人教新课标版数学高一-数学人教B版必修2练习 1.1.7 柱、锥、台和球的体积

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1.1.7 柱、锥、台和球的体积
一、非标准
1.若圆锥、圆柱的底面直径和它们的高都等于一个球的直径,则圆锥、圆柱、球的体积之比为( )
A
.1∶3∶4 B.1∶3∶2
C.1∶2∶4 D.1∶4∶2
解析:设球的半径为R,则V圆锥=13πR2(2R)=23πR3,V圆柱=πR2·2R=2πR3,V球=43πR3.
所以V锥∶V柱∶V球=23∶2∶43=1∶3∶2.
答案:B
2.正方体的内切球的体积为36π,则此正方体的表面积是( )
A
.216 B.72 C.108 D.648
答案:A
3.一空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )

A
.2π+2√3 B.4π+2√3
C.2π+2√33 D.4π+2√33
解析:该空间几何体为正四棱锥和圆柱的组合体.如图所示.

由题意知,圆柱的底面半径为1,高为2.
正四棱锥的底面边长为√2,侧棱长为2,高为√22-1
2
=√3.

所以V=π×12×2+13×(√2)2×√3=2π+2√33.
答案:C
4.一个圆台的轴截面(等腰梯形)的腰长为a,下底长为2a,对角线长为√3a,则这个圆台的体积是( )
A
.74√3πa3 B.712√3πa3 C.78√3πa3 D.724√3πa3
解析:如图,由AD=a,AB=2a,BD=√3a,知∠ADB=90°.取DC中点E,AB中点F,分别过点D、点C作
DH⊥AB,CG⊥AB,知DH=√32a.

所以HB=√3𝑎2-34𝑎2=32a.
所以DE=HF=12a.
所以V圆台=π3(14𝑎2+12𝑎2+𝑎2)·√32a=724√3πa3.
答案:D
5.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某几何体的三视图,则此几何体的体积为( )

A
.6 B.9 C.12 D.18
解析:由三视图可推知,几何体的直观图如下图所示,可知AB=6,CD=3,PC=3,CD垂直平分AB,且PC⊥平面ACB,
故所求几何体的体积为
13×(1
2
×6×3)×3=9.

答案:B
6.如图,在三棱台ABC-A1B1C1中,AB∶A1B1=1∶2,则三棱锥A1-ABC,B-A1B1C,C-A1B1C1的体积之比为( )

A
.1∶1∶1 B.1∶1∶2
C.1∶2∶4 D.1∶4∶4
解析:设棱台的高为h,S△ABC=S,则𝑆△𝐴1𝐵1𝐶1=4S,
所以𝑉𝐴1-ABC=13S△ABC·h=13Sh,
𝑉𝐶-𝐴1𝐵1𝐶1=13𝑆
△𝐴
1𝐵1𝐶1

·h=43Sh.

又V台=13h(S+4S+2S)=73Sh,
所以𝑉𝐵-𝐴1𝐵1C=V台-𝑉𝐴1-ABC−𝑉𝐶-𝐴1𝐵1𝐶1
=73Sh-13Sh-43Sh=23Sh.
所以所求体积之比为1∶2∶4.
答案:C
7.一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为 .
解析:该几何体为底面是直角梯形的四棱柱,V=(1+2)×22×1=3.
答案:3
8.某四棱锥的三视图如图所示,该四棱锥的体积为 .

解析:由几何体的三视图可知该几何体是一个底面是正方形的四棱锥,其底面边长为3,且该四棱锥的高是1,故
其体积为V=13×9×1=3.
答案:3
9.如图①,一只装了水的密封瓶子,其内部可以看成是由半径为1 cm和半径为3 cm的两个圆柱组成的几何体.当
这个几何体如图②水平放置时,液面高度为20 cm,当这个几何体如图③水平放置时,液面高度为28 cm,则这个几
何体的总高度为 cm.

解析:设半径为1 cm和半径为3 cm的两个圆柱的高分别为h1 cm和h2 cm,则由题意知π·32·h2+π·12·(20-
h2)=π·12·h1+π·32·(28-h1),整理得8π(h1+h2)=232π,所以h1+h2=29.
答案:29
10.圆台的上、下底面半径和高的比为1∶4∶4,母线长为10,求圆台的体积.
分析:计算台体的体积时,需要计算其底面的面积和高.若是圆台,则要计算其上、下底面圆的半径,可根据条件建
立相关的关系式求解.
解:如图所示为圆台的轴截面,设圆台上、下底面圆半径及高分别为x,4x,4x,
则在△ABC中,AC=4x,BC=4x-x=3x,AB=10,
由于AB2=AC2+BC2,所以16x2+9x2=25x2=100.所以x=2.
从而可知圆台的上、下底面圆半径及高分别为2,8,8.
所以V圆台=8π3(4+16+64)=224π.
11.已知某几何体的俯视图是矩形(如图所示),主视图是一个底边长为8、高为4的等腰三角形,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.
解:由三视图特点可知,该几何体是一个高为4的四棱锥,其底面是边长分别为6和8的矩形.
如图,设底面矩形为ABCD,

则AB=8,BC=6,高VO=4.
(1)V=13×(8×6)×4=64.
(2)四棱锥侧面VAD,VBC是全等的等腰三角形,侧面VAB,VCD也是全等的等腰三角形.

在△VBC中,BC边上的高h1=√𝑉𝑂2+(𝐴𝐵2)2=√42+(82)2=4√2,

在△VAB中,AB边上的高h2=√𝑉𝑂2+(𝐵𝐶2)2=√42+(62)2=5.
所以此几何体的侧面积
S=2(
12×6×4√2+1
2
×8×5)=40+24√2.

12.如图所示,在多面体ABCDEF中,已知四边形ABCD是边长为1的正方形,且△ADE,△BCF均为正三角
形,EF∥AB,EF=2,求该多面体的体积.

解:如图所示,过点A,B分别作AM,BG垂直于EF,垂足分别为点M,G,连接DM,CG,这样就将多面体分为两个体
积相等的三棱锥与一个直三棱柱.由图形的对称性,知EM=GF=12.

在Rt△AME中,可求得AM=√32.
在等腰三角形AMD中,可求得S△AMD=√24.
所以V多面体=2V三棱锥E-ADM+V三棱柱ADM-BCG
=23·EM·S△AMD+AB·S△AMD=(13+1)×√24=√23.