8.空间几何体的表面积和体积练习题

发布时间:2024-11-25

一、 知识回顾

(1)棱柱、棱锥、棱台的表面积 = 侧面积 + ______________; (2)圆柱:r为底面半径,l为母线长

侧面积为_______________;表面积为_______________. 圆锥:r为底面半径,l为母线长

侧面积为_______________;表面积为_______________. 圆台:r’、r分别为上、下底面半径,l为母线长 侧面积为_______________;表面积为_______________.

(3)柱体体积公式:________________________;(S为底面积,h为高)

锥体体积公式:________________________;(S为底面积,h为高) 台体体积公式:________________________; (S’、S分别为上、下底面面积,h为高)

二、 例题讲解

题1:如图(1)所示,直角梯形ABCD绕着它的底 边AB所在的直线旋转一周所得的几何体的表面 8 积是______________;体积是______________。

图(1)

题2:若一个正三棱柱的三视图如图(2)所示,

求这个正三棱柱的表面积与体积

主视图

左视图

图(2) 俯视图

题3:如图(3)所示,在多面体ABCDEF中,已知ABCD是边长为1的正方形,且 ADE, BCF均为正三角形,EF//AB,EF=2,则该多面体的体积为( )

A.

2343

B. C. D. 3332

E F

D C

B

图(3)

1、若圆柱的侧面积展开图是长为6cm,宽为4cm的矩形,则该圆柱的体积为

2、如图(4),在正方体ABCD

A1B1C1D1中, 棱长为2,E为A1B1的中点,则

三棱锥E AB1D1的体积是____________.

D1

C1

A1

E

1

C

A

图(4)

3、已知某几何体的俯视图是如图(5)所示的矩形,正 视图(或称主视图)是一个底边长为8、高为4的等腰三 角形,侧视图(或称左视图)是一个底边长为6、高为4 的等腰三角形.

(1)求该几何体的体积V; (2)求该几何体的侧面积S。

B

图(5)

(选做题)4、如图(6),一个圆锥的底面半径为2cm, 高为6cm,在其中有一个高为xcm的内接圆柱。

(1)试用x表示圆柱的侧面积;

(2)当x为何值时,圆柱的侧面积最大?

一、选择题(每小题5分,共计60分。请把选择答案填在答题卡上。)

1.以三棱锥各面重心为顶点,得到一个新三棱锥,它的表面积是原三棱锥表面积的 A.

1111 B. C. D. 34916

3

a,则侧棱与底面所成的角等于 2

2.正六棱锥底面边长为a,体积为

A.

5

B. C. D.

12643

3.有棱长为6的正四面体S-ABC,A ,B ,C 分别在棱SA,SB,SC上,且SA =2,SB =3,SC =4,则截面A B C 将此正四面体分成的两部分体积之比为 A.

1111

B. C. D. 9843

4.长方体的全面积是11,十二条棱长的和是24,则它的一条对角线长是

A.2. B. C. 5 D.6

5.圆锥的全面积是侧面积的2倍,侧面展开图的圆心角为 ,则角 的取值范围是 A. 0 ,90 B 180 ,270 C 90 ,180 D

6. 正四棱台的上、下底面边长分别是方程x 9x 18 0的两根,其侧面积等于两底面积的和,则其斜高与高分别为 A.

2

53

与2 B.2与 C.5与4 D.2与3 22

11T41

等于 A. B. C. D.

93S94

7.已知正四面体A-BCD的表面积为S,其四个面的中心分别为E、F、G、H,设四面体E-FGH的表面积为T,则

8. 三个两两垂直的平面,它们的三条交线交于一点O,点P到三个平面的距离比为1∶2∶3,PO=2,则P到这三个平面的距离分别是

A.1,2,3 B.2,4,6 C.1,4,6 D.3,6,9

9.把直径分别为6cm,8cm,10cm的三个铁球熔成一个大铁球,这个大铁球的半径是 A.3cm B.6cm C. 8cm D.12cm 9. 如图,在多面体ABCDEF中,已知ABCD是边长为1

的正方

形,且 ADE、 BCF均为正三角形,EF∥AB,EF=2,则该多面体的体积为 A.2/3 B.3 C.3 D.2

10.如图,在四面体ABCD中,截面AEF经过四面体的内切球(与四个面都相切的球)球心O,且与BC,DC分别交于E、F,如果截面将四面体分成体积相等的两部分,设四棱锥A-BEFD与三棱锥A-EFC的表面积分别是S1、S2,则必有

A.S1 S2 B. S1 S2 C. S1=S2 D.S1与S2的大小关系不能确定 11.三角形ABC中,AB=23,BC=4, ABC 120 ,现将三角形ABC绕BC旋转一周,所得简单组合体的体积为

A.4 B.3(4 ) C.12 D.(4 3)

12.棱台的上、下底面面积分别为4和9,则这个棱台的高和截得棱台的原棱锥的高的比是 A.

1123

B. C. D.

13. 一个四面体的所有棱长都为

2,四个顶点在同一个球面上,则此球的表面积为

14.已知底面半径为r的圆柱被一个平面所截,剩下部分母线长的最大值为a,最小值为b,

(a b)r2 那么这个圆柱被截后剩下部分的体积是.

2

15. (江西卷)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面为直角三角形, ACB=90 ,AC=6, BC=CC1P是BC1上一动点,则CP+PA1的最小值是37 1.

16.圆柱的轴截面的对角线长为定值,为使圆柱侧面积最大,轴截面对角线与底面所成的

角为 45 .

三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤(本大题共4个大题,共20分). 17.圆锥的底面半径为5cm ,高为12cm,当它的内接圆柱的底面半径为何值时,圆锥的内接圆柱全面积有最大值?最大值是多少? 当r=30/7cm时,S的最大值是

360

7

18.如图,已知正三棱柱ABC—A1B1C1的侧面对角线A1B与侧面ACC1A1成45°角,AB=4,求棱柱的侧面积. 棱柱的侧面积为242

练习11 空间几何体的表面积与体积

A组

1.一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,这个圆柱的全面积与侧面积的比是( ).

1 2 1 4 1 2 1 4

(A) (B) (C) (D)

2 4 2

2.在棱长为 1 的正方体上,分别用过共顶点的三条棱中点的平面截该正方体,则截去与8个顶点相关的8个三棱锥后 ,剩下的几何体的体积是( ).

2345

(A) (B) (C) (D)

3456

3.一个直棱柱(侧棱垂直于底面的棱柱)的底面是菱形,对角线长分别是6cm和8cm,高是5cm,则这个直棱柱的全面积是 。 4.已知两个母线长相等的圆锥的侧面展开图恰能拼成一个圆,且它们的侧面积之比为1:2,则它们的高之比为 。

5.已知三棱锥的三条侧棱两两互相垂直,且长度分别为1cm,2cm,3cm,则此棱锥的体积_______________。

6.矩形两邻边的长为a、b,当它分别绕边a、b 旋转一周时, 所形成的几何体的体积之比为 。

1

7.球面上有三点,其中任意两点间的球面距离都等于大圆周长的6点的小圆周长为4π,则这个球的表面积为 。

B组

1.四面体 ABCD 四个面的重心分别为E、F、G、H,则四面体EFGH 的表面积与四面体ABCD 的表面积的比值是 。

2.半径为R的半球,一正方体的四个顶点在半球的底面上,另四个顶点在半球的球面上,则该正方体的表面积是 。 3.如图,一个棱锥S-BCD的侧面积是Q,在高SO上取一点A,

1

使SA=SO,过点A作平行于底面的截面得一棱台,求这个棱

3

台的侧面积.

4.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD

是正方形,边长

AB=a,且PD=a,PA=PC=2a,若在这个四棱锥内放一个球,求球的最大半径.

练习七参考答案 A组 1.答案:A

解:设展开图的正方形边长为a,圆柱的底面半径为r,则2πr=a,r

a

,底2

a2

a22

a1 2

面圆的面积是,于是全面积与侧面积的比是2,选A.

4 a2

2.答案:D

解:正方体的体积为1,过共顶点的三条棱中点的平面截该正方体截得的三棱

1111111

锥的体积是 ( ) ,于是8个三棱锥的体积是,剩余部分的体

322224865

积是,选D.

6

3.答案:148 cm2

解:底面菱形中,对角线长分别是6cm 和8cm,所以底面边长是5cm,

侧面面积是4×5×5=100cm2,两个底面面积是48cm2, 所以棱柱的全面积是148cm2.

4.答案:22:

解:设圆柱的母线长为l,因为两个圆锥的侧面展开图恰能拼成一个圆,且它

2 4

们的侧面积之比为1:2,所以它们的展开图即扇形的圆心角分别是和,

33

2 rl2l

由圆锥侧面展开图扇形的圆心角的计算公式 ,得r1 ,r2 ,

l33

. 所以它们的高的比是

5.答案:1cm3

解:转换一个角度来认识这个三棱锥,即把它的两条侧棱(如长度为1cm,2cm的两条)确定的侧面看作底面,另一条侧棱作为高,则此三棱锥的底面面积是1,高为3,

1

则它的体积是×1×3=1cm3.

3

b

6.答案:

a

解:矩形绕a边旋转,所得几何体的体积是V1=πb2a,矩形绕b边旋转,所得V1 b2ab

几何体的体积是V2=πab,所以两个几何体的体积的比是 2 .

V2 aba

2

7.答案:48π

解:小圆周长为4π,所以小圆的半径为2,又这三点A、B、C之间距离相等,

所以每两点间的距离是AB=BC=AC=23, 又A、B之间的大圆劣弧长等于大圆周长的角是60°,

所以大圆的半径R=2,于是球的表面积是4πR2=48π. B组 1.答案:1:9 解:如图,不难看出四面体EFGH与四面体ABCD是相似的。所以关键是求出它们的相似比,

连接AF、AG并延长与BC、CD相交于M、N, 由于F、G分别是三角形的重心,所以M、N分别是BC、CD的中点,且AF:AM=AG:AN=2:3,

所以FG:MN=2:3,又MN:BD=1:2,

所以FG:BD=1:3,即两个四面体的相似比是1:3, 所以两个四面体的表面积的比是1:9. 2.答案:4R2

解:如图,过正方体的对角面AC1作正方体和半球的截面。

则OC1=R,CC1=a,OC=

2

a,

2

1

,所以A、B在大圆中的圆心6

所以a2 22

) R2,得a2=R2, 3

所以正方体的表面积是6a2=4R2.

3.解:棱锥S-BCD的截面为B’C’D’,过S 作SF⊥B’C’,垂足为F,延长SF交BC于点E,连结AF和OE,

∵ 平面BCD//平面B’C’D’,平面B’C’D’∩平面SOE=AF

平面BCD∩平面SOE=OE,

AFSASF111

∴ AF//OE,于是即S同理可得B'C' BC, ,F ,

OESOSE333111

∴ S SB'C' S SBC,S SB'D' S SBD,S SC'D' S SCD,

999

18

∴ S棱锥S-B’C’D’=Q,∴ S棱台侧=Q.

99

4.解:设放入的球的半径为R,球心为S,当且仅当球与四棱锥的各个面都相切时,球的半径最大,

连结SA、SB、SC、SD、SP,则把此四棱锥分割成四个三棱锥和一个四棱锥,这些小棱锥的高均为R,底面为原四棱锥的侧面或底面.由体积关系,得

R

VP ABCD (S PAB S PBC S PCD S PAD S ABCD)

3

R221212 a a a) 232222

R

(2a)2 3

R111

又VP-ABCD=S正方形ABCD·PD=a3,∴

(2a2 a3,

3333

解得R

=

2,

2

2 a. 2

故所放入的球的最大半径为

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