外接球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練帶詳細(xì)答案解析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 外接球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練參考答案一選擇題1、已知球的半徑為2，圓和圓是球的互相垂直的兩個(gè)截面，圓和圓的面積分別為和，則（ ）A1 B C2 D【答案】D【解析】因由球心距與截面圓的半徑之間的關(guān)系得，故，應(yīng)選D。考點(diǎn)：球的幾何性質(zhì)及運(yùn)算。2、在三棱錐中，中點(diǎn)為，則此三棱錐的外接球的表面積為（ ）A B C D【答案】C【解析】如圖,易知，由余弦定理可得，因，故;同理，故，所以是棱長(zhǎng)為的正方體的四個(gè)頂點(diǎn)，其外接球就是正方體的外接球，半徑為，所以外接球的面積為，應(yīng)選C?？键c(diǎn)：球與幾何體的外接和表面積的計(jì)算公式。3、球的球面上有四點(diǎn)，其中四點(diǎn)共面，是邊長(zhǎng)為2的正三角形，面面，則棱錐的

2、體積的最大值為（ ）A B C D4【答案】A【解析】設(shè)球心和的外心為，延長(zhǎng)交于點(diǎn)，則由球的對(duì)稱性可知，繼而由面面可得所在的平面，所以是三棱錐的高；再由四點(diǎn)共面可知是的中心，故，當(dāng)三棱錐的體積最大時(shí)，其高為，故三棱錐的體積的最大值為，應(yīng)選A?？键c(diǎn)：幾何體的外接球等有關(guān)知識(shí)的運(yùn)用?！疽族e(cuò)點(diǎn)晴】球與幾何體的外接和內(nèi)切問題一直是高中數(shù)學(xué)中題的重要題型，也高考和各級(jí)各類考試的難點(diǎn)內(nèi)容。本題將三棱錐與球外接整合在一起考查三棱錐的體積的最大值無疑是加大了試題的難度。解答本題時(shí)要充分利用題設(shè)中提供的有關(guān)信息，先確定球心的位置是三角形的外心，再求外接球的半徑并確定當(dāng)為三棱錐的高時(shí)，該三棱錐的體積最大并算出其最

3、大值為。4、已知在三棱錐中，面，若三棱錐的外接球的半徑是3，則的最大值是（ ）A36 B28 C26 D18【答案】D【解析】因?yàn)槊?，所以，又因?yàn)?所以平面，所以，所以有，則由基本不等式可得，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立，所以的最大值是,故選D.考點(diǎn)：1.線面垂直的判定與性質(zhì)；2.長(zhǎng)方體外接球的性質(zhì)；3.基本不等式.【名師點(diǎn)睛】本題考查線面垂直的判定與性質(zhì)、長(zhǎng)方體外接球的性質(zhì)、基本不等式,中檔題；立體幾何的最值問題通常有三種思考方向：（1）根據(jù)幾何體的結(jié)構(gòu)特征，變動(dòng)態(tài)為靜態(tài)，直觀判斷在什么情況下取得最值；（2）將幾何體平面化，如利用展開圖，在平面幾何圖中直觀求解；（3）建立函數(shù)，通過求函數(shù)的最值或利用基

4、本不等式來求解5、如圖所示是一個(gè)幾何體的三視圖, 則這個(gè)幾何體外接球的表面積為（ ）A B C D【答案】C【解析】幾何體為一個(gè)四棱錐，外接球球心為底面正方形（邊長(zhǎng)為4）中心，所以半徑為，表面積為，選C.考點(diǎn)：三視圖，外接球【方法點(diǎn)睛】涉及球與棱柱、棱錐的切、接問題時(shí)，一般過球心及多面體中的特殊點(diǎn)(一般為接、切點(diǎn))或線作截面，把空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題，再利用平面幾何知識(shí)尋找?guī)缀误w中元素間的關(guān)系，或只畫內(nèi)切、外接的幾何體的直觀圖，確定球心的位置，弄清球的半徑(直徑)與該幾何體已知量的關(guān)系，列方程(組)求解.6、如圖是某幾何體的三視圖，正視圖是等邊三角形，側(cè)視圖和俯視圖為直角三角形，則該幾何體外接

5、球的表面積為（ ）A B C D【答案】D【解析】由三視圖可知，這個(gè)幾何體是三棱錐.如圖所示，為球心，為等邊三角形的外心，由圖可知，故外接球面積為.考點(diǎn)：三視圖.【思路點(diǎn)晴】設(shè)幾何體底面外接圓半徑為,常見的圖形有正三角形,直角三角形,矩形,它們的外心可用其幾何性質(zhì)求;而其它不規(guī)則圖形的外心,可利用正弦定理來求.若長(zhǎng)方體長(zhǎng)寬高分別為則其體對(duì)角線長(zhǎng)為;長(zhǎng)方體的外接球球心是其體對(duì)角線中點(diǎn).找?guī)缀误w外接球球心的一般方法:過幾何體各個(gè)面的外心分別做這個(gè)面的垂線,交點(diǎn)即為球心.7、如圖，網(wǎng)格紙上小正方形的邊長(zhǎng)為1，粗線畫出的是某四面體的三視圖，則該四面體的外接球半徑為（ ）A B C D【答案】C【解析】

6、從三視圖可以看出這是一個(gè)正方體上的一個(gè)四面體,如圖,其中正的邊長(zhǎng)為,其外接圓的半徑,同樣正的外接圓的半徑是,由球的對(duì)稱性可知球心必在正方體的對(duì)角線上,且,該球經(jīng)過六個(gè)點(diǎn),設(shè)球心到平面的距離為;球心到平面的距離為,而兩個(gè)平面和之間的距離為,則由球心距、垂面圓半徑之間的關(guān)系可得,所以,即,又,將其代入可得,由此可得,所以,所以外接球的半徑,應(yīng)選C.考點(diǎn)：三視圖的識(shí)讀和理解及幾何體體積的計(jì)算.【易錯(cuò)點(diǎn)晴】本題以網(wǎng)格紙上的幾何圖形為背景,提供了一個(gè)三棱錐的幾何體的三視圖,要求求其外接球的半徑,是一道較為困難的難題.難就難在無法搞清其幾何形狀,只知道是一個(gè)三棱錐（四面體）是沒有任何用的.通過仔細(xì)觀察不難

7、看出這是一個(gè)正方體上的一個(gè)四面體,如圖,正的邊長(zhǎng)為,其外接圓的半徑,同樣正的外接圓的半徑是,由球的對(duì)稱性可知球心必在對(duì)角線上,且經(jīng)過六個(gè)點(diǎn),設(shè)球心到平面的距離為；球心到平面的距離為,而兩個(gè)平面和之間的距離為,則由球心距垂面圓半徑之間的關(guān)系可得,所以,即,又,將其代入可得,由此可得,所以,所以外接球的半徑,其中計(jì)算時(shí)可用等積法進(jìn)行.8、一直三棱柱的每條棱長(zhǎng)都是，且每個(gè)頂點(diǎn)都在球的表面上，則球的半徑為（ ）A B C D【答案】A【解析】球的半徑滿足考點(diǎn)：外接球【方法點(diǎn)睛】涉及球與棱柱、棱錐的切、接問題時(shí)，一般過球心及多面體中的特殊點(diǎn)（一般為接、切點(diǎn)）或線作截面，把空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題，再利用平

8、面幾何知識(shí)尋找?guī)缀误w中元素間的關(guān)系，或只畫內(nèi)切、外接的幾何體的直觀圖，確定球心的位置，弄清球的半徑（直徑）與該幾何體已知量的關(guān)系，列方程（組）求解.9、若某圓柱體的上部挖掉一個(gè)半球，下部挖掉一個(gè)圓錐后所得的幾何體的三視圖中的正視圖和側(cè)視圖如圖所示，則此幾何體的表面積是A24 B248C244 D32答案：C10、已知三棱錐的底面是以為斜邊的等腰直角三角形,則三棱錐的外接球的球心到平面的距離是（ ）（A） （B）1 （C） （D）【答案】A【解析】因?yàn)槿忮F的底面是以為斜邊的等腰直角三角形，在面內(nèi)的射影為中點(diǎn)，平面，上任意一點(diǎn)到的距離相等，在面內(nèi)作的垂直平分線，則為的外接球球心，即為到平面的距離

9、，故選A考點(diǎn)：球內(nèi)接多面體；點(diǎn)到面的距離的計(jì)算【名師點(diǎn)睛】(1)一般要過球心及多面體中的特殊點(diǎn)或過線作截面將空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題，從而尋找?guī)缀误w各元素之間的關(guān)系(2)若球面上四點(diǎn)P，A，B，C中PA，PB，PC兩兩垂直或三棱錐的三條側(cè)棱兩兩垂直，可構(gòu)造長(zhǎng)方體或正方體確定直徑解決外接問題(3)一般三棱錐的外接球的球心可通過其中一個(gè)面的外心作此平面的垂線，則球心必在此垂線上11、已知三棱錐的底面是以為斜邊的等腰直角三角形,則三棱錐的外接球的球心到平面的距離是（ ）（A） （B）1 （C） （D）【答案】A12、某四棱錐的三視圖如圖所示，則該四棱錐外接球的表面積是（ ）A B C D【答案】B【解

10、析】幾何體為一個(gè)四棱錐，其頂點(diǎn)為長(zhǎng)方體四個(gè)頂點(diǎn)，長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高為4,3,3，因此四棱錐外接球直徑為長(zhǎng)方體對(duì)角線，即，表面積是選B.考點(diǎn)：三視圖【方法點(diǎn)睛】涉及球與棱柱、棱錐的切、接問題時(shí)，一般過球心及多面體中的特殊點(diǎn)（一般為接、切點(diǎn)）或線作截面，把空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題，再利用平面幾何知識(shí)尋找?guī)缀误w中元素間的關(guān)系，或只畫內(nèi)切、外接的幾何體的直觀圖，確定球心的位置，弄清球的半徑（直徑）與該幾何體已知量的關(guān)系，列方程（組）求解.13、已知三棱錐S-ABC的所有頂點(diǎn)都在球O的球面上，ABC是邊長(zhǎng)為1的正三角形，SC為球O的直徑，且SC=2，則此棱錐的體積為（ ）A B C D【答案】A【解析】連接，

11、則由已知得，可知三棱錐是棱長(zhǎng)為的正四面體，其高為，則三棱錐的高為，所以三棱錐的體積為考點(diǎn)：三棱錐外接球14、半徑為1的三個(gè)球平放在平面上，且兩兩相切，其上放置一半徑為2的球，由四個(gè)球心構(gòu)成一個(gè)新四面體，則該四面體外接球的表面積為（ ）A B C D【答案】A【解析】由已知條件可知，該四面體是底面邊長(zhǎng)為的等邊三角形，且側(cè)棱長(zhǎng)為.該四面體外接球半徑計(jì)算公式為，其中為底面外接圓半徑，為高.本題中，故.考點(diǎn)：球的內(nèi)接幾何體.15、在正三棱錐中，是的中點(diǎn)，且，底面邊長(zhǎng)，則正三棱錐的外接球的表面積為（ ）A B C D【答案】【解析】根據(jù)三棱錐為正三棱錐，可證明出ACSB，結(jié)合SBAM，得到SB平面SAC

12、，因此可得SA、SB、SC三條側(cè)棱兩兩互相垂直最后利用公式求出外接圓的直徑，結(jié)合球的表面積公式，可得正三棱錐S-ABC的外接球的表面積取AC中點(diǎn)，連接BN、SN，N為AC中點(diǎn)，SA=SC，ACSN，同理ACBN，SNBN=N，AC平面SBN，SB平面SBN，ACSB，SBAM且ACAM=A，SB平面SAC？SBSA且SBAC，三棱錐S-ABC是正三棱錐，SA、SB、SC三條側(cè)棱兩兩互相垂直底面邊長(zhǎng)側(cè)棱SA=2，正三棱錐S-ABC的外接球的直徑為：，正三棱錐S-ABC的外接球的表面積是，故選：B考點(diǎn)：空間線面垂直的判定與性質(zhì)；球內(nèi)接多面體16、已知三棱錐,在底面中, 面,則此三棱錐的外接球的表面

13、積為（ ）A B C D【答案】D【解析】底面三角形內(nèi)，根據(jù)正弦定理，可得,滿足勾股定理，,底面,所以,那么平面,所以,那么直角三角形有公共斜邊,所以三棱錐的外接球的球心就是的中點(diǎn),是其外接球的直徑，,所以外接球的表面積,故選D.考點(diǎn)：球與幾何體17、已知直三棱柱的個(gè)頂點(diǎn)都在球的球面上，若，則球的表面積為為（ ）A B C D【答案】C【解析】由題意，三棱柱為直三棱柱，底面為直角三角形，把直三棱柱補(bǔ)成四棱柱，則四棱柱的體對(duì)角線是其外接球的直徑，所以外接球半徑為則三棱柱1外接球的表面積是故選C考點(diǎn)：幾何體的外接球18、如圖，是邊長(zhǎng)為1的正方體，是高為1的正四棱錐，若點(diǎn)，在同一個(gè)球面上，則該球的表

14、面積為（ ）A B C D【答案】D【解析】按如圖所示作輔助線，為球心，設(shè)，則，同時(shí)由正方體的性質(zhì)知，則在中，即，解得，所以球的半徑，所以球的表面積為，故選D考點(diǎn)：1、球內(nèi)接多面體的性質(zhì)；2、球的表面積公式.19、在平行四邊形中，將此平行四邊形沿折成直二面角，則三棱錐外接球的表面積為（ ）A B C D【答案】A【解析】因?yàn)槠叫兴倪呅沃?，沿折成直二面角，所以三棱錐的外接球的直徑為，且，所以三棱錐的外接球的半徑為，所以三棱錐的外接球的表面積為；故選A考點(diǎn)：1.平面圖形的折疊問題；2.多面體與球的組合20、如圖, 在菱形中, 為對(duì)角線的中點(diǎn), 將沿折起到的位置，若 ，則三棱錐的外接球的表面積為（

15、）A B C D【答案】A【解析】設(shè)分別是等邊三角形的外心，則畫出圖象如下圖所示，由圖象可知，,故，,外接球面積為.考點(diǎn)：球的內(nèi)接幾何體.21、已知從點(diǎn)出發(fā)的三條射線，兩兩成角，且分別與球相切于，三點(diǎn)若球的體積為，則，兩點(diǎn)間的距離為( )（A） （B） （C）3 （D）【答案】B【解析】連接交平面于，由題意可得：和為正三角形，所以因?yàn)?，所以，所以又因?yàn)榍虻捏w積為，所以半徑，所以考點(diǎn)：點(diǎn)、線、面間的距離計(jì)算【思路點(diǎn)睛】連接交平面于，由題意可得：由可得 ，根據(jù)球的體積可得半徑，進(jìn)而求出答案22、在半徑為1的球面上有不共面的四個(gè)點(diǎn)A，B，C，D且，則等于（ ）A16 B8 C4 D2【答案】B【解析

16、】如圖，構(gòu)造長(zhǎng)方體，設(shè)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高分別為，則，根據(jù)題意，得，則；故選B考點(diǎn)：多面體與球的組合23、“牟合方蓋”是我國(guó)古代數(shù)學(xué)家劉徽在研究球的體積的過程中構(gòu)造的一個(gè)和諧優(yōu)美的幾何體它由完全相同的四個(gè)曲面構(gòu)成，相對(duì)的兩個(gè)曲面在同一個(gè)圓柱的側(cè)面上，好似兩個(gè)扣合（牟合）在一起的方形傘（方蓋）其直觀圖如圖所示，圖中四邊形是為體現(xiàn)其直觀性所作的輔助線當(dāng)其正視圖和側(cè)視圖完全相同時(shí)，它的俯視圖可能是（ ）【答案】B【解析】因?yàn)橄鄬?duì)的兩個(gè)曲面在同一個(gè)圓柱的側(cè)面上，好似兩個(gè)扣合（牟合）在一起的方形傘（方蓋），且正視圖和側(cè)視圖是一個(gè)圓，所以從上向下看，相對(duì)的兩個(gè)曲面在同一個(gè)圓柱的側(cè)面上，即俯視圖是有兩條對(duì)角線

17、且為實(shí)線的正方形；故選B考點(diǎn)：三視圖24、某一簡(jiǎn)單幾何體的三視圖如圖所示，該幾何體的外接球的表面積是（ ）A B C D【答案】C【解析】從三視圖可以看出該幾何體是底面對(duì)角線長(zhǎng)為正方形高為正四棱柱,故其對(duì)角線長(zhǎng)為,故該幾何體的外接球的面積為,選C.考點(diǎn)：三視圖與幾何體的外接球25、如圖，邊長(zhǎng)為2的正方形ABCD中，點(diǎn)E，F(xiàn)分別是邊AB，BC的中點(diǎn)AED，EBF，F(xiàn)CD分別沿DE，EF，F(xiàn)D折起，使A，B，C三點(diǎn)重合于點(diǎn)A,若四面體AEFD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)球面上，則該球的半徑為（ ）A. B C D【答案】D【解析】因?yàn)檎燮鸷笕c(diǎn)重合，所以兩兩垂直，三棱錐的外接球，就是棱長(zhǎng)為的長(zhǎng)方體的外接球，

18、球半徑滿足，故選D.考點(diǎn)：幾何體外接球的性質(zhì).26、已知三棱錐SABC，滿足SASB，SBSC，SCSA，且SA=SB=SC，若該三棱錐外接球的半徑為，Q是外接球上一動(dòng)點(diǎn)，則點(diǎn)Q到平面ABC的距離的最大值為（ ）A3 B2 C D【答案】D【解析】因?yàn)槿忮F中，且，所以三棱錐的外接球即為以為長(zhǎng)寬高的正方體的外接球，因?yàn)樵撊庵饨忧虻陌霃綖?，所以正方體的對(duì)角線長(zhǎng)為，所以球心到平面的距離為，所以點(diǎn)到平面的距離的最大值為，故選D考點(diǎn)：球的性質(zhì)及組合體的應(yīng)用27、一個(gè)直棱柱的三視圖如圖所示，其中俯視圖是一個(gè)頂角為的等腰三角形，則該直三棱柱外接球的表面積為（ ）A20 B C D【答案】A【解析】由三

19、視圖可知，該三棱柱為底面為頂角為，兩腰為的等腰三角形，高為，底面三角形的外接圓直徑為，半徑為，設(shè)該三棱柱的外接球的半徑為，則，所以該三棱柱的外接球的表面積為，故選A考點(diǎn)：1.三視圖；2.球的切接問題；3.球的表面積【名師點(diǎn)睛】本題主要考查三視圖、球的切接問題、表面積公式及空間想象能力、運(yùn)算能力，中檔題；識(shí)圖是數(shù)學(xué)的基本功，空間想象能力是數(shù)學(xué)與實(shí)際生活必備的能力，本題將這些能力結(jié)合在一起，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值，同時(shí)也考查了學(xué)生對(duì)球的性質(zhì)與表面積公式的掌握與應(yīng)用、計(jì)算能力28、某四面體的三視圖如圖，正視圖、側(cè)視圖、俯視圖都是邊長(zhǎng)為1的正方形，則此四面體的外接球的體積為（ ）A B C D【答案】B

20、【解析】由題意此四面體是棱長(zhǎng)為的正四面體，其外接球半徑為，所以故選B考點(diǎn)：三視圖，外接球，球體積【名師點(diǎn)睛】正四面體的內(nèi)切球與外接球：（1） 正四面體的內(nèi)切球，如圖. 位置關(guān)系：正四面體的四個(gè)面都與一個(gè)球相切，正四面體的中心與球心重合； 數(shù)據(jù)關(guān)系：設(shè)正四面體的棱長(zhǎng)為，高為；球的半徑為，這時(shí)有；（可以利用體積橋證明）（2） 正四面體的外接球，如圖5. 位置關(guān)系：正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)都在一個(gè)球面上，正四面體的中心與球心重合； 數(shù)據(jù)關(guān)系：設(shè)正四面體的棱長(zhǎng)為，高為；球的半徑為，這時(shí)有；（可用正四面體高減去內(nèi)切球的半徑得到）29、如圖所示，在直三棱柱中，點(diǎn)是線段的中點(diǎn)，則三棱錐的外接球的體積是（ ）A B C D【答案】A【解析】由題意可知,取的中點(diǎn)，連接,在直角中，,所以點(diǎn)在平面內(nèi)的射影是的外心，即為的中點(diǎn)，設(shè)三棱錐的外接球的球心為，由球的截面性質(zhì)可得，即，解得，所以其外接球的體積為,故選A.考點(diǎn)：棱錐與球的組合體及球的體積.【方法點(diǎn)睛】本題主要考查了棱錐與球的組合體，球的截面性質(zhì)及球的體積，考查了考生的空間想象能力屬