内容正文:
数学臻选·2026年暑假苏科版七年级数学上新生预习手册17
《第5章进几何世界第1节观察抽象》预习讲义
一.预习目标
(
1.能从生活实物观察、抽象出立体图形、平面图形,区分两类图形;
2.掌握几何体构成三要素:点、线、面,理解点动成线、线动成面、面动成体;
3.认识棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球的特征,会数顶点、棱、面,初步感知欧拉公式;
4.会区分几何体平/曲面,能根据旋转、实物匹配几何体,建立空间抽象思维。
)
二.重点难点
(
1.
重点:实物抽象几何图形、点线面体关系、常见几何体识别
2.
难点:从具象物体抽象几何模型、旋转形成几何体判断、n棱柱顶点/棱/面数量规律
)
三.自主探究
观察图片,感受几何之美在自然界中无处不在。
(一)观察生活物体
小学里,我们己经认识了一些几何体与平面图形,它们源自对现实世界的抽象,在下图中,你能抽象出哪些热悉的几何体与平面图形?
把下图中的物体与相应的几何体用线连接。
【归纳】
观察生活物体,去掉颜色、材质、重量等属性,只保留形状大小,得到几何图形,这个过程叫数学抽象。
(二)几何图形及其分类:
几何图形分为两大类:平面图形、立体图形
1.平面图形
(1)定义:所有部分都在同一个平面内的图形
(2)常见类型:
a.线段、射线、直线、角
b.多边形:三角形、四边形(长方形、正方形)、五边形…
c.圆形、扇形
2.立体图形(几何体)
(1)柱体
① 棱柱(全由平面围成)
n棱柱:底面为n边形,侧面是长方形
例:正方体、长方体、三棱柱、四棱柱、六棱柱
② 圆柱(含曲面)
上下两个圆形平面,侧面是曲面
(2)锥体
① 棱锥(全平面)
n棱锥:底面n边形,侧面三角形
例:三棱锥、四棱锥
② 圆锥(含曲面)
底面圆形,侧面曲面,顶端一个顶点
(3)球体(球)
仅1个完整曲面,无棱、无顶点、无平面
(3) 几何体构成及其特征:
几何体构成:包围体的是面,分平面、曲面;面与面相交得线;线与线相交得点。
1.平面图形
2.立体图形(几何体)
(四)几何体的面数、棱数、顶点数之间的数量关系
数一数下面的几何体各有多少个面、多少条棱、多少个顶点把结果填入表格,每个几何体的面数、棱数、顶点数之间有怎样的数量关系?有什么规律?
【归纳】
欧拉公式:对于简单多面体,有V - E + F = 2(其中V是顶点数,E是棱数,F是面数)。
四.经典例题
例1.(2024盐城阜宁七上期末)下列物体,能抽象出圆锥的是( )
A. 魔方 B. 圣诞帽 C. 易拉罐 D. 乒乓球
例2.(2025苏州吴中七上期末)下列全属于平面图形的一组是()
A. 长方体、三角形、圆 B. 线段、正方形、扇形
C. 圆柱、五边形、直线 D. 三棱锥、角、长方形
例3.下列几何体中,和其他三个几何体不同类的是( )
A B C D
例4.(2024扬州江都七上期末)六棱柱的底面边数是( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 8
例5.(2025泰州姜堰七上期末)篮球抽象几何体是______,它只有______面(填平/曲)。
例6.如图是一个三棱柱,用平面从中截去一个三棱柱后,剩下的几何体是 .(写出所有可能的结果)
例7.(2024淮安清江浦七上期末)四棱柱有______个顶点,______条棱。
例8.(2025连云港海州七上期末)圆柱由______个平面、______个曲面围成。
例9.(2026无锡锡山七上一模)
(1)写出下列实物对应的几何体:水杯、金字塔、骰子、灯管;
(2)将上述几何体按“含曲面、无曲面”两类分类。
例10.根据图回答问题:
(1)与图②具有共同特征的图形有哪些?说出共同特征是什么;
(2)其他图形中具有共同特征的图形有哪些?说出共同特征是什么.
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2025盐城亭湖七上期末)下列几何体属于锥体的是( )
A. 正方体 B. 圆锥 C. 圆柱 D. 球
2.(2024常州新北七上期末)不属于立体图形的是( )
A. 三棱柱 B. 圆 C. 圆锥 D. 长方体【答案】:B
3.下列图形属于棱柱的有( )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
4.(2025宿迁宿豫七上期末)五棱柱侧面个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
5.(2024苏州张家港七上期末)全部由平面围成的几何体是( )
A. 圆锥 B. 圆柱 C. 正方体 D. 球
6.(2026泰州海陵七上二模)下列生活物品抽象出四棱锥的是( )
A. 屋顶四角金字塔摆件 B. 水桶 C. 魔方 D. 羽毛球
7.(2025盐城大丰七上期末)七棱柱棱的总数是( )
A. 14 B. 21 C. 7 D. 9
8.(2024扬州广陵七上期末)几何抽象的核心是( )
A. 保留物体颜色 B. 只保留形状大小,忽略其他属性
C. 保留物体重量 D. 保留物体材质
(二)填空题
9.(2025南京浦口七上期末)金字塔抽象几何体:______。
10.一个多面体的棱数是8,则这个多面体的面数是 .
11.(2024南通海门七上期末)三棱锥有______个面。
12.一个直六棱柱,它的底面周长是40厘米,侧棱长是6厘米,则这个六棱柱的侧面积
是 平方厘米.
13.(2026宿迁沭阳七上二模)圆柱侧面是______面,上下底面是______面。
14.不透明袋子中装有一个几何体模型,两位同学摸该模型并描述它的特征,甲同学:它有4个面是三角形;乙同学:它有6条棱,则该模型对应的立体图形可能是___________.
15.(2025镇江京口七上期末)八棱柱顶点数=______。
16.在下面的几何体中:①长方体;②圆柱;③球;④五棱柱;⑤圆锥;⑥正方体,可以看成有两个底面的几何体是__________
(三)解答题
17.(2024盐城射阳七上期末)现有几何体:正方体、圆锥、六棱柱、球、圆柱
(1)找出全部由平面围成的几何体;
(2)找出含有曲面的几何体。
18.(2026南京六合七上二模)已知五棱柱:
(1)求顶点数量、棱总条数;
(2)求侧面数量、底面数量。
19.如图所示,在下列图形中,帮助他们实现心愿.
20.18世纪瑞士数学家欧拉证明了简单多面体中顶点数(V)、 面数(F)、棱数(E)之间存在着一个有趣的关系式,这个关系式被称为欧拉公式.请你观察如图所示的几种简单多面体模型,解答下列问题.
(1)根据上面的多面体模型,补全表格:
多面体
顶点数(V)
面数(F)
棱数(E)
四面体
4
4
长方体
8
6
12
正八面体
8
12
正十二面体
20
12
30
顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间存在的关系式是 ;
(2)一个多面体的顶点数比面数大8,且有30条棱,则这个多面体的面数是 ;
(3)某个玻璃饰品的外形是简单多面体,它的外表面是由三角形和八边形两种多边形拼接而成的,且有24个顶点,每个顶点处都有3条棱.设该多面体外表面的三角形的个数为x,八边形的个数为y,求x+y的值.
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2025盐城建湖七上期末)下列不属于柱体的是( )
A. 长方体 B. 三棱柱 C. 圆锥 D. 圆柱
2.(2024南京鼓楼七上期末)只有1个面的几何体是( )
A. 球 B. 圆柱 C. 正方体 D. 三棱锥
3.下列几何体中,棱柱的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.下面四个立体图形中,和其他三个立体图形类型不同的是( )
A B C D
5.下列几何体中,面的个数最多的是( )
A B C D
6.(2026徐州泉山七上二模)七棱柱底面图形是( )
A. 七边形 B. 六边形 C. 五边形 D. 四边形
7.(2024淮安涟水七上期末)下列属于平面图形的是( )
A. 三棱柱 B. 扇形 C. 圆锥 D. 球
8.(2026连云港东海七上一模)六棱柱棱的数量为( )
A. 6 B. 12 C. 18 D. 24
9.(2024宿迁泗洪七上期末)完全无曲面的几何体组合是( )
A. 正方体、四棱锥 B. 圆柱、圆锥 C. 球、三棱柱 D. 圆柱、正方体
10.(2025镇江丹阳七上期末)从保温杯抽象出的几何体是( )
A. 圆锥 B. 圆柱 C. 四棱柱 D. 球
(二)填空题
11.(2026盐城滨海七上二模)羽毛球头部抽象几何体:______。
12.(2025南京雨花台七上期末)三棱柱有______条侧棱。
13.(2024徐州沛县七上期末)四棱锥有______个顶点。
14.一个长方体的棱长之和是180厘米,相交于一个顶点的三条棱的长度和是____厘米.
15.如图,把一个高6分米的圆柱的底面分成许多相等的扇形,然后把圆柱切开,拼成一个与它等底等高的近似长方体,它的表面积比圆柱体的表面积增加了36平方分米.原来这个圆柱的体积是________立方分米.(结果保留π)
16.(2026南通如皋七上二模)圆柱有______条棱。
17.(2024连云港灌云七上期末)八棱柱有______个面。
18.(2025宿迁泗阳七上期末)黑板擦是长方体,由______个平面围成。
19.如图,从棱长为4的正方体毛坯的一角挖去一个棱长为1的正方体,得到一个如图所示的零件,则这个零件的表面积为 .
20.(2024南京秦淮月考)下列说法中:①长方体、正方体都是棱柱;②圆锥和圆柱的底面都是圆;③若棱柱的底面边长相等,则它的各个侧面面积相等;④棱柱的各条棱都相等;⑤棱柱的上、下底面是形状、大小相同的多边形,侧面都是长方形.其中正确的序号是 .
(三)解答题
21.(2024盐城东台七上期末,2小问)给出几何体:球、三棱柱、圆锥、正方体、五棱锥
(1)按柱体、锥体、球体三类划分;
(2)写出所有只含平面的几何体。
22.(2025无锡江阴七上期末)观察教室实物:粉笔盒、水桶、金字塔摆件、篮球、三角板
(1)分别抽象对应几何体;
(2)区分平面图形、立体图形;
(3)找出含曲面的几何体。
23、如图所示的某种玩具是由两个正方体木块用胶水粘合而成的,它们的棱长分别为10cm和20cm,为了美观,现在要在其表面喷涂油漆(不包括黏合处),已知喷涂100cm2需要油漆5g,那么喷涂这个玩具共需油漆多少克?
24.如图,水平桌面上有甲、乙、丙三个圆柱形容器,并在距离容器底部30cm 处用两根相同的管子连接,其中甲、丙两容器的底面积均为80cm2,乙容器的底面积为320cm2,甲容器中有水480cm3.现同时向乙、丙两个容器内匀速注水,直至每个容器都注满水时停止注水,已知每个容器每分钟注水1600cm3.
(1)当甲、乙两个容器中水位的高度第一次相等时,求注水的时间;
(2)当甲、乙两个容器中水位的高度相差3cm时,求注水的时间。
25.(2024南京期末)如图,a是正方体木块,把它切去一块,得到b,c,d,e四种木块.
a b c d e
(1) 我们知道,图a的正方体木块有8个顶点、12条棱、6个面,请你将图b,c,d,e中木块的顶点数、棱数、面数补全如下表:
图号
顶点数x
棱数y
面数z
a
8
12
6
b
9
c
8
d
7
e
15
(2) 分析上表,各种木块的顶点数、棱数、面数之间的数量关系可以归纳出一定的规律.请你试着写出顶点数x、棱数y、面数z之间的数量关系式;
(3) 根据猜想计算:若一个几何体的顶点数为2 024,棱数为4 047,试求它的面数.
26.知识与技能
(1)探索发现
侧棱(条)
侧面(个)
面(个)
顶点(个)
棱(条)
三
棱
柱
四
棱
柱
五
棱
柱
六
棱
柱
观察表格发现面、棱、顶点之间有怎样的关系?
(2)看图填表:
(1) (2) (3) (4)
面数
棱数
顶点数
(1)
(2)
(3)
(4)
观察表格发现面、棱、顶 点之间有怎样的关系?
(
1
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《第5章进几何世界第1节观察抽象》预习讲义
一.预习目标
(
1.能从生活实物观察、抽象出立体图形、平面图形,区分两类图形;
2.掌握几何体构成三要素:点、线、面,理解点动成线、线动成面、面动成体;
3.认识棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球的特征,会数顶点、棱、面,初步感知欧拉公式;
4.会区分几何体平/曲面,能根据旋转、实物匹配几何体,建立空间抽象思维。
)
二.重点难点
(
1.
重点:实物抽象几何图形、点线面体关系、常见几何体识别
2.
难点:从具象物体抽象几何模型、旋转形成几何体判断、n棱柱顶点/棱/面数量规律
)
三.自主探究
观察图片,感受几何之美在自然界中无处不在。
(一)观察生活物体
小学里,我们己经认识了一些几何体与平面图形,它们源自对现实世界的抽象,在下图中,你能抽象出哪些热悉的几何体与平面图形?
【解析】我们可以从这几座建筑中抽象出常见的几何体与平面图形:左上角的建筑(水立方):整体可以抽象出长方体,表面的图案可以抽象出正方形、长方形。左下角的建筑:可以抽象出长方体、正方体,墙面的窗户可以抽象出圆形、多边形。右侧的东方明珠塔:可以抽象出圆柱、球、圆锥,建筑轮廓也能抽象出线段、圆等平面图形。
把下图中的物体与相应的几何体用线连接。
【解析】篮球连球,魔方连正方体,纸箱连长方体,金属圆柱连圆柱,斗笠连圆锥。
【归纳】
观察生活物体,去掉颜色、材质、重量等属性,只保留形状大小,得到几何图形,这个过程叫数学抽象。
(二)几何图形及其分类:
几何图形分为两大类:平面图形、立体图形
1.平面图形
(1)定义:所有部分都在同一个平面内的图形
(2)常见类型:
a.线段、射线、直线、角
b.多边形:三角形、四边形(长方形、正方形)、五边形…
c.圆形、扇形
2.立体图形(几何体)
(1)柱体
① 棱柱(全由平面围成)
n棱柱:底面为n边形,侧面是长方形
例:正方体、长方体、三棱柱、四棱柱、六棱柱
② 圆柱(含曲面)
上下两个圆形平面,侧面是曲面
(2)锥体
① 棱锥(全平面)
n棱锥:底面n边形,侧面三角形
例:三棱锥、四棱锥
② 圆锥(含曲面)
底面圆形,侧面曲面,顶端一个顶点
(3)球体(球)
仅1个完整曲面,无棱、无顶点、无平面
(3) 几何体构成及其特征:
几何体构成:包围体的是面,分平面、曲面;面与面相交得线;线与线相交得点。
1.平面图形
2.立体图形(几何体)
(四)几何体的面数、棱数、顶点数之间的数量关系
数一数下面的几何体各有多少个面、多少条棱、多少个顶点把结果填入表格,每个几何体的面数、棱数、顶点数之间有怎样的数量关系?有什么规律?
【解析】
几何体
面数
棱数
顶点数
数量关系(面数+顶点数-棱数)
三棱锥
4
6
4
2
三棱柱
5
9
6
2
长方体
6
12
8
2
可以得出规律:对于简单多面体,面数+顶点-棱数=2,这个规律就是欧拉公式。
【归纳】
欧拉公式:对于简单多面体,有V - E + F = 2(其中V是顶点数,E是棱数,F是面数)。
四.经典例题
1.(2024盐城阜宁七上期末)下列物体,能抽象出圆锥的是( )
A. 魔方 B. 圣诞帽 C. 易拉罐 D. 乒乓球
【答案】:B
【解析】:A魔方抽象正方体;B圣诞帽底部圆、顶部尖,抽象圆锥;C易拉罐抽象圆柱;D乒乓球抽象球。
2.(2025苏州吴中七上期末)下列全属于平面图形的一组是()
A. 长方体、三角形、圆 B. 线段、正方形、扇形
C. 圆柱、五边形、直线 D. 三棱锥、角、长方形
【答案】:B
【解析】:A长方体、C圆柱、D三棱锥均为立体图形,只有B全部是平面图形。
3.下列几何体中,和其他三个几何体不同类的是( )
A B C D
【答案】:B
【解析】:A是三棱柱,属于柱体,B是四棱锥,属于锥体,C是正方体,属于柱体,D是五棱柱,属于柱体,所以B和其他三个几何体不同类
4.(2024扬州江都七上期末)六棱柱的底面边数是( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 8
【答案】:C
【解析】:n棱柱底面为n边形,六棱柱底面是六边形,边数6。
5.(2025泰州姜堰七上期末)篮球抽象几何体是______,它只有______面(填平/曲)。
【答案】:球;曲
【解析】:球体由单一曲面围成,无平面。
6.如图是一个三棱柱,用平面从中截去一个三棱柱后,剩下的几何体是 .(写出所有可能的结果)
【答案】三棱柱或四棱柱
【解析】当平面平行于底面去截时,截去一个小三棱柱后,剩下的几何体仍然是三棱柱。当平面斜着截,且经过三棱柱的部分侧棱时,截去一个三棱柱后,剩下的几何体是四棱柱。所以剩下的几何体可能是三棱柱或四棱柱
7.(2024淮安清江浦七上期末)四棱柱有______个顶点,______条棱。
【答案】:8;12
【解析】:n棱柱顶点2n个,棱3n条;四棱柱n=4,顶点8,棱12。
8.(2025连云港海州七上期末)圆柱由______个平面、______个曲面围成。
【答案】:2;1
【解析】:上下两个圆形平面,侧面1个曲面。
9.(2026无锡锡山七上一模)
(1)写出下列实物对应的几何体:水杯、金字塔、骰子、灯管;
(2)将上述几何体按“含曲面、无曲面”两类分类。
【答案】(1)水杯→圆柱;金字塔→四棱锥;骰子→正方体;灯管→圆柱
(2)含曲面:圆柱(水杯、灯管);无曲面:四棱锥、正方体
【解析】:圆柱侧面为曲面;棱锥、正方体所有面都是平面,无曲面。
10.根据图回答问题:
(1)与图②具有共同特征的图形有哪些?说出共同特征是什么;
(2)其他图形中具有共同特征的图形有哪些?说出共同特征是什么.
【答案】(1) 与图②有共同特征的是①④⑥⑦,共同特征是所有面都是平面;
(2) 其他图形中具有共同特征的是③⑤⑧,共同特征是都含有曲面。
【解析】(1)图②是棱锥,它的面全是平面。与它具有共同特征的图形有:①④⑥⑦共同特征:这些几何体的所有面都是平面,不含曲面。(2)剩下的图形是③⑤⑧,它们的共同特征是:都含有曲面(或至少有一个面是曲面)。
五.夯实基础
(一)选择题
1.(2025盐城亭湖七上期末)下列几何体属于锥体的是( )
A. 正方体 B. 圆锥 C. 圆柱 D. 球
【答案】:B
【解析】:锥体含圆锥、棱锥;A是柱体,C柱体,D球体。
2.(2024常州新北七上期末)不属于立体图形的是( )
A. 三棱柱 B. 圆 C. 圆锥 D. 长方体
【答案】:B
【解析】:圆所有部分在同一平面,属于平面图形。
3.下列图形属于棱柱的有( )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】:B
【解析】:正方体:是特殊的四棱柱,属于棱柱,长方体:是四棱柱,属于棱柱,圆柱:侧面是曲面,不符合棱柱“其余各面都是四边形”的要求,不属于棱柱,三棱柱:符合棱柱定义,属于棱柱,圆锥:是锥体,不属于棱柱,球:是球体,不属于棱柱。
4.(2025宿迁宿豫七上期末)五棱柱侧面个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】:B
【解析】:n棱柱有n个侧面,五棱柱n=5,5个侧面。
5.(2024苏州张家港七上期末)全部由平面围成的几何体是( )
A. 圆锥 B. 圆柱 C. 正方体 D. 球
【答案】:C
【解析】:正方体6个平面;圆锥、圆柱含曲面,球全曲面。
6.(2026泰州海陵七上二模)下列生活物品抽象出四棱锥的是( )
A. 屋顶四角金字塔摆件 B. 水桶 C. 魔方 D. 羽毛球
【答案】:A
【解析】:B圆柱、C正方体、D圆锥。
7.(2025盐城大丰七上期末)七棱柱棱的总数是( )
A. 14 B. 21 C. 7 D. 9
【答案】:B
【解析】:n棱柱棱3n,7×3=21。
8.(2024扬州广陵七上期末)几何抽象的核心是( )
A. 保留物体颜色 B. 只保留形状大小,忽略其他属性
C. 保留物体重量 D. 保留物体材质
【答案】:B
【解析】:数学抽象剔除颜色、重量、材质,仅提取几何形状。
(二)填空题
9.(2025南京浦口七上期末)金字塔抽象几何体:______。
【答案】:四棱锥
【解析】:底面四边形,侧面三角形,顶点汇聚一点,为四棱锥。
10.一个多面体的棱数是8,则这个多面体的面数是 .
【答案】5
【解析】我们可以用欧拉公式来解决这个问题:对于简单多面体,有 V - E + F = 2(其中V是顶点数,E是棱数,F是面数)。已知棱数E=8,我们来分析常见的多面体:四棱锥:它有5个顶点,8条棱,5个面。代入欧拉公式验证:5 - 8 + 5 = 2,符合公式。不存在其他棱数为8的简单多面体,所以这个多面体是四棱锥,面数是5。
11.(2024南通海门七上期末)三棱锥有______个面。
【答案】:4
【解析】:底面1个三角形,3个侧面三角形,合计4个面。
12.一个直六棱柱,它的底面周长是40厘米,侧棱长是6厘米,则这个六棱柱的侧面积
是 平方厘米.
【答案】:240
【解析】:直六棱柱的侧面积公式为:侧面积=底面周长×侧棱长,已知底面周长是40厘米,侧棱长是6厘米,侧面积=40×6=240
13.(2026宿迁沭阳七上二模)圆柱侧面是______面,上下底面是______面。
【答案】:曲;平
【解析】:上下圆形为平面,环绕侧面为曲面。
14.不透明袋子中装有一个几何体模型,两位同学摸该模型并描述它的特征,甲同学:它有4个面是三角形;乙同学:它有6条棱,则该模型对应的立体图形可能是___________.
【答案】三棱锥
【解析】:甲同学说它有4个面是三角形,说明这个几何体的所有面都是三角形,且一共有4个面。乙同学说它有6条棱。结合立体图形的知识:三棱锥(也叫四面体)刚好有4个面,且每个面都是三角形,同时它有6条棱,完全符合两位同学的描述。所以该模型对应的立体图形是三棱锥
15.(2025镇江京口七上期末)八棱柱顶点数=______。
【答案】:16
【解析】:n棱柱顶点2n,8×2=16。
16.在下面的几何体中:①长方体;②圆柱;③球;④五棱柱;⑤圆锥;⑥正方体,可以看成有两个底面的几何体是__________
【答案】①②④⑥
【解析】①长方体:有上下两个底面(都是长方形),符合条件。 ②圆柱:有上下两个平行且相等的圆形底面,符合条件。③球:没有底面,不符合条件。④五棱柱:有上下两个五边形底面,符合条件。⑤圆锥:只有1个圆形底面,不符合条件。⑥正方体:有上下两个正方形底面,符合条件。所以可以看成有两个底面的几何体是①②④⑥
(三)解答题
17.(2024盐城射阳七上期末)现有几何体:正方体、圆锥、六棱柱、球、圆柱
(1)找出全部由平面围成的几何体;
(2)找出含有曲面的几何体。
【答案】(1)正方体、六棱柱;(2)圆锥、球、圆柱
【解析】:正方体、棱柱无曲面;圆锥侧面曲、圆柱侧面曲、球全曲。
18.(2026南京六合七上二模)已知五棱柱:
(1)求顶点数量、棱总条数;
(2)求侧面数量、底面数量。
【答案】(1)顶点10个,棱15条;(2)侧面5个,底面2个
【解析】:n棱柱顶点2n,棱3n,侧面n个,上下底面共2个。
19.如图所示,在下列图形中,帮助他们实现心愿.
【答案】甲:(2)和(4);乙:(1);丙:(1)、(3)和(5)
【解析】甲:找有一个面是曲面的物体,圆柱(2)的侧面是曲面,圆锥(4)的侧面是曲面,所以甲选(2)和(4)。 乙:找每一个面都是正方形的物体,正方体(1)的6个面都是完全相同的正方形,所以乙选(1)。丙:找多面体(由多个平面围成的几何体),正方体(1)、长方体(3)、三棱柱(5)都是由平面围成的多面体,而圆柱、圆锥含有曲面,不属于多面体,所以丙选(1)、(3)和(5)。
20.18世纪瑞士数学家欧拉证明了简单多面体中顶点数(V)、 面数(F)、棱数(E)之间存在着一个有趣的关系式,这个关系式被称为欧拉公式.请你观察如图所示的几种简单多面体模型,解答下列问题.
(1)根据上面的多面体模型,补全表格:
多面体
顶点数(V)
面数(F)
棱数(E)
四面体
4
4
长方体
8
6
12
正八面体
8
12
正十二面体
20
12
30
顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间存在的关系式是 ;
(2)一个多面体的顶点数比面数大8,且有30条棱,则这个多面体的面数是 ;
(3)某个玻璃饰品的外形是简单多面体,它的外表面是由三角形和八边形两种多边形拼接而成的,且有24个顶点,每个顶点处都有3条棱.设该多面体外表面的三角形的个数为x,八边形的个数为y,求x+y的值.
【答案】(1) 四面体棱数为6,正八面体顶点数为6;关系式为V + F - E = 2;(2) 12;(3) 14
【解析】(1)补全表格与欧拉公式:正八面体的顶点数:12+2-8=6,顶点数、面数、棱数的关系式:V+F-E=2; (2) 求多面体的面数:设面数为F,则顶点数V = F + 8,棱数E = 30。
根据欧拉公式:V+F-E=2,(F+8)+F-30=2,2F-22=2,2F=24,F=12,所以面数是12。(3) 求x+y的值:已知顶点数V=24,每个顶点处有3条棱,棱数E=24×3÷2= 36(每条棱被2个顶点共用)。根据欧拉公式:V+F-E=2,24+(x+y)-36=2,x+y-12=2,x+y=14。
六.巩固训练
(一)选择题
1.(2025盐城建湖七上期末)下列不属于柱体的是( )
A. 长方体 B. 三棱柱 C. 圆锥 D. 圆柱
【答案】:C
【解析】:柱体分棱柱、圆柱;圆锥属于锥体。
2.(2024南京鼓楼七上期末)只有1个面的几何体是( )
A. 球 B. 圆柱 C. 正方体 D. 三棱锥
【答案】:A
【解析】:球仅1个曲面;圆柱3个面,正方体6个,三棱锥4个。
3.下列几何体中,棱柱的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】:C
【解析】:棱柱的定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行。①正方体:是棱柱,②长方体:是棱柱,③球:不是, ④圆锥:不是,⑤五棱柱:是棱柱,⑥三棱柱:是棱柱,⑦圆柱:不是。
4.下面四个立体图形中,和其他三个立体图形类型不同的是( )
A B C D
【答案】:B
【解析】:A:三棱柱(柱体),B:三棱锥(锥体),C:长方体(柱体),D:五棱柱(柱体).
5.下列几何体中,面的个数最多的是( )
A B C D
【答案】:C
【解析】:A:圆锥 → 2个面(1个底面+1个曲面),B:三棱柱 → 5个面(2个底面+3个侧面), C:长方体 → 6个面(6个平面),D:圆柱 → 3个面(2个底面+1个曲面),面的个数最多的是C(长方体)。答案:C
6.(2026徐州泉山七上二模)七棱柱底面图形是( )
A. 七边形 B. 六边形 C. 五边形 D. 四边形
【答案】:A
【解析】:n棱柱底面为n边形,七棱柱底面七边形。
7.(2024淮安涟水七上期末)下列属于平面图形的是( )
A. 三棱柱 B. 扇形 C. 圆锥 D. 球
【答案】:B
【解析】:扇形全部在同一平面;其余均为立体图形。
8.(2026连云港东海七上一模)六棱柱棱的数量为( )
A. 6 B. 12 C. 18 D. 24
【答案】:C
【解析】:n棱柱棱3n,6×3=18。
9.(2024宿迁泗洪七上期末)完全无曲面的几何体组合是( )
A. 正方体、四棱锥 B. 圆柱、圆锥 C. 球、三棱柱 D. 圆柱、正方体
【答案】:A
【解析】:棱柱、棱锥所有面均为平面;圆柱、圆锥、球含曲面。
10.(2025镇江丹阳七上期末)从保温杯抽象出的几何体是( )
A. 圆锥 B. 圆柱 C. 四棱柱 D. 球
【答案】:B
【解析】:保温杯上下圆形、侧面曲面,匹配圆柱特征。
(二)填空题
11.(2026盐城滨海七上二模)羽毛球头部抽象几何体:______。
【答案】:圆锥
【解析】:底部圆形,顶端收拢,为圆锥。
12.(2025南京雨花台七上期末)三棱柱有______条侧棱。
【答案】:3
【解析】:n棱柱侧棱n条,三棱柱侧棱3条。
13.(2024徐州沛县七上期末)四棱锥有______个顶点。
【答案】:5
【解析】:底面四边形4个顶点,顶部1个顶点,合计5个。
14.一个长方体的棱长之和是180厘米,相交于一个顶点的三条棱的长度和是____厘米.
【答案】:45
【解析】:长方体有12条棱,分为4条长、4条宽、4条高,相交于一个顶点的三条棱分别是长、宽、高。棱长之和=4×(长+宽+高),所以相交于一个顶点的三条棱的长度和= 180 ÷4 =45厘米。
15.如图,把一个高6分米的圆柱的底面分成许多相等的扇形,然后把圆柱切开,拼成一个与它等底等高的近似长方体,它的表面积比圆柱体的表面积增加了36平方分米.原来这个圆柱的体积是________立方分米.(结果保留π)
【答案】:54π
【解析】:把圆柱切拼成长方体后,表面积增加的部分是两个以圆柱的高为长、底面半径为宽的长方形面积。已知高h=6分米,表面积增加了36平方分米:2×r×h = 36,2×r×6 = 36 ,r=3分米圆柱体积:V=πr2h=π×32 ×6 = 54π立方分米。
16.(2026南通如皋七上二模)圆柱有______条棱。
【答案】:0
【解析】:棱是平面与平面的交线,圆柱侧面为曲面,无棱。
17.(2024连云港灌云七上期末)八棱柱有______个面。
【答案】:10
【解析】:n棱柱面数=n+2,8+2=10。
18.(2025宿迁泗阳七上期末)黑板擦是长方体,由______个平面围成。
【答案】:6
【解析】:长方体上下、左右、前后共6个长方形平面。
19.如图,从棱长为4的正方体毛坯的一角挖去一个棱长为1的正方体,得到一个如图所示的零件,则这个零件的表面积为 .
【答案】:96
【解析】:从正方体一角挖去一个棱长为1的正方体后,原来的正方体表面减少了3个边长为1的正方形面,但同时又新增了3个边长为1的正方形面,所以零件的表面积和原正方体的表面积相等。原正方体的表面积公式为:6×(棱长)2代入棱长4:6×42 = 6×16 = 96
20.(2024南京秦淮月考)下列说法中:①长方体、正方体都是棱柱;②圆锥和圆柱的底面都是圆;③若棱柱的底面边长相等,则它的各个侧面面积相等;④棱柱的各条棱都相等;⑤棱柱的上、下底面是形状、大小相同的多边形,侧面都是长方形.其中正确的序号是 .
【答案】:①②③
【解析】:①长方体、正方体都是棱柱 (它们都符合棱柱的定义),②圆锥和圆柱的底面都是圆,③若棱柱的底面边长相等,则它的各个侧面面积相等(侧面都是平行四边形,侧棱相等,底面边长相等则侧面面积相等),④棱柱的各条棱都相等(棱柱的侧棱相等,但底面的棱和侧棱不一定相等),⑤棱柱的上、下底面是形状、大小相同的多边形,侧面都是长方形 (棱柱的侧面是平行四边形,不一定是长方形),所以正确的序号是①②③。
(4) 解答题
21.(2024盐城东台七上期末,2小问)给出几何体:球、三棱柱、圆锥、正方体、五棱锥
(1)按柱体、锥体、球体三类划分;
(2)写出所有只含平面的几何体。
【答案】(1)柱体:三棱柱、正方体;锥体:圆锥、五棱锥;球体:球
(2)三棱柱、正方体、五棱锥
【解析】:柱体含棱柱圆柱;锥体含棱锥圆锥;球单独一类;圆锥、球含曲面,其余全平面。
22.(2025无锡江阴七上期末)观察教室实物:粉笔盒、水桶、金字塔摆件、篮球、三角板
(1)分别抽象对应几何体;
(2)区分平面图形、立体图形;
(3)找出含曲面的几何体。
【答案】(1)粉笔盒→正方体;水桶→圆柱;金字塔摆件→四棱锥;篮球→球;三角板→三角形
(2)立体图形:正方体、圆柱、四棱锥、球;平面图形:三角形
(3)圆柱、球
【解析】:三角板仅平面图形;水桶圆柱侧面曲、篮球全曲面,其余全平面。
23、如图所示的某种玩具是由两个正方体木块用胶水粘合而成的,它们的棱长分别为10cm和20cm,为了美观,现在要在其表面喷涂油漆(不包括黏合处),已知喷涂100cm2需要油漆5g,那么喷涂这个玩具共需油漆多少克?
【答案】140
【解析】这个玩具由两个正方体粘合而成,计算表面积时需要减去重合的部分:大正方体(棱长20cm)的表面积:6×202 = 2400cm2 ,小正方体(棱长10cm)的侧面积(上下底面被遮挡,只算4个侧面):4×102 = 400 cm2,总喷涂面积:2400 + 400 = 2800 cm2,已知喷涂100cm2需要油漆5g,那么总需油漆:2800÷100×5 = 140g答:喷涂这个玩具共需油漆140克。
24.如图,水平桌面上有甲、乙、丙三个圆柱形容器,并在距离容器底部30cm 处用两根相同的管子连接,其中甲、丙两容器的底面积均为80cm2,乙容器的底面积为320cm2,甲容器中有水480cm3.现同时向乙、丙两个容器内匀速注水,直至每个容器都注满水时停止注水,已知每个容器每分钟注水1600cm3.
(1)当甲、乙两个容器中水位的高度第一次相等时,求注水的时间;
(2)当甲、乙两个容器中水位的高度相差3cm时,求注水的时间。
【答案】(1)1.2分钟,(2)0.6分钟或者1.8分钟。
【解析】先整理已知条件:甲容器底面积S甲=80 cm2,初始水体积480cm3,初始水位高度:h甲初 == cm,乙容器底面积S乙=320cm2,丙容器底面积S丙=80cm2,注水速度:乙、丙各1600cm3/min,管子连接在30cm高度处,水位到30cm后会向另一容器溢水。(1) 甲、乙水位第一次相等的时间:设注水时间为t分钟,乙容器水位高度:当h乙≤30时,h乙== 5t,甲容器水位高度始终为6 cm(未溢水时),令5t = 6,解得:t=1.2分钟;(2) 甲、乙水位相差3cm的情况,分两种情况:①甲水位比乙高3cm:h乙=6-3=3cm,5t= 3→t=0.6分钟;②乙水位比甲高3cm:h乙=6+3=9cm,5t=9→t=1.8分钟。
25.(2024南京期末)如图,a是正方体木块,把它切去一块,得到b,c,d,e四种木块.
a b c d e
(1) 我们知道,图a的正方体木块有8个顶点、12条棱、6个面,请你将图b,c,d,e中木块的顶点数、棱数、面数补全如下表:
图号
顶点数x
棱数y
面数z
a
8
12
6
b
9
c
8
d
7
e
15
(2) 分析上表,各种木块的顶点数、棱数、面数之间的数量关系可以归纳出一定的规律.请你试着写出顶点数x、棱数y、面数z之间的数量关系式;
(3) 根据猜想计算:若一个几何体的顶点数为2 024,棱数为4 047,试求它的面数.
【答案】(1) 表格依次填:b(6,5);c(12,6);d(6,9,5);e(10,7)(2) 数量关系式:x + z - y = 2,(3) 面数为 2025
【解析】(1) 我们逐个分析木块的顶点数、棱数、面数:
图b:顶点数 x = 6,棱数 y = 9,面数 z = 5
图c:顶点数 x = 8,棱数 y = 12,面数 z = 6
图d:顶点数 x = 6,棱数 y = 9,面数 z = 5
图e:顶点数 x = 10,棱数 y = 15,面数 z = 7
(2) 归纳数量关系,观察表格中的数据:8 + 6 - 12 = 2;6 + 5 - 9 = 2;8 + 6 - 12 = 2
;6 + 5 - 9 = 2;10 + 7 - 15 = 2,可归纳出欧拉公式:x+z-y = 2(或 x+z=y+2)
(3) 计算面数:已知顶点数 x = 2024,棱数 y = 4047,代入公式 x + z - y = 2:
2024 + z - 4047= 2 ,z - 2023 &= 2,z = 2025
26.知识与技能
(1)探索发现
侧棱(条)
侧面(个)
面(个)
顶点(个)
棱(条)
三
棱
柱
四
棱
柱
五
棱
柱
六
棱
柱
观察表格发现面、棱、顶点之间有怎样的关系?
【答案】
几何体
侧棱(条)
侧面(个)
面(个)
顶点(个)
棱(条)
三棱柱
3
3
5
6
9
四棱柱
4
4
6
8
12
五棱柱
5
5
7
10
15
六棱柱
6
6
8
12
18
面、棱、顶点之间的关系:对于任意n棱柱(n为正整数),都满足:
面数+顶点数-棱数=2,这也是欧拉公式在棱柱中的体现:(n+2) + 2n - 3n = 2。
(2)看图填表:
(1) (2) (3) (4)
面数
棱数
顶点数
(1)
(2)
(3)
(4)
观察表格发现面、棱、顶 点之间有怎样的关系?
【答案】
面数
棱数
顶点数
(1)
7
15
10
(2)
7
14
9
(3)
7
13
8
(4)
7
12
7
关系:面数 + 顶点数 - 棱数 = 2(欧拉公式)
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