格物学 第八章 立体几何初步8.3 简单几何体的表面积与体积

棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积-8.3 简单几何体的表面积与体积知识点教师选题基础单选题自测题解析-湖南省等高二数学必修,平均正确率84.0%

2025-06-04
棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积-8.3 简单几何体的表面积与体积知识点教师选题基础单选题自测题解析-湖南省等高二数学必修,平均正确率84.0%
2、['球的体积', '棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积']

正确率80.0%已知两个圆锥有公共底面,且两个圆锥的顶点和底面的圆周都在同一个球面上,若球的体积为$$\frac{3 2 \pi} {3}$$,这两个圆锥的体积之和为$${{4}{π}}$$,则这两个圆锥中,体积较小者的高与体积较大者的高的比值为$${{(}{)}}$$

A.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

D.$$\frac{1} {3}$$

4、['旋转体及其相关概念', '棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积']

正确率80.0%圆锥的母线长为$${{4}}$$,侧面积是底面积的$$\frac{4} {3}$$倍,过圆锥的两条母线作圆锥的截面,则该截面面积的最大值是$${{(}{)}}$$

A.$${{8}}$$

B.$${{4}{\sqrt {7}}}$$

C.$${{3}{\sqrt {7}}}$$

D.$${{3}{\sqrt {6}}}$$

5、['旋转体及其相关概念', '棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积']

正确率80.0%某圆锥的侧面展开图是半径为$${{3}}$$,圆心角为$${{1}{2}{0}{°}}$$的扇形,则该圆锥的体积为$${{(}{)}}$$

A.$${{4}{\sqrt {5}}{π}}$$

B.$$\frac{4 \sqrt{5}} {3} \pi$$

C.$${{2}{\sqrt {2}}{π}}$$

D.$$\frac{2 \sqrt{2}} {3} \pi$$

6、['旋转体及其相关概念', '棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积']

正确率40.0%已知圆锥的高为$${{1}}$$,体积为$${{π}}$$,则过圆锥顶点作圆锥截面的面积最大值为$${{(}{)}}$$

A.$${\sqrt {3}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{2}{\sqrt {3}}{π}}$$

D.$${{3}{π}}$$

8、['多面体', '棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积']

正确率80.0%已知正四棱台的上、下底面分别是边长为$${{2}}$$和$${{4}}$$的正方形,高为$${\sqrt {{1}{4}}}$$,则该四棱台的表面积为$${{(}{)}}$$

A.$$1 0+6 \sqrt{1 5}$$

B.$${{3}{4}}$$

C.$$2 0+1 2 \sqrt{1 5}$$

D.$${{6}{8}}$$

9、['棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积']

正确率80.0%设$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{C}}$$,$${{D}}$$是同一个直径为$${{8}}$$的球的球面上四点,$${{△}{A}{B}{C}}$$为等边三角形且其面积为$${{9}{\sqrt {3}}}$$,则三棱锥$$D-A B C$$体积的最大值为$${{(}{)}}$$

A.$${{1}{8}{\sqrt {3}}}$$

B.$${{2}{4}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{3}{6}{\sqrt {3}}}$$

D.$${{5}{4}{\sqrt {3}}}$$

2. 圆锥体积比问题解析:

已知球的体积为 $$\frac{32\pi}{3}$$,则球的半径 $$R = 2$$。设圆锥底面半径为 $$r$$,高分别为 $$h_1$$ 和 $$h_2$$。根据几何关系,圆锥顶点在球面上,底面圆周也在球面上,故有:

$$r^2 + (h_1 - R)^2 = R^2 \quad \text{和} \quad r^2 + (h_2 - R)^2 = R^2$$

解得 $$r^2 = 4h_1 - h_1^2$$ 和 $$r^2 = 4h_2 - h_2^2$$,因此 $$h_1 + h_2 = 4$$。

圆锥体积和为 $$\frac{1}{3}\pi r^2 (h_1 + h_2) = 4\pi$$,代入 $$h_1 + h_2 = 4$$ 得 $$r^2 = 3$$。

解得 $$h_1 = 1$$,$$h_2 = 3$$ 或反之,故体积较小者与较大者的高之比为 $$\frac{1}{3}$$。答案为 D

4. 圆锥截面面积最大值问题解析:

圆锥母线 $$l = 4$$,设底面半径为 $$r$$,侧面积为 $$\pi r l$$,底面积为 $$\pi r^2$$。根据题意:

$$\pi r l = \frac{4}{3} \pi r^2 \Rightarrow r = 3$$

圆锥高 $$h = \sqrt{l^2 - r^2} = \sqrt{7}$$。过两条母线的截面面积最大时为等腰三角形,其面积为:

$$\frac{1}{2} \times 2r \times \sqrt{l^2 - r^2} = 3\sqrt{7}$$

答案为 C

5. 圆锥体积问题解析:

圆锥侧面展开图是半径为 $$3$$,圆心角为 $$120^\circ$$ 的扇形,故母线 $$l = 3$$。扇形弧长为 $$2\pi \times 3 \times \frac{120}{360} = 2\pi$$,即圆锥底面周长 $$2\pi r = 2\pi$$,所以 $$r = 1$$。

圆锥高 $$h = \sqrt{l^2 - r^2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$$,体积为:

$$\frac{1}{3} \pi r^2 h = \frac{2\sqrt{2}}{3} \pi$$

答案为 D

6. 圆锥截面面积最大值问题解析:

圆锥高 $$h = 1$$,体积为 $$\pi$$,设底面半径为 $$r$$,则 $$\frac{1}{3}\pi r^2 \times 1 = \pi \Rightarrow r^2 = 3$$。

母线 $$l = \sqrt{r^2 + h^2} = 2$$。过顶点的截面面积最大时为等腰三角形,面积为:

$$\frac{1}{2} \times 2r \times h = \sqrt{3}$$

答案为 A

8. 正四棱台表面积问题解析:

正四棱台上下底面边长分别为 $$2$$ 和 $$4$$,高为 $$\sqrt{14}$$。侧棱长为:

$$\sqrt{(\frac{4-2}{2})^2 + (\sqrt{14})^2} = \sqrt{15}$$

侧面积为 $$4 \times \frac{2+4}{2} \times \sqrt{15} = 12\sqrt{15}$$,上下底面积为 $$4 + 16 = 20$$,故表面积为 $$20 + 12\sqrt{15}$$。

答案为 C

9. 三棱锥体积最大值问题解析:

球的直径 $$8$$,半径 $$R = 4$$。等边三角形 $$ABC$$ 面积为 $$9\sqrt{3}$$,边长为 $$6$$。

外接圆半径 $$r = \frac{6}{\sqrt{3}} = 2\sqrt{3}$$。三棱锥 $$D-ABC$$ 体积最大时,$$D$$ 到平面 $$ABC$$ 的距离最大,为 $$\sqrt{R^2 - r^2} + R = 4 + 2 = 6$$。

体积为 $$\frac{1}{3} \times 9\sqrt{3} \times 6 = 18\sqrt{3}$$。

答案为 A

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