内容正文:
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第八章 立体几何与空间向量
8.1 空间几何体的结构、表面积和体积
立体几何问题既是高考的必考点,也是考查的难点,其在高考中的命题形式较为稳定,保持“一小一大”或“两小一大”的格局.多以选择题或者填空题的形式考查空间内点线面的关系为主,空间几何体的体积或表面积的计算.
题型一.空间几何体的结构与直观图
1.(2019•新课标Ⅱ)中国有悠久的金石文化,印信是金石文化的代表之一.印信的形状多为长方体、正方体或圆柱体,但南北朝时期的官员独孤信的印信形状是“半正多面体”(图1).半正多面体是由两种或两种以上的正多边形围成的多面体.半正多面体体现了数学的对称美.图2是一个棱数为48的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的表面上,且此正方体的棱长为1.则该半正多面体共有 个面,其棱长为 .
2.(2021•全国模拟)如图是一个正方体的平面展开图,则在该正方体中( )
A.AE∥CD B.CH∥BE C.DG⊥BH D.BG⊥DE
3.(2018•新课标Ⅰ)已知正方体的棱长为1,每条棱所在直线与平面α所成的角都相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(2020•新课标Ⅰ)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.
5.(2020•山东)已知直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的棱长均为2,∠BAD=60°.以D1为球心,为半径的球面与侧面BCC1B1的交线长为 .
题型二.空间几何体的表面积与体积
1.(2018•新课标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
2.(2021•新高考Ⅰ)已知圆锥的底面半径为,其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的母线长为( )
A.2 B.2 C.4 D.4
3.(2018•新课标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 .
4.(2018•新课标Ⅰ)在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=BC=2,AC1与平面BB1C1C所成的角为30°,则该长方体的体积为( )
A.8 B.6 C.8 D.8
5.(2021•新高考Ⅱ)正四棱台的上、下底面的边长分别为2,4,侧棱长为2,则其体积为( )
A.20+12 B.28 C. D.
6.(2019•天津)已知四棱锥的底面是边长为的正方形,侧棱长均为.若圆柱的一个底面的圆周经过四棱锥四条侧棱的中点,另一个底面的圆心为四棱锥底面的中心,则该圆柱的体积为 .
7.(2019•新课标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后所得的几何体,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=6cm,AA1=4cm.3D打印所用原料密度为0.9g/cm3.不考虑打印损耗,制作该模型所需原料的质量为 g.
8.(2021•新高考Ⅱ)北斗三号全球卫星导航系统是我国航天事业的重要成果.在卫星导航系统中,地球静止同步轨道卫星的轨道位于地球赤道所在平面,轨道高度为36000km(轨道高度是指卫星到地球表面的距离).将地球看作是一个球心为O,半径r为6400km的球,其上点A的纬度是指OA与赤道平面所成角的度数.地球表面上能直接观测到的一颗地球静止同步轨道卫星点的纬度最大值为α,该卫星信号覆盖地球表面的表面积S=2πr2(1﹣cosα)(单位:km2),则S占地球表面积的百分比约为( )
A.26% B.34% C.42% D.50%
题型三.外接球与内切球
1.(2017•天津)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为 .
2.(2017•新课标Ⅲ)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为( )
A.π B. C. D.
3.(2021•甲卷)已知A,B,C是半径为1的球O的球面上的三个点,且AC⊥BC,AC=BC=1,则三棱锥O﹣ABC的体积为( )
A. B. C. D.
4.(2020