2021版高考文科数学人教A版一轮复习核心考点·精准研析9.1 空间几何体 学案
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核心考点·精准研析
考点一 空间几何体的结构特征
1.以下命题:
①以直角三角形的一边所在直线为轴旋转一周所得的旋转体是圆锥;
②以直角梯形的一腰所在直线为轴旋转一周所得的旋转体是圆台;
③以矩形的任意一边所在直线为轴,其余三边旋转一周所得的旋转体是圆柱;
④一个平面截圆锥,得到一个圆锥和一个圆台.
其中正确命题的个数为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.以下四个命题中,真命题为 ( )
A.侧面都是等腰三角形的棱锥是正棱锥
B.底面是矩形的平行六面体是长方体
C.直四棱柱是直平行六面体
D.棱台的侧棱延长后必交于一点
3. 下列结论:
①在圆柱的上、下两底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆柱的母线;
②圆锥的顶点与底面圆周上任意一点的连线是圆锥的母线;
③在圆台上、下两底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆台的母线;
④圆柱的任意两条母线相互平行.
其中正确的是 ( )
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
4.若四面体的三对相对棱分别相等,则称之为等腰四面体,若四面体的一个顶点出发的三条棱两两垂直,则称之为直角四面体,以长方体ABCD-A1B1C1D1的顶点为四面体的顶点,可以得到等腰四面体、直角四面体的个数分别为 世纪金榜导学号( )
A.2,8 B.4,12 C.2,12 D.12,8
【解析】1.选B.由圆锥、圆台、圆柱的定义可知①②错误,③正确.对于命题④,只有用平行于圆锥底面的平面去截圆锥,才能得到一个圆锥和一个圆台,④不正确.
2.选D.对于A,对等腰三角形的腰是否为侧棱未作说明(如图),故A是假命题;底面是矩形的平行六面体的侧棱可能与底面不垂直,故B是假命题;因为直四棱柱的底面不一定是平行四边形,故C是假命题;由棱台的定义知D是真命题.
3.选D.①所取的两点的连线与圆柱的轴所构成的四边形不一定是矩形,若不是矩形,则与圆柱母线定义不符.③所取两点连线的延长线不一定与轴交于一点,不符合圆台母线的定义.②④符合圆锥、圆柱母线的定义及性质.
4.选A.因为矩形的对角线相等,所以长方体的六个面的对角线构成2个等腰四面体.因为长方体的每个顶点出发的三条棱都是两两垂直的,所以长方体中有8个直角四面体.
解决空间几何体概念辨析题的常用方法
(1)定义法:紧扣定义,由已知构建几何模型,在条件不变的情况下,变换模型中的线面关系或增加线、面等基本元素,根据定义进行判定.
(2)反例法:通过反例对结构特征进行辨析.
【秒杀绝招】 优选法解T2,根据棱台的概念知,所有侧棱交于一点,故D正确,A,B,C可以不予考虑.
考点二 空间几何体的三视图与直观图
【典例】1. (2018·全国卷Ⅲ)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来,构件的凸出部分叫榫头,凹进部分叫卯眼,图中木构件右边的小长方体是榫头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是 ( )
2.已知一个三棱锥的三视图如图所示,其中三个视图都是直角三角形,则在该三棱锥的四个面中,直角三角形的个数为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解题导思】
序号 | 联想解题 |
1 | 由直观图及俯视方向联想俯视图的形状 |
2 | 由三视图,想到还原为直观图后加以判断 |
【解析】1.选A.由直观图可知选A.
2.选D.由题意可知,几何体是三棱锥,其放置在长方体中形状如图所示(图中阴影部分),利用长方体模型可知,此三棱锥的四个面全部是直角三角形.
1.由几何体的直观图求三视图需要注意的两个问题
(1)注意正视图、侧视图和俯视图的观察方向.
(2)注意看到的部分用实线表示,不能看到的部分用虚线表示.
2.根据三视图还原几何体实物的基本思想
(1)仔细分析和认真观察三视图,进行充分的空间想象.
(2)结合三视图的形状,从不同的角度去还原.
1.(2020·淄博模拟)某超市货架上摆放着某品牌红烧牛肉方便面,如图是它们的三视图,则货架上的红烧牛肉方便面至少有 ( )
A.8桶 B.9桶 C.10桶 D.11桶
【解析】选B.易得第一层有4桶,第二层最少有3桶,第三层最少有2桶,所以至少共有9桶,故选B.
2.(2018·全国卷I)某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如图所示,圆柱表面上的点M在正视图上的对应点为A,圆柱表面上的点N在侧视图上的对应点为B,则在此圆柱侧面上,从M到N的路径中,最短路径的长度为 ( )
A.2 B.2 C.3 D.2
【解析】选B.将三视图还原为圆柱,M,N的位置如图1所示,将侧面展开,最短路径为M,N连线的距离,所以MN==2.
考点三 空间几何体的表面积与体积
命 题 精 解 读 | 考什么:(1)考查求几何体的表面积与体积. (2)考查直观想象、逻辑推理、数学运算的核心素养. 怎么考:(1)由三视图还原几何体形状,再求表面积或体积.(2)与平行、垂直的性质、判定相结合考查. 新趋势:以柱、锥、台、球为载体,结合线面垂直等知识考查. |
学 霸 好 方 法 | 空间几何体表面积、体积的求法 (1)旋转体的表面积问题注意其侧面展开图的应用. (2)多面体的表面积是各个面的面积之和;组合体的表面积注意衔接部分的处理. (3)体积可用公式法、转换法、分割法、补形法等求解. |
求空间几何体的表面积或侧面积
【典例】(2018·全国卷I)已知圆柱的上、下底面的中心分别为O1,O2,过直线O1O2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形,则该圆柱的表面积为( )
A.12π B.12π C.8π D.10π
【解析】选B.截面面积为8,所以高h=2,底面半径r=,所以该圆柱表面积S=π·()2·2+2π··2=12π.
面积为8的正方形截面的边长与圆柱的高及底面半径有何关系?
提示:正方形边长与圆柱高相等,是底面半径的2倍.
求空间几何体的体积
【典例】(2019·全国卷Ⅲ)学生到工厂劳动实践,利用3D打印技术制作模型.如图,该模型为长方体ABCD-A1B1C1D1挖去四棱锥O-EFGH后所得几何体,其中O为长方体的中心,E,F,G,H分别为所在棱的中点,AB=BC=6 cm,AA1=4 cm,3D打印所用原料密度为0.9 g/cm3,不考虑打印损耗,制作该模型所需原料的质量为_____g.
【解析】S四边形EFGH=4×6-4××2×3=12(cm2),
V=6×6×4-×12×3=132(cm3).
m=ρV=0.9×132=118.8(g).
答案:118.8
(1)求制作该模型所需原料的质量实际是求面积还是体积问题?
提示:体积问题.
(2)模型的体积与长方体体积和四棱锥体积之间有何关系?
提示:模型的体积是长方体体积和四棱锥体积之差.
1.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为________.
【解析】根据三视图可知几何体是一个长方体挖去一个圆柱,所以S=2×(4+3+12)+2π-2π=38.
答案:38
2.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________.
【解析】=
=·AB
=××1×1×1=.
答案:
1.如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的底面边长为2,侧棱长为,D为BC的中点,则三棱锥A-B1DC1的体积为 ( )
A.3 B. C.1 D.
【解析】选C.如题图,因为△ABC是正三角形,
且D为BC中点,则AD⊥BC.
又因为BB1⊥平面ABC,AD⊂平面ABC,
故BB1⊥AD,且BB1∩BC=B,BB1,BC⊂平面BCC1B1,所以AD⊥平面BCC1B1,
所以AD是三棱锥A-B1DC1的高.
所以=·AD=××=1.
2.圆锥的全面积为15π cm2,侧面展开图的圆心角为60°,则该圆锥的体积为________cm3.
【解析】设底面圆的半径为r cm,母线长为a cm,则侧面积为×(2πr)a=πra.由题意得解得故圆锥的高h==5,所以体积为V=πr2h=π××5=π(cm3).
答案:π
3.(2020·佛山模拟)如图是一个铸铁零件,它是由半个圆柱与一个正四棱柱组合成的几何体,圆柱的底面直径与高均为2厘米,正四棱柱底面边长为2厘米,侧棱为3厘米,则该零件的质量为________克.(铁的密度约为7.4克/厘米3,结果精确到0.1克)
【解析】半圆柱的体积=πr2h=0.5π×2=π(厘米3),正四棱柱的体积=底面积×高=2×2×3=12(厘米3),所以铸铁零件的体积=(12+π)厘米3,所以铸铁零件的质量=体积×密度=(12+π)×7.4≈112.0(克).
答案:112.0
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