高中数学必修二习题:第1章空间几何体1.3.2Word版含解析
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该组合体的体积
V
=
4 3πr
3+
πr 2l
=
4 3π×
1
3+
π×
12×
3
=
13 3
π .
一、选择题 1.用一个平行于水平面的平面去截球,得到如图所示的几何体,则它的俯视图是
()
[答案 ] B
[解析 ] 选项 D 为主视图或者侧视图, 俯视图中显然应有一个被遮挡的圆,
虚线,故选 B .
2. 若一个球的外切正方体的表面积等于
6. 若与球外切的圆台的上、下底面半径分别为
r 、R,则球的表面积为 ( )
A . 4π(r + R)2
B. 4πr 2R2
C.4πRr
2
D. π(R+r )
[答案 ] C [解析 ] 解法一:如图,设球的半径为 r 1,则在 Rt△CDE 中, DE = 2r 1, CE=R- r , DC= R+ r.由勾股定理得 4r 21= (R+ r)2 -(R- r )2,解得 r 1= Rr.故球的表面积为 D 球= 4πr21= 4πRr .
[解析 ]
设球 O 的半径为
r
,则
4 3
πr 3=
2
3,
解得
3 r=
6 π.
三、解答题
9.体积相等的正方体、球、等边圆柱 (轴截面为正方形 )的全面积分别是 S1、S2、S3,试比较
它们的大小 .
[解析 ] 设正方体的棱长为 a,球的半径为 R,等边圆柱的底面半径为 S2= 4πR2, S3= 6πr 2.
9π
若球的体积为
,则正方体的棱长为 2
________.
[答案 ] 3 [解析 ] 设正方体棱长为 a,球半径为 R, 则 43πR3=92π,∴ R= 32,∴ 3a= 3,∴ a= 3.
8.已知棱长为 2 的正方体的体积与球 O 的体积相等,则球 O 的半径为 ________.
36
[答案 ]
π
2π+ 1 32
B. 4π+1 36
C.
62π+
1 6
D. 23π+12
[答案 ] C [ 解析 ] 由已知的三视图可知原几何体的上方是三棱锥,下方是半球,∴
V
=
13×
(
1 2
×1× 1)× 1+ [4π( 3
2) 2
3]
×
1=1+ 26
2π,故选 6
C.
二、填空题
5.一个半径为 2 的球体经过切割后,剩余部分几何体的三视图如图所示,则该几何体的表 面积为 ________.
r,则 S1= 6a2,
由题意知,
4 3
πR3
=
a3=
πr 2·2r
,
3 ∴ R=
3
3
4πa, r =
1 2πa,
∴ S2= 4π 3
3 4πa
2=
3 4π·
9 16 π2a
2=
3
36 πa2,
S3= 6π 3
3
1 2πa
2= 6π·
1 4π2a
2=
3
54πa2,
∴ S2<S3.
又
6a2>3 3
2πa2= 3
()
A.1
B.2
C.3
D.4
[答案 ] A
6π,则两球的半径之差为
[解析 ]
设两球的半径分别为
R、r(R>r ),则由题意得
43πR3+ 43πr3= 12π ,解得 R=2 .
2πR+ 2πr = 6π
r=1
故 R- r= 1.
3. 一个正方体表面积与一个球表面积相等,那么它们的体积比是
6π D. 6
π B. 2
()
C.
2π 2
D.
3π 2π
[答案 ] A [解析 ] 由 6a2= 4πR2 得Ra=
2π,∴ V1=
3
a
=3Leabharlann 3V2 43πR3 4π
2 π 3= 3
66π.
4. 球的表面积与它的内接正方体的表面积之比是
()
π D.3
B.
π 4
π C.2
D.π
[答案 ] C
[解析 ] 设正方体的棱长为 a,球半径为 R,则 3a2= 4R2,∴ a2=43R2,
6 cm2,则此球的体积为 (
)
D
.
π 6
cm3
B.
6 8
π
cm3
所以内圆是
C.
4π 3
cm
3
D.
6 6
π
cm3
[答案 ] A
[解析 ] 设球的半径为 R,正方体的棱长为 a,
∴
6a2=
6,∴
a=
1.∴2R=1,∴
R=
1 2.
∴球的体积
V=
4 3
πR3=
43π×
(
1 2)
3=
π 6.
3. 一个球与一个上、下底为正三角形,侧面为矩形的棱柱的三个侧面和两个底面都相切,
2
54πa
,即
S1> S3.
∴ S1、 S2、 S3 的大小关系是 S2<S3<S1.
10.某组合体的直观图如图所示,它的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,若图中
l = 3,试求该组合体的表面积和体积 .
r= 1,
[解析 ] 该组合体的表面积 S=4πr 2+2πrl = 4π× 12+ 2π× 1× 3= 10π.
解法二:如图,设球心为 O,球的半径为 r 1,连接 OA、OB,则在 Rt△ AOB 中, OF 是 斜边 AB 上的高.由相似三角形的性质得 OF 2= BF ·AF= Rr,即 r21= Rr,故 r 1= Rr,故球
的表面积为 S 球= 4πRr.
二、填空题
7.已知一个正方体的所有顶点在一个球面上.
[答案 ] 16π
[解析 ] 该几何体是从一个球体中挖去
球的表面积 S1= 4πR2,正方体的表面积
S2=
6a
2=
6
×
4R2= 3
8
R2,∴
S1
S2=
π 2.
5. 正方体的内切球与其外接球的体积之比为 ( )
A.
3
B.
C.
3
D.
[答案 ] C
1
3
[解析 ] 设正方体的棱长为 a,则它的内切球的半径为 2a,它的外接球的半径为 2 a,
故所求体积之比为
3.
第一章 1.3 1.3.2
一、选择题
1.如果三个球的半径之比是 ()
D. 59倍
,那么最大球的表面积是其余两个球的表面积之和的 B. 95倍
C.2 倍
D.3 倍
[答案 ] B
[ 解析 ]
设小球半径为
1,则大球的表面积
S
大=
36
π,
S
小
+
S
中=
20
π,
36 20
ππ=
9 5.
2. 若两球的体积之和是 12π,经过两球球心的截面圆周长之和为
已知这个球的体积为 32π,那么这个正三棱柱的体积是 (
)
3
A . 96 3
B. 16 3
C.24 3
D. 48 3
[答案 ] D
[解析 ] 由题意可知正三棱柱的高等于球的直径,从棱柱中间截得球的大圆内切于正三
角形,正三角形与棱柱底的三角形全等,设三角形边长为
a,球半径为 r ,由 V 球= 43× πr 3
= 32 π解
1 r= 2.S 底 = × a×
3
2
a2
-
a2 4
=
1 2a
·r ×
3
,得
a= 2
3r= 4
3,所以 V 柱= S 底·2r = 48
3.
4. 已知某几何体的三视图如图所示,其中正视图、侧视图均是由三角形与半圆构成,俯视
图由圆与内接三角形构成,根据图中的数据可得此几何体的体积为
()
D.