内容正文:
“四翼”检测评价(三十五) 空间图形的表面积
(一)基础落实
1.圆锥的表面积为12π,母线长为4,则该圆锥的底面半径为( )
A.2 B.3 C.1 D.
解析:选A 设圆锥的底面半径为r,因为圆锥的表面积为12π,母线长为4,所以S表=πr2+πrl=12π,即 r2+4r-12=0,解得r=2或 r=-6(舍去).
2.圆锥的表面积是底面积的3倍,那么该圆锥的侧面展开图扇形的圆心角为( )
A.120° B.150°
C.180° D.240°
解析:选C 设底面半径为r,母线长为l,则πrl+πr2=3πr2,∴l=2r,∴θ==π.
3.已知某圆台的一个底面周长是另一个底面周长的3倍,母线长为3,圆台的侧面积为84π,则该圆台较小的底面半径为( )
A.7 B.6
C.5 D.3
解析:选A 设圆台较小底面的半径为r,则另一底面的半径为3r.由S侧=3π(r+3r)=84π,解得r=7.
4.(多选)将一个边长分别为4π,8π的矩形卷成一个圆柱,则这个圆柱的表面积可能是( )
A.32π2+8π B.32π2+32π
C.32π2+64π D.64π
解析:选AB 当4π作为底面圆周长时,圆柱的侧面积为4π×8π=32π2,底面圆的半径为r=2,两底面面积为2πr2=8π,所以圆柱的表面积为32π2+8π;当8π作为底面圆周长时,圆柱的侧面积为4π×8π=32π2,底面圆的半径为r=4,两底面面积为2πr2=32π,所以圆柱的表面积为32π2+32π.
5.如图,位于西安大慈恩寺的大雁塔,是唐代玄奘法师为保存经卷佛像而主持修建的,是我国现存最早的四方楼阁式砖塔.塔顶可以看成一个正四棱锥,其侧棱与底面所成的角为45°,则该正四棱锥的一个侧面与底面的面积之比为( )
A. B.
C. D.
解析:选D 塔顶是正四棱锥PABCD,如图,PO是正四棱锥的高,设底面边长为a,底面ABCD的面积为S1=a2,AO=a,∠PAO=45°,所以PA=×a=a,△PAB是正三角形,面积为S2=a2,所以=.
6.某正方体的体对角线长为,则这个正方体的表面积为________.
解析:设正方体的棱长为a,由体对角线长为,得3a2=6,解得a2=2,所以正方体的表面积为S=6a2=12.
答案:12
7.底面边长和高都为2的正四棱锥的表面积为________.
解析:如图所示,正四棱锥PABCD中,AB=BC=CD=AD=2,高PO=2,取CD的中点H,连接OH,则OH=1,从而PH=,S△PCD=×2×=,故正四棱锥的表面积为2×2+4×=4+4.
答案:4+4
8.已知圆锥的底面半径为2,高为4,在圆锥内部有一个圆柱,则圆柱的侧面积的最大值为________.
解析:如图是圆锥与圆柱的轴截面,设内接圆柱的高为a,圆柱的底面半径为r(0<r<2),则由=,可得a=4-2r,所以圆柱的侧面积S=2πr·(4-2r)=-4πr2+8πr=-4π(r-1)2+4π(0<r<2),所以当r=1时,该圆柱的侧面积取得最大值,最大值为4π.
答案:4π
9.已知四棱台的上、下底面分别是边长为4和8的正方形,侧面是腰长为8的等腰梯形,求该四棱台的表面积.
解:如图,在四棱台ABCDA1B1C1D1中,过B1作B1F⊥BC,垂足为F,在Rt△B1FB中,BF=×(8-4)=2,B1B=8,故B1F==2,所以S梯形BB1C1C=×(8+4)×2=12,故四棱台的侧面积S侧=4×12=48,所以四棱台的表面积S表=48+4×4+8×8=80+48.
10.设正三棱锥SABC的侧面积是底面积的2倍,正三棱锥的高SO=3,求此正三棱锥的侧面积和表面积.
解:如图所示,设正三棱锥SABC的底面边长为a,斜高为h′,过点O作OE⊥AB,垂足为E,连接SE,则SE=h′.因为S侧=2S底,所以3×ah′=2×a2,整理得a=h′.因为SO⊥OE,所以SO2+OE2=SE2,即32+2=h′2,解得h′=2,则a=h′=6.所以S底=a2=×62=9,S侧=2S底=18.所以S表=S侧+S底=18+9=27.故此正三棱锥的侧面积为18,表面积为27.
(二)综合应用
1.已知正四棱锥P-ABCD的高为,且AB=2,则正四棱锥PABCD的侧面积为( )
A.2 B.4
C.6 D.8
解析:选D 正四棱锥的底面边长为2,高为,则斜高为h= =2,所以正四棱锥PABCD的侧面积为S=4××2×2=8.
2.若正方体的棱长为,则以该正方体各个面的中心为顶点的凸多面体的表面积为( )
A. B.2
C. D.
解析:选B 所求凸多面体的表面积是两个底面边长为1,高为的正四棱锥的侧面积之和,如图,正四棱锥的侧棱长