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    2020版高考数学(理)新创新一轮复习通用版讲义:第八章第二节空间几何体的表面积与体积

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    2020版高考数学(理)新创新一轮复习通用版讲义:第八章第二节空间几何体的表面积与体积

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    第二节空间几何体的表面积与体积

    1.圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图及侧面积公式❶

    圆柱
    圆锥
    圆台
    侧面展开图



    侧面积公式
    S圆柱侧=2πrl
    S圆锥侧=πrl
    S圆台侧=π(r1+r2)l
    2.柱、锥、台、球的表面积和体积❷
    名称
    几何体  
    表面积
    体积
    柱体(棱柱和圆柱)
    S表面积=S侧+2S底
    V=Sh
    锥体(棱锥和圆锥)
    S表面积=S侧+S底
    V=Sh
    台体(棱台和圆台)
    S表面积=S侧+S上+S下
    V=(S上+S下+)h

    S=4πR2
    V=πR3

    圆柱、圆锥、圆台的侧面积公式间的联系:
    S圆柱侧=2πrlS圆台侧=π(r+r′)lS圆锥侧=πrl.
    柱体、锥体、台体的体积公式间的联系:
    V柱体=ShV台体=(S′++S)hV锥体=Sh.
    [熟记常用结论]
    1.设正方体的棱长为a,则它的内切球半径r=,外接球半径R=a.
    2.设长方体的长、宽、高分别为a,b,c,则它的外接球半径R=.
    3.设正四面体的棱长为a,则它的高为a,内切球半径r=a,外接球半径R=a.
    4.直棱柱的外接球半径可利用棱柱的上下底面平行,借助球的对称性,可知球心为上下底面外接圆圆心连线的中点,再根据勾股定理求球的半径.
    [小题查验基础]
    一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)
    (1)多面体的表面积等于各个面的面积之和.(  )
    (2)锥体的体积等于底面积与高之积.(  )
    (3)简单组合体的体积等于组成它的简单几何体体积的和或差.(  )
    (4)圆柱的一个底面积为S,侧面展开图是一个正方形,那么这个圆柱的侧面积是2πS.(  )
    答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)×
    二、选填题
    1.一个球的表面积为16π,那么这个球的体积为(  )
    A.π         B.π
    C.16π D.24π
    解析:选B 设球的半径为R,则由4πR2=16π,解得R=2,所以这个球的体积为πR3=π.
    2.将一个相邻边长分别为4π,8π的矩形卷成一个圆柱,则这个圆柱的表面积是(  )
    A.40π2 B.64π2
    C.32π2或64π2 D.32π2+8π或32π2+32π
    解析:选D 当底面周长为4π时,底面圆的半径为2,两个底面的面积之和是8π;当底面周长为8π时,底面圆的半径为4,两个底面的面积之和为32π.无论哪种方式,侧面积都是矩形的面积32π2.故所求的表面积是32π2+8π或32π2+32π.
    3.(2016·全国卷Ⅱ)如图是由圆柱与圆锥组合而成的几何体的三视图,则该几何体的表面积为(  )

    A.20π    B.24π    
    C.28π     D.32π
    解析:选C 由三视图知该几何体是圆锥与圆柱的组合体,设圆柱底面圆半径为r,周长为c,圆锥母线长为l,圆柱高为h.由图得r=2,c=2πr=4π,h=4,由勾股定理得l==4,S表=πr2+ch+cl=4π+16π+8π=28π.
    4.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为________.

    解析:由三视图可知,该几何体是一个直三棱柱,其底面为侧视图,该侧视图是底边长为2,高为的三角形,正视图的长为三棱柱的高,故h=3,所以该几何体的体积V=S·h=×3=3.
    答案:3
    5.如图,将一个长方体用过相邻三条棱的中点的平面截出一个棱锥,则该棱锥的体积与剩下的几何体体积的比为________.
    解析:设长方体的相邻三条棱长分别为a,b,c,
    它截出棱锥的体积V1=××a×b×c=abc,剩下的几何体的体积V2=abc-abc=abc,所以V1∶V2=1∶47.
    答案:1∶47


    [典例精析]
    (1)(2019·武汉调研)一个几何体的三视图如图所示,则它的表面积为(  )

    A.28        B.24+2
    C.20+4 D.20+2
    (2)(2018·黄冈模拟)已知一几何体的三视图如图所示,它的侧视图与正视图相同,则该几何体的表面积为(  )

    A.16+12π B.32+12π
    C.24+12π D.32+20π
    [解析] (1)如图所示,三视图所对应的几何体是长、宽、高分别为2,2,3的长方体去掉一个三棱柱后的棱柱ABIE­DCMH,则该几何体的表面积S=(2×2)×5+×2+2×1+2×=24+2.
    (2)由三视图知,该几何体是一个正四棱柱与半球的组合体,且正四棱柱的高为,底面对角线长为4,球的半径为2,所以该正四棱柱的底面正方形的边长为2,该几何体的表面积S=×4π×22+π×22+2××4=12π+16.
    [答案] (1)B (2)A
    [解题技法]
    求空间几何体表面积的常见类型及思路
    求多面体的表面积
    只需将它们沿着棱“剪开”展成平面图形,利用求平面图形面积的方法求多面体的表面积
    求旋转体的表面积
    可以从旋转体的形成过程及其几何特征入手,将其展开后求表面积,但要搞清它们的底面半径、母线长与对应侧面展开图中的边长关系
    求不规则几何体的表面积
    通常将所给几何体分割成基本的柱体、锥体、台体,先求出这些基本的柱体、锥体、台体的表面积,再通过求和或作差,求出所给几何体的表面积
    由三视图求几何体的表面积
    关键是分析三视图确定几何体中各元素之间的位置关系及度量大小,然后还原几何体的直观图,套用公式求解

    [过关训练]
    1.在梯形ABCD中,∠ABC=,AD∥BC,BC=2AD=2AB=2.将梯形ABCD绕AD所在直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的表面积为(  )
    A.4π B.(4+)π
    C.6π D.(5+)π
    解析:选D ∵在梯形ABCD中,∠ABC=,AD∥BC,
    BC=2AD=2AB=2,∴将梯形ABCD绕AD所在直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体是一个底面半径为AB=1,高为BC=2的圆柱减去一个底面半径为AB=1,高为BC-AD=2-1=1的圆锥的组合体,∴几何体的表面积S=π×12+2π×1×2+×2π×1×=(5+)π.
    2.如图所示的是一个几何体的三视图,则该几何体的表面积为________.

    解析:该几何体为一个长方体从正上方挖去一个半圆柱剩下的部分,长方体的长、宽、高分别为4,1,2,挖去半圆柱的底面半径为1,高为1,所以表面积S=S长方体表-2S半圆柱底-S圆柱轴截面+S半圆柱侧=2×4×1+2×1×2+2×4×2-π×12-2×1+×2π×1=26.
    答案:26

    [考法全析]
    考法(一) 直接利用公式求体积
    [例1] (2019·武汉调研)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.        B.
    C. D.3
    [解析] 如图,三棱锥P­ABC为三视图所对应几何体的直观图,
    由三视图可知,S△ABC=×2×3=3,点P到平面ABC的距离h=3,则VP­ABC=S△ABC·h=×3×3=3,故选D.
    [答案] D
    考法(二) 割补法求体积
    [例2] (1)(2019·长春监测)《九章算术》卷五商功中有如下问题:今有刍甍,下广三丈,袤四丈,上袤二丈,无广,高一丈,问积几何?刍甍:底面为矩形的屋脊状的几何体(网格纸中粗线部分为其三视图,设网格纸上每个小正方形的边长为1),那么该刍甍的体积为(  )
    A.4 B.5
    C.6 D.12
    (2)(2018·天津高考)如图,已知正方体ABCD­A1B1C1D1的棱长为1,则四棱锥A1­BB1D1D的体积为________.
    [解析] (1)如图所示,由三视图可还原得到几何体ABCDEF,过E,F分别作垂直于底面的截面EGH和FMN,可将原几何体切割成三棱柱EHG­FNM,四棱锥E­ADHG和四棱锥F­MBCN,易知三棱柱的体积为×3×1×2=3,两个四棱锥的体积相同,都为×1×3×1=1,则原几何体的体积为3+1+1=5.
    (2)连接BD1,则四棱锥A1­BB1D1D分成两个三棱锥B­A1DD1与B­A1B1D1,所以VA1­BB1D1D=VB­A1DD1+VB­A1B1D1=××1×1×1+××1×1×1=.
    [答案] (1)B (2)
    考法(三) 等体积法求体积
    [例3] 如图所示,已知三棱柱ABC­A1B1C1的所有棱长均为1,且AA1⊥底面ABC,则三棱锥B1­ABC1的体积为(  )
    A. B.
    C. D.
    [解析] 易知三棱锥B1­ABC1的体积等于三棱锥A­B1BC1的体积,又三棱锥A­B1BC1的高为,底面积为,故其体积为××=.
    [答案] A
    [技法点拨]
    求空间几何体的体积的常用方法
    公式法
    对于规则几何体的体积问题,可以直接利用公式进行求解
    割补法
    把不规则的图形分割成规则的图形,然后进行体积计算;或者把不规则的几何体补成规则的几何体,不熟悉的几何体补成熟悉的几何体,便于计算其体积
    等体积法
    一个几何体无论怎样转化,其体积总是不变的.如果一个几何体的底面面积和高较难求解时,我们可以采用等体积法进行求解.等体积法也称等积转化或等积变形,它是通过选择合适的底面来求几何体体积的一种方法,多用来解决有关锥体的体积,特别是三棱锥的体积

    [过关训练]
    1.[公式法]某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为(  )

    A.1 B.
    C. D.
    解析:选C 由三视图易知该几何体为锥体,所以V=Sh,其中S指的是锥体的底面积,即俯视图中四边形的面积,易知S=1,h指的是锥体的高,从正视图和侧视图易知h=1,所以V=Sh=.
    2.[割补法]已知某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积是(  )

    A.48 cm3 B.78 cm3
    C.88 cm3 D.98 cm3
    解析:选D 由三视图可知几何体为一个长方体截去一个角后剩余的几何体,所以其体积是6×3×6-××4×5×3=98(cm3).
    3.[等体积法]如图,在正三棱柱ABC­A1B1C1中,已知AB=AA1=3,点P在棱CC1上,则三棱锥P­ABA1的体积为________.
    解析:三棱锥P­ABA1的体积为V三棱锥P­ABA1=V三棱锥C­ABA1=V三棱锥A1­ABC=S△ABC·AA1=××32×3=.
    答案:

    [考法全析]
    考法(一) 几何体的外接球
    [例1] (1)(2019·福州模拟)已知圆锥的高为3,底面半径为,若该圆锥的顶点与底面的圆周都在同一个球面上,则这个球的体积等于(  )
    A.π          B.π
    C.16π D.32π
    (2)(2018·成都模拟)在三棱锥P­ABC中,已知PA⊥底面ABC,∠BAC=60°,PA=2,AB=AC=,若该三棱锥的顶点都在同一个球面上,则该球的表面积为(  )
    A. B.
    C.8π D.12π
    [解析] (1)设该圆锥的外接球的半径为R,依题意得,R2=(3-R)2+()2,解得R=2,所以所求球的体积V=πR3=π×23=π.

    (2)易知△ABC是等边三角形.如图,作OM⊥平面ABC,其中M为△ABC的中心,且点O满足OM=PA=1,则点O为三棱锥P­ABC外接球的球心.于是,该外接球的半径R=OA===.故该球的表面积S=4πR2=8π.
    [答案] (1)B (2)C
    考法(二) 几何体的内切球
    [例2] (1)如图,在圆柱O1O2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O1O2的体积为V1,球O的体积为V2,则的值是________.
    (2)已知正三棱锥的高为1,底面边长为2,内有一个球与四个面都相切,则棱锥的内切球的半径为________.
    [解析] (1)设圆柱内切球的半径为R,
    则由题设可得圆柱O1O2的底面圆的半径为R,高为2R,
    故==.
    (2)如图,过点P作PD⊥平面ABC于点D,连接AD并延长交BC于点E,连接PE,
    ∵△ABC是正三角形,
    ∴AE是BC边上的高和中线,D为△ABC的中心.
    ∵AB=2,∴S△ABC=3,DE=1,PE=.
    ∴S表=3××2×+3=3+3.
    ∵PD=1,∴三棱锥的体积V=×3×1=.
    设球的半径为r,以球心O为顶点,三棱锥的四个面为底面把正三棱锥分割为四个小棱锥,
    则r==-1.
    [答案] (1) (2)-1
    [规律探求]
    看个性
    考法(一)是几何体的外接球
    一个多面体的顶点都在球面上即为球的外接问题,解决这类问题的关键是抓住外接球的特点,即球心到多面体的顶点的距离等于球的半径.
    考法(二)是几何体的内切球
    求解多面体的内切球问题,一般是将多面体分割为以内切球球心为顶点,多面体的各侧面为底面的棱锥,利用多面体的体积等于各分割棱锥的体积之和求内切球的半径
    找共性
    解决与球有关的切、接问题,其通法是作截面,将空间几何问题转化为平面几何问题求解,其解题的思维流程是:


    [过关训练]
    1.(2019·南宁模拟)已知三棱锥P­ABC中,△ABC为等边三角形,PA=PB=PC=3,PA⊥PB,则三棱锥P­ABC的外接球的体积为(  )
    A.π B.π
    C.27π D.27π
    解析:选B ∵三棱锥P­ABC中,△ABC为等边三角形,PA=PB=PC=3,∴△PAB≌△PBC≌△PAC.∵PA⊥PB,∴PA⊥PC,PC⊥PB.以PA,PB,PC为过同一顶点的三条棱作正方体(如图所示),则正方体的外接球同时也是三棱锥P­ABC的外接球.∵正方体的体对角线长为=3,∴其外接球半径R=.因此三棱锥P­ABC的外接球的体积V=×3=π.
    2.(2018·唐山模拟)把一个皮球放入如图所示的由8根长均为20 cm的铁丝接成的四棱锥形骨架内,使皮球的表面与8根铁丝都有接触点(皮球不变形),则皮球的半径为(  )
    A.10 cm B.10 cm
    C.10 cm D.30 cm
    解析:选B 依题意,在四棱锥S­ABCD中,所有棱长均为20 cm,连接AC,BD交于点O,连接SO,则SO=AO=BO=CO=DO=10 cm,易知点O到AB,BC,CD,AD的距离均为10 cm,在等腰三角形OAS中,AO=SO=10 cm,SA=20 cm,所以O到SA的距离d=10 cm,同理可证O到SB,SC,SD的距离也为10 cm,所以球心为四棱锥底面ABCD的中心O,所以皮球的半径r=10 cm.

    一、题点全面练
    1.(2019·沈阳质检)某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的侧面积是(  )

    A.4+4          B.4+2
    C.8+4 D.
    解析:选A 由三视图可知该几何体是一个四棱锥,记为四棱锥P­ABCD,如图所示,其中PA⊥底面ABCD,四边形ABCD是正方形,且PA=2,AB=2,PB=2,所以该四棱锥的侧面积S是四个直角三角形的面积和,即S=2×=4+4.
    2.(2019·开封模拟)某几何体的三视图如图所示,其中俯视图为扇形,则该几何体的体积为(  )

    A.4π B.2π
    C. D.π

    解析:选B 由题意知该几何体的直观图如图所示,该几何体为圆柱的一部分,设底面扇形的圆心角为α,由tan α==,得α=,故底面面积为××22=,则该几何体的体积为×3=2π.
    3.一个几何体的三视图如图所示(其中正视图的弧线为四分之一圆周),则该几何体的表面积为(  )

    A.72+6π        B.72+4π
    C.48+6π D.48+4π
    解析:选A 由三视图知,该几何体由一个正方体的部分与一个圆柱的部分组合而成(如图所示),其表面积为16×2+(16-4+π)×2+4×(2+2+π)=72+6π.
    4.一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为(  )

    A.64- B.64-
    C.64-16π D.64-
    解析:选A 由三视图可知,该几何体是一个正方体中间挖去两个顶点相接的圆锥,其中,两个圆锥的体积和是V锥=Sh=×π×22×4=,∴V=V正方体-V锥=43-=64-.
    5.(2018·广州调研)如图,网格纸上正方形小格的边长为1,图中粗线画出的是某三棱锥的三视图,则该三棱锥的外接球的表面积为(  )
    A.π B.6π
    C.11π D.12π
    解析:选C 根据三视图知,可将该三棱锥放在长方体中,如图中三棱锥S­ABC所示,取线段AC的中点O1,过O1作直线垂直于平面ABC交长方体的上底面于点P,因为△ABC是直角三角形,所以外接球的球心O必在直线PO1上,连接SO,SP,OC,设OO1=x,球的半径为R,易得SP=,所以解得R2=,所以该三棱锥外接球的表面积S=4πR2=11π,故选C.
    6.如图,已知正方体ABCD ­A1B1C1D1的棱长为1,P为BC的中点,过点A,P,C1的平面截正方体所得的截面为M,则截面M的面积为________.
    解析:如图,取A1D1,AD的中点分别为F,G.连接AF,AP,PC1,C1F,PG,D1G,AC1,PF.∵F为A1D1的中点,P为BC的中点,G为AD的中点,
    ∴AF=FC1=AP=PC1=,PG綊CD,AF綊D1G.由题意易知CD綊C1D1,∴PG綊C1D1,∴四边形C1D1GP为平行四边形,∴PC1綊D1G,∴PC1綊AF,∴A,P,C1,F四点共面,∴四边形APC1F为菱形.∵AC1=,PF=,过点A,P,C1的平面截正方体所得的截面M为菱形APC1F,∴截面M的面积S=AC1·PF=××=.
    答案:
    7.(2019·合肥质量检测)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,则该几何体的表面积为________.

    解析:由三视图可知,该几何体由一个半圆柱与两个半球构成,故其表面积为4π×12+×2×π×1×3+2××π×12+3×2=8π+6.
    答案:8π+6
    8.已知三棱锥S ­ABC的所有顶点都在球O的球面上,SC是球O的直径.若平面SCA⊥平面SCB,SA=AC,SB=BC,三棱锥S ­ABC的体积为9,则球O的表面积为________.
    解析:如图,取SC的中点O,连接OA,OB.∵SA=AC,SB=BC,∴OA⊥SC,OB⊥SC,∵平面SAC⊥平面SBC,∴OA⊥平面SBC.设OA=r,则VS­ABC=VA­SBC=S△SBC×OA=××2r×r×r=r3=9.∴r=3.∴球O的表面积为4πr2=36π.
    答案:36π
    9.已知球的半径为R,在球内作一个内接圆柱,这个圆柱的底面半径与高为何值时,它的侧面积最大?侧面积的最大值是多少?
    解:如图为其轴截面,令圆柱的高为h,底面半径为r,侧面积为S,
    则2+r2=R2,即h=2.
    因为S=2πrh=4πr·=
    4π≤4π=2πR2,
    当且仅当r2=R2-r2,即r=R时,取等号,
    所以当内接圆柱底面半径为R,高为R时,其侧面积的值最大,最大值为2πR2.
    10.如图,四边形ABCD为菱形,G为AC与BD的交点,BE⊥平面ABCD.
    (1)求证:平面AEC⊥平面BED;
    (2)若∠ABC=120°,AE⊥EC,三棱锥E­ACD的体积为,求该三棱锥的侧面积.
    解:(1)证明:因为四边形ABCD为菱形,所以AC⊥BD.
    因为BE⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
    所以BE⊥AC.
    因为BD∩BE=B,BD⊂平面BED,BE⊂平面BED,
    所以AC⊥平面BED.
    又AC⊂平面AEC,所以平面AEC⊥平面BED.
    (2)设AB=x,在菱形ABCD中,由∠ABC=120°,
    可得AG=GC=x,GB=GD=.
    因为AE⊥EC,所以在Rt△AEC中,可得EG=x.
    由BE⊥平面ABCD,知△EBG为直角三角形,
    可得BE=x.
    由已知得,三棱锥E­ACD的体积
    V三棱锥E­ACD=·AC·GD·BE=x3=,
    故x=2.
    从而可得AE=EC=ED=.
    所以△EAC的面积为3,△EAD的面积与△ECD的面积均为.
    故三棱锥E­ACD的侧面积为3+2.
    二、专项培优练
    (一)易错专练——不丢怨枉分
    1.(2018·衡水二模)如图是某个几何体的三视图,则这个几何体的表面积是(  )

    A.π+4+4 B.2π+4+4
    C.2π+4+2 D.2π+2+4
    解析:选B 由三视图可知,该几何体是由一个半圆柱与一个三棱柱组成的几何体,其直观图如图所示,其表面积S=2×π×12+2××2×1+π×2×1+(++2)×2-2×1=2π+4+4.
    2.(2019·石家庄质检)如图是某四棱锥的三视图,其中正视图是边长为2的正方形,侧视图是底边分别为2和1的直角梯形,则该几何体的体积为(  )

    A. B.
    C. D.
    解析:选A 记由三视图还原后的几何体为四棱锥A­BCDE,如图,将其放入棱长为2的正方体中,其中点D,E分别为所在棱的中点,分析知平面ABE⊥平面BCDE,点A到直线BE的距离即棱锥的高,设为h,在△ABE中,易知AE=BE=,cos∠ABE=,则sin∠ABE=,所以h=,故四棱锥的体积V=×2××=.
    3.三棱柱ABC­A1B1C1的底面是边长为的正三角形,侧棱AA1⊥底面ABC,若球O与三棱柱ABC­A1B1C1各侧面、底面均相切,则侧棱AA1的长为(  )
    A. B.
    C.1 D.
    解析:选C 因为球O与直三棱柱的侧面、底面均相切,所以侧棱AA1的长等于球的直径.设球的半径为R,则球心在底面上的射影是底面正三角形ABC的中心,如图所示.因为AC=,所以AD=AC=.因为tan =,所以球的半径R=MD=ADtan=×=,所以AA1=2R=2×=1.
    4.(2018·洛阳联考)已知球O与棱长为4的正四面体的各棱相切,则球O的体积为(  )
    A.π B.π
    C.π D.π
    解析:选A 将正四面体补成正方体,则正四面体的棱为正方体面上的对角线,因为正四面体的棱长为4,所以正方体的棱长为2.因为球O与正四面体的各棱都相切,所以球O为正方体的内切球,即球O的直径为正方体的棱长2,则球O的体积V=πR3=π.

    (二)技法专练——活用快得分
    5.[构造法]某几何体的三视图如图所示(粗实线部分),正方形网格的边长为1,该几何体的顶点都在球O的球面上,则球O的表面积为(  )

    A.15π B.16π
    C.17π D.18π
    解析:选C 由题中的三视图可知,该几何体为如图所示的三棱锥D1­BCD,将其放在长方体ABCD­A1B1C1D1中,则该几何体的外接球即长方体的外接球,长方体的长、宽、高分别为2,2,3,长方体的体对角线长为=,球O的直径为,所以球O的表面积S=17π.
    6.[补形法]一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为(  )

    A. B.
    C.2 D.
    解析:选D 由三视图可知,该几何体是一个底面为等腰直角三角形,高为2的直三棱柱,截去一个小三棱锥的组合体,直观图如图所示.
    直三棱柱的体积为×2×1×2=2,而截去的三棱锥的体积为××1×1×1=,故所求几何体的体积为2-=.
    7.[等体积法]在长方体ABCD­A1B1C1D1中,AD=1,AB=2,AA1=2,点M在平面ACB1内运动,则线段BM的最小值为(  )
    A. B.
    C. D.3
    解析:选C 线段BM的最小值即点B到平面ACB1的距离h.在△ACB1中,AC=B1C=,AB1=2,所以AB1边上的高为=,所以S△ACB1=×2×=.又三棱锥B­ACB1的体积VB­ACB1=VA­BB1C=××2×1×2=,所以VB­ACB1=×h=,所以h=.
    8.[分割法]某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为________.

    解析:如图,由三视图可知,该几何体是由棱长为3的正方体削去左上角一个底面是直角边长为3和1的直角三角形,侧棱长为3且垂直于底面的三棱锥,削去右上角的一底面为直角边长为2和3的直角三角形,侧棱长为3的直棱柱之后得到的,剩余几何体的体积为V=27-=.
    答案:
    (三)交汇专练——融会巧迁移
    9.[与数学文化交汇]刍甍(chú ménɡ),中国古代算术中的一种几何形体,《九章算术》中记载:“刍甍者,下有袤有广,而上有袤无广.刍,草也.甍,屋盖也.”翻译为“底面有长有宽为矩形,顶部只有长没有宽为一条棱,刍甍的字面意思为茅草屋顶.”如图为一刍甍的三视图,其中正视图为等腰梯形,侧视图为等腰三角形,则搭建它(无底面且不考虑厚度)需要的茅草面积为(  )

    A.24 B.32
    C.64 D.32
    解析:选B 由三视图易知,此几何体的表面由两个等腰三角形和两个等腰梯形组成(不考虑底面),则搭建此几何体需要的茅草面积为S=2××4×+2××(4+8)×=32.
    10.[与数学文化交汇]古代数学名著《张丘建算经》中有如下问题:“今有仓,东西袤一丈二尺,南北广七尺,南壁高九尺,北壁高八尺,问受粟几何?”题目的意思是:有一粮仓的三视图如图所示(单位:尺),问能储存多少粟米.已知1斛米的体积约为1.62立方尺,估算粮仓可以储存的粟米约有(取整数)(  )

    A.410斛 B.420斛
    C.430斛 D.441斛

    解析:选D 粮仓的形状为一个如图所示的直四棱柱,其体积为V=×7×12=714(立方尺),又≈441,所以可以储存粟米约441斛.
    11.[与线面角交汇](2018·全国卷Ⅱ)已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB所成角的余弦值为,SA与圆锥底面所成角为45°,若△SAB的面积为5,则该圆锥的侧面积为________.


    解析:如图,∵SA与底面成45°角,
    ∴△SAO为等腰直角三角形.
    设OA=r,则SO=r,SA=SB=r.
    在△SAB中,cos ∠ASB=,
    ∴sin ∠ASB=,
    ∴S△SAB=SA·SB·sin ∠ASB
    =×(r)2×=5,
    解得r=2,
    ∴SA=r=4,即母线长l=4,
    ∴S圆锥侧=πrl=π×2×4=40π.
    答案:40π


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