高?,
所以由題可知?=22,過點(diǎn)作交于點(diǎn),
則,即,解得a=22,
過點(diǎn)作交于點(diǎn),則為斜高,此時(shí),
所以正四棱臺(tái)的表面積為.
故選:D.
3.(2024·天津河西·三模)如圖,在三棱柱中,E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點(diǎn),平面將三棱柱分成體積為V1,V2兩部分,則( )
A.1∶1B.4∶3C.6∶5D.7∶5
【答案】D
【分析】根據(jù)割補(bǔ)法結(jié)合棱臺(tái)的體積公式,即可求得答案.
【詳解】設(shè)三棱柱的高為h,上下底面面積均為S,體積為V,
則,
因?yàn)镋,F(xiàn)分別為AB,AC的中點(diǎn),故,
結(jié)合題意可知幾何體為棱臺(tái),
則,
故,故,
故選:D
4.(2024·新疆喀什·二模)(多選)如圖圓臺(tái)O1O2,在軸截面中,,下面說法正確的是( )
A.線段AC=23
B.該圓臺(tái)的表面積為11π
C.該圓臺(tái)的體積為73π
D.沿著該圓臺(tái)的表面,從點(diǎn)到中點(diǎn)的最短距離為5
【答案】ABD
【分析】在等腰梯形中求出判斷A;利用圓臺(tái)表面積公式、體積公式計(jì)算判斷BC;利用側(cè)面展開圖計(jì)算判斷D.
【詳解】顯然四邊形是等腰梯形,,其高即為圓臺(tái)的高
對(duì)于A,在等腰梯形中,,A正確;
對(duì)于B,圓臺(tái)的表面積,B正確;
對(duì)于C,圓臺(tái)的體積,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,將圓臺(tái)一半側(cè)面展開,如下圖中扇環(huán)且為中點(diǎn),
而圓臺(tái)對(duì)應(yīng)的圓錐半側(cè)面展開為COD且,又,
在Rt△中,cm,斜邊上的高為,即與弧相離,
所以C到AD中點(diǎn)的最短距離為5cm,D正確.
故選:ABD
考點(diǎn)五、組合體的表面積與體積
1.(2024·遼寧大連·一模)陀螺起源于我國,最早出土的石制陀螺是在山西夏縣發(fā)現(xiàn)的新石器時(shí)代遺址.如圖所示的是一個(gè)陀螺立體結(jié)構(gòu)圖.已知,底面圓的直徑AB=12cm,圓柱體部分的高,圓錐體部分的高,則這個(gè)陀螺的表面積(單位:)是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】由題意先求圓錐的母線長,結(jié)合圓柱和圓錐的側(cè)面積公式分析求解.
【詳解】由題意可知:圓錐的母線長為,
所以這個(gè)陀螺的表面積是.
故選:C.
2.(2024·湖北武漢·二模)陀螺是中國民間較早的娛樂工具之一,它可以近似地視為由一個(gè)圓錐和一個(gè)圓柱組合而成的幾何體,如圖1是一種木陀螺,其直觀圖如圖2所示,,分別為圓柱上、下底面圓的圓心,為圓錐的頂點(diǎn),若圓錐的底面圓周長為,高為,圓柱的母線長為4,則該幾何體的體積是( )
A.B.32πC.D.
【答案】C
【分析】求出圓錐的底面半徑,根據(jù)圓錐以及圓柱的體積公式,即可求得答案.
【詳解】設(shè)圓錐的底面半徑為r,則,高為,
故圓錐的體積為,
圓柱的底面半徑也為,母線長也即高為4,
則圓柱的體積為,
故幾何體的體積為,
故選:C
3.(2022·天津·高考真題)如圖,“十字歇山”是由兩個(gè)直三棱柱重疊后的景象,重疊后的底面為正方形,直三棱柱的底面是頂角為,腰為3的等腰三角形,則該幾何體的體積為( )
A.23B.24C.26D.27
【答案】D
【分析】作出幾何體直觀圖,由題意結(jié)合幾何體體積公式即可得組合體的體積.
【詳解】該幾何體由直三棱柱及直三棱柱組成,作于M,如圖,
因?yàn)?,所以?br>因?yàn)橹丿B后的底面為正方形,所以,
在直棱柱中,AB⊥平面BHC,則,
由AB∩BC=B可得平面,
設(shè)重疊后的EG與交點(diǎn)為
則
則該幾何體的體積為.
故選:D.
1.(2022·河南鄭州·三模)魯班鎖起源于中國古代建筑的榨卯結(jié)構(gòu).這種三維的拼插器具內(nèi)部的凹凸部分(即榫卯結(jié)構(gòu))嚙合,十分巧妙,魯班鎖類玩具比較多,形狀和內(nèi)部的構(gòu)造各不相同,一般都是易拆難裝,如圖(1),這是一種常見的魯班鎖玩具,圖(2)是該魯班鎖玩具的直觀圖.已知該魯班鎖玩具每條棱的長均為1,則該魯班鎖玩具的表面積為( )
B.
C.D.
【答案】A
【分析】先求出正八邊形的面積,再由該魯班鎖玩具的表面積為6個(gè)邊長為1的正八邊形和8個(gè)邊長為1的正三角形的面積和計(jì)算表面積即可.
【詳解】
由圖可知:該魯班鎖玩具的表面積為6個(gè)邊長為1的正八邊形和8個(gè)邊長為1的正三角形的面積和,如圖為正八邊形的平面圖,易得,作,垂足為,則,則八邊形的面積為,則該魯班鎖玩具的表面積為.
故選:A.
2.(2024·福建福州·模擬預(yù)測)如圖,六面體的一個(gè)面是邊長為2的正方形,,CC1,DD1均垂直于平面,且,,則該六面體的體積等于 ,表面積等于 .
【答案】 6 22
【分析】根據(jù),CC1,DD1均垂直于平面,所以,在DD1上取,連接,從而根據(jù)線線平行可得故為三棱柱,為三棱柱,根據(jù)柱體體積公式即可得該六面體的體積,根據(jù)幾何體外表面的線線關(guān)系結(jié)合勾股定理、余弦定理、三角形面積公式、梯形面積公式、正方形面積公式,即可得幾何體的表面積.
【詳解】如圖,在DD1上取,連接,
因?yàn)?,CC1,DD1均垂直于平面,所以,
則,因?yàn)檎叫?,所以?br>又平面,所以DC⊥平面,
由可得四邊形為平行四邊形,所以,
因?yàn)槊鏋檎叫?,則,所以,
則四邊形為平行四邊形,所以,
又平面,MC?平面,所以平面,
因?yàn)槠矫嫫矫?,則,
所以四邊形為平行四邊形,所以,
故為三棱柱,為三棱柱,
則該六面體的體積;
如圖,連接,
又,,
所以,
則在四邊形中,由余弦定理得,
所以,則,
該六面體的表面積
.
故答案為:;.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵是確定六面體的線線關(guān)系.關(guān)于求幾何體的體積,要注意分割與補(bǔ)形.將不規(guī)則的幾何體通過分割或補(bǔ)形將其轉(zhuǎn)化為規(guī)則的幾何體求解.
考點(diǎn)六、數(shù)學(xué)文化之表面積與體積
1.(全國·高考真題)(2015新課標(biāo)全國I理科)《九章算術(shù)》是我國古代內(nèi)容極為豐富的數(shù)學(xué)名著,書中有如下問題:“今有委米依垣內(nèi)角,下周八尺,高五尺.問:積及為米幾何?”其意思為:“在屋內(nèi)墻角處堆放米(如圖,米堆為一個(gè)圓錐的四分之一),米堆底部的弧長為8尺,米堆的高為5尺,問米堆的體積和堆放的米各為多少?”已知1斛米的體積約為1.62立方尺,圓周率約為3,估算出堆放的米約有
A.14斛B.22斛
C.36斛D.66斛
【答案】B
【詳解】試題分析:設(shè)圓錐底面半徑為r,則,所以,所以米堆的體積為=,故堆放的米約為÷1.62≈22,故選B.
考點(diǎn):圓錐的性質(zhì)與圓錐的體積公式
2.(2024·浙江·模擬預(yù)測)清代的蘇州府被稱為天下糧倉,大批量的糧食要從蘇州府運(yùn)送到全國各地.為了核準(zhǔn)糧食的數(shù)量,蘇州府制作了“小嘴大肚”的官斛用以計(jì)算糧食的多少,五斗為一斛,而一只官斛的容量恰好為一斛,其形狀近似于正四棱臺(tái),上口為正方形,內(nèi)邊長為25cm,下底也為正方形,內(nèi)邊長為50cm,斛內(nèi)高36cm,那么一斗米的體積大約為立方厘米?( )
A.10500B.12500C.31500D.52500
【答案】A
【分析】利用棱臺(tái)的體積公式,即可計(jì)算得出答案.
【詳解】一斛米的體積為,
因?yàn)槲宥窞橐货砸欢访椎捏w積為,
故選:A.
3.(2024·福建寧德·模擬預(yù)測)《綴術(shù)》中提出的“緣冪勢既同,則積不容異”被稱為祖暅原理,其意思是:如果兩個(gè)等高的幾何體在同高處被截得的兩截面面積均相等,那么這兩個(gè)幾何體的體積相等.該原理常應(yīng)用于計(jì)算某些幾何體的體積.如圖,某個(gè)西晉越窯臥足杯的上下底為互相平行的圓面,側(cè)面為球面的一部分,上底直徑為,下底直徑為6cm,上下底面間的距離為3cm,則該臥足杯側(cè)面所在的球面的半徑是 cm;臥足杯的容積是 cm3(杯的厚度忽略不計(jì))
【答案】
【分析】設(shè)球體的半徑為R,OO1=x,得到,解出,求出球體半徑;由祖暅原理知,碗的體積等于下圖右邊中間高為的圓柱體積減去一個(gè)圓臺(tái),分別求出圓柱和圓臺(tái)的容積,作差即可求解.
【詳解】如下圖:設(shè)球體的半徑為R,OO1=x,由,
得,解得,所以;
作一個(gè)高與球的半徑相等,底面半徑也與球的半徑相等的圓柱,可得過O1的兩截面的面積相等,
由祖暅原理知,碗的體積等于下圖右邊中間高為的圓柱體積減去一個(gè)圓臺(tái),
設(shè)圓臺(tái)上表面半徑為r1,則,
下表面半徑為r2,所以,
, .
.故答案為:;.
1.(2024·山東菏澤·模擬預(yù)測)菏澤市博物館里,有一條深埋600多年的元代沉船,對(duì)于研究元代的發(fā)展提供了不可多得的實(shí)物資料.沉船出土了豐富的元代瓷器,其中的白地褐彩龍風(fēng)紋罐(如圖)的高約為36cm,把該瓷器看作兩個(gè)相同的圓臺(tái)拼接而成(如圖),圓臺(tái)的上底直徑約為,下底直徑約為40cm,忽略其壁厚,則該瓷器的容積約為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)圓臺(tái)體積公式求解.
【詳解】根據(jù)題意,.
故選:B
2.(2024·四川·三模)龍洗,古代中國盥洗用具,狀貌像鼎,用青銅鑄造,因盆內(nèi)有龍紋而稱之為龍洗,中國傳說中也稱作聚寶盆.其盆體可以近似看作一個(gè)圓臺(tái),現(xiàn)有一龍洗盆高,盆口直徑24cm,盆底直徑.現(xiàn)往盆內(nèi)注水,當(dāng)水深為4cm時(shí),則盆內(nèi)水的體積為( )(圓臺(tái)的體積公式:,其中分別表示圓臺(tái)上下底面的面積)
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】求出有水部分的高,根據(jù)圓臺(tái)的體積公式,即可求得答案.
【詳解】由題意可知,該龍洗盆的軸截面圖如圖:
龍洗盆上底半徑為12cm,下底半徑為6cm,
當(dāng)水深為4cm時(shí),占盆高的,此時(shí)水面的半徑為cm,
則盆內(nèi)水的體積,
故選:B
3.(2024高三·河南·專題練習(xí))我國古代數(shù)學(xué)名著《數(shù)書九章》中有“天池盆測雨”題:在下雨時(shí),用一個(gè)圓臺(tái)形的天池盆接雨水,天池盆盆口直徑為二尺八寸,盆底直徑為一尺二寸,盆深一尺八寸,若盆中積水深九寸,則平地降雨量是(注:①平地降雨量等于盆中積水體積除以盆口面積;②一尺等于十寸)( )
A.6寸B.4寸C.3寸D.2寸
【答案】C
【分析】由題意得到盆中水面的半徑,利用圓臺(tái)的體積公式求出水的體積,用水的體積除以盆的上底面面積即可得到答案.
【詳解】
如圖,由題意可知,天池盆上底面半徑為14寸,下底面半徑為6寸,高為18寸,
因?yàn)榉e水深9寸,所以水面半徑為寸,
則盆中水的體積為立方寸,
所以平地降雨量等于寸.
故選:C.
考點(diǎn)七、表面積與體積中的最值及范圍問題
1.(2022·全國·高考真題)已知正四棱錐的側(cè)棱長為l,其各頂點(diǎn)都在同一球面上.若該球的體積為,且,則該正四棱錐體積的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】設(shè)正四棱錐的高為,由球的截面性質(zhì)列方程求出正四棱錐的底面邊長與高的關(guān)系,由此確定正四棱錐體積的取值范圍.
【詳解】∵球的體積為,所以球的半徑R=3,
[方法一]:導(dǎo)數(shù)法
設(shè)正四棱錐的底面邊長為2a,高為,
則,,
所以,
所以正四棱錐的體積,
所以,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以當(dāng)時(shí),正四棱錐的體積取最大值,最大值為,
又時(shí),,時(shí),,
所以正四棱錐的體積的最小值為274,
所以該正四棱錐體積的取值范圍是.
故選:C.
[方法二]:基本不等式法
由方法一故所以當(dāng)且僅當(dāng)?=4取到,
當(dāng)時(shí),得,則
當(dāng)時(shí),球心在正四棱錐高線上,此時(shí),
,正四棱錐體積,故該正四棱錐體積的取值范圍是
2.(2024·全國·模擬預(yù)測)“冪勢既同,則積不容異”,這是“祖暅原理”,可以描述為,夾在兩個(gè)平行平面之間的兩個(gè)幾何體,總被平行于這兩個(gè)平面的任意平面所截,如果截得的兩個(gè)截面的面積總相等,那么這兩個(gè)幾何體的體積相等.已知圓錐的軸截面是邊長為2的等邊三角形,在圓錐內(nèi)部放置一個(gè)平行六面體,則該平行六面體的體積的最大值為( )
A.B.34C.D.
【答案】D
【分析】根據(jù)祖暅原理知,圓錐內(nèi)接斜平行六面體的體積與直平行六面體的體積相同,所以圓錐內(nèi)接斜平行六面體的體積的最大值為圓錐內(nèi)接正四棱柱的體積的最大值,求解即可.
【詳解】根據(jù)祖暅原理知,圓錐內(nèi)接斜平行六面體的體積與直平行六面體的體積相同.
當(dāng)?shù)酌鏋檎叫螘r(shí),平行六面體的底面面積最大,
所以圓錐內(nèi)接斜平行六面體的體積的最大值為圓錐內(nèi)接正四棱柱的體積的最大值,
如圖(1),設(shè)正四棱柱的底面邊長為x,高為y,
作出圓錐的軸截面,如圖(2),
由圖可知,,,,AB=2.
易知,,
所以,而,則,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立,
所以.
故選:D.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題解決的關(guān)鍵是,利用祖暅原理將問題轉(zhuǎn)化為求圓錐的內(nèi)接正四棱柱的體積,從而得解.
3.(2024·河南·模擬預(yù)測)如圖,已知直三棱柱的體積為4,AC⊥BC,,D為的中點(diǎn),E為線段AC上的動(dòng)點(diǎn)(含端點(diǎn)),則平面BDE截直三棱柱所得的截面面積的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】過作,交A1C1于,連接,取的中點(diǎn),連接,可得平面BDE截直三棱柱所得的截面為梯形,根據(jù)邊長關(guān)系求出梯形的面積即可得到答案.
【詳解】直三棱柱的體積為4,AC⊥BC,,所以,解得,
過作,交A1C1于,連接,取的中點(diǎn),連接,
設(shè),
①當(dāng)時(shí),平面BDE截直三棱柱所得的截面為正方形,面積為,
②當(dāng)0
這是一份2025高考數(shù)學(xué)專項(xiàng)講義第01講函數(shù)及其性質(zhì)(單調(diào)性、奇偶性、周期性、對(duì)稱性)(學(xué)生版+解析),共83頁。學(xué)案主要包含了命題規(guī)律,備考策略,命題預(yù)測等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2025高考數(shù)學(xué)專項(xiàng)講義第01講函數(shù)與導(dǎo)數(shù)中的新定義綜合(學(xué)生版+解析),共165頁。學(xué)案主要包含了高斯取整函數(shù),二階行列式,狄利克雷函數(shù),sgnx函數(shù),最大值最小值函數(shù),歐拉函數(shù),黎曼函數(shù),曲率等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義第7章 §7.1 基本立體圖形、簡單幾何體的表面積與體積(含解析),共22頁。
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