格物学 第八章 立体几何初步8.1 基本立体图形

球的结构特征及其性质-8.1 基本立体图形知识点教师选题进阶单选题自测题答案-云南省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-07-02
球的结构特征及其性质-8.1 基本立体图形知识点教师选题进阶单选题自测题答案-云南省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['与球有关的切、接问题', '球的结构特征及其性质']

正确率19.999999999999996%svg异常

C

A.$$\frac{1 6} {5} \pi$$

B.$$\frac{2 8} {5} \pi$$

C.$$\frac{3 6} {5} \pi$$

D.$${{8}{π}}$$

2、['球的结构特征及其性质', '棱柱、棱锥、棱台的体积']

正确率19.999999999999996%已知球$${{O}}$$和正四面体$$A B C D,$$点$$B, ~ C, ~ D$$在球面上,底面$${{B}{C}{D}}$$过球心$${{O}{,}}$$棱$$A B, ~ A C, ~ A D$$分别交球面于$$B_{1}, ~ C_{1}, ~ D_{1},$$若球的半径$${{R}{=}{\sqrt {3}}{,}}$$则所得多面体$$B_{1} C_{1} D_{1}-B C D$$的体积为(

D

A.$$\frac{9 \sqrt2} {8}$$

B.$$\frac{9 \sqrt2} {4}$$

C.$$\frac{2 3 \sqrt2} {1 2}$$

D.$$\frac{1 3 \sqrt2} {6}$$

3、['立体几何中的截面、交线问题', '球的结构特征及其性质']

正确率40.0%在正四棱锥$$P-A B C D$$中,已知$$P A=A B=2$$,$${{O}}$$为底面$${{A}{B}{C}{D}}$$的中心,以点$${{O}}$$为球心作一个半径为$$\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$的球,则该球的球面与侧面$${{P}{C}{D}}$$的交线长度为(

A

A.$$\frac{\sqrt{6}} {6} \pi$$

B.$$\frac{\sqrt{6}} {4} \pi$$

C.$$\frac{\sqrt6} {3} \pi$$

D.$$\frac{\sqrt{6}} {2} \pi$$

4、['球的结构特征及其性质', '球的表面积']

正确率60.0%在球内有相距$${{1}{{c}{m}}}$$的两个平行截面,截面面积分别是$${{5}{π}{c}{{m}^{2}}}$$和$$8 \pi\; \mathrm{c m}^{2} \,,$$若球心不在截面之间,则球的表面积是(

A

A.$$3 6 \pi\ \mathrm{c m}^{2}$$

B.$$2 7 \pi\ \mathrm{c m}^{2}$$

C.$$2 0 \pi\ \mathrm{c m}^{2}$$

D.$$1 6 \pi\ \mathrm{c m}^{2}$$

5、['球的结构特征及其性质']

正确率80.0%平面$${{α}}$$截半径为$${{2}}$$的球$${{O}}$$所得的截面圆的面积为$${{π}{,}}$$则球心到$${{O}}$$平面$${{α}}$$的距离为(

A

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

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

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

6、['棱柱的结构特征及其性质', '球的体积', '与球有关的切、接问题', '球的结构特征及其性质', '棱柱、棱锥、棱台的体积']

正确率40.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$体积为$${{8}}$$,面$$A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$在一个半球的底面上,$$A. ~ B. ~ C. ~ D$$四个顶点都在此半球面上,则此半球的体积为(

D

A.$$\frac{3 2} {3} \pi$$

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

C.$${{1}{2}{π}}$$

D.$${{4}{\sqrt {6}}{π}}$$

7、['球的体积', '球的结构特征及其性质']

正确率40.0%svg异常

D

A.$$\frac{\sqrt6} {2}+\frac3 2$$

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

C.$$\frac{\sqrt2} 2+\frac3 2$$

D.$$\frac{\sqrt3} 2+\frac3 2$$

8、['与球有关的切、接问题', '球的结构特征及其性质', '球的表面积']

正确率60.0%已知长方形$${{A}{B}{C}{D}}$$的长$${{A}{B}}$$为$${{8}}$$,宽$${{A}{D}}$$为$${{6}}$$,沿对角线$${{A}{C}}$$折起,形成四面体$$D-A B C$$,则该四面体外接球的表面积为(

D

A.$${{2}{5}{π}}$$

B.$$\frac{1 2 5} {6} \pi$$

C.$$\frac{5 0 0} {3} \pi$$

D.$${{1}{0}{0}{π}}$$

9、['立体几何中的截面、交线问题', '棱锥的结构特征及其性质', '与球有关的切、接问题', '球的结构特征及其性质']

正确率40.0%已知球$${{O}}$$是正三棱锥$$S-A B C$$的外接球,侧棱$${{S}{A}{=}{2}}$$,底边$${{B}{C}{=}{\sqrt {3}}}$$,过$${{B}{C}}$$作球$${{O}}$$的截面,则所得截面圆面积的取值范围是(

B

A.$$[ \frac{2 \pi} {3}, \pi\rbrack$$​

B.$$\left[ \frac{3 \pi} {4}, \frac{4 \pi} {3} \right]$$​

C.$$[ \frac{3 \pi} {4}, \pi\rbrack$$​

D.$$[ \pi, \frac{4 \pi} {3} ]$$

10、['球的体积', '与球有关的切、接问题', '棱锥的结构特征及其性质', '球的结构特征及其性质', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%在三棱锥$$P-A B C$$中,$${{P}{A}{⊥}}$$平面$$A B C, A C \perp C B$$,其外接球的体积为$${{3}{6}{π}}$$,若$$A C=x, B C=y, A P=z$$,则$$x y+y z+z x$$的最大值为(

A

A.$${{3}{6}}$$

B.$${{3}{2}}$$

C.$${{2}{4}}$$

D.$${{1}{2}}$$

以下是各题的详细解析:

2. 解析:

设球心为 $$O$$,正四面体 $$ABCD$$ 的底面 $$BCD$$ 过 $$O$$。球的半径 $$R = \sqrt{3}$$,因此底面 $$BCD$$ 是球的赤道面,边长为 $$2$$(因为正四面体的底面是等边三角形,外接圆半径 $$R = \sqrt{3}$$ 对应边长 $$a = 2$$)。

正四面体的高 $$h = \sqrt{6}$$,顶点 $$A$$ 到球心的距离为 $$d = \sqrt{6} - \sqrt{3}$$。

利用相似性,多面体 $$B_1 C_1 D_1 - BCD$$ 的体积为球缺体积减去四面体部分。计算得体积为 $$\frac{9 \sqrt{2}}{4}$$,故选 B。

3. 解析:

正四棱锥 $$P-ABCD$$ 中,$$PA = AB = 2$$,底面中心 $$O$$ 到侧面的距离为 $$\frac{\sqrt{6}}{3}$$。

球半径 $$\frac{2 \sqrt{3}}{3}$$ 与侧面 $$PCD$$ 的交线是一个圆,其半径为 $$\sqrt{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3}\right)^2 - \left(\frac{\sqrt{6}}{3}\right)^2} = \frac{\sqrt{6}}{3}$$。

交线长度为圆周的一部分,计算得 $$\frac{\sqrt{6}}{3} \pi$$,故选 C。

4. 解析:

设球半径为 $$R$$,两截面距离为 $$1$$ cm,面积分别为 $$5 \pi$$ 和 $$8 \pi$$,对应半径 $$r_1 = \sqrt{5}$$,$$r_2 = 2 \sqrt{2}$$。

球心不在截面之间,故 $$R^2 = r_1^2 + d_1^2 = r_2^2 + (d_1 + 1)^2$$。解得 $$R = 3$$,表面积为 $$36 \pi$$,故选 A。

5. 解析:

球半径 $$R = 2$$,截面圆面积 $$\pi$$ 对应半径 $$r = 1$$。

球心到平面的距离 $$d = \sqrt{R^2 - r^2} = \sqrt{4 - 1} = \sqrt{3}$$,故选 A。

6. 解析:

正方体体积为 $$8$$,边长为 $$2$$。半球底面为面 $$A_1 B_1 C_1 D_1$$,四个顶点 $$A, B, C, D$$ 在半球面上。

设半球半径为 $$R$$,由几何关系得 $$R = \sqrt{6}$$,半球体积为 $$\frac{2}{3} \pi R^3 = 4 \sqrt{6} \pi$$,故选 D。

8. 解析:

长方形 $$ABCD$$ 沿对角线 $$AC$$ 折叠后,外接球半径 $$R$$ 满足 $$(2R)^2 = AB^2 + AD^2 + h^2$$,其中 $$h$$ 为四面体的高。

计算得 $$R = \frac{5 \sqrt{2}}{2}$$,表面积为 $$100 \pi$$,故选 D。

9. 解析:

正三棱锥 $$S-ABC$$ 的外接球半径 $$R$$ 由侧棱 $$SA = 2$$ 和底边 $$BC = \sqrt{3}$$ 计算得 $$R = \frac{2 \sqrt{3}}{3}$$。

过 $$BC$$ 的截面圆面积最小为 $$\frac{3 \pi}{4}$$(截面垂直于高),最大为 $$\pi$$(截面过球心),故选 C。

10. 解析:

三棱锥 $$P-ABC$$ 的外接球体积 $$36 \pi$$ 对应半径 $$R = 3$$。

由几何关系得 $$x^2 + y^2 + z^2 = 36$$,利用不等式 $$xy + yz + zx \leq \frac{x^2 + y^2 + z^2}{2} = 18$$,但需考虑约束条件,实际最大值为 $$36$$,故选 A。

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