课时跟踪检测(五) 柱体、锥体、台体的表面积与体积
一、题组对点训练
对点练一 柱体、锥体、台体的侧面积与表面积 1.棱长为3的正方体的表面积为( ) A.27 C.54
B.64 D.36
解析:选C 根据表面积的定义,组成正方体的面共6个,且每个都是边长为3的正方形.从而,其表面积为6×3=54.
2.若圆锥的高等于底面直径,则它的底面积与侧面积之比为( ) A.1∶2 C.1∶5
B.1∶3 D.3∶2
2
2
解析:选C 设圆锥底面半径为r,则高h=2r,∴其母线长l=5r.∴S侧=πrl=5πr,
S底=πr2.则S底∶S侧=1∶5.
3.已知正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积为( )
A.81π
4
B.16π 27πD.
4
2
C.9π
解析:选A 如图,设球心为O,半径为r,则在Rt△AOF中,(4-r)
2
2
9?281π9?2
+(2)=r,解得r=,所以该球的表面积为4πr=4π×?? =. 44?4?
4.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,则圆台较小底面的半径为( )
A.7 C.5
B.6 D.3
解析:选A 设圆台较小底面半径为r,则另一底面半径为3r.由S=π(r+3r)·3=84π,解得r=7.
5.一个高为2的圆柱,底面周长为2π,该圆柱的表面积为________.
解析:由底面周长为2π可得底面半径为1.S底=2πr=2π,S侧=2πr·h=4π,所以
2
S表=S底+S侧=6π.
答案:6π
对点练二 柱体、锥体、台体的体积
6.某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm)是( )
- 1 -
3
A.2 C.6
B.4 D.8
解析:选C 由几何体的三视图可知,该几何体是一个底面为直角梯形,高为2的直四棱柱,直角梯形的两底边长分别为1,2,高为2,
1
∴该几何体的体积为V=×(2+1)×2×2=6.
2
7.若圆锥的侧面展开图为一个半径为2的半圆,则圆锥的体积是________.
1
解析:易知圆锥的母线长为2,设圆锥的底面半径为r,则2πr=×2π×2,∴r=1,
2则高h= l-r= 3.
113π2
∴V圆锥=πr· h=π×3=. 333答案:
3π
3
2
2
8.某几何体的三视图如图所示,图中的四边形都是边长为2的正方形,正视图和侧视图中的两条虚线都互相垂直且相等,则该几何体的体积是________.
解析:几何体的直观图为正方体去掉以正方体中心为顶点,上底面为底面的四棱锥,其1202
体积为2×2×2-×1×2=. 33
20
答案:
3
- 2 -
对点练三 求几何体体积的方法
9.如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=4,AA1=6.若E,F分别是棱
BB1,CC1上的点,则三棱锥A-A1EF的体积是________.
解析:因为在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1∥BB1,AA1?平面AA1C1C,BB1
?平面AA1C1C,所以BB1∥
平面AA1C1C,从而点E到平面AA1C1C的距离就是点B到平面AA1C1C的距离,作BH⊥AC,垂足为点H,由于△ABC是正三角形且边长为4,所以BH=11123,从而三棱锥A-A1EF的体积VA-A1EF=VE-A1AF=S△A1AF·BH=×332×6×4×23=83.
答案:83 二、综合过关训练
1.如图,ABC-A′B′C′是体积为1的棱柱,则四棱锥C-AA′B′B的体积是( )
1
A. 32C. 3
1B. 23D. 4
1112
解析:选C ∵VC-A′B′C′=V棱柱=,∴VC-AA′B′B=1-=.
3333
2.已知一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,则这个圆柱的表面积与侧面积的比值是( )
A.C.
1+2π
2π1+2π
π
1+4πB. 4π1+4πD. 2π
解析:选A 设圆柱的底面半径为r,高为h, 则由题设知h=2πr,
∴S表=2πr+2πr·h=2πr(1+2π),又S侧=h=4πr, ∴
2
2
2
22
S表1+2π=. S侧2π
3.如图所示,网格纸上小正方形的边长为1,图中画出的是某几何体的三视图,则该几何体的表面积为( )
- 3 -
A.88+(25-2)π C.88+(45-4)π
B.96+(25-4)π D.88+(25-4)π
解析:选A 由三视图,可知该几何体为一个正方体挖去一个半圆锥得到的几何体,故所1π×21
求几何体的表面积S=4×4×6-×4×4-+×π×2×25=88+(25-2)π.故选
222A.
4.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,三棱锥D1-AB1C的表面积与正方体的表面积的比为( ) A.1∶1 C.1∶3
B.1∶2 D.1∶2
2
解析:选C 如图,三棱锥D1-AB1C的各面均是正三角形, 其边长为正方体的面对角线.设正方体的棱长为a,则面对角线长为2a,S锥
1
=4×(2
2
a)2×
322
=23a,S正方体=6a,故S锥∶S正方体=1∶3. 2
5.表面积为3π的圆锥,它的侧面展开图是一个半圆,则该圆锥的底面直径为________. 解析:设圆锥的母线为l,圆锥底面半径为r,由题意可知,πrl+πr=3π,且πl=2πr.解得r=1,即直径为2.
答案:2
6.把由曲线y=|x|和y=2围成的图形绕x轴旋转360°,所得旋转体的体积为________. 解析:由题意,y=|x|和y=2围成图中阴影部分的图形,旋转体为一个圆柱挖去两个共顶点的圆锥.
116π22
∵V圆柱=π×2×4=16π,2V圆锥=2×π×2×2=,
3316π32π
∴所求几何体的体积为16π-=. 3332
答案:π
3
7.若圆锥的表面积是15π,侧面展开图的圆心角是60°,求圆锥的体积. 1
解:设圆锥的底面半径为r,母线为l,则2πr=πl,得l=6r.
3
2
- 4 -
又S圆锥=πr+πr·6r=7πr=15π,得r=
22
15, 715, 7
圆锥的高h=13
13
??6?
157
15???-?7??
2
15?
?=35·7?15253=π. 77
2
V=πr2h=π××35×
8.一个圆锥的底面半径为2 cm,高为6 cm,在其内部有一个高为x cm的内接圆柱. (1)求圆锥的侧面积.
(2)当x为何值时,圆柱的侧面积最大?并求出侧面积的最大值. 解:(1)圆锥的母线长为62
+22
=210(cm), ∴圆锥的侧面积S1=π×2×210=410 π(cm2
). (2)画出圆锥的轴截面如图所示:
设圆柱的底面半径为r cm,由题意,知r2=6-x6
,
∴r=6-x3,∴圆柱的侧面积S2π22π2
2=2πrx=3(-x+6x)=-3[(x-3)-9],∴当x=3时,圆柱的侧面积取得最大值,且最大值为6π cm2
. - 5 -