专题4 双变量存在恒成立与存在性问题-高二数学下学期同步知识点剖析精品讲义(人教A版选择性必修第二、三册)

 专题8.1 求柱体、锥体、球体表面积与体积【1048】．（2022·天津·高考真题·★★★★）如图，“十字歇山”是由两个直三棱柱重叠后的景象，重叠后的底面为正方形，直三棱柱的底面是顶角为，腰为3的等腰三角形，则该几何体的体积为（       ） A．23 B．24 C．26 D．27【1049】．（2022·全国·高考真题·★★★★）南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题，其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔时，相应水面的面积为；水位为海拔时，相应水面的面积为，将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台，则该水库水位从海拔上升到时，增加的水量约为（）（       ）A． B． C． D．【1050】．（2022·全国·高考真题·★★★）甲、乙两个圆锥的母线长相等，侧面展开图的圆心角之和为，侧面积分别为和，体积分别为和．若，则（       ）A． B． C． D．【1051】．（2020·海南·高考真题·★★★★）日晷是中国古代用来测定时间的仪器，利用与晷面垂直的晷针投射到晷面的影子来测定时间．把地球看成一个球(球心记为O)，地球上一点A的纬度是指OA与地球赤道所在平面所成角，点A处的水平面是指过点A且与OA垂直的平面.在点A处放置一个日晷，若晷面与赤道所在平面平行，点A处的纬度为北纬40°，则晷针与点A处的水平面所成角为（       ） A．20° B．40°C．50° D．90°【1052】．（2020·全国·高考真题·★★★）埃及胡夫金字塔是古代世界建筑奇迹之一，它的形状可视为一个正四棱锥，以该四棱锥的高为边长的正方形面积等于该四棱锥一个侧面三角形的面积，则其侧面三角形底边上的高与底面正方形的边长的比值为（       ） A． B． C． D．【1053】．（2019·全国·高考真题·★★★★）已知三棱锥P-ABC的四个顶点在球O的球面上，PA=PB=PC，△ABC是边长为2的正三角形，E，F分别是PA，AB的中点，∠CEF=90°，则球O的体积为A． B． C． D．【1054】．（2014·湖北·高考真题·★★★）《算数书》竹简于上世纪八十年代在湖北省江陵县张家山出土，这是我国现存最早的有系统的数学典籍，其中记载有求“盖”的术：置如其周，令相承也.又以高乘之，三十六成一.该术相当于给出了有圆锥的底面周长与高，计算其体积的近似公式它实际上是将圆锥体积公式中的圆周率近似取为3.那么近似公式相当于将圆锥体积公式中的近似取为A． B． C． D．【1055】．（2013·全国·高考真题·★★★）如图，有一个水平放置的透明无盖的正方体容器，容器高8cm，将一个球放在容器口，再向容器内注水，当球面恰好接触水面时测得水深为6cm，如果不计容器的厚度，则球的体积为A．cm3 B．cm3 C．cm3 D．cm3【1056】．（2011·全国·高考真题·★★★）已知矩形的顶点都在半径为4的球的球面上，且，则棱锥的体积为_____．【1057】．（2020·海南·高考真题·★★★）已知直四棱柱ABCD–A1B1C1D1的棱长均为2，∠BAD=60°．以为球心，为半径的球面与侧面BCC1B1的交线长为________．【1058】．（2020·江苏·高考真题·★★★）如图，六角螺帽毛坯是由一个正六棱柱挖去一个圆柱所构成的．已知螺帽的底面正六边形边长为2 cm，高为2 cm，内孔半径为0.5 cm，则此六角螺帽毛坯的体积是 ____ cm3.【1059】．（2019·全国·高考真题·★★★★）学生到工厂劳动实践，利用打印技术制作模型.如图，该模型为长方体挖去四棱锥后所得的几何体，其中为长方体的中心，分别为所在棱的中点，，打印所用原料密度为，不考虑打印损耗，制作该模型所需原料的质量为___________.【1060】．（2012·辽宁·高考真题·★★★）已知点P，A，B，C，D是球O表面上的点，PA⊥平面ABCD，四边形ABCD是边长为2正方形．若PA=2，则△OAB的面积为______________.【1061】．（2011·四川·高考真题·★★★）如图，半径为4的球O中有一内接圆柱．当圆柱的侧面积最大时，球的表面积与该圆柱的侧面积之差是_________．【1062】．（2018·江苏·高考真题·★★★★）如图所示，正方体的棱长为2，以其所有面的中心为顶点的多面体的体积为________．【1063】．（2018·天津·高考真题·★★★）已知正方体的棱长为1，除面外，该正方体其余各面的中心分别为点E，F，G，H，M(如图)，则四棱锥的体积为__________.【1064】．（2017·江苏·高考真题·★★★）如图，在圆柱O1 O2 内有一个球O，该球与圆柱的上、下底面及母线均相切．记圆柱O1 O2 的体积为V1 ,球O的体积为V2 ，则 的值是_____【1065】．（2017·全国·高考真题·★★★）已知三棱锥的所有顶点都在球O的球面上，SC是球O的直径若平面平面SCB，，，三棱锥的体积为9，则球O的表面积为______．【1066】．（2022·青海·海东市第一中学模拟预测·★★★）已知在三棱锥P－ABC中，PA＝4，，PB＝PC＝3，平面PBC，则三棱锥P－ABC的外接球的表面积是________. 【1067】．（2022·四川广安·模拟预测·★★★★★）如图，平面四边形中，，，，，现将沿翻折，使点D移动至点P，且，则三棱锥的外接球的体积为（       ）A． B． C． D．【1068】．（2022·河南省杞县高中模拟预测·★★★★）在边长为6的菱形ABCD中，，现将沿BD折起到的位置，当三棱锥的体积最大时，三棱锥的外接球的表面积为（       ）A．60π B．45π C．30π D．20π【1069】．（2022·安徽·合肥一六八中学模拟预测·★★★★）刘徽构造的几何模型“牟合方盖”中说：“取立方棋八枚，皆令立方一寸，积之为立方二寸．规之为圆困，径二寸，高二寸．又复横规之，则其形有似牟合方盖矣．”牟合方盖是一个正方体被两个圆柱从纵横两侧面作内切圆柱体时的两圆柱体的公共部分，计算其体积的方法是将原来的“牟合方益”平均分为八份，取它的八分之一（如图一）．记正方形OABC的边长为r，设，过P点作平面PQRS平行于平面OABC．，由勾股定理有，故此正方形PQRS面积是．如果将图一的几何体放在棱长为r的正方体内（如图二），不难证明图二中与图一等高处阴影部分的面积等于．（如图三）设此棱锥顶点到平行于底面的截面的高度为h，不难发现对于任何高度h，此截面面积必为，根据祖暅原理计算牟合方盖体积（       ）注：祖暅原理：“幂势既同，则积不容异”．意思是两个同高的立体，如在等高处的截面积相等，则体积相等 A． B． C． D．【1070】．（2021·全国·高考真题·★★★★）（多选题）在正三棱柱中，，点满足，其中，，则（       ）A．当时，的周长为定值B．当时，三棱锥的体积为定值C．当时，有且仅有一个点，使得D．当时，有且仅有一个点，使得平面【1071】．（2022·江西师大附中三模·★★★★）（多选题）勒洛四面体是一个非常神奇的“四面体”，它能在两个平行平面间自由转动，并且始终保持与两平面都接触，因此它能像球一样来回滚动．勒洛四面体是以正四面体的四个顶点为球心，以正四面体的棱长为半径的四个球的公共部分，如图所示，若正四面体ABCD的棱长为a，则下列结论正确的序号是__________．①能够容纳勒洛四面体的正方体的棱长的最小值为a；②勒洛四面体能够容纳的最大球的半径为；③勒洛四面体的截面面积的最大值为； ④勒洛四面体的体积；【1072】．（2022·内蒙古·赤峰二中模拟预测·★★★★★）棱长为4的正方体中，E，F分别为棱，的中点，则下列说法中正确的有__________（填写所有正确结论的序号）① 三棱锥的体积为定值②当时，平面截正方体所得截面的周长为③ 直线FG与平面所成角的正切值的取值范围是④ 当时，三棱锥的外接球的表面积为
【1073】．（2022·山东青岛·二模·★★★★）《九章算术》中记录的“羡除”是算学和建筑学术语，指的是一段类似隧道形状的几何体，如图，羡除ABCDEF中，底面ABCD是正方形，平面ABCD，，其余棱长都为1，则这个几何体的外接球的体积为（       ）A． B． C． D．【1074】．（2022·江西九江·三模·★★★）如图，一个四分之一球形状的玩具储物盒，若放入一个玩具小球，合上盒盖，可放小球的最大半径为.若是放入一个正方体，合上盒盖，可放正方体的最大棱长为，则（       ） A． B． C． D．【1075】．（2022·四川省内江市第六中学模拟预测·★★★★）已知正四棱锥的侧棱长为，底面边长为2，则该四棱锥的内切球的体积为（       ）A． B． C． D．【1076】．（2022·青海·海东市第一中学模拟预测·★★★）已知在三棱锥中，，，，平面，则三棱锥的外接球的表面积是（       ）A． B． C． D．【1077】．（2022·北京二中模拟预测·★★★）如图所示，一套组合玩具需在一半径为3的球外罩上一个倒置圆锥，则圆锥体积的最小值为（       ）A．64π B．40π C．84π D．72π【1078】．（2022·浙江·模拟预测·★★★）如图，平面平面，四边形是正方形，四边形是矩形，且，，若是线段上的动点，则三棱锥的外接球表面积的最小值是（       ）A． B．C． D．【1079】．（2022·安徽·合肥一六八中学模拟预测·★★★★）已知球O是正三棱锥（底面是正三角形，顶点在底面的射影为底面中心）的外接球，，，点E在线段上，且.过点E作球O的截面，则所得截面面积的最小值是（       ）A． B． C． D．【1080】．（2022·全国·高考真题·★★★）（多选题）已知正方体，则（       ）A．直线与所成的角为 B．直线与所成的角为C．直线与平面所成的角为 D．直线与平面ABCD所成的角为【1081】．（2022·辽宁实验中学模拟预测·★★★）中国古代的“牟合方盖”可以看作是两个圆柱垂直相交的公共部分，计算其体积所用的“幂势即同，则积不容异”是中国古代数学的研究成果，根据此原理，取牟合方盖的一半，其体积等于与其同底等高的正四棱柱中，去掉一个同底等高的正四棱锥之后剩余部分的体积（如图1所示）．现将三个直径为4的圆柱放于同一水平面上，三个圆柱的轴所在的直线两两成角都相等，三个圆柱的公共部分为如图2所示的几何体，该几何体中间截面三角形边长为 ，则该几何体的体积为___________．【1082】．（2022·全国·模拟预测·★★★）如图，在四棱锥中，底面，，，，，为棱的中点．若四棱锥的体积为，则三棱锥外接球的表面积为______．【1083】．（2022·陕西·西安中学模拟预测·★★★）“牟和方盖”是我国古代数学家刘徽在研究球的体积的过程中构造的一个和谐优美的几何体，它是由两个相同的圆柱分别从纵横两个方向嵌入一个正方体时两圆柱公共部分形成的几何体（如图1）.如图2所示的“四脚帐篷”为“牟和方盖”的上半部分，点为四边形的中心，点为“四脚帐篷”的“上顶点”，.用平行于平面的平面去截“四脚帐篷”，当平面经过的中点时，截面图形的面积为___________.【1084】．（2022·内蒙古赤峰·模拟预测·★★★★）已知四棱锥S－ABCD中，底面ABCD为正方形，侧面SAB为等边三角形，AB＝3，则当四棱锥的体积取得最大值时，其外接球的表面积为________．【1085】．（2022·全国·模拟预测·★★★★）有一张面积为的矩形纸片，其中为的中点，为的中点，将矩形绕旋转得到圆柱，如图所示，若点为的中点，直线与底面圆所成角的正切值为，为圆柱的一条母线（与，不重合），则当三棱锥的体积取最大值时，三棱锥外接球的表面积为___________.【1086】．（2022·全国·模拟预测·★★★★）在正三棱柱中，，是侧棱上一点，且，则三棱锥外接球的表面积为___________.【1087】．（2022·广东·二模·★★★★★）十字贯穿体（如图1）是美术素描学习中一种常见的教具．如图2，该十字贯穿体由两个全等的正四棱柱组合而成，且两个四棱柱的侧棱互相垂直，若底面正方形边长为2，则这两个正四棱柱公共部分所构成的几何体的内切球的体积为__________．