专题21 空间几何体（针对训练）-2023年高考一轮复习精讲精练必备

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第21练    空间几何体学校____________          姓名____________          班级____________  一、单选题1．已知圆锥的底面半径为1，其侧面展开图是一个圆心角为120°的扇形，则该圆锥的表面积为（       ）A． B． C． D．【答案】C【详解】设圆锥的母线长为，则，解得，则该圆锥的表面积为.故选：C.2．一个底面积为1的正四棱柱的顶点都在同一球面上，若此球的表面积为，则该四棱柱的高为（       ）A． B．2 C． D．【答案】C【详解】设球的半径为，则 ，解得 设四棱柱的高为 ，则 ，解得 故选：C3．如图，△ABC是水平放置的△ABC的斜二测直观图，其中，则以下说法正确的是（       ）A．△ABC是钝角三角形 B．△ABC是等边三角形C．△ABC是等腰直角三角形 D．△ABC是等腰三角形，但不是直角三角形【答案】C【详解】解：将其还原成原图，如图，设，则可得，，从而，所以，即，故是等腰直角三角形.故选：C.4．已知圆柱的底面半径和高都是2，那么圆柱的侧面积是（       ）A． B． C． D．【答案】B【详解】因为圆柱的底面半径和高都是，所以圆柱的侧面积.故选：B.5．圆柱内有一个球，该球与圆柱的上、下底面及母线均相切，已知圆柱的体积为，则球的体积为（       ）A． B． C． D．【答案】A【详解】设球的半径为R，则圆柱的底面圆的半径为R，高为2R，所以，解得：，则球的体积为故选：A6．通用技术老师指导学生制作统一规格的圆台形容器，用如图所示的圆环沿虚线剪开得到的一个半圆环（其中小圆和大圆的半径分别是1cm和4cm）制作该容器的侧面，则该圆台形容器的高为（       ）A．cm B．1cm C．cm D．cm【答案】D【详解】由已知圆台的侧面展开图为半圆环，不妨设上、下底面圆的半径分别为，，则，，解得，．所以圆台轴截面为等腰梯形，其上、下底边的长分别为和，腰长为，即,过点作,为垂足，所以， 该圆台形容器的高为，故选：D．7．在矩形中，，点，分别是，的中点，沿将四边形折起，使，若折起后点，，，，，都在球的表面上，则球的表面积为（       ）A． B． C． D．【答案】C【详解】因为矩形中，，点，分别是，的中点，所以四边形和四边形是正方形，又沿将四边形折起，使，所以几何体是正三棱柱，，设球的球心在底面的射影为，因此，显然是等边三角形的中心，，在直角三角形中，，所以球的表面积为，故选：C8．在中，，，若将绕直线BC旋转一周，则所形成的旋转体的体积是（       ）A． B． C． D．【答案】B【详解】旋转体是一个大圆锥去掉一个小圆锥，作出简图：所以，，所以旋转体的体积：.故选：B.9．已知S，A，B，C是球O表面上的点，平面ABC，AB⊥BC，，，则球O的表面积等于（       ）A． B． C． D．【答案】A【详解】因为、、、是球表面上的点，所以又平面，平面，所以，，，因为，平面，，所以平面，而平面，所以，所以可得为的中点，，，所以，所以球的半径径为， 所以球表面积为．故选：A．10．已知正四棱锥的侧棱长为l，其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为，且，则该正四棱锥体积的取值范围是（       ）A． B． C． D．【答案】C【详解】∵ 球的体积为，所以球的半径,设正四棱锥的底面边长为，高为，则，,所以，所以正四棱锥的体积，所以，当时，，当时，，所以当时，正四棱锥的体积取最大值，最大值为，又时，，时，,所以正四棱锥的体积的最小值为，所以该正四棱锥体积的取值范围是.故选：C.二、多选题11．在边长为2的菱形中，，，垂足为点E，以DE所在的直线为轴，其余四边旋转半周形成的面围成一个几何体，则（       ）A．该几何体为圆台 B．该几何体的高为C．该几何体的表面积为 D．该几何体的体积【答案】BCD【详解】解：由题意可知，该几何体的结构为半个圆锥和半个圆台，该几何体的高为，该几何体的表面积为，体积为.故选：BCD12．“阿基米德多面体”也称为半正多面体（semi-regularsolid），是由边数不全相同的正多边形为面围成的多面体，它体现了数学的对称美.如图所示，将正方体沿交于一顶点的三条棱的中点截去一个三棱锥，共可截去八个三棱锥，得到八个面为正三角形、六个面为正方形的一种半正多面体，已知，则关于如图半正多面体的下列说法中，正确的有（       ）A．该半正多面体的体积为B．该半正多面体过A，B，C三点的截面面积为C．该半正多面体外接球的表面积为D．该半正多面体的顶点数V、面数F、棱数E满足关系式【答案】ABD【详解】如图，该半正多面体，是由棱长为2的正方体沿各棱中点截去8个三棱锥所得到的.对于A，因为由正方体沿各棱中点截去8个三棱锥所得到的，所以该几何体的体积为：，故正确；对于B，过A，B，C三点的截面为正六边形ABCFED，所以，故正确.对于C，根据该几何体的对称性可知，该几何体的外接球即为底面棱长为，侧棱长为2的正四棱柱的外接球，所以该半正多面体外接球的表面积，故错误；对于D，几何体顶点数为12，有14个面，24条棱，满足，故正确.故选：ABD13．已知正方体的棱长为，则（       ）A．正方体的外接球体积为 B．正方体的内切球表面积为C．与异面的棱共有4条 D．三棱锥与三棱锥体积相等【答案】ACD【详解】∵正方体外接球的半径,内切球的半径∴正方体的外接球体积为，内切球表面积为A正确，B不正确；与异面的棱有，共有4条，C正确；∵，则三棱锥与三棱锥的高，底面积，故体积相等，D正确；故选：ACD．三、填空题14．将一个棱长为的正四面体放入一个正方体的玻璃容器，若要求该正四面体能在正方体容器中自由旋转，则该正方体容器的棱长的最小值为___________.【答案】2【详解】由题若正四面体能在正方体容器中自由旋转，则当正方体最小时，其内切球是该正四面体的外接球，又由棱长为的正四面体的外接球半径，此时正方体的棱长为.故答案为：.15．已知圆柱上、下底面的圆周都在一个体积为的球面上，圆柱底面半径为，则该圆柱的表面积为__________．【答案】【详解】设圆柱外接球半径为：，圆柱的母线长为：，由圆柱的性质得，外接球球心在上下底面圆心连线的中点处，所以外接球球心到底面的距离为圆柱母线的一半：，所以，又，解得，，所以圆柱的表面积为：.故答案为：.四、解答题16．已知正四棱柱，其中．(1)若点是棱上的动点，求三棱锥的体积．(2)求点到平面的距离【答案】(1)(2)【解析】(1)实际上需求三棱锥的体积．由正四棱柱，角形的面积为因为P是棱上的动点且与平面平行，则只需写出与平面间的距离即可．由于平面，不妨记三棱锥的高为则三棱锥的体积(2)以D为原点，如图建立空间直角坐标系．则可知设平面的法向量为则不妨设，同时设点到平面的距离为d则故点到平面的距离为17．如图，在棱长为1的正方体中，截去三棱锥，求： (1)截去的三棱锥的体积；(2)剩余的几何体的表面积．【答案】(1)(2)【解析】(1)∵正方体的棱长为1，三棱锥的体积(2)是边长为的等边三角形，，∴，，所以剩余几何体表面积为．18．某种“笼具”由内，外两层组成，无下底面，内层和外层分别是一个圆锥和圆柱，其中圆柱与圆锥的底面周长相等，圆柱有上底面，制作时需要将圆锥的顶端剪去，剪去部分和接头忽略不计，已知圆柱的底面周长为，高为，圆锥的母线长为．(1)求这种“笼具”的体积；(2)现要使用一种纱网材料制作50个“笼具”，该材料的造价为每平方米8元，共需多少元？【答案】(1)(2)元【解析】(1)设圆柱的底面半径r，高为h；圆锥的母线长为l，高为h1，则，则；(2)圆柱的侧面积，圆柱的底面积，圆锥的侧面积，所以：＂笼具＂表面积，故：50个＂笼具＂的总造价为：．答：现要使用一种纱网材料制作50个“笼具”共需元．