(测试时间:120分钟 满分:150分)
第Ⅰ卷(共60分)
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 如图,ABC-A′B′C′是体积为1的棱柱,则四棱锥C-AA′B′B的体积是( )
A. B.
C. D.
解析:选C ∵VC-A′B′C′=V柱=,
∴VC-AA′B′B=1-=.
2. 如果轴截面为正方形的圆柱的侧面积是4π,那么圆柱的体积等于( )
A.π B.2π
C.4π D.8π
3. 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:选B 由三视图可知该几何体为底面是斜边为6的等腰直角三角形,高为3的三棱锥,其体积为××6×3×3=9.
4. 一个空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( )
A.48 B.32+8
C.48+8 D.80
5. 设图是某几何体的三视图,则该几何体的体积为( )
A.π+12 B.π+18
C.9π+42 D.36π+18
解析:选B 由三视图可判断此几何体是球与长方体的组合体,其体积V=3+32×2=+18.
6.两个球的体积之比为8∶27,那么这两个球的表面积之比为( )
A.2∶3 B.4∶9
C.∶ D.∶
解析:选B 设两个球的半径分别为r1,r2,则==.∴=,==.
7.用与球心距离为1的平面去截球,所得截面圆的面积为π,则球的表面积为( )
A. B.
C.8π D.
解析:选C 设球的半径为R,则截面圆的半径为,∴截面圆的面积为S=π2=(R2-1)π=π,∴R2=2,∴球的表面积S=4πR2=8π.
8.设长方体的长、宽、高分别为2a、a、a,其顶点都在一个球面上,则该球的表面积为( )
A.3πa2 B.6πa2
C.12πa2 D.24πa2
解析:选B 由于长方体的长、宽、高分别为2a、a、a,则长方体的体对角线为=a,又长方体的外接球的直径2R等于长方体的体对角线,所以2R=a,则S球=4πR2=4π2=6πa2.
9.如果一个球的外切圆锥的高是这个球的半径的3倍,则圆锥的侧面面积和球的表面积之比为( )
A.4∶3 B.3∶1
C.3∶2 D.9∶4
解析:选C 作轴截面如图,则PO=2OD,∠CPB=30°,CB=PC=r,PB=2r,圆锥侧面积S1=6πr2,球的面积S2=4πr2,S1∶S2=3∶2.
10. 平面α截球O的球面所得圆的半径为1,球心O到平面α的距离为,则此球的体积为( )
A.π B.4π
C.4π D.6π
11.已知长方体的长、宽、高分别是3,4,5,且它的8个顶点都在同一球面上,则这个球的表面积是( )
A.25π B.50π
C. 125π D.都不对
B 由题意知球为长方体的外接球.设球的半径为R,则(2R)2=32+42+52,∴R2=,∴S球=4πR2=4π×=50π.
12.一个空间几何体的三视图如图L135所示,其中正视图为等腰直角三角形,侧视图与俯视图均为正方形,则该几何体的体积和表面积分别为( )
图L135
A.64,48+16 B.32,48+16
C.,32+16 D.,48+16
B 由三视图可知,该几何体是一个三棱柱,其直观图如图所示.
体积V=×4×4×4=32,表面积S=2××42+4×(4+4+4 )=48+16 .
第Ⅱ卷(共90分)
二、填空题(本大题共4小题,每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上)
13. 如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,E、F分别为线段AA1、B1C上的点,则三棱锥D1-EDF的体积为________.
14.一个正四棱台,其上、下底面均为正方形,边长分别为8 cm和18 cm,侧棱长为13 cm,则其表面积为________.
解析:由已知可得正四棱台侧面梯形的高为h==12 (cm),
所以S侧=4××(8+18)×12=624 (cm2),S上底=8×8=64(cm2),S下底=18×18=324(cm2),于是表面积为S=624+64+324=1 012(cm2).
答案:1 012 cm2
15. 圆柱形容器的内壁底半径是10 cm,有一个实心铁球浸没于容器的水中,若取出这个铁球,测得容器的水面下降了 cm,则这个铁球的表面积为________ cm2.
解析:设该铁球的半径为r,则由题意得πr3=π×102×,解得r3=53,∴r=5,∴这个铁球的表面积S=4π×52=100π(cm2).
答案:100π
16.球内切于正方体的六个面,正方体的棱长为a,则球的表面积为________.
答案:πa2
三、解答题 (本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.如图是某几何体的三视图.
(1)画出它的直观图(不要求写画法);
(2)求这个几何体的表面积和体积.
解:(1)这个几何体的直观图如图所示.
(2)这个几何体是一个简单组合体,它的下部是一个圆柱(底面半径为1,高为2),它的上部是一个圆锥(底面半径为1,母线长为2,高为),所以所求表面积为S=π×12+2π×1×2+π×
1×2=7π,体积为V=π×12×2+×π×12×=2π+π.
18.已知正三棱锥V-ABC的正视图、俯视图如图所示,其中VA=4,AC=2,求该三棱锥的表面积.
解:由正视图与俯视图可得正三棱锥的直观图如图所示,
且VA=VB=VC=4,AB=BC=AC=2.
取BC的中点D,连接VD,
则VD⊥BC,有
VD= = =,
则S△VBC=×VD×BC=××2=,
S△ABC=×(2)2×=3,
所以,三棱锥V-ABC的表面积为
3S△VBC+S△ABC=3+3=3(+).
19. 一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为多少?
该几何体的体积V=2V球+V长方体
=2×π3+6×1×3
=18+9π.
20.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r=1,l=3,试求该组合体的表面积和体积.
解:该组合体的表面积
S=4πr2+2πrl=4π×12+2π×1×3=10π,该组合体的体积V=πr3+πr2l=π×13+π×12×3=.
21.(2012·潍坊高一检测)用两个平行平面去截半径为R的球面,两个截面圆的半径为r1=24 cm,r2=15 cm,两截面间的距离为d=27 cm,求球的表面积.
∴S球=4πR2=2 500π(cm2).
22.如图所示,在四边形ABCD中,∠DAB=90°,∠ADC=135°,AB=5,CD=2 ,AD=2,求四边形ABCD绕AD所在直线旋转一周所成的几何体的表面积及体积.
解:易知所得的几何体是由一个圆台截去一个圆锥所得的组合体,
且CE=DE=AD=2,BC=5,则S表面=S圆台底面+S圆台侧面+S圆锥侧面=π×52+π×(2+5)×5+π×2×2 =60π+4 π,
V=V圆台-V圆锥=π(22+2×5+52)×4-π×22×2=π.