内容正文:
1.3.1 柱体、锥体、台体的表面积与体积
一、选择题
1.《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺,问:积及为米几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米约有( )
A.14斛 B.22斛 C.36斛 D.66斛
【答案】B
【解析】米堆的体积即为四分之一的圆锥的体积,
设圆锥底面半径为r,则×2πr=8,
得r=,
所以米堆的体积为×πr2×5≈(立方尺),
÷1.62≈22(斛).
2.三棱锥P-ABC的四个顶点均在半径为2的球面上,且AB=BC=CA=2,平面PAB⊥平面ABC,且三棱锥P-ABC的体积的最大值为( )
A.4 B.3 C.4 D.3
【答案】B
【解析】根据题意半径为2的球面上,
且AB=BC=CA=2,
△ABC是截面为大圆上的三角形,
设圆心为O,AB的中点为N,ON==1,
∵平面PAB⊥平面ABC,
∴三棱锥P-ABC的体积最大时,
PN⊥AB,PN⊥平面ABC,
PN==,
∴三棱锥P-ABC的体积的最大值为××(2)2×=3,
故选B.
3.如图,ABC-A′B′C′是体积为1的三棱柱,则四棱锥C-AA′B′B的体积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵V三棱锥C-A′B′C′=V三棱柱ABC-A′B′C′=,
∴VC-AA′B′B=1-=.
4.将若干毫升水倒入底面半径为2cm的圆柱形器皿中,量得水面高度为6cm,若将这些水倒入轴截面是正三角形的倒圆锥形器皿中,则水面高度为( )
A.6cm B.6cm C.2cm D.3cm
【答案】B
【解析】设圆锥中水的底面半径为rcm,由题意知
πr2×r=π22×6,
得r=2,
∴水面的高度是×2=6(cm).
5.正方体的的表面积为96,则正方体的体积为( )
A.48 B.64 C.16 D.96
【答案】B
【解析】设正方体的棱长为a,则6a2=96,
∴a=4,故V=a3=43=64.
6.如图所示,已知三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长均为1,且AA1⊥底面ABC,则三棱锥B1-ABC1的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】=--=.
7.已知某正三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的表面积为( )
A.9 B.9+ C.12 D.12
【答案】D
【解析】由侧视图可知三棱锥的高为2,
底面三角形的高为3,设底面正三角形的边长为a,
由a=3,解得a=2.
所以侧棱长为=2,
所以正三棱锥是正四面体,
所以该三棱锥的表面积为4××(2)2=12.
8.如图所示,则这个几何体的体积等于( )
A.4 B.6 C.8 D.12
【答案】A
【解析】由三视图得几何体为四棱锥,
如图记作S-ABCD,其中SA⊥面ABCD,
SA=2,AB=2,AD=2,CD=4,且ABCD为直角梯形,∠DAB=90°.
∴V=SA×(AB+CD)×AD=×2××(2+4)×2=4,故选A.
9.已知三棱锥S-ABC的所有顶点都在球O的球面上,△ABC是边长为1的正三角形,SC为球O的直径,且SC=2,则此棱锥的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由于三棱锥S-ABC与三棱锥O-ABC底面都是△ABC,O是SC的中点,因此三棱锥S-ABC的高是三棱锥O-ABC高的2倍,所以三棱锥S-ABC的体积也是三棱锥O-ABC体积的2倍.在三棱锥O-ABC中,其棱长都是1,如图所示,
S△ABC=×AB2=,
高OD==,
所以VS-ABC=2VO-ABC=2×××=.
10.已知由半圆的四分之三截成的扇形的面积为B,由这个扇形围成一个圆锥,若圆锥的表面积为A,则A∶B等于( )
A.11∶8 B.3∶8 C.8∶3 D.13∶8
【答案】A
【解析】设圆锥的底面半径为r,母线长为l,
则2πr=πl,则l=r,
所以B=(r)2×π=πr2,
A=πr2+πr2=πr2,得A∶B=11∶8.
二、填空题
11.已知一个球与一个正三棱柱的三个侧面和两个底面都相切,且这个球的体积是π,那么这个三棱柱的体积是________.
【答案】48
【解析】设球的半径为r,则
πr3=π,
得r=2,柱体的高为2r=4.
又正三棱柱的底面三角形的内切圆半径与球的半径相等,
所以底面正三角形的边长为4,
所以正三棱柱的体积V=×(4)2×4=48.
12.若圆