備戰(zhàn)2024年高考數(shù)學第一輪題型歸納與解題 考點33 空間幾何體的結構特征、直觀圖、表面積和體積9種常見考法歸類（原卷版+解析）

考點33空間幾何體的結構特征、直觀圖、表面積和體積9種常見考法歸類考點一空間幾何體的結構特征考點二空間圖形的展開圖問題考點三最短路徑問題考點四立體圖形的直觀圖考點五空間幾何體的表面積考點六空間幾何體的體積（一）直接利用公式求體積（二）割補法求體積（三）等體積法求體積（四）已知體積求其他量考點七空間幾何體的截面問題考點八與球有關的切、接問題（一）幾何體的外接球（二）幾何體的內切球考點九立體幾何中的軌跡問題考點十立體幾何中的最值問題1.棱柱、棱錐、棱臺棱柱棱錐棱臺圖形定義有兩個面互相平行，其余各面都是四邊形，并且相鄰兩個四邊形的公共邊都互相平行，由這些面所圍成的多面體有一個面是多邊形，其余各面都是有一個公共頂點的三角形，由這些面所圍成的多面體用一個平行于棱錐底面的平面去截棱錐，底面和截面之間那部分多面體結構特征底面互相平行且全等；側面都是平行四邊形；側棱都相等且互相平行底面是一個多邊形；側面都是三角形；側面有一個公共頂點上、下底面互相平行且相似；各側棱延長線交于一點；各側面為梯形分類①按底面多邊形的邊數(shù)：三棱柱、四棱柱、五棱柱…②按側棱與底面的關系：側棱垂直于底面的棱柱叫做直棱柱，否則叫做斜棱柱.底面是正多邊形的直棱柱叫做正棱柱.底面是平行四邊形的四棱柱也叫做平行六面體.側棱垂直于底面的平行六面體叫直平行六面體.①按底面多邊形的邊數(shù)：三棱錐、四棱錐、五棱錐…②正棱錐：底面是正多邊形，并且頂點與底面中心的連線垂直于底面的棱錐.③正四面體：所有棱長都相等的三棱錐.①按底面多邊形的邊數(shù)：三棱臺、四棱臺、五棱臺…②正棱臺：由正棱錐截得的棱臺2.常見四棱柱及其關系3.簡單凸多面體的分類及其之間的關系4.圓柱、圓錐、圓臺、球圓柱圓錐圓臺球圖形定義以矩形的一邊所在直線為旋轉軸，其余三邊旋轉一周形成的面所圍成的旋轉體以直角三角形的一條直角邊所在的直線為旋轉軸，其余兩邊旋轉一周形成的面所圍成的旋轉體用平行于圓錐底面的平面去截圓錐，底面與截面之間的部分以半圓的直徑所在直線為旋轉軸，旋轉一周所形成的曲面叫做球面，球面所圍成的旋轉體結構特征①母線互相平行且相等，并垂直于底面②軸截面是全等的矩形③側面展開圖是矩形①母線相交于一點②軸截面是全等的等腰三角形③側面展開圖是扇形①母線延長線交于一點②軸截面是全等的等腰梯形③側面展開圖是扇環(huán)截面是圓面5.簡單組合體由簡單幾何體組合而成的幾何體叫簡單組合體.其構成形式主要有：由簡單幾何體拼接，或由簡單幾何體截去或挖去一部分.6.立體圖形的直觀圖(1)概念：直觀圖是觀察者站在某一點觀察一個空間幾何體獲得的圖形，立體幾何中通常是在平行投影下得到的平面圖形.(2)斜二測畫法畫水平放置的平面圖形直觀圖的步驟：①在已知圖形中取互相垂直的x軸和y軸，兩軸相交于點O.畫直觀圖時，把它們畫成對應的x′軸與y′軸，兩軸相交于點O′，且使∠x′O′y′＝45°(或135°)，它們確定的平面表示水平面.②已知圖形中平行于x軸或y軸的線段，在直觀圖中分別畫成平行于x′軸或y′軸的線段.③已知圖形中平行于x軸的線段，在直觀圖中保持原長度不變，平行于y軸的線段，在直觀圖中長度為原來的一半.畫幾何體的直觀圖時，與畫平面圖形的直觀圖相比，只是多畫一個與x軸、y軸都垂直的z軸，并且使平行于z軸的線段的平行性和長度都不變.注：按照斜二測畫法得到的平面圖形的直觀圖，其面積是原圖形的eq\f(\r(2),4)倍，即S直觀圖＝eq\f(\r(2),4)S原圖形，S原圖形＝S直觀圖7.簡單幾何體的表面積與體積(1)圓柱、圓錐、圓臺的側面積圓柱圓錐圓臺側面展開圖側面積公式S圓柱側＝2πrlS圓錐側＝πrlS圓臺側＝π(r＋r′)l其中r，r′為底面半徑，l為母線長.(2)柱、錐、臺、球的表面積和體積名稱幾何體表面積體積(S是底面積，h是高)柱體(棱柱和圓柱)S表面積＝S側＋2S底為直截面周長V＝Sh錐體(棱錐和圓錐)S表面積＝S側＋S底V＝eq\f(1,3)Sh臺體(棱臺和圓臺)S表面積＝S側＋S上＋S下V＝eq\f(1,3)(S上＋S下＋eq\r(S上S下))h球(R是半徑)S＝4πR2V＝eq\f(4,3)πR3解決空間幾何體的結構特征問題的基本方法：(1)定義法：緊扣結構特征是判斷的關鍵，熟悉空間幾何體的結構特征，依據(jù)條件構建幾何模型，在條件不變的情況下，變換模型中的線面關系或增加線、面等基本元素，然后再依據(jù)題意判定；(2)反例法：學會通過反例對概念進行辨析，即要說明一個命題是錯誤的，設法舉出一個反例即可.(3)圓柱、圓錐、圓臺的有關元素都集中在軸截面上，解題時要注意用好軸截面中各元素的關系．(4)既然棱(圓)臺是由棱(圓)錐定義的，所以在解決棱(圓)臺問題時，要注意“還臺為錐”的解題策略．9.最短距離問題研究幾何體表面上兩點的最短距離問題，常選擇恰當?shù)哪妇€或棱展開，轉化為平面上兩點間的最短距離問題．10.用斜二測畫法畫直觀圖的技巧在原圖形中與x軸或y軸平行的線段在直觀圖中與x′軸或y′軸平行，原圖中不與坐標軸平行的直線段可以先畫出線段的端點再連線，原圖中的曲線段可以通過取一些關鍵點，作出在直觀圖中的相應點后，用平滑的曲線連接而畫出.11.解決有關“斜二測畫法”問題注意點一般在已知圖形中建立直角坐標系，盡量運用圖形中原有的垂直直線或圖形的對稱軸為坐標軸，圖形的對稱中心為原點，注意兩個圖形中關鍵線段長度的關系.12.求解多面體的表面積關鍵是找到其中的特征圖形，如棱柱中的矩形，棱錐中的直角三角形，棱臺中的直角梯形等，通過這些圖形，找到幾何元素間的關系，通過建立未知量與已知量間的關系進行求解.13.求空間幾何體體積的常用方法求空間幾何體體積的常用方法為公式法、割補法和等積變換法(等體積法)：公式法對于規(guī)則幾何體的體積問題，可以直接利用公式進行求解割補法把不規(guī)則的幾何體分割成規(guī)則的幾何體，然后進行體積計算；或者把不規(guī)則的幾何體補成規(guī)則的幾何體，不熟悉的幾何體補成熟悉的幾何體，便于計算其體積等體積法一個幾何體無論怎樣轉化，其體積總是不變的．如果一個幾何體的底面面積和高較難求解時，我們可以采用等體積法進行求解．等體積法也稱等積轉化或等積變形，它是通過選擇合適的底面來求幾何體體積的一種方法，多用來解決有關錐體的體積，特別是三棱錐的體積，對于三棱錐，由于其任意一個面均可作為棱錐的底面，從而可選擇更容易計算的方式來求體積；利用“等積性”還可求“點到面的距離”.14.求旋轉體的表面積問題注意其側面展開圖的應用.直角梯形繞直角腰旋轉一周形成的是圓臺，四分之一圓繞半徑所在的直線旋轉一周，形成的是半球，所以陰影部分繞AB旋轉一周形成的是組合體，圓臺挖去半球，S表＝S圓臺側＋S下底面＋S半球表.15.求旋轉體體積的一般思路求旋轉體體積的一般思路是理解旋轉體的幾何特征，確定得到計算體積所需要的幾何量.求旋轉體的體積常用公式法、分割法等，注意相關公式要牢記.16.與球有關的切、接問題解決與球有關的切、接問題，其通法是作截面，將空間幾何問題轉化為平面幾何問題求解，其解題的思維流程是：17.幾個與球有關的切、接常用結論(1)正方體的棱長為a，球的半徑為R，①若球為正方體的外接球，則2R＝eq\r(3)a；②若球為正方體的內切球，則2R＝a；③若球與正方體的各棱相切，則2R＝eq\r(2)a.(2)若長方體的同一頂點的三條棱長分別為a，b，c，外接球的半徑為R，則2R＝eq\r(a2＋b2＋c2).(3)正四面體的外接球與內切球的半徑之比為3∶1.18.空間幾何體的截面問題作出截面的關鍵是找到截線，作出截線的主要根據(jù)有：(1)確定平面的條件；(2)三線共點的條件；(3)面面平行的性質定理．19.立體幾何中的最值問題解決空間圖形有關的線段、角、距離、面積、體積等最值問題，一般可以從三方面著手：(1)從問題的幾何特征入手，充分利用其幾何性質去解決；(2)利用空間幾何體的側面展開圖；(3)找出問題中的代數(shù)關系，建立目標函數(shù)，利用代數(shù)方法求目標函數(shù)的最值．解題途徑很多，在函數(shù)建成后，可用一次函數(shù)的端點法，二次函數(shù)的配方法、公式法，函數(shù)有界法(如三角函數(shù)等)考點一空間幾何體的結構特征1．【多選】（2023秋·浙江杭州·高三浙江省桐廬中學期末）下列命題正確的是（

）A．兩個面平行，其余各面都是梯形的多面體是棱臺B．棱柱的側棱都相等，側面都是平行四邊形C．用平面截圓柱得到的截面只能是圓和矩形D．棱柱的面中，至少有兩個面互相平行2．（2023·全國·高三專題練習）下列關于空間幾何體結構特征的描述錯誤的是（

）A．棱柱的側棱互相平行B．以直角三角形的一邊為軸旋轉一周得到的幾何體不一定是圓錐C．正三棱錐的各個面都是正三角形D．棱臺各側棱所在直線會交于一點3．【多選】（2023春·甘肅·高三校聯(lián)考期中）下列命題正確的是（

）A．圓錐的頂點與底面圓周上任意一點的連線都是母線B．兩個面平行且相似，其余各面都是梯形的多面體是棱臺C．以直角梯形的一條直角腰所在的直線為旋轉軸，其余三邊旋轉一周形成的面所圍成的旋轉體是圓臺D．用平面截圓柱得到的截面只能是圓和矩形4．（2023·上?！じ呷y(tǒng)考學業(yè)考試）如圖，將裝有水的長方體水槽固定底面一邊后傾斜一個小角度，則傾斜后水槽中的水形成的幾何體是（

）

A．棱柱 B．棱臺 C．棱柱與棱錐的組合體 D．不能確定5．【多選】（2023·全國·高三專題練習）《九章算術》是中國古代張蒼?耿壽昌所撰寫的一部數(shù)學專著，是《算經(jīng)十書》中最重要的一部，其中將有三條棱互相平行且有一個面為梯形的五面體稱之為“羨除”，則（

）A．“羨除”有且僅有兩個面為三角形； B．“羨除”一定不是臺體；C．不存在有兩個面為平行四邊形的“羨除”； D．“羨除”至多有兩個面為梯形.6．（2023春·河南商丘·高三商丘市實驗中學校聯(lián)考階段練習）某廣場設置了一些石凳供大家休息，如圖，每個石凳都是由正方體截去八個相同的正三棱錐得到的幾何體，則下列結論不正確的是（

）

A．該幾何體的面是等邊三角形或正方形B．該幾何體恰有12個面C．該幾何體恰有24條棱D．該幾何體恰有12個頂點7．（2023·全國·高三專題練習）1750年，歐拉在給哥德巴赫的一封信中列舉了多面體的一些性質，其中一條是：如果用V，E和F分別表示簡單凸多面體的頂點數(shù)、棱數(shù)和面數(shù)，則有如下關系：．已知一個正多面體每個面都是全等的等邊三角形，每個頂點均連接5條棱，則（

）A．50 B．52 C．60 D．62考點二空間圖形的展開圖問題8．（2023秋·黑龍江綏化·高三?？计谀┤鐖D是一個正方體的平面展開圖，將其復原為正方體后，互相重合的點是_______.①與②與③與④與9．（2023·全國·高三專題練習）如圖是一個長方體的展開圖，如果將它還原為長方體，那么線段AB與線段CD所在的直線（

）A．平行 B．相交 C．是異面直線 D．可能相交，也可能是異面直線10．（2023·海南省直轄縣級單位·統(tǒng)考模擬預測）如圖①，這是一個小正方體的側面展開圖，將小正方體從如圖②所示的位置依次翻到第1格、第2格、第3格、第4格、第5格、第6格，這時小正方體正面朝上的圖案是（

）A． B． C． D．考點三最短路徑問題11．（2023·高三課時練習）如圖，圓柱的高為2，底面周長為16，四邊形ACDE為該圓柱的軸截面，點B為半圓弧CD的中點，則在此圓柱的側面上，從A到B的路徑中，最短路徑的長度為（

）．A． B． C．3 D．212．（2023·全國·高三專題練習）如圖，有一圓錐形糧堆，其軸截面是邊長為的正，糧堆母線的中點處有一老鼠正在偷吃糧食，此時小貓正在處，它要沿圓錐側面到達處捕捉老鼠，則小貓所經(jīng)過的最短路程是___________.13．（2023·全國·高三專題練習）如圖，已知圓錐的底面半徑為1，母線長，一只螞蟻從點出發(fā)繞著圓錐的側面爬行一圈回到點，則螞蟻爬行的最短距離為（

）A． B． C．6 D．14．（2023·全國·高三對口高考）如圖，在直三棱柱中，，，，E、F分別是、的中點，沿棱柱的表面從E到F的最短路徑長度為________．

考點四立體圖形的直觀圖15．（2023·江西上饒·校聯(lián)考模擬預測）如圖，一個水平放置的三角形的斜二測直觀圖是等腰直角三角形，若，那么原三角形的周長是（

）A． B．C． D．16．（2023·廣西南寧·南寧三中?？寄M預測）如圖所示，一個水平放置的四邊形OABC的斜二測畫法的直觀圖是邊長為2的正方形，則原四邊形的面積是（

）A． B． C．16 D．817．（2023·全國·高三對口高考）如圖，一個用斜二測畫法畫出來的三角形是一個邊長為a的正三角形，則原三角形的面積是（

）A．a(chǎn)2 B．a(chǎn)2C．a(chǎn)2 D．a(chǎn)218．（2023秋·上海浦東新·高三上海市川沙中學?？计谀┯幸粔K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）.，則這塊菜地的面積為__________19．（2023·全國·高三專題練習）如圖，是水平放置的△AOB的直觀圖，但部分圖象被茶漬覆蓋，已知為坐標原點，頂點、均在坐標軸上，且△AOB的面積為12，則的長度為（

）A．1 B．2 C．3 D．420．（2023·高三課時練習）如圖所示，△A′B′C′是水平放置的△ABC的直觀圖，則在△ABC的三邊及中線AD中，最長的線段是()A．AB B．AD C．BC D．AC21．（2023·全國·高三專題練習）已知一個直三棱柱的高為2，如圖，其底面ABC水平放置的直觀圖（斜二測畫法）為，其中，則此三棱柱的表面積為（

）A． B． C． D．22．【多選】（2023·湖北黃岡·黃岡中學?？既＃┤鐖D所示，四邊形是由斜二測畫法得到的平面四邊形水平放置的直觀圖，其中，，，點在線段上，對應原圖中的點，則在原圖中下列說法正確的是（

）A．四邊形的面積為14B．與同向的單位向量的坐標為C．在向量上的投影向量的坐標為D．的最小值為17考點五空間幾何體的表面積23．（2023秋·遼寧錦州·高三統(tǒng)考期末）如圖，扇形中，，，將扇形繞所在直線旋轉一周所得幾何體的表面積為______．24．（2023·寧夏石嘴山·平羅中學?？寄M預測）已知圓錐的底面半徑為1，側面展開圖的圓心角為，則該圓錐的側面積為（）A． B． C． D．25．（2023·全國·高三專題練習）如圖，斜三棱柱中，底面是邊長為1的正三角形，側棱長為2，，則該斜三棱柱的側面積是_________．26．（2023春·上海浦東新·高三上海市建平中學校考階段練習）如圖一個正六棱柱的茶葉盒，底面邊長為，高為，則這個茶葉盒的表面積為______.27．（2023春·山西·高三校聯(lián)考階段練習）已知是圓錐的一個軸截面，分別為母線的中點，，則圓錐的側面積為（

）A． B． C． D．28．（2023·全國·高三專題練習）在《九章算術》中，將底面是直角三角形的直三棱柱稱為“塹堵”，已知某“塹堵”的底面是斜邊長為的等腰直角三角形，高為，則該“塹堵”的表面積為（

）A． B． C． D．29．（2023·全國·高三專題練習）已知點是球的小圓上的三點，若，則球的表面積為（

）A． B． C． D．30．（2023·廣東佛山·華南師大附中南海實驗高中校考模擬預測）攢尖是古代中國建筑中屋頂?shù)囊环N結構形式，依其平面有圓形攢尖、三角攢尖、四角攢尖、六角攢尖等，多見于亭閣式建筑.如故宮中和殿的屋頂為四角攢尖頂，它的主要部分的輪廓可近似看作一個正四棱錐，設正四棱錐的側面等腰三角形的頂角為60°，則該正四棱錐的側面積與底面積的比為（

）A． B． C． D．31．（2023·全國·高三專題練習）由華裔建筑師貝聿銘設計的巴黎盧浮宮金字塔的形狀可視為一個正四棱錐（底面是正方形，側棱長都相等的四棱錐），其側面三角形底邊上的高與底面正方形邊長的比值為，則以該四棱錐的高為邊長的正方形面積與該四棱錐的側面積之比為（

）A．2 B． C． D．432．（2023·安徽安慶·安慶一中?？既＃┩勇萜鹪从谖覈?，最早出土的石制陀螺是在山西夏縣發(fā)現(xiàn)的新石器時代遺址.如圖所示的是一個陀螺立體結構圖.已知，底面圓的直徑，圓柱體部分的高，圓錐體部分的高，則這個陀螺的表面積（單位：）是（

）

A． B．C． D．考點六空間幾何體的體積（一）直接利用公式求體積33．（2023·上海楊浦·復旦附中?？寄M預測）若某圓錐高為3，其側面積與底面積之比為，則該圓錐的體積為________.34．（2023·全國·高三專題練習）一個圓錐的側面展開圖恰好是一個半徑為1的半圓，則該圓錐的體積為（

）A． B． C． D．35．（2023·河北·統(tǒng)考模擬預測）已知正四棱臺中，，，則其體積為________.36．（2023·全國·模擬預測）如圖1，位于西安大慈恩寺的大雁塔是我國現(xiàn)存最早、規(guī)模最大的唐代四方樓閣式磚塔，其最高處的塔剎可以近似地看成一個正四棱錐，如圖2，已知正四棱錐的高為4.87m，其側棱與高的夾角為45°，則該正四棱錐的體積約為（

）A． B． C． D．37．（2023·全國·高三專題練習）紫砂壺是中國特有的手工制造陶土工藝品,其制作始于明朝正德年間.紫砂壺的壺型眾多,經(jīng)典的有西施壺、掇球壺、石瓢壺、潘壺等.其中石瓢壺的壺體可以近似看成一個圓臺,如圖給出了一個石瓢壺的相關數(shù)據(jù)（單位:cm）,現(xiàn)在向這個空石瓢壺中加入（約）的礦泉水后,問石瓢壺內水深約（

）cmA．2.8 B．2.9 C．3.0 D．3.1（二）割補法求體積38．（2023·遼寧鞍山·統(tǒng)考模擬預測）如圖，在三棱柱中，底面ABC，，點D是棱上的點，，若截面分這個棱柱為兩部分，則這兩部分的體積比為（

）A．1:2 B．4:5 C．4:9 D．5:739．（2023·遼寧·朝陽市第一高級中學校聯(lián)考三模）如圖是兩個直三棱柱和重疊后的圖形，公共側面為正方形，兩個直三棱柱底面是腰為2的等腰直角三角形，則該幾何體的體積為______．40．（2023·河北唐山·唐山市第十中學?？寄M預測）如圖，正方體的棱長為4，點P，Q，R分別在棱，，上，且，則以平面截正方體所得截面為底面，為頂點的棱錐的體積為___________.

41．（2023·四川·校聯(lián)考模擬預測）如圖，直角梯形中，，，，，將沿翻折至的位置，使得.

(1)求證：平面平面；(2)若，分別為，的中點，求三棱錐的體積.（三）等體積法求體積42．（2023·甘肅定西·統(tǒng)考模擬預測）如圖，在四棱錐中，底面ABCD是邊長為2的菱形，，AC與BD交于點O，底面ABCD，，點E，F(xiàn)分別是棱PA，PB的中點，連接OE，OF，EF．(1)求證：平面平面PCD；(2)求三棱錐的體積．43．（2023·四川成都·川大附中校考模擬預測）如圖所示多面體中，平面平面，平面，是正三角形，四邊形是菱形，，，

(1)求證：平面；(2)求三棱錐的體積．（四）已知體積求其他量44．（2023·全國·高三專題練習）已知某圓臺的上底面和下底面的面積分別為，，該圓臺的體積為，則該圓臺的高為______.45．（2023·江西·統(tǒng)考模擬預測）已知某圓錐的底面半徑為2，其體積與半徑為1的球的體積相等，則該圓錐的母線長為（

）A．1 B．2 C． D．546．（2023·湖南長沙·長沙一中?？寄M預測）已知A，B，C，D是體積為的球體表面上四點，若，，，且三棱錐A－BCD的體積為，則線段CD長度的最大值為（

）A． B． C． D．47．（2023·天津和平·耀華中學?？级＃兆?，古稱“角黍”，早在春秋時期就已出現(xiàn)，到晉代成為了端午節(jié)的節(jié)慶食物．現(xiàn)將兩個正四面體進行拼接，得到如圖所示的粽子形狀的六面體，其中點G在線段CD（含端點）上運動，若此六面體的體積為，則下列說法正確的是（

）

A． B．C．的最小值為 D．的最小值為考點七空間幾何體的截面問題48．（2023·全國·高三專題練習）已知在正方體中，，，分別是，，的中點，則過這三點的截面圖的形狀是（

）A．三角形 B．四邊形 C．五邊形 D．六邊形49．（2023·江西·統(tǒng)考模擬預測）已知在長方體中，，點，，分別在棱，和上，且，，，則平面截長方體所得的截面形狀為（

）A．三角形 B．四邊形 C．五邊形 D．六邊形50．（2023·江西鷹潭·貴溪市實驗中學?？寄M預測）已知正方體的棱長為2，點為線段的中點，若點平面，且平面，則平面截正方體所得截面的周長為（

）A． B． C． D．51．（2023·全國·高三對口高考）如圖，在直三棱柱中，，，，，為線段上的一動點，則過三點的平面截該三棱柱所得截面的最小周長為_________．

52．（2023·全國·高三對口高考）如圖，正方體的棱長為，動點P在對角線上，過點P作垂直于的平面，記這樣得到的截面多邊形（含三角形）的周長為y，設，則當時，函數(shù)的值域為（

）

A． B． C． D．53．（2023·四川涼山·三模）在棱長為2的正方體中，若E為棱的中點，則平面截正方體的截面面積為______．54．（2023秋·安徽阜陽·高三安徽省臨泉第一中學校考期末）已知正方體的棱長為2，M、N分別為、的中點，過、的平面所得截面為四邊形，則該截面最大面積為（

）A． B． C． D．55．（2023·重慶·統(tǒng)考模擬預測）已知三棱錐中，Q為BC中點，，側面底面，則過點Q的平面截該三棱錐外接球所得截面面積的取值范圍為_______________．考點八與球有關的切、接問題（一）幾何體的外接球56．（2023·全國·高三專題練習）在直三棱柱中，，且三棱柱的所有頂點都在同一球面上，則該球的表面積是（

）A． B． C． D．57．（2023·四川南充·閬中中學校考二模）如圖，圓臺中，，其外接球的球心O在線段上，上下底面的半徑分別為，，則圓臺外接球的表面積為________.58．（2023·全國·高三專題練習）如圖所示的糧倉可近似為一個圓錐和圓臺的組合體，且圓錐的底面圓與圓臺的較大底面圓重合.已知圓臺的較小底面圓的半徑為1，圓錐與圓臺的高分別為和3，則此組合體的外接球的表面積是（

）A． B． C． D．59．（2023·河南·校聯(lián)考模擬預測）已知各頂點都在同一個球面上的正四棱柱的高為2，球的表面積為，則此正四棱柱的底面邊長為（

）A．1 B． C．2 D．60．（2023·全國·校聯(lián)考二模）在正四棱臺中，上?下底面邊長分別為，該正四棱臺的外接球的表面積為，則該正四棱臺的高為__________.61．（2023·青海西寧·統(tǒng)考二模）已知正三棱錐中，，，該三棱錐的外接球球心到側面距離為，到底面距離為，則（

）A． B． C． D．62．（2023秋·遼寧沈陽·高三沈陽二中?？计谀┰谡庵?，所有棱長之和為定值，當正三棱柱外接球的表面積取得最小值時，正三棱柱的側面積為（

）A．12 B．16 C．24 D．1863．（2023·四川成都·石室中學?？寄M預測）已知正三棱柱所有頂點都在球O上，若球O的體積為，則該正三棱柱體積的最大值為________.（二）幾何體的內切球64．【多選】（2023·河北滄州·統(tǒng)考模擬預測）下列關于三棱柱的命題，正確的是（

）A．任意直三棱柱均有外接球B．任意直三棱柱均有內切球C．若正三棱柱有一個半徑為的內切球，則該三棱柱的體積為D．若直三棱柱的外接球球心在一個側面上，則該三棱柱的底面是直角三角形65．【多選】（2023春·河北·高三校聯(lián)考階段練習）正三棱錐的底面邊長為3，高為，則下列結論正確的是（

）A．B．三棱錐的表面積為C．三棱錐的外接球的表面積為D．三棱錐的內切球的表面積為66．（2023·全國·高三專題練習）已知圓錐的底面半徑為2，高為，則該圓錐內切球的體積為（

）A． B． C． D．67．（2023·全國·高三專題練習）已知圓錐的側面展開圖為半圓，其內切球的體積為，則該圓錐的高為________．68．（2023·全國·高三專題練習）如圖，正四棱臺的上?下底面邊長分別為2，分別為的中點，8個頂點構成的十面體恰有內切球，則該內切球的表面積為___________.考點九立體幾何中的軌跡問題69．（2023·河南·許昌實驗中學校聯(lián)考二模）在正三棱柱中，，以的中點M為球心，4為半徑的球面與側面的交線長為（

）A．2π B．3π C．4π D．8π70．【多選】（2023·重慶·統(tǒng)考模擬預測）如圖，正方體的棱長為4，M是側面上的一個動點（含邊界），點P在棱上，且，則下列結論正確的有（

）

A．沿正方體的表面從點A到點P的最短距離為B．保持與垂直時，點M的運動軌跡長度為C．若保持，則點M的運動軌跡長度為D．平面被正方體截得截面為等腰梯形71．【多選】（2023春·河南商丘·高三商丘市實驗中學校聯(lián)考階段練習）如圖，正方體的棱長為3，動點在側面內運動（含邊界），且，則（

）A．點的軌跡長度為 B．點的軌跡長度為C．的最小值為 D．的最小值為72．（2023·湖北省直轄縣級單位·統(tǒng)考模擬預測）已知正方體的棱長為2，M為棱的中點，N為底面正方形ABCD上一動點，且直線MN與底面ABCD所成的角為，則動點N的軌跡的長度為________．73．【多選】（浙江省北斗星盟2023屆高三下學期5月聯(lián)考數(shù)學試題）直三棱桂中，為棱上的動點，為中點，則（

）A．B．三棱錐的體積為定值C．四面體的外接球表面積為D．點的軌跡長度為考點十立體幾何中的最值問題74．（2023·全國·高三專題練習）如圖，正方體的棱長為2，M是面內一動點，且，則的最小值為（

）A． B． C． D．275．（2023·全國·高三專題練習）如圖，圓錐O的軸截面是一個面積為1的等腰直角三角形，C為弧上的一點，，E為線段上的動點，則的最小值為（

）A． B． C．2 D．76．（2023·海南·海南華僑中學?？寄M預測）三棱錐中，平面，，若，，則該三棱錐體積的最大值為______；77．（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱市第四中學校?？寄M預測）將一個底面半徑為1，高為2的圓錐形工件切割成一個圓柱體，能切割出的圓柱最大體積為（

）A． B． C． D．78．（2023·河南·校聯(lián)考模擬預測）已知四棱錐的底面是矩形，.若四棱錐的外接球的體積為，設是該球上的一動點，則三棱錐體積的最大值為（

）A． B． C． D．

考點33空間幾何體的結構特征、直觀圖、表面積和體積9種常見考法歸類考點一空間幾何體的結構特征考點二空間圖形的展開圖問題考點三最短路徑問題考點四立體圖形的直觀圖考點五空間幾何體的表面積考點六空間幾何體的體積（一）直接利用公式求體積（二）割補法求體積（三）等體積法求體積（四）已知體積求其他量考點七空間幾何體的截面問題考點八與球有關的切、接問題（一）幾何體的外接球（二）幾何體的內切球考點九立體幾何中的軌跡問題考點十立體幾何中的最值問題1.棱柱、棱錐、棱臺棱柱棱錐棱臺圖形定義有兩個面互相平行，其余各面都是四邊形，并且相鄰兩個四邊形的公共邊都互相平行，由這些面所圍成的多面體有一個面是多邊形，其余各面都是有一個公共頂點的三角形，由這些面所圍成的多面體用一個平行于棱錐底面的平面去截棱錐，底面和截面之間那部分多面體結構特征底面互相平行且全等；側面都是平行四邊形；側棱都相等且互相平行底面是一個多邊形；側面都是三角形；側面有一個公共頂點上、下底面互相平行且相似；各側棱延長線交于一點；各側面為梯形分類①按底面多邊形的邊數(shù)：三棱柱、四棱柱、五棱柱…②按側棱與底面的關系：側棱垂直于底面的棱柱叫做直棱柱，否則叫做斜棱柱.底面是正多邊形的直棱柱叫做正棱柱.底面是平行四邊形的四棱柱也叫做平行六面體.側棱垂直于底面的平行六面體叫直平行六面體.①按底面多邊形的邊數(shù)：三棱錐、四棱錐、五棱錐…②正棱錐：底面是正多邊形，并且頂點與底面中心的連線垂直于底面的棱錐.③正四面體：所有棱長都相等的三棱錐.①按底面多邊形的邊數(shù)：三棱臺、四棱臺、五棱臺…②正棱臺：由正棱錐截得的棱臺2.常見四棱柱及其關系3.簡單凸多面體的分類及其之間的關系4.圓柱、圓錐、圓臺、球圓柱圓錐圓臺球圖形定義以矩形的一邊所在直線為旋轉軸，其余三邊旋轉一周形成的面所圍成的旋轉體以直角三角形的一條直角邊所在的直線為旋轉軸，其余兩邊旋轉一周形成的面所圍成的旋轉體用平行于圓錐底面的平面去截圓錐，底面與截面之間的部分以半圓的直徑所在直線為旋轉軸，旋轉一周所形成的曲面叫做球面，球面所圍成的旋轉體結構特征①母線互相平行且相等，并垂直于底面②軸截面是全等的矩形③側面展開圖是矩形①母線相交于一點②軸截面是全等的等腰三角形③側面展開圖是扇形①母線延長線交于一點②軸截面是全等的等腰梯形③側面展開圖是扇環(huán)截面是圓面5.簡單組合體由簡單幾何體組合而成的幾何體叫簡單組合體.其構成形式主要有：由簡單幾何體拼接，或由簡單幾何體截去或挖去一部分.6.立體圖形的直觀圖(1)概念：直觀圖是觀察者站在某一點觀察一個空間幾何體獲得的圖形，立體幾何中通常是在平行投影下得到的平面圖形.(2)斜二測畫法畫水平放置的平面圖形直觀圖的步驟：①在已知圖形中取互相垂直的x軸和y軸，兩軸相交于點O.畫直觀圖時，把它們畫成對應的x′軸與y′軸，兩軸相交于點O′，且使∠x′O′y′＝45°(或135°)，它們確定的平面表示水平面.②已知圖形中平行于x軸或y軸的線段，在直觀圖中分別畫成平行于x′軸或y′軸的線段.③已知圖形中平行于x軸的線段，在直觀圖中保持原長度不變，平行于y軸的線段，在直觀圖中長度為原來的一半.畫幾何體的直觀圖時，與畫平面圖形的直觀圖相比，只是多畫一個與x軸、y軸都垂直的z軸，并且使平行于z軸的線段的平行性和長度都不變.注：按照斜二測畫法得到的平面圖形的直觀圖，其面積是原圖形的eq\f(\r(2),4)倍，即S直觀圖＝eq\f(\r(2),4)S原圖形，S原圖形＝S直觀圖7.簡單幾何體的表面積與體積(1)圓柱、圓錐、圓臺的側面積圓柱圓錐圓臺側面展開圖側面積公式S圓柱側＝2πrlS圓錐側＝πrlS圓臺側＝π(r＋r′)l其中r，r′為底面半徑，l為母線長.(2)柱、錐、臺、球的表面積和體積名稱幾何體表面積體積(S是底面積，h是高)柱體(棱柱和圓柱)S表面積＝S側＋2S底為直截面周長V＝Sh錐體(棱錐和圓錐)S表面積＝S側＋S底V＝eq\f(1,3)Sh臺體(棱臺和圓臺)S表面積＝S側＋S上＋S下V＝eq\f(1,3)(S上＋S下＋eq\r(S上S下))h球(R是半徑)S＝4πR2V＝eq\f(4,3)πR3解決空間幾何體的結構特征問題的基本方法：(1)定義法：緊扣結構特征是判斷的關鍵，熟悉空間幾何體的結構特征，依據(jù)條件構建幾何模型，在條件不變的情況下，變換模型中的線面關系或增加線、面等基本元素，然后再依據(jù)題意判定；(2)反例法：學會通過反例對概念進行辨析，即要說明一個命題是錯誤的，設法舉出一個反例即可.(3)圓柱、圓錐、圓臺的有關元素都集中在軸截面上，解題時要注意用好軸截面中各元素的關系．(4)既然棱(圓)臺是由棱(圓)錐定義的，所以在解決棱(圓)臺問題時，要注意“還臺為錐”的解題策略．9.最短距離問題研究幾何體表面上兩點的最短距離問題，常選擇恰當?shù)哪妇€或棱展開，轉化為平面上兩點間的最短距離問題．10.用斜二測畫法畫直觀圖的技巧在原圖形中與x軸或y軸平行的線段在直觀圖中與x′軸或y′軸平行，原圖中不與坐標軸平行的直線段可以先畫出線段的端點再連線，原圖中的曲線段可以通過取一些關鍵點，作出在直觀圖中的相應點后，用平滑的曲線連接而畫出.11.解決有關“斜二測畫法”問題注意點一般在已知圖形中建立直角坐標系，盡量運用圖形中原有的垂直直線或圖形的對稱軸為坐標軸，圖形的對稱中心為原點，注意兩個圖形中關鍵線段長度的關系.12.求解多面體的表面積關鍵是找到其中的特征圖形，如棱柱中的矩形，棱錐中的直角三角形，棱臺中的直角梯形等，通過這些圖形，找到幾何元素間的關系，通過建立未知量與已知量間的關系進行求解.13.求空間幾何體體積的常用方法求空間幾何體體積的常用方法為公式法、割補法和等積變換法(等體積法)：公式法對于規(guī)則幾何體的體積問題，可以直接利用公式進行求解割補法把不規(guī)則的幾何體分割成規(guī)則的幾何體，然后進行體積計算；或者把不規(guī)則的幾何體補成規(guī)則的幾何體，不熟悉的幾何體補成熟悉的幾何體，便于計算其體積等體積法一個幾何體無論怎樣轉化，其體積總是不變的．如果一個幾何體的底面面積和高較難求解時，我們可以采用等體積法進行求解．等體積法也稱等積轉化或等積變形，它是通過選擇合適的底面來求幾何體體積的一種方法，多用來解決有關錐體的體積，特別是三棱錐的體積，對于三棱錐，由于其任意一個面均可作為棱錐的底面，從而可選擇更容易計算的方式來求體積；利用“等積性”還可求“點到面的距離”.14.求旋轉體的表面積問題注意其側面展開圖的應用.直角梯形繞直角腰旋轉一周形成的是圓臺，四分之一圓繞半徑所在的直線旋轉一周，形成的是半球，所以陰影部分繞AB旋轉一周形成的是組合體，圓臺挖去半球，S表＝S圓臺側＋S下底面＋S半球表.15.求旋轉體體積的一般思路求旋轉體體積的一般思路是理解旋轉體的幾何特征，確定得到計算體積所需要的幾何量.求旋轉體的體積常用公式法、分割法等，注意相關公式要牢記.16.與球有關的切、接問題解決與球有關的切、接問題，其通法是作截面，將空間幾何問題轉化為平面幾何問題求解，其解題的思維流程是：17.幾個與球有關的切、接常用結論(1)正方體的棱長為a，球的半徑為R，①若球為正方體的外接球，則2R＝eq\r(3)a；②若球為正方體的內切球，則2R＝a；③若球與正方體的各棱相切，則2R＝eq\r(2)a.(2)若長方體的同一頂點的三條棱長分別為a，b，c，外接球的半徑為R，則2R＝eq\r(a2＋b2＋c2).(3)正四面體的外接球與內切球的半徑之比為3∶1.18.空間幾何體的截面問題作出截面的關鍵是找到截線，作出截線的主要根據(jù)有：(1)確定平面的條件；(2)三線共點的條件；(3)面面平行的性質定理．19.立體幾何中的最值問題解決空間圖形有關的線段、角、距離、面積、體積等最值問題，一般可以從三方面著手：(1)從問題的幾何特征入手，充分利用其幾何性質去解決；(2)利用空間幾何體的側面展開圖；(3)找出問題中的代數(shù)關系，建立目標函數(shù)，利用代數(shù)方法求目標函數(shù)的最值．解題途徑很多，在函數(shù)建成后，可用一次函數(shù)的端點法，二次函數(shù)的配方法、公式法，函數(shù)有界法(如三角函數(shù)等)考點一空間幾何體的結構特征1．【多選】（2023秋·浙江杭州·高三浙江省桐廬中學期末）下列命題正確的是（

）A．兩個面平行，其余各面都是梯形的多面體是棱臺B．棱柱的側棱都相等，側面都是平行四邊形C．用平面截圓柱得到的截面只能是圓和矩形D．棱柱的面中，至少有兩個面互相平行【答案】BD【分析】根據(jù)常見幾何體的性質與定義逐個選項辨析即可.【詳解】對A，棱臺指一個棱錐被平行于它的底面的一個平面所截后，截面與底面之間的幾何形體，其側棱延長線需要交于一點，故A錯誤；對B，棱柱的側棱都相等，側面都是平行四邊形，故B正確；對C，用平面截圓柱得到的截面也可能是橢圓，故C錯誤；對D，棱柱的面中，至少上下兩個面互相平行，故D正確；故選：BD2．（2023·全國·高三專題練習）下列關于空間幾何體結構特征的描述錯誤的是（

）A．棱柱的側棱互相平行B．以直角三角形的一邊為軸旋轉一周得到的幾何體不一定是圓錐C．正三棱錐的各個面都是正三角形D．棱臺各側棱所在直線會交于一點【答案】C【分析】根據(jù)相應幾何體的定義和性質判斷即可.【詳解】根據(jù)棱柱的性質可知A正確；當以直角三角形的斜邊所在直線為旋轉軸時，所得幾何體為兩個圓錐的組合體，故B正確；正三棱錐的底面是正三角形，其余側面是全等的等腰三角形，故C錯誤；棱臺是用平行于底面的平面截棱錐而得，故側棱所在直線必交于一點，D正確.故選：C3．【多選】（2023春·甘肅·高三校聯(lián)考期中）下列命題正確的是（

）A．圓錐的頂點與底面圓周上任意一點的連線都是母線B．兩個面平行且相似，其余各面都是梯形的多面體是棱臺C．以直角梯形的一條直角腰所在的直線為旋轉軸，其余三邊旋轉一周形成的面所圍成的旋轉體是圓臺D．用平面截圓柱得到的截面只能是圓和矩形【答案】AC【分析】根據(jù)圓錐母線的定義可判斷A，根據(jù)棱臺的定義可判斷B，根據(jù)圓臺的定義可判斷C，根據(jù)平面與圓柱底面的位置關可判斷D.【詳解】對于A，根據(jù)圓錐的母線的定義，可知A正確；對于B，把梯形的腰延長后有可能不交于一點，此時得到幾何體就不是棱臺，故B錯誤；對于C，根據(jù)圓臺的定義，可知C正確；對于D，當平面不與圓柱的底面平行且不垂直于底面時，得到的截面不是圓和矩形，故D錯誤.故選：AC4．（2023·上?！じ呷y(tǒng)考學業(yè)考試）如圖，將裝有水的長方體水槽固定底面一邊后傾斜一個小角度，則傾斜后水槽中的水形成的幾何體是（

）

A．棱柱 B．棱臺 C．棱柱與棱錐的組合體 D．不能確定【答案】A【分析】根據(jù)棱柱的定義進行判斷【詳解】如圖.

∵平面AA1D1D∥平面BB1C1C，∴有水的部分始終有兩個平面平行，而其余各面都易證是平行四邊形(水面與兩平行平面的交線)，因此呈棱柱形狀.故選：A5．【多選】（2023·全國·高三專題練習）《九章算術》是中國古代張蒼?耿壽昌所撰寫的一部數(shù)學專著，是《算經(jīng)十書》中最重要的一部，其中將有三條棱互相平行且有一個面為梯形的五面體稱之為“羨除”，則（

）A．“羨除”有且僅有兩個面為三角形； B．“羨除”一定不是臺體；C．不存在有兩個面為平行四邊形的“羨除”； D．“羨除”至多有兩個面為梯形.【答案】ABC【分析】畫出圖形，利用新定義判斷A；通過，判斷“羨除”一定不是臺體，判斷B；利用反證法判斷C；通過兩兩不相等，則“羨除”有三個面為梯形，判斷D．【詳解】由題意知：，四邊形為梯形，如圖所示：對于A：由題意知：“羨除”有且僅有兩個面為三角形，故A正確；對于B：由于，所以：“羨除”一定不是臺體，故B正確；對于C：假設四邊形和四邊形BCDF為平行四邊形，則，且，則四邊形為平行四邊形，與已知的四邊形為梯形矛盾，故不存在，故C正確；對于D：若，則“羨除”三個面為梯形，故D錯誤．故選：ABC．6．（2023春·河南商丘·高三商丘市實驗中學校聯(lián)考階段練習）某廣場設置了一些石凳供大家休息，如圖，每個石凳都是由正方體截去八個相同的正三棱錐得到的幾何體，則下列結論不正確的是（

）

A．該幾何體的面是等邊三角形或正方形B．該幾何體恰有12個面C．該幾何體恰有24條棱D．該幾何體恰有12個頂點【答案】B【分析】根據(jù)幾何體的形狀逐個選項判斷即可.【詳解】據(jù)圖可得該幾何體的面是等邊三角形或正方形，A正確；該幾何體恰有14個面，B不正確；該幾何體恰有24條棱，C正確；該幾何體恰有12個頂點，D正確．故選：B7．（2023·全國·高三專題練習）1750年，歐拉在給哥德巴赫的一封信中列舉了多面體的一些性質，其中一條是：如果用V，E和F分別表示簡單凸多面體的頂點數(shù)、棱數(shù)和面數(shù)，則有如下關系：．已知一個正多面體每個面都是全等的等邊三角形，每個頂點均連接5條棱，則（

）A．50 B．52 C．60 D．62【答案】D【分析】根據(jù)多面體的性質，結合歐拉公式進行求解即可.【詳解】由已知條件得出，解得，所以．故選：D．考點二空間圖形的展開圖問題8．（2023秋·黑龍江綏化·高三?？计谀┤鐖D是一個正方體的平面展開圖，將其復原為正方體后，互相重合的點是_______.①與②與③與④與【答案】①②④【分析】還原正方體即可解決.【詳解】根據(jù)題意，標記下圖，還原得由圖知，與，與，與重合，故答案為：①②④9．（2023·全國·高三專題練習）如圖是一個長方體的展開圖，如果將它還原為長方體，那么線段AB與線段CD所在的直線（

）A．平行 B．相交 C．是異面直線 D．可能相交，也可能是異面直線【答案】C【分析】將展開圖還原成長方體，即可判斷【詳解】如圖，將展開圖還原成長方體，易得線段AB與線段CD是異面直線，故選：C10．（2023·海南省直轄縣級單位·統(tǒng)考模擬預測）如圖①，這是一個小正方體的側面展開圖，將小正方體從如圖②所示的位置依次翻到第1格、第2格、第3格、第4格、第5格、第6格，這時小正方體正面朝上的圖案是（

）A． B． C． D．【答案】C【分析】根據(jù)正方體的側面展開圖找出相對面，再由其特征得到結果.【詳解】由圖①可知，“同心圓”和“圓”相對，“加號”和“箭頭”相對，“心形”和“星星”相對．由圖②可得，小正方體從如圖②所示的位置翻到第6格時正面朝上的圖案是．故選：C.考點三最短路徑問題11．（2023·高三課時練習）如圖，圓柱的高為2，底面周長為16，四邊形ACDE為該圓柱的軸截面，點B為半圓弧CD的中點，則在此圓柱的側面上，從A到B的路徑中，最短路徑的長度為（

）．A． B． C．3 D．2【答案】B【分析】畫出圓柱的側面展開圖，解三角形即得解.【詳解】解：圓柱的側面展開圖如圖所示，由題得,所以.所以在此圓柱的側面上，從A到B的路徑中，最短路徑的長度為.故選：B12．（2023·全國·高三專題練習）如圖，有一圓錐形糧堆，其軸截面是邊長為的正，糧堆母線的中點處有一老鼠正在偷吃糧食，此時小貓正在處，它要沿圓錐側面到達處捕捉老鼠，則小貓所經(jīng)過的最短路程是___________.【答案】【分析】求這只小貓經(jīng)過的最短距離的問題首先應轉化為圓錐側面展開圖的問題，轉化為平面上兩點的距離問題即可.【詳解】解：由題意得：圓錐的底面周長是，則，解得：可知圓錐側面展開圖的圓心角是，如圖所示：則圓錐的側面展開圖中：，，所以在圓錐側面展開圖中：故答案為：13．（2023·全國·高三專題練習）如圖，已知圓錐的底面半徑為1，母線長，一只螞蟻從點出發(fā)繞著圓錐的側面爬行一圈回到點，則螞蟻爬行的最短距離為（

）A． B． C．6 D．【答案】B【分析】畫出圓錐的側面展開圖，則螞蟻爬行的最短距離為，在中，解三角形即可.【詳解】已知圓錐的側面展開圖為半徑是3的扇形，如圖，一只螞蟻從點出發(fā)繞著圓錐的側面爬行一圈回到點的最短距離為，設，圓錐底面周長為，所以，所以，在中，由，得故選：B．14．（2023·全國·高三對口高考）如圖，在直三棱柱中，，，，E、F分別是、的中點，沿棱柱的表面從E到F的最短路徑長度為________．

【答案】/【分析】分析可得沿棱柱的表面從E到F可能經(jīng)過棱，，，再分別展開直觀圖求解即可.【詳解】若從E到F經(jīng)過棱則沿棱展開如圖，過作于，則，，故.

若從E到F經(jīng)過棱則沿棱展開如圖，，，.

若從E到F經(jīng)過棱則沿棱展開如圖，，，.

若從E到F經(jīng)過棱則沿棱展開如圖，由題意，為等腰直角三角形，四邊形為正方形，故為等腰直角三角形，故四邊形為直角梯形.又，，故.

故沿棱柱的表面從E到F的最短路徑長度為.故答案為：考點四立體圖形的直觀圖15．（2023·江西上饒·校聯(lián)考模擬預測）如圖，一個水平放置的三角形的斜二測直觀圖是等腰直角三角形，若，那么原三角形的周長是（

）A． B．C． D．【答案】B【分析】由斜二測畫法原理將直觀圖轉化為原圖，根據(jù)原圖運算求解即可.【詳解】由題意可得：，由直觀圖可得原圖，如圖所示，可知：，可得，所以原三角形的周長.故選：B.16．（2023·廣西南寧·南寧三中?？寄M預測）如圖所示，一個水平放置的四邊形OABC的斜二測畫法的直觀圖是邊長為2的正方形，則原四邊形的面積是（

）A． B． C．16 D．8【答案】B【分析】根據(jù)斜二測畫法規(guī)則求出，判斷的形狀，確定，由此求出原四邊形的面積.【詳解】在正方形中可得，由斜二測畫法可知，，且，，所以四邊形為平行四邊形，所以．故選：B.17．（2023·全國·高三對口高考）如圖，一個用斜二測畫法畫出來的三角形是一個邊長為a的正三角形，則原三角形的面積是（

）A．a(chǎn)2 B．a(chǎn)2C．a(chǎn)2 D．a(chǎn)2【答案】C【分析】利用斜二測畫法中邊長的比例關系求出面積的比.【詳解】∵S△A′B′C′＝a2sin60°＝a2，∴S△ABC＝S△A′B′C′＝a2.故選：C.【點睛】斜二測直觀圖的面積與原圖形的面積比為，原圖形的面積與直觀圖的面積比為.18．（2023秋·上海浦東新·高三上海市川沙中學校考期末）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）.，則這塊菜地的面積為__________【答案】【分析】利用直觀圖中的信息，求出的長度，從而得到原平面圖形中的長度，利用梯形的面積公式求解即可.【詳解】過作于，在直觀圖中，，，，所以，，故原平面圖形的上底為，下底，高為，所以這塊菜地的面積為，故答案為：.19．（2023·全國·高三專題練習）如圖，是水平放置的△AOB的直觀圖，但部分圖象被茶漬覆蓋，已知為坐標原點，頂點、均在坐標軸上，且△AOB的面積為12，則的長度為（

）A．1 B．2 C．3 D．4【答案】B【分析】畫出△AOB的原圖，根據(jù)三角形△AOB的面積為12可得答案.【詳解】畫出△AOB的原圖為直角三角形，且，因為，所以，所以.故選：B.20．（2023·高三課時練習）如圖所示，△A′B′C′是水平放置的△ABC的直觀圖，則在△ABC的三邊及中線AD中，最長的線段是()A．AB B．AD C．BC D．AC【答案】D【詳解】因為A′B′與y′軸重合，B′C′與x′軸重合，所以AB⊥BC，AB=2A′B′，BC=B′C′.所以在直角△ABC中，AC為斜邊，故AB<AD<AC，BC<AC.故選D.21．（2023·全國·高三專題練習）已知一個直三棱柱的高為2，如圖，其底面ABC水平放置的直觀圖（斜二測畫法）為，其中，則此三棱柱的表面積為（

）A． B． C． D．【答案】C【分析】根據(jù)斜二測畫法的“三變”“三不變”可得底面平面圖，然后可解.【詳解】由斜二測畫法的“三變”“三不變”可得底面平面圖如圖所示，其中，所以，所以此三棱柱的表面積為.故選：C22．【多選】（2023·湖北黃岡·黃岡中學?？既＃┤鐖D所示，四邊形是由斜二測畫法得到的平面四邊形水平放置的直觀圖，其中，，，點在線段上，對應原圖中的點，則在原圖中下列說法正確的是（

）A．四邊形的面積為14B．與同向的單位向量的坐標為C．在向量上的投影向量的坐標為D．的最小值為17【答案】ABD【分析】根據(jù)直觀圖可得四邊形為直角梯形，從而可求得原圖形的面積，即可判斷A；以點為坐標原點建立平面直角坐標系，寫出的坐標，再根據(jù)與同向的單位向量為，即可判斷B；根據(jù)在向量上的投影向量的坐標為即可判斷C；設，根據(jù)向量線性運算的坐標表示及模的坐標表示即可判斷D.【詳解】解：由直觀圖可得，四邊形為直角梯形，且，則四邊形的面積為，故A正確；如圖，以點為坐標原點建立平面直角坐標系，則，則，所以與同向的單位向量的坐標為，故B正確；，則在向量上的投影向量的坐標為，故C錯誤；設，則，則，，當時，取得最小值，故D正確.故選：ABD.考點五空間幾何體的表面積23．（2023秋·遼寧錦州·高三統(tǒng)考期末）如圖，扇形中，，，將扇形繞所在直線旋轉一周所得幾何體的表面積為______．【答案】【分析】根據(jù)題意得到幾何體為以為圓心，為半徑的半個球體，再求其表面積即可.【詳解】將扇形繞所在直線旋轉一周得到幾何體為以為圓心，為半徑的半個球體.幾何體的表面積為.故答案為：24．（2023·寧夏石嘴山·平羅中學校考模擬預測）已知圓錐的底面半徑為1，側面展開圖的圓心角為，則該圓錐的側面積為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】底面圓周長為，計算母線長為，再計算側面積得到答案.【分析】底面圓周長為，母線長為，側面積為.故選：C25．（2023·全國·高三專題練習）如圖，斜三棱柱中，底面是邊長為1的正三角形，側棱長為2，，則該斜三棱柱的側面積是_________．【答案】/【分析】過點作于，證出≌，得出，證得平面，得出，結合再證明出，得出平行四邊形為矩形，即可計算出斜三棱柱的側面積．【詳解】過點作于，如圖所示，，，，≌，，，即，又，平面，又平面，，又，，∴平行四邊形為矩形，∴該斜三棱柱的側面積為：，故答案為：．26．（2023春·上海浦東新·高三上海市建平中學?？茧A段練習）如圖一個正六棱柱的茶葉盒，底面邊長為，高為，則這個茶葉盒的表面積為______.【答案】【分析】根據(jù)棱柱表面積的求法，結合已知求茶葉盒的表面積.【詳解】由題設，一個底面的面積為，一個側面矩形面積為，所以茶葉盒的表面積為.故答案為：27．（2023春·山西·高三校聯(lián)考階段練習）已知是圓錐的一個軸截面，分別為母線的中點，，則圓錐的側面積為（

）A． B． C． D．【答案】D【分析】根據(jù)軸截面求出底面半徑和母線長，再根據(jù)側面積公式可求出結果.【詳解】如圖：因為，所以，則圓錐底面半徑，，即母線，所以圓錐的側面積.故選：D28．（2023·全國·高三專題練習）在《九章算術》中，將底面是直角三角形的直三棱柱稱為“塹堵”，已知某“塹堵”的底面是斜邊長為的等腰直角三角形，高為，則該“塹堵”的表面積為（

）A． B． C． D．【答案】D【分析】利用柱體的表面積公式可求得結果.【詳解】由題意可知，該“塹堵”的表面積為.故選：D.29．（2023·全國·高三專題練習）已知點是球的小圓上的三點，若，則球的表面積為（

）A． B． C． D．【答案】B【分析】根據(jù)題意，求出小圓的半徑，由平面，結合勾股定理，可求得球的半徑，計算其表面積得答案.【詳解】因為，所以是正三角形，是其外接圓圓心，所以的外接圓半徑，球的半徑，所以球的表面積為.故選：B.30．（2023·廣東佛山·華南師大附中南海實驗高中?？寄M預測）攢尖是古代中國建筑中屋頂?shù)囊环N結構形式，依其平面有圓形攢尖、三角攢尖、四角攢尖、六角攢尖等，多見于亭閣式建筑.如故宮中和殿的屋頂為四角攢尖頂，它的主要部分的輪廓可近似看作一個正四棱錐，設正四棱錐的側面等腰三角形的頂角為60°，則該正四棱錐的側面積與底面積的比為（

）A． B． C． D．【答案】D【分析】由側面為等邊三角形，結合面積公式求解即可..【詳解】設底面棱長為，正四棱錐的側面等腰三角形的頂角為60°，則側面為等邊三角形，則該正四棱錐的側面積與底面積的比為.故選：D31．（2023·全國·高三專題練習）由華裔建筑師貝聿銘設計的巴黎盧浮宮金字塔的形狀可視為一個正四棱錐（底面是正方形，側棱長都相等的四棱錐），其側面三角形底邊上的高與底面正方形邊長的比值為，則以該四棱錐的高為邊長的正方形面積與該四棱錐的側面積之比為（

）A．2 B． C． D．4【答案】B【分析】設底面的正方形的邊長為，由棱錐的性質求棱錐的高，由此確定以該四棱錐的高為邊長的正方形面積與該四棱錐的側面積之比.【詳解】如圖為正四棱柱，為側面三角形底邊上的高，設，由已知側面三角形底邊上的高與底面正方形邊長的比值為，所以，連接，設其交點為，因為四邊形為正方形，所以為的中點，因為，，又，平面，所以平面，又平面，所以，即為以為斜邊的直角三角形，因為，，所以，所以以四棱錐的高為邊長的正方形面積，四棱錐的側面積，所以，所以以四棱錐的高為邊長的正方形面積與該四棱錐的側面積之比為，故選：B.32．（2023·安徽安慶·安慶一中?？既＃┩勇萜鹪从谖覈?，最早出土的石制陀螺是在山西夏縣發(fā)現(xiàn)的新石器時代遺址.如圖所示的是一個陀螺立體結構圖.已知，底面圓的直徑，圓柱體部分的高，圓錐體部分的高，則這個陀螺的表面積（單位：）是（

）

A． B．C． D．【答案】C【分析】根據(jù)圓柱與圓錐的表面積公式求解.【詳解】由題意可得圓錐體的母線長為，所以圓錐體的側面積為，圓柱體的側面積為，圓柱的底面面積為，所以此陀螺的表面積為，故選：C.考點六空間幾何體的體積（一）直接利用公式求體積33．（2023·上海楊浦·復旦附中校考模擬預測）若某圓錐高為3，其側面積與底面積之比為，則該圓錐的體積為________.【答案】【分析】由題意可列出關于圓錐底面半徑和母線的方程組，解方程組即可求得底面半徑和母線，從而可求圓錐的體積.【詳解】設此圓錐的底面半徑為，母線長為，則，因為圓錐的側面展開圖是一個扇形，扇形的弧長是圓錐底面圓的周長，扇形的半徑是圓錐母線長，所以，，又側面積與底面積之比為，所以，所以，結合可解得，，所以該圓錐的體積.故答案為：

34．（2023·全國·高三專題練習）一個圓錐的側面展開圖恰好是一個半徑為1的半圓，則該圓錐的體積為（

）A． B． C． D．【答案】A【分析】根據(jù)圓錐底面圓周長等于側面展開圖的弧長，求得底面圓半徑，根據(jù)勾股定理求出圓錐的高，結合圓錐體積公式計算即可求解.【詳解】母線長為1，設底面圓半徑為，則，∴，∴，故圓錐的體積為，故選：A.35．（2023·河北·統(tǒng)考模擬預測）已知正四棱臺中，，，則其體積為________.【答案】【分析】作出正四棱臺的直觀圖，過點作交于點，過點作交于點，利用勾股定理求出棱臺的高，最后根據(jù)棱臺的體積公式計算可得.【詳解】如圖正四棱臺中，則，，過點作交于點，過點作交于點，則，又，所以，即正四棱臺的高，所以棱臺的體積.故答案為：36．（2023·全國·模擬預測）如圖1，位于西安大慈恩寺的大雁塔是我國現(xiàn)存最早、規(guī)模最大的唐代四方樓閣式磚塔，其最高處的塔剎可以近似地看成一個正四棱錐，如圖2，已知正四棱錐的高為4.87m，其側棱與高的夾角為45°，則該正四棱錐的體積約為（

）A． B． C． D．【答案】D【分析】設正四棱錐的底面邊長為am，連接AC，BD交于點O，連接PO，易得平面ABCD，，再根據(jù)高為4.87m求解.【詳解】解：如圖所示：設正四棱錐的底面邊長為am，連接AC，BD交于點O，連接PO，則平面ABCD，由題可得，故，所以，解得，所以該正四棱錐的體積.故選：D.37．（2023·全國·高三專題練習）紫砂壺是中國特有的手工制造陶土工藝品,其制作始于明朝正德年間.紫砂壺的壺型眾多,經(jīng)典的有西施壺、掇球壺、石瓢壺、潘壺等.其中石瓢壺的壺體可以近似看成一個圓臺,如圖給出了一個石瓢壺的相關數(shù)據(jù)（單位:cm）,現(xiàn)在向這個空石瓢壺中加入（約）的礦泉水后,問石瓢壺內水深約（

）cmA．2.8 B．2.9 C．3.0 D．3.1【答案】C【分析】取圓臺的中軸面,補全為一個三角形,根據(jù)三角形相似,找到加入礦泉水后水面的半徑和水深的關系,根據(jù)圓臺體積為,列出等式,解出即可.【詳解】解:由題知礦泉水的體積為,將圓臺的中軸面拿出,補全為一個三角形如圖所示:加入礦泉水后,記石瓢壺內水深為,水平面半徑為,由圖可知,所以有即,解得,由,得,即,解得:,故加入礦泉水后圓臺的體積為:,解得,所以.故選:C（二）割補法求體積38．（2023·遼寧鞍山·統(tǒng)考模擬預測）如圖，在三棱柱中，底面ABC，，點D是棱上的點，，若截面分這個棱柱為兩部分，則這兩部分的體積比為（

）A．1:2 B．4:5 C．4:9 D．5:7【答案】D【分析】根據(jù)題設易知為直三棱柱，即側面為矩形，利用柱體體積公式、錐體體積公式求，進而確定比值.【詳解】不妨令，且上下底面等邊三角形，又底面ABC，易知為直三棱柱，即側面為矩形，所以三棱柱體積，而，故，所以，故，所以.故選：D39．（2023·遼寧·朝陽市第一高級中學校聯(lián)考三模）如圖是兩個直三棱柱和重疊后的圖形，公共側面為正方形，兩個直三棱柱底面是腰為2的等腰直角三角形，則該幾何體的體積為______．【答案】/【分析】將幾何體轉化為直三棱柱加兩個三棱錐，利用棱柱和棱錐體積公式即可得到答案.【詳解】依題意中，，，則，該幾何體可視為直三棱柱的側面和側面在形外附著兩個三棱錐、，且為中點，有平面，平面，所以幾何體體積，故答案為：.40．（2023·河北唐山·唐山市第十中學校考模擬預測）如圖，正方體的棱長為4，點P，Q，R分別在棱，，上，且，則以平面截正方體所得截面為底面，為頂點的棱錐的體積為___________.

【答案】【分析】利用已知作出截面，進而利用分割法即可求得以平面截正方體所得截面為底面，為頂點的棱錐的體積.【詳解】延長交的延長線于點，延長交的延長線于點，連接交于點，交于點，連接，則平面即為平面截正方體所得的截面.因為，則，又因為，所以，即，解得，同理可得，則，，因為，所以，又，則，同理可得；所以，，，，，.故答案為：

41．（2023·四川·校聯(lián)考模擬預測）如圖，直角梯形中，，，，，將沿翻折至的位置，使得.

(1)求證：平面平面；(2)若，分別為，的中點，求三棱錐的體積.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】（1）先證明平面，可得，再利用勾股定理證明，即可證得平面，再根據(jù)面面垂直的判定定理即可得證；（2）取的中點，連接，根據(jù)面面垂直的性質證明平面，再根據(jù)結合棱錐的體積公式即可得解.【詳解】（1），，，，平面，平面，又平面，，由直角梯形，，，，，得，則，所以，又，，平面，平面，又平面，平面平面；（2）取的中點，連接，，，又平面平面，平面平面，平面，平面，由（1）得，則，，，，，即三棱錐的體積為.

（三）等體積法求體積42．（2023·甘肅定西·統(tǒng)考模擬預測）如圖，在四棱錐中，底面ABCD是邊長為2的菱形，，AC與BD交于點O，底面ABCD，，點E，F(xiàn)分別是棱PA，PB的中點，連接OE，OF，EF．(1)求證：平面平面PCD；(2)求三棱錐的體積．【答案】(1)證明過程見詳解(2)【分析】（1）根據(jù)中位線定理和面面垂直的判定即可求解；（2）根據(jù)等體積法即可求解.【詳解】（1）因為底面ABCD是菱形，AC與BD交于點O所以O為AC中點，點E是棱PA的中點，F(xiàn)分別是棱PB的中點，所以OE為三角形的中位線，OF為三角形的中位線，所以,，平面，平面，平面，平面，平面，平面，而,平面，平面，平面平面PCD.（2）因為底面ABCD是邊長為2的菱形，，所以為等邊三角形，所以，因為底面ABCD，底面ABCD，底面ABCD，所以，，所以和均為直角三角形，所以，，所以，所以，所以，設點到平面的距離為，根據(jù)體積相等法可知，所以，所以.，故三棱錐的體積為.43．（2023·四川成都·川大附中?？寄M預測）如圖所示多面體中，平面平面，平面，是正三角形，四邊形是菱形，，，

(1)求證：平面；(2)求三棱錐的體積．【答案】(1)證明見解析；(2).【分析】（1）取中點，由面面垂直的性質定理證明平面，再證明,由此證明，根據(jù)線面平行的判定定理證明結論；（2）證明平面，根據(jù)錐體體積公式可得，再結合所給數(shù)據(jù)計算體積.【詳解】（1）取中點，連接，因為是正三角形，所以，因為平面平面，平面，平面平面所以平面，又因為平面，所以，又因為，所以四邊形是平行四邊形，所以，又因為平面，平面，所以平面.

（2）因為，平面，平面，所以平面，所以點與點到平面的距離相等，所以三棱錐和三棱錐的體積相等，所以，連接交線段與點，因為四邊形為菱形，，，所以，，所以，由（1）平面，，所以.（四）已知體積求其他量44．（2023·全國·高三專題練習）已知某圓臺的上底面和下底面的面積分別為，，該圓臺的體積為，則該圓臺的高為______.【答案】3【分析】由圓臺的體積公式直接求得.【詳解】圓臺的體積，得.所以該圓臺的高為3.故答案為：3.45．（2023·江西·統(tǒng)考模擬預測）已知某圓錐的底面半徑為2，其體積與半徑為1的球的體積相等，則該圓錐的母線長為（

）A．1 B．2 C． D．5【答案】C【分析】設圓錐的高為，根據(jù)圓錐及球的體積公式求出，再由勾股定理計算可得.【詳解】設圓錐的高為，則，解得，所以母線長為.故選：C46．（2023·湖南長沙·長沙一中?？寄M預測）已知A，B，C，D是體積為的球體表面上四點，若，，，且三棱錐A－BCD的體積為，則線段CD長度的最大值為（

）A． B． C． D．【答案】B【分析】先求出外接球半徑，根據(jù)勾股定理逆定理得到，且，求出點D到平面ABC的距離，求出點D所在球的截面的半徑及三角形ABC的外接圓半徑，設點D在平面ABC上的投影為E，當CE最長時CD最長，結合，求出CD長度的最大值.【詳解】因為球的體積為，故球的半徑R滿足，故，而，，，故，故，故，設點D到平面ABC的距離為h，則，故，點D在球的截面圓上，設截面圓所在的平面為α，因為，所以平面α與平面ABC在球心的異側，

設球心到平面ABC的距離為d，而△ACB外接圓的半徑為，則，故球心到平面α的距離為，故截面圓的半徑為，設點D在平面ABC上的投影為E，則E的軌跡為圓，圓心為△ABC的外心即AB的中點，當CE最長時CD最長，此時，故CD長度的最大值為.故選：B．【點睛】關鍵點睛：解決與球有關的內切或外接的問題時，解題的關鍵是確定球心的位置．對于外切的問題要注意球心到各個面的距離相等且都為球半徑；對于球的內接幾何體的問題，注意球心到各個頂點的距離相等，解題時要構造出由球心到截面圓的垂線段、小圓的半徑和球半徑組成的直角三角形，利用勾股定理求得球的半徑.47．（2023·天津和平·耀華中學校考二模）粽子，古稱“角黍”，早在春秋時期就已出現(xiàn)，到晉代成為了端午節(jié)的節(jié)慶食物．現(xiàn)將兩個正四面體進行拼接，得到如圖所示的粽子形狀的六面體，其中點G在線段CD（含端點）上運動，若此六面體的體積為，則下列說法正確的是（

）

A． B．C．的最小值為 D．的最小值為【答案】D【分析】設，然后求出正四面體的高，然后由體積可求得，然后由側面展開圖可求的最小值.【詳解】設，則正四面體的高為，因為六面體的體積為，所以，解得，

的最小值為等邊三角形高的2倍，即，故選：D考點七空間幾何體的截面問題48．（2023·全國·高三專題練習）已知在正方體中，，，分別是，，的中點，則過這三點的截面圖的形狀是（

）A．三角形 B．四邊形 C．五邊形 D．六邊形【答案】D【分析】利用平行畫出截面，進而判斷出正確答案.【詳解】分別取、、的中點、、，連接、、，在正方體中，，，分別是，，的中點，，，，六邊形是過，，這三點的截面圖，過這三點的截面圖的形狀是六邊形．故選：D49．（2023·江西·統(tǒng)考模擬預測）已知在長方體中，，點，，分別在棱，和上，且，，，則平面截長方體所得的截面形狀為（

）A．三角形 B．四邊形 C．五邊形 D．六邊形【答案】C【分析】連接并延長交的延長線于點，連接并延長交于點，過點作交于點，連接，即可得到截面圖形，從而得解.【詳解】如圖連接并延長交的延長線于點，連接并延長交于點，過點作交于點，連接，則五邊形即為平面截該長方體所得的截面多邊形.其中因為，，，所以，則，所以，又，所以，所以，則，顯然，則，所以.故選：C50．（2023·江西鷹潭·貴溪市實驗中學?？寄M預測）已知正方體的棱長為2，點為線段的中點，若點平面，且平面，則平面截正方體所得截面的周長為（

）A． B． C． D．【答案】C【分析】記的中點分別為E，F(xiàn)，先證三角形即為平面截正方體所得截面，然后可得周長.【詳解】記的中點分別為E，F(xiàn)，連接，由正方體性質可知，平面，因為平面，所以又為正方形，所以因為，平面，所以平面，因為平面，所以因為P，E分別為的中點，所以，所以，同理可證，又，平面所以平面，所以三角形即為平面截正方體所得截面，易知三角形為正三角形，所以截面周長為.故選：C

51．（2023·全國·高三對口高考）如圖，在直三棱柱中，，，，，為線段上的一動點，則過三點的平面截該三棱柱所得截面的最小周長為_________．

【答案】/【分析】利用直三棱柱的側面展開圖求解即可.【詳解】由題意可知過三點的平面截該三棱柱所得截面的周長即的周長，因為直三棱柱，所以各側面均為矩形，所以，直三棱柱的側面部分展開圖如圖所示，

則在矩形中，所以過三點的平面截該三棱柱所得截面的最小周長為，故答案為：52．（2023·全國·高三對口高考）如圖，正方體的棱長為，動點P在對角線上，過點P作垂直于的平面，記這樣得到的截面多邊形（含三角形）的周長為y，設，則當時，函數(shù)的值域為（

）

A． B． C． D．【答案】A【分析】由正方體的性質證明平面，同樣由正方體性質知時，截面與棱相交于它們的中點處，計算出，然后從1開始增加，平面逐漸平移，由棱錐平行于底面的截面的性質易得的表達式，，然后確定在時，是常數(shù)，與的情形相似可得．從而得出結論．【詳解】

如圖，連接，，平面，平面，則，又，，平面，平面，所以平面，又平面，所以，同理，，平面，平面，所以平面，因此平面