(新高考)高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義+鞏固練習(xí)7.1《基本立體圖形、簡單幾何體的表面積與體積》(原卷版)

第第頁§7.1基本立體圖形、簡單幾何體的表面積與體積考試要求1.認(rèn)識柱、錐、臺、球及簡單組合體的結(jié)構(gòu)特征，能運用這些特征描述現(xiàn)實生活中簡單物體的結(jié)構(gòu).2.知道球、棱(圓)柱、棱(圓)錐、棱(圓)臺的表面積和體積的計算公式，并能解決簡單的實際問題.3.能用斜二測畫法畫出簡單空間圖形的直觀圖．知識梳理1．空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征(1)多面體的結(jié)構(gòu)特征名稱棱柱棱錐棱臺圖形底面互相平行且全等多邊形互相平行且相似側(cè)棱平行且相等相交于一點但不一定相等延長線交于一點側(cè)面形狀平行四邊形三角形梯形(2)旋轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)特征名稱圓柱圓錐圓臺球圖形母線互相平行且相等，垂直于底面相交于一點延長線交于一點軸截面矩形等腰三角形等腰梯形圓側(cè)面展開圖矩形扇形扇環(huán)2.直觀圖(1)畫法：常用斜二測畫法．(2)規(guī)則：①原圖形中x軸、y軸、z軸兩兩垂直，直觀圖中，x′軸、y′軸的夾角為45°或135°，z′軸與x′軸和y′軸所在平面垂直．②原圖形中平行于坐標(biāo)軸的線段，直觀圖中仍分別平行于坐標(biāo)軸，平行于x軸和z軸的線段在直觀圖中保持原長度不變，平行于y軸的線段長度在直觀圖中變?yōu)樵瓉淼囊话耄?．圓柱、圓錐、圓臺的側(cè)面展開圖及側(cè)面積公式圓柱圓錐圓臺側(cè)面展開圖側(cè)面積公式S圓柱側(cè)＝2πrlS圓錐側(cè)＝πrlS圓臺側(cè)＝π(r1＋r2)l4.柱、錐、臺、球的表面積和體積名稱幾何體表面積體積柱體S表＝S側(cè)＋2S底V＝Sh錐體S表＝S側(cè)＋S底V＝eq\f(1,3)Sh臺體S表＝S側(cè)＋S上＋S下V＝eq\f(1,3)(S上＋S下＋eq\r(S上S下))h球S表＝4πR2V＝eq\f(4,3)πR3常用結(jié)論1．與體積有關(guān)的幾個結(jié)論(1)一個組合體的體積等于它的各部分體積的和或差．(2)底面面積及高都相等的兩個同類幾何體的體積相等．2．直觀圖與原平面圖形面積間的關(guān)系：S直觀圖＝eq\f(\r(2),4)S原圖形．思考辨析判斷下列結(jié)論是否正確(請在括號中打“√”或“×”)(1)有兩個面平行，其余各面都是平行四邊形的幾何體是棱柱．()(2)用一個平行于底面的平面截圓錐，得到一個圓錐和一個圓臺．()(3)菱形的直觀圖仍是菱形．()(4)兩個球的體積之比等于它們的半徑比的平方．()教材改編題1．如圖，長方體ABCD﹣A′B′C′D′被截去一部分，其中EH∥A′D′，剩下的幾何體是()A．棱臺 B．四棱柱C．五棱柱 D．六棱柱2．已知圓錐的表面積等于12πcm2，其側(cè)面展開圖是一個半圓，則底面圓的半徑為()A．1cmB．2cmC．3cmD.eq\f(3,2)cm3．如圖，將一個長方體用過相鄰三條棱的中點的平面截出一個棱錐，則該棱錐的體積與剩下的幾何體體積的比為________．題型一基本立體圖形命題點1結(jié)構(gòu)特征例1下列命題正確的是()A．在圓柱的上、下底面的圓周上各取一點，則這兩點的連線是圓柱的母線B．直角三角形繞其任意一邊所在直線旋轉(zhuǎn)一周所形成的幾何體都是圓錐C．棱臺的上、下底面可以不相似，但側(cè)棱長一定相等D．直角梯形以一條直角腰所在的直線為旋轉(zhuǎn)軸，其余三邊旋轉(zhuǎn)形成的面所圍成的旋轉(zhuǎn)體是圓臺教師備選(多選)下列說法錯誤的是()A．有一個面是多邊形，其余各面都是三角形，由這些面圍成的多面體是棱錐B．有兩個面平行且相似，其余各面都是梯形的多面體是棱臺C．如果一個棱錐的各個側(cè)面都是等邊三角形，那么這個棱錐可能為六棱錐D．如果一個棱柱的所有面都是長方形，那么這個棱柱是長方體思維升華空間幾何體結(jié)構(gòu)特征的判斷技巧(1)緊扣結(jié)構(gòu)特征是判斷的關(guān)鍵，依據(jù)條件構(gòu)建幾何模型，在條件不變的情況下，變換模型中的線面關(guān)系或增加線、面等基本元素，然后再依據(jù)題意判定．(2)說明一個命題是錯誤的，只要舉出一個反例即可．命題點2直觀圖例2有一塊多邊形的菜地，它的水平放置的平面圖形的斜二測直觀圖是直角梯形(如圖所示)，∠ABC＝45°，AB＝AD＝1，DC⊥BC，則這塊菜地的面積為________．教師備選如圖，一個水平放置的平面圖形的直觀圖是一個底角為45°的等腰梯形，已知直觀圖OA′B′C′的面積為4，則該平面圖形的面積為()A.eq\r(2)B．4eq\r(2)C．8eq\r(2)D．2eq\r(2)思維升華(1)在斜二測畫法中，要確定關(guān)鍵點及關(guān)鍵線段．平行于x軸的線段平行性不變，長度不變；平行于y軸的線段平行性不變，長度減半．(2)按照斜二測畫法得到的平面圖形的直觀圖，其面積與原圖形的面積的關(guān)系：S直觀圖＝eq\f(\r(2),4)S原圖形．命題點3展開圖例3如圖所示的扇形是某個圓錐的側(cè)面展開圖，已知扇形所在圓的半徑R＝eq\r(5)，扇形弧長l＝4π，則該圓錐的表面積為()A．2πB．(4＋2eq\r(5))πC．(3＋eq\r(5))πD．8π＋eq\r(5)教師備選已知圓錐的側(cè)面積(單位：cm2)為2π，且它的側(cè)面展開圖是一個半圓，則這個圓錐的底面半徑(單位：cm)是________．思維升華多面體表面展開圖可以有不同的形狀，應(yīng)多實踐，觀察并大膽想象立體圖形與表面展開圖的關(guān)系，一定先觀察立體圖形的每一個面的形狀．跟蹤訓(xùn)練1(1)(多選)給出下列命題，其中真命題是()A．棱柱的側(cè)棱都相等，側(cè)面都是全等的平行四邊形B．若三棱錐的三條側(cè)棱兩兩垂直，則其三個側(cè)面也兩兩垂直C．在四棱柱中，若過相對側(cè)棱的兩個截面都垂直于底面，則該四棱柱為直四棱柱D．存在每個面都是直角三角形的四面體(2)已知水平放置的△ABC按“斜二測畫法”得到如圖所示的直觀圖，其中B′O′＝C′O′＝1，A′O′＝eq\f(\r(3),2)，那么△ABC是一個()A．等邊三角形 B．直角三角形C．等腰三角形 D．鈍角三角形(3)如圖，在水平地面上的圓錐形物體的母線長為12，底面圓的半徑等于4，一只小蟲從圓錐的底面圓上的點P出發(fā)，繞圓錐側(cè)面爬行一周后回到點P處，則小蟲爬行的最短路程為()A．12eq\r(3)B．16C．24D．24eq\r(3)題型二表面積與體積命題點1表面積例4(1)(2022·濟(jì)南調(diào)研)如圖，四面體的各個面都是邊長為1的正三角形，其三個頂點在一個圓柱的下底面圓周上，另一個頂點是上底面的圓心，則圓柱的表面積是()A.eq\f(\r(2)＋2π,3) B.eq\f(9\r(2)＋8π,12)C.eq\f(2\r(2)＋1π,3) D.eq\f(\r(2)＋2π,2)(2)如圖所示，在四邊形ABCD中，∠DAB＝90°，∠ADC＝135°，AB＝5，CD＝2eq\r(2)，AD＝2，則四邊形ABCD繞AD旋轉(zhuǎn)一周所成幾何體的表面積為________．教師備選已知圓柱的上、下底面的中心分別為O1，O2，過直線O1O2的平面截該圓柱所得的截面是面積為8的正方形，則該圓柱的表面積為()A．12eq\r(2)π B．12πC．8eq\r(2)π D．10π思維升華(1)多面體的表面積是各個面的面積之和．(2)旋轉(zhuǎn)體的表面積是將其展開后，展開圖的面積與底面面積之和．(3)組合體的表面積求解時注意對銜接部分的處理．命題點2體積例5(1)正四棱臺的上、下底面的邊長分別為2,4，側(cè)棱長為2，則其體積為()A．20＋12eq\r(3) B．28eq\r(2)C.eq\f(56,3) D.eq\f(28\r(2),3)(2)棱長為2的正方體ABCD﹣A1B1C1D1中，M，N分別為棱BB1，AB的中點，則三棱錐A1﹣D1MN的體積為________．(3)《九章算術(shù)》是我國古代的數(shù)學(xué)巨著，其卷第五“商功”有如下的問題：“今有芻甍，下廣三丈，袤四丈，上袤二丈，無廣，高一丈．問積幾何？”意思為：今有底面為矩形的屋脊形狀的多面體(如圖)，下底面寬AD＝3丈，長AB＝4丈，上棱EF＝2丈，EF與平面ABCD平行，EF與平面ABCD的距離為1丈，則它的體積是()A．4立方丈 B．5立方丈C．6立方丈 D．8立方丈教師備選如圖所示，在直徑AB＝4的半圓O內(nèi)作一個內(nèi)接直角三角形ABC，使∠BAC＝30°，將圖中陰影部分，以AB為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180°形成一個幾何體，則該幾何體的體積為______．思維升華求空間幾何體的體積的常用方法公式法規(guī)則幾何體的體積，直接利用公式割補法把不規(guī)則的幾何體分割成規(guī)則的幾何體，或者把不規(guī)則的幾何體補成規(guī)則的幾何體等體積法通過選擇合適的底面來求幾何體體積的一種方法，特別是三棱錐的體積跟蹤訓(xùn)練2(1)(多選)等腰直角三角形的直角邊長為1，現(xiàn)將該三角形繞其某一邊旋轉(zhuǎn)一周，則所形成的幾何體的表面積可以為()A.eq\r(2)π B．(1＋eq\r(2))πC．2eq\r(2)π D．(2＋eq\r(2))π(2)已知正方體ABCD﹣A1B1C1D1的棱長為2，則三棱錐A﹣B1CD1的體積為()A.eq\f(4,3)B.eq\f(8,3)C．4D．6課時精練1．已知圓錐的底面半徑為eq\r(2)，其側(cè)面展開圖為一個半圓，則該圓錐的母線長為()A．2B．2eq\r(2)C．4D．4eq\r(2)2．在我國古代數(shù)學(xué)名著《數(shù)學(xué)九章》中有這樣一個問題：“今有木長二丈四尺，圍之五尺．葛生其下，纏本兩周，上與木齊，問葛長幾何？”意思是“圓木長2丈4尺，圓周長為5尺，葛藤從圓木的底部開始向上生長，繞圓木兩周，剛好頂部與圓木平齊，問葛藤最少長多少尺？”(注：1丈等于10尺)，則這個問題中，葛藤長的最小值為()A．2丈4尺 B．2丈5尺C．2丈6尺 D．2丈8尺3．在梯形ABCD中，∠ABC＝eq\f(π,2)，AD∥BC，BC＝2AD＝2AB＝2，則將梯形ABCD繞AD所在的直線旋轉(zhuǎn)一周而形成的曲面所圍成的幾何體的表面積為()A．(5＋eq\r(2))πB．(4＋eq\r(2))πC．(5＋2eq\r(2))πD．(3＋eq\r(2))π4．玉琮是一種內(nèi)圓外方的筒型玉器，它與玉璧、玉圭、玉璋、玉璜、玉琥被稱為“六器”，是古人用于祭祀神祇的一種禮器．《周禮》中載有“以玉作六器，以禮天地四方，以蒼璧禮天，以黃琮禮地”等文．如圖為齊家文化玉琮，該玉琮中方內(nèi)空，形狀對稱，圓筒內(nèi)徑2.0cm，外徑2.4cm，筒高6.0cm，方高4.0cm，則其體積約為(單位：cm3)()A．23.04﹣3.92π B．34.56﹣3.92πC．34.56﹣3.12π D．23.04﹣3.12π5．正多面體被古希臘圣哲認(rèn)為是構(gòu)成宇宙的基本元素，加上它們的多種變體，一直是科學(xué)、藝術(shù)、哲學(xué)靈感的源泉之一．如圖，該幾何體是一個棱長為2的正八面體，則此正八面體的體積與表面積之比為()A.eq\f(\r(6),18)B.eq\f(\r(6),9)C.eq\f(\r(6),12)D.eq\f(\r(6),3)6．(多選)在一個密閉透明的圓柱筒內(nèi)裝一定體積的水，將該圓柱筒分別豎直、水平、傾斜放置時，指出圓柱桶內(nèi)的水平面可以呈現(xiàn)出的幾何形狀可能是()A．圓面B．矩形面C．梯形面D．橢圓面或部分橢圓面7．(多選)下列說法正確的是()A．圓柱的每個軸截面都是全等的矩形B．棱柱的兩個互相平行的面一定是棱柱的底面C．棱臺的側(cè)面是等腰梯形D．用一個平面截一個球，得到的截面是一個圓面8．(多選)攢尖是我國古代建筑中屋頂?shù)囊环N結(jié)構(gòu)形式，宋代稱為最尖，清代稱攢尖，通常有圓形攢尖、三角攢尖、四角攢尖、八角攢尖，也有單檐和重檐之分，多見于亭閣式建筑、園林建筑．下面以四角攢尖為例，如圖，它的屋頂部分的輪廓可近似看作一個正四棱錐．已知此正四棱錐的側(cè)面與底面所成的銳二面角為θ，這個角接近30°，若取θ＝30°，側(cè)棱長為eq\r(21)米，則()A．正四棱錐的底面邊長為6米B．正四棱錐的底面邊長為3米C．正四棱錐的側(cè)面積為24eq\r(3)平方米D．正四棱錐的側(cè)面積為12eq\r(3)平方米9．如圖是水平放置的正方形ABCO，在平面直角坐標(biāo)系Oxy中，點B的坐標(biāo)為(2,2)，則由斜二測畫法畫出的正方形的直觀圖中，頂點B′到x′軸的距離為________．10.在如圖所示的斜截圓柱中，已知圓柱的底面直徑為40cm，母線長最短50cm，最長80cm，則斜截圓柱的側(cè)面面積S＝________cm2.11.如圖，六角螺帽毛坯是由一個正六棱柱挖去一個圓柱所構(gòu)成的．已知螺帽的底面正六邊形邊長為2cm，高為2cm，內(nèi)孔半徑為0.5cm，則此六角螺帽毛坯的體積是________cm3.12．已知圓錐的頂點為S，底面圓周上的兩點A，B滿足△SBA為等邊三角形，且面積為4eq\r(3)，又知圓錐軸截面的面積為8，則圓錐的側(cè)面積為________．13．魯班鎖(也稱孔明鎖、難人木、六子聯(lián)方)起源于古代中國建筑的榫卯結(jié)構(gòu)．如圖1，這是一種常見的魯班鎖玩具，圖2是該魯班鎖玩具的直觀圖，每條棱的長均為2，則該魯班鎖的表面積為()圖1圖2A．8(6＋6eq\r(2)＋eq\r(3)) B．6(8＋8eq\r(2)＋eq\r(3))C．8(6＋6eq\r(3)＋eq\r(2)) D．6(8＋8eq\r(3)＋eq\r(2))14．小張周末準(zhǔn)備去探望奶奶，到商店買了一盒點心，為了美觀起見，售貨員用彩繩對點心盒做了一個捆扎