2018届高考数学大二轮复习专题五立体几何第1讲空间几何体的三视图、表面积及体积复习指导课后强化训练

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高考数学二轮复习专题五立体几何5.1空间几何体的三视图、表面积和体积课件理

(2)由三视图知该几何体是平行六面体，且底面是边长为 3 的正方形，侧棱长为 3 5，所以该几何体的表面积为 S＝2×3×6＋ 2×3×3＋2×3×3 5＝54＋18 5.
[技法领悟] 求解空间几何体表面积的注意点 (1)已知几何体的三视图求其表面积，一般是先根据三视图判断空间几何体的形状，再根据题目所给数据与几何体的表面积公式，求其表面积． (2)多面体的表面积是各个面的面积之和，组合体的表面积应注意重合部分的处理． (3)圆柱、圆锥、圆台的侧面是曲面，计算侧面积时需要将这个曲面展开成平面图形计算，而表面积是侧面积与底面圆的面积之和． (4)解决关于外接球的问题的关键是抓住外接的特点，即球心到多面体的顶点的距离都等于球的半径，同时要作一圆面起衬托作用．
3．(2017·湖南永州一模)在梯形 ABCD 中，∠ABC＝π2，AD∥BC，
BC＝2AD＝2AB＝2.将梯形 ABCD 绕 AD 所在的直线旋转一周而形
成的曲面所围成的几何体的体积为( )
2π 4π A. 3 B. 3
5π C. 3
D．2π
解析：
如图：以 AD 所在的直线为轴旋转一周，形成的几何体为一个底面半径为 1，高为 2 的圆柱挖去一个底面半径为 1，高为 1 的圆锥，所以其体积为 V＝π·12·2－13·π·12·1＝53π.故选 C.
3．(1)圆柱的表面积公式：S＝2πr2＋2πrl＝2πr(r＋l)(其中 r 为底面半径，l 为圆柱的高)；
(2)圆锥的表面积公式：S＝πr2＋πrl＝πr(r＋l)(其中 r 为底面半径，l 为母线长)；
(3)圆台的表面积公式：S＝π(r′2＋r2＋r′l＋rl)(其中 r 和 r′ 分别为圆台的上、下底面半径，l 为母线长)；

2018年高考数学二轮复习专题5立体几何第1讲空间几何体的三视图表面积及体积课件

• (2)空间几何体的直观图 • 空间几何体直观图的画法常采用斜二测画法．用斜二测画法画平面图形的直观图规则为“轴夹角45°(或135°)，平行长不变，垂直长减半”．
• 1．未注意三视图中实、虚线的区别 • 在画三视图时应注意看到的轮廓线画成实线，看不到的轮廓线画成虚线． • 2．不能准确分析组合体的结构致误 • 对简单组合体表面积与体积的计算要注意其构成几何体的面积、体积是和还是差． • 3．台体可以看成是由锥体截得的，此时截面一定与底面平行． • 4．空间几何放置的方式不同时，对三视图可能会有影响．
核心知识整合
• 1．柱体、锥体、台体、球的表面积与体积
名称棱柱体积表面积 S 棱柱＝2S 底面＋S 侧面
Sh V 棱柱＝__________ ．
(S 为底面积，h 为高)
1 3Sh V 棱锥＝__________
棱锥
S 棱锥＝S 底面＋S 侧面
(S 为底面积，h 为高) 棱台 1 V 棱台＝3h(S＋ SS′＋S′) (S、S′为底面积，h 为高) S 棱台＝S 上底＋S 下底＋S 侧面
知识网络构建
第一讲
空间几何体的三视图、表面积及体积
1
高考考点聚焦
2
3 4 5
核心知识整合
高考真题体验命题热点突破课后强化训练
高考考点聚焦
高考考点空间几何体的三视图与直观图的
考点解读 1.根据某几何体的部分三视图，判断该几何体的其他三视
图；或者已知某几何体的三视图，判断该几何体的形状
[ 解析]
方法 1：(割补法)
由几何体的三视图可知，该几何体是一个圆柱截去上面虚线部分所得，如图所示．将圆柱补全，并将圆柱从点 A 处水平分成上下两部分．由图可知，该几何体的体积等于下部分圆柱的体积加上上部分圆 1 1 2 2 柱体积的2，所以该几何体的体积 V＝π×3 ×4＋π×3 ×6×2＝ 63π．故选 B．

高考数学大二轮复习专题五立体几何第1讲空间几何体的三视图表面积和体积课件理

【解析】
(1)如图，连接OA，OB.
由SA＝AC，SB＝BC，SC为球O的直径，知OA⊥SC，OB⊥SC.
由平面SCA⊥平面SCB，平面SCA∩平面SCB＝SC，
OA⊥SC，知OA⊥平面SCB. 设球O的半径为r，则OA＝OB＝r，SC＝2r，
∴三棱锥 S－ABC 的体积
1 1 r3 V＝ ×2SC·OB·OA＝， 3 3
2
【答案】
(1)36π
9 (2) π 2
互动探究答案
解析设该球的球心为 O，三棱锥为 A－BCD，依题
意可知：VA－BCD＝VO－ABC＋VO－BCD＋VO－CDA＋VO－DAB， 1 1 1 1 1 即 S△BCD·h＝ S△ABC·r＋ S△BCD·r＋ S△CDA·r＋ 3 3 3 3 3 1 3 6 1 3 1 3 2 2 S△DAB·r.所以 × ×3 · ×3＝ × ×3 ·r＋ × 3 4 3 3 4 3 4 1 3 1 3 6 2 2 ×3 ·r＋ × ×3 ·r＋ × ×3 ·r.解得：r＝ .所以 3 4 3 4 4
(3)套用相应的面积公式与体积公式计算求解．
热点三体积
由空间几何体的结构特征求表面积、
厦门模拟)已知圆锥的底面直径为例2 (1)(2018· 2 3π ，且它的侧面展开图是一个半圆，则圆锥的表面 3π 积为 A．1 C．3 B．2 D．4
(2)(2018· 天津 ) 已知正方体 ABCD － A1B1C1D1 的棱长
面是面积为 8 的正方形，所以圆柱的高为 2 2，底面圆的直径为 2 2，所以该圆柱的表面积为 2×π×( 2)2＋ 2 2π×2 2＝12π.故选 B. 答案 B
3 ． (2018· 浙江 ) 某几何体的三视图如图所示 ( 单位：

高三数学二轮专题复习第1讲空间几何体的三视图、表面积和体积

面积为________. 解析如图，连接OA，OB，因为SA＝AC，SB＝BC，SC为球
O的直径，所以OA⊥SC，OB⊥SC.
因为平面SAC⊥平面SBC，平面SAC∩平面SBC＝SC，且OA⊂
平面SAC，所以OA⊥平面SBC.
设球的半径为r，则OA＝OB＝r，SC＝2r，所以 VA－SBC＝13×S△SBC×OA＝13×12×2r×r×r＝13r3，所以13r3＝9⇒r＝3，所以球的表面积为 4πr2＝36π. 答案 36π
C.8 2π
D.10π
解析因为过直线 O1O2 的平面截该圆柱所得的截面是面积为 8 的正方形，所以圆
柱的高为 2 2，底面圆的直径为 2 2.所以 S 表面积＝2×π×( 2)2＋2π× 2×2 2＝12π.
答案 B
3.(2018·天津卷)已知正方体ABCD－A1B1C1D1的棱长为1，除面ABCD外，该正方体其余各面的中心分别为点E，F，G，H，M(如图)，则四棱锥M－EFGH的体积为 ________.
A.17π
B.18π
C.20π
D.28π
(2)(2018·烟台二模)某几何体的三视图如图所示，其中俯视图右侧曲线为半圆弧，则几何体的表面积为( )
A.3π＋4 2－2 C.32π＋2 2－2
B.3π＋2 2－2 D.32π＋2 2＋2
解析 (1)由题知，该几何体的直观图如图所示，它是一个球(被过球心 O 且互相垂直的三个平面)切掉左上角的18后得到的组合体，其表面积是球面面积的78和三个14圆面积之和，易得球的半径为 2，则得 S＝78×4π×22＋3×14π×22＝17π.
【训练3】 (1)(2018·江苏卷)如图所示，正方体的棱长为2，以其所有面的中心为顶点的多面体的体积为________.

[推荐学习]2018年高考数学二轮复习第二部分专题四立体几何第1讲空间几何体的三视图表面积及体积课时

第1讲空间几何体的三视图、表面积及体积一、选择题1．如图所示是一个物体的三视图，则此三视图所描述物体的直观图是( )解析：先观察俯视图，由俯视图可知选项B 和D 中的一个正确，由正视图和侧视图可知选项D 正确．答案：D2．某几何体的三视图如图所示，且该几何体的体积是3，则正视图中的x 的值是( )A ．2 B.92 C.32D ．3解析：由三视图知，该几何体是四棱锥，底面是直角梯形，且S 底＝12(1＋2)×2＝3.所以V ＝13x ·3＝3，解得x ＝3.答案：D3．(2017·衡阳第二次联考)如下图所示，某空间几何体的正视图与侧视图相同，则此几何体的表面积为( )A ．6π B.23π＋ 3 C ．4πD ．2π＋ 3解析：此几何体为一个组合体，上为一个圆锥，下为一个半球拼接而成，表面积为S ＝4π2＋12×2×2π＝4π. 答案：C4．(2017·惠州模拟)已知一个几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为( )A.323 B.163 C.83 D.43解析：由三视图知，该几何体是等底同高的三棱锥P ABD 与三棱柱ABC AB 1C 1的组合体，其直观图如图所示．由几何体的体积为V 几何体＝V 三棱柱＋V 三棱锥＝12×(2)2×2＋13×12×(2)2×2＝83.答案：C5．(2017·郴州模拟)一个几何体的三视图如图所示，则该几何体的外接球的表面积为( )(导学号 54850117)A.414148π B.414π C ．4πD.4π3解析：由三视图知该几何体为四棱锥，侧面为左视图，PE ⊥平面ABC ，E 、F 分别是对应边的中点，底面ABCD 是边长为2的正方形，设外接球的球心到平面ABCD 的距离为h ，则h 2＋2＝12＋(2－h )2，所以h ＝34，R 2＝4116.所以几何体的外接球的表面积S ＝4πR 2＝414π.答案：B 二、填空题6．(2017·成都七中质检)已知三棱锥的四个面都是腰长为2的等腰三角形，该三棱锥的正视图如图所示，则该三棱锥的体积是______．解析：由题可知，因为三棱锥每个面都是腰为2的等腰三角形，由正视图可知如右俯视图，且三棱锥高为h ＝1，则体积V ＝13Sh ＝13×⎝ ⎛⎭⎪⎫12×23×1×1＝33.答案：337．球面上有不同的三点A 、B 、C ，且AB ＝BC ＝AC ＝3，球心到A ，B ，C 所在截面的距离为球半径的一半，则球的表面积为________．解析：设球的球心为O ，△ABC 的中心为O ′，在等边△ABC 中，边长AB ＝3，则O ′A ＝23×32×3＝ 3.依题意，R 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 22＋O ′A 2，得R ＝2.所以S 球＝4πR 2＝16π. 答案：16π8.(2017·江苏卷)如图，在圆柱O 1O 2内有一个球O ，该球与圆柱的上、下底面及母线均相切，记圆柱O 1O 2的体积为V 1，球O 的体积为V 2，则V 1V 2的值是________．解析：设球半径为R ，则圆柱底面圆半径为R ，母线长为2R . 又V 1＝πR 2·2R ＝2πR 3，V 2＝43πR 3，所以V 1V 2＝2πR 343πR3＝32.答案：32三、解答题9．(2015·全国卷Ⅱ)如图，长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，AB ＝16，BC ＝10，AA 1＝8，点E ，F 分别在A 1B 1，D 1C 1上，A 1E ＝D 1F ＝4.过点E ，F 的平面α与此长方体的面相交，交线围成一个正方形．(1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由)； (2)求平面α把该长方体分成的两部分体积的比值．解：(1)交线围成的正方形EHGF 如图所示．(2)作EM ⊥AB ，垂足为M ，则AM ＝A 1E ＝4，EB 1＝12，EM ＝AA 1＝8. 因为四边形EHGF 为正方形，所以EH ＝EF ＝BC ＝10. 于是MH ＝EH 2－EM 2＝6，故AH ＝10，HB ＝6.故S 四边形A 1EHA ＝12×(4＋10)×8＝56，S 四边形EB 1BH ＝12×(12＋6)×8＝72.因为长方体被平面α分成两个高为10的直棱柱，所以其体积的比值为97⎝ ⎛⎭⎪⎫79也正确. 10．(2017·沈阳质检)在三棱柱ABC A 1B 1C 1中，侧面AA 1C 1C ⊥底面ABC ，AA 1＝A 1C ＝AC ＝AB ＝BC ＝2，且点O 为AC 中点．(导学号 54850118)(1)证明：A 1O ⊥平面ABC ； (2)求三棱锥C 1ABC 的体积．(1)证明：因为AA 1＝A 1C ，且O 为AC 的中点，所以A 1O ⊥AC ，又平面AA 1C 1C ⊥平面ABC ，平面AA 1C 1C ∩平面ABC ＝AC ，且A 1O ⊂平面AA 1C 1C ，所以A 1O ⊥平面ABC .(2)解：因为A 1C 1∥AC ，A 1C 1⊄平面ABC ，AC ⊂平面ABC ，所以A 1C 1∥平面ABC ，即C 1到平面ABC 的距离等于A 1到平面ABC 的距离．由(1)知A 1O ⊥平面ABC 且A 1O ＝AA 21－AO 2＝3，所以VC 1ABC ＝VA 1ABC ＝13S △ABC ·A 1O ＝13×12×2×3×3＝1.11．(2017·贵阳调研)如图，四边形ABCD 为菱形，G 是AC 与BD 的交点，BE ⊥平面ABCD .(1)证明：平面AEC ⊥平面BED ；(2)若∠ABC ＝120°，AE ⊥EC ，三棱锥E ACD 的体积为63，求该三棱锥的侧面积． (1)证明：因为四边形ABCD 为菱形，所以AC ⊥BD .因为BE ⊥平面ABCD ，AC ⊂平面ABCD ，所以AC ⊥BE .因为BE ∩BD ＝B ，故AC ⊥平面BED . 又AC ⊂平面AEC ，所以平面AEC ⊥平面BED .(2)解：设AB ＝x ，在菱形ABCD 中，由∠ABC ＝120°，可得AG ＝GC ＝32x ，GB ＝GD ＝x 2. 因为AE ⊥EC ，所以在Rt △AEC 中，可得EG ＝32x . 由BE ⊥平面ABCD ，BG ⊂平面ABCD 知BE ⊥BG ，故△EBG 为直角三角形，可得BE ＝22x . 由已知得，三棱锥E ACD 的体积V E ACD ＝13×12AC ·GD ·BE ＝624x 3＝63.故x ＝2.从而可得AE ＝EC ＝ED ＝ 6.所以△EAC 的面积为3，△EAD 的面积与△ECD 的面积均为 5. 故三棱锥E ACD 的侧面积为3＋2 5.。

2018年高考数学二轮总复习第一部分专题攻略专题五立体几何(十一)空间几何体的三视图、表面积

课时作业(十一)空间几何体的三视图、表面积和体积．②①① B．②①②．②④① D．③①①由已知可得正视图应当是②，排除D；侧视图是一个正方形，中间的棱在侧视图中表现为一条对角线，对角线的方向应该从左上到右下，即侧视图应当是①，排除该物体的表面积为S＝π×12＋π152＋1．(2017·河北“五个一名校联盟”二模)如图，网格纸上正方形小格的边长为1 3×12×1×2×2＋．如图为某几何体的三视图，则该几何体的表面积为由三视图可知，该几何体为半圆柱与正方体的组合体，则其表面积由几何体的三视图可知，该几何体是一个底面半径为的等腰直角三角形，高为3的三棱锥的组合体，2×3＝π2＋1.由三视图可得原几何体如图所示，由三视图知该几何体的高．如图是一个几何体的三视图，则该几何体的所有棱中，最大值是由三视图可知，该几何体如图所示，其棱共有10，故该多面体的所有棱中，最大值为．如图为某几何体的三视图，则该几何体的内切球的直径为－ABCD ，如图所示，＝13S ▱ABCD ×PD ＝13(S ×3×4＋12×3×5＋12×3×5＋由题可知，该几何体的底面为等腰直角三角形，等腰直角三角形的斜边长为所以其侧面积S ＝2×2＋22×2＝4cm2(24＋85＋82)cm2如图，依题意可知四棱锥P－ABCD是此几何体的直观图，在四棱锥ABCD是正方形，△PAD≌△(2017·全国卷Ⅰ)某多面体的三视图如图所示，＋×2＝2答案：B该几何体为一个半径为1的半球，其表面积为半个球面面积与截.的棱长为1，E，F分别为线段的体积即为三棱锥F－DD1E的体积．因为，半径为5 cm，该纸片上的等边三角形FAB分别是以BC为折痕折起△DBC，△。

高考数学二轮复习专题5 立体几何第1讲空间几何体的三视图、表面积与体积文

第1讲空间几何体的三视图、表面积与体积空间几何体的三视图1.若某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的直观图可以是( B )解析:由题意知,选项A,C中所给的几何体的正视图、俯视图不符合要求,选项D中所给几何体的侧视图不符合要求.故选B.2.(2014福建卷)某空间几何体的正视图是三角形,则该几何体不可能是( A )(A)圆柱 (B)圆锥 (C)四面体(D)三棱柱解析:圆柱的正视图是矩形或圆,不可能是三角形,则该几何体不可能是圆柱.故选A.3.(2014湖北卷)在如图所示的空间直角坐标系O xyz中,一个四面体的顶点坐标分别是(0,0,2),(2,2,0),(1,2,1),(2,2,2).给出编号为①②③④的四个图,则该四面体的正视图和俯视图分别为( D )(A)①和②(B)③和①(C)④和③(D)④和②解析:在空间直角坐标系O xyz中作出棱长为2的正方体,在该正方体中作出四面体,如图所示,由图可知,该四面体的正视图为④,俯视图为②.故选D.4.已知一个三棱锥的三视图如图所示,其中三个视图都是直角三角形,则在该三棱锥的四个面中,直角三角形的个数为( D )(A)1 (B)2 (C)3 (D)4解析:由题意可知,几何体是三棱锥,其放置在长方体中形状如图中三棱锥A BCD,利用长方体模型可知,此三棱锥的四个面,全部是直角三角形.故选D.空间几何体的表面积与体积5.(2015新课标全国卷Ⅰ)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺.问:积及为米几何?”其意思为“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米约有( B )(A)14斛(B)22斛(C)36斛(D)66斛解析:设圆锥底面半径为r,因为米堆底部弧长为8尺,所以r=8,r=≈(尺),所以米堆的体积为V=××π×()2×5≈(立方尺),又1斛米的体积约为1.62立方尺,所以该米堆有÷1.62≈22(斛),选B.6.(2015新课标全国卷Ⅱ)一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如图,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为( D )(A)(B)(C)(D)解析:由三视图可知,该几何体是一个正方体截去了一个三棱锥,即截去了正方体的一个角.设正方体的棱长为1,则正方体的体积为1,截去的三棱锥的体积为V1=××1×1×1=,故剩余部分的体积为V2=,所求比值为=.7.(2015河北沧州质检)已知一个几何体的三视图如图所示,若该几何体的体积为,则其俯视图的面积为( B )(A)π+2 (B)2π+4 (C)2π+6 (D)π+4解析:三视图所对应的空间几何体为一半圆锥拼接一三棱锥,因为V=××πa2×4+××2a×a×4=a2(π+2)=,所以a2=4,所以俯视图的面积为πa2+·2a·a=2π+4,故选B.8.(2015大庆市二检)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画的是某几何体的三视图,则该几何体的表面积为( A )(A)32+4π(B)24+4π(C)12+(D)24+解析:该几何体为长方体与球的组合体,其中长方体的棱长分别为2,2,3,球的半径为1,故其表面积为2×2×2+2×3×4+4×π×12=32+4π,故选A.多面体与球的切接问题9.(2015东北三校联合二模)一个三棱锥的三视图如图所示,其中俯视图为等腰直角三角形,正视图和侧视图是全等的等腰三角形,则此三棱锥外接球的表面积为( B )(A)16π (B)9π(C)4π(D)π解析:由三视图可知立体图形如图所示.由三视图知顶点A在底面BCD上的射影E为BD中点,AE⊥底面BCD,BC⊥CD,BC=CD=2,BD=2,AE=2,设O为外接球球心,AO=R,OE=2-R,则AB==,在Rt△BOE中R2=(2-R)2+()2,得R=,因为S=4πR2,所以此三棱锥外接球的表面积为9π.10.(2015甘肃兰州第二次监测)已知长方体ABCD A1B1C1D1的各个顶点都在球O的球面上,若球O的表面积为16π,且AB∶AD∶AA1=∶1∶2,则球心O到平面ABCD的距离为( B ) (A)1 (B)(C)(D)2解析:设外接球O的半径为R,则4πR2=16π,所以R=2,由题意知长方体的对角线为球的直径,又AB∶AD∶AA1=∶1∶2,设AD=x,AB=x,AA1=2x,则x2+(x)2+(2x)2=42,解得x=,球心O到平面ABCD的距离为AA1=x=,选B.11.(2015江西上饶三模)从点P 出发的三条射线PA,PB,PC两两成60°角,且分别与球O相切于A,B,C三点,若OP=,则球的体积为( C )(A)(B)(C)(D)解析:设OP交平面ABC于O′,由题得△ABC和△PAB为正三角形,所以O′A=AB=AP,因为AO′⊥PO,OA⊥PA,所以=,=,=,所以OA==×=1,即球的半径为1,所以其体积为π×13=π.选C.12.(2015东北三校第一次联合模拟)三棱柱ABC A1B1C1各顶点都在一个球面上,侧棱与底面垂直,∠ACB=120°,CA=CB=2,AA1=4,则这个球的表面积为.解析:在△ABC中,∠ACB=120°,CA=CB=2,由余弦定理可得AB=6,由正弦定理可得△ABC外接圆半径r=2,设此圆圆心为O′,球心为O,在Rt△OAO′中,球半径R==4,故球的表面积为S=4πR2=64π.答案:64π一、选择题1.某几何体的正视图和侧视图均如图所示,则该几何体的俯视图不可能是( D )解析:根据几何体的三视图知识求解.由于该几何体的正视图和侧视图相同,且上部是一个矩形,矩形中间无实线和虚线,因此俯视图不可能是选项D.2.(2015河南模拟)如图,某几何体的正视图与侧视图都是边长为1的正方形,且其体积为,则该几何体的俯视图可以是( D )解析:根据正视图与侧视图的形状和几何体的体积是,知底面积是,所以底面是一个半径为1的四分之一圆,故选D.3.(2015河南六市第二次联考)某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,其中侧视图是一个边长为2的正三角形,则这个几何体的体积是( B )(A)2 cm3(B) cm3(C)3 cm3(D)3 cm3解析:由三视图可知几何体如图所示,其侧面PCB与底面垂直,且△PCB为边长为2的正三角形,底面为直角梯形,上底为1,下底为2,高为2,所以四棱锥的体积为V=××(1+2)×2××2=.4.(2015赤峰模拟)已知三棱锥的直观图及其俯视图与侧视图如图,俯视图是边长为2的正三角形,侧视图是一直角边为2的直角三角形,则该三棱锥的正视图面积为( B )(A)(B)2 (C)4 (D)解析:三棱锥的正视图如图所示,所以该三棱锥的正视图面积=×2×2=2.故选B.5.(2015太原市高三模拟)已知某几何体的三视图如图所示,其中俯视图是扇形,则该几何体的体积为( B )(A)4π(B)2π(C)(D)解析:由正视图可知该几何体的高为H=3,其俯视图如图,OA=OB=2,AC=,AC⊥OB,所以∠AOB=,弧AB的长为,所以扇形面积为S=×2×=,所以几何体的体积为V=3×=2π.选B.6.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( B )(A)6+(B)7+(C)8+(D)7+2解析:由三视图可知该几何体是底面为直角梯形(梯形上底长为1,下底长为2,高为1),高为1的直棱柱,故其表面积为1×1×2+×(1+2)×1×2+1×2+1×=7+.故选B.7.(2015黑龙江高三模拟)一个四面体的顶点都在球面上,它们的正视图、侧视图、俯视图都如图所示.图中圆内有一个以圆心为中心边长为1的正方形.则这个四面体的外接球的表面积是( B )(A)π(B)3π(C)4π(D)6π解析:由三视图可知,该四面体是正方体的一个内接正四面体,且正方体的棱长为1,所以内接正方体的对角线长为,即球的直径为,所以球的表面积为S=4π×()2=3π,故选B.8.(2015辽宁沈阳高三一模)已知直三棱柱ABC A1B1C1中,所有棱的长都为3,顶点都在同一球面上,则该球的表面积为( B )(A)9π(B)21π (C)33π (D)45π解析:如图,因为所有棱的长都为3,所以OO1=,OA即为其外接球的半径R,又AO1=××3=,所以R2=O+A=()2+()2=,所以S球=4πR2=21π.故选B.9.(2015河南六市联考)一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积是( D )(A)1 (B)2 (C)3 (D)4解析:由三视图可知,该几何体的直观图如图所示,四边形ABCD为直角梯形,上底为2,下底为4,高为2,且OA,AB,AD两两垂直,OA=2,所以该几何体的体积为V=××2=4.选D.10.(2015郑州第一次质量预测)某三棱锥的三视图如图所示,且三个三角形均为直角三角形,则xy的最大值为( C )(A)32 (B)32(C)64 (D)64解析:设三棱锥的高为h,则根据三视图可得所以x2+y2=128,因为x>0,y>0,所以x2+y2≥2xy,所以xy≤64,当且仅当x=y=8时取“=”号,故xy的最大值为64.选C.11.(2015广西南宁二模)已知如图是一个空间几何体的三视图,则该几何体的外接球的表面积为( B )(A)24π (B)6π(C)4π(D)2π解析:依题意知,该几何体是一个如图所示的三棱锥A BCD,其中AB⊥平面BCD,AB=,BC=CD=,BD=2,将该三棱锥补成一个正方体,则有(2R)2=()2+()2+()2=6,所以R=,所以外接球的表面积为S=4πR2=4π×()2=6π.选B.12.(2015唐山市一模)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( C )(A)4 (B)21+(C)3+12 (D)+12解析:根据三视图可知该几何体是正六边形截得的正方体下方的几何体,因为正方体的棱长为2,所以根据分割的正方体的2个几何体的对称性得,S1=×6×22=12,正六边形的面积为6××()2=3,所以该几何体的表面积为12+3.选C.二、填空题13.(2015广西南宁二模)设甲、乙两个圆柱的底面积分别为S1,S2,体积分别为V1,V2,若它们的侧面积相等且=,则的值是.解析:设两个圆柱的底面半径分别为r1,r2,高分别为h1,h2,则由题意知,==·=,①又2πr1·h1=2πr2·h2,所以=,②把②代入①可得,=,所以=()2=()2=.答案:14.(2015辽宁沈阳高三一模)已知某多面体的三视图如图所示,其中俯视图和侧视图都是腰长为4的等腰直角三角形,正视图为直角梯形,则此多面体最长的一条棱长为.解析:由三视图知,该几何体是一个四棱锥,如图所示,其底面是直角梯形,AD=4,AB=4,OA=4,BC=1,则OD==,CD==5,OB==,OC===,故多面体最长的一条棱长为.答案:15.一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为.解析:由三视图知,几何体由一个四棱锥与四棱柱组成,则体积V=×2×2×1+1×1×2=.答案:16.(2015大连市高三一模)如图,半球内有一内接正四棱锥S ABCD,该四棱锥的体积为,则该半球的体积为.解析:设球的半径为R,则底面ABCD的面积为2R2, 因为半球内有一内接正四棱锥S ABCD,该四棱锥的体积为,所以×2R2×R=,所以R3=2,所以该半球的体积为V=×πR3=π.答案:π。

2018届高考数学二轮复习第一部分专题五立体几何 1.5.1 空间几何体的三视图、表面积及

限时规范训练空间几何体的三视图、表面积及体积限时45分钟，实际用时分值80分，实际得分一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分)1．(2017·山东烟台模拟)一个三棱锥的正(主)视图和俯视图如图所示，则该三棱锥的侧(左)视图可能为( )解析：选D.分析三视图可知，该几何体为如图所示的三棱锥，其中平面ACD⊥平面BCD，故其侧(左)视图应为D.2．如图是一个空间几何体的三视图，则该几何体的表面三角形中为直角三角形的个数为( )A．2 B．3C．4 D．5解析：选C.作出三棱锥的直观图如图所示，由三视图可知AB＝BD＝2，BC＝CD＝2，AD＝22，AC＝6，故△ABC，△ACD，△ABD，△BCD均为直角三角形，故选C.3．已知等腰直角三角形的直角边的长为2，将该三角形绕其斜边所在直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A.22π3B.42π3C ．22πD ．42π解析：选B.旋转体是两个圆锥，其底面半径为直角三角形斜边的高2，高即斜边的长的一半2，故所得几何体的体积V ＝13π(2)2×2×2＝42π3.4．(2017·厦门质检)如图，在棱长为1的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，E 是棱BC 上的一点，则三棱锥D 1B 1C 1E 的体积等于( )A.13 B.512C.36D.16解析：选D.VD 1B 1C 1E＝VE B 1C 1D 1＝13S △B 1C 1D 1·CC 1＝13×12×12×1＝16，故选D.5．《九章算术》中，将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马；将四个面都为直角三角形的三棱锥称之为鳖臑．若三棱锥P ABC 为鳖臑，PA ⊥平面ABC ，PA ＝AB ＝2，AC ＝4，三棱锥P ABC 的四个顶点都在球O 的球面上，则球O 的表面积为( )A ．8πB ．12πC ．20πD ．24π解析：选C.将三棱锥P ABC 放入长方体中，如图，三棱锥P ABC 的外接球就是长方体的外接球．因为PA ＝AB ＝2，AC ＝4，△ABC 为直角三角形，所以BC ＝42－22＝2 3.设外接球的半径为R ，依题意可得(2R )2＝22＋22＋(23)2＝20，故R 2＝5，则球O 的表面积为4πR 2＝20π.故选C.6．某几何体的三视图如图所示，若该几何体的体积为37，则侧(左)视图中线段的长度x 的值是()A.7 B ．27 C ．4D ．5解析：选 C.分析题意可知，该几何体为如图所示的四棱锥P ABCD ，故其体积V ＝13×32＋32×4×CP ＝37，所以CP ＝7，所以x ＝32＋72＝4.7．(2017·山东青岛二模)如图，正四棱锥P ABCD 的底面边长为6 cm ，侧棱长为5 cm ，则它的侧(左)视图的周长等于( )A ．17 cmB ．(119＋5)cmC ．16 cmD ．14 cm解析：选D.由题意可知，侧(左)视图是一个三角形，底边长等于正四棱锥底面正方形的边长，高为正四棱锥的高的一个等腰三角形．因为侧棱长5 cm ，所以斜高h ＝52－32＝4(cm)，又正四棱锥底面正方形的边长为6 cm ，所以侧(左)视图的周长为6＋4＋4＝14(cm)．8．已知直三棱柱ABC A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上．若AB ＝3，AC ＝4，AB ⊥AC ，AA 1＝12，则球O 的半径为( )A.3172 B ．210 C.132D ．310解析：选C.因为在直三棱柱中AB ＝3，AC ＝4，AA 1＝12，AB ⊥AC ，所以BC ＝5，且BC 为过底面ABC 的截面圆的直径．取BC 中点D ，则OD ⊥底面ABC ，则O 在侧面BCC 1B 1内，矩形BCC 1B 1的对角线长即为球直径，所以2R ＝122＋52＝13，即R ＝132.9．(2016·高考山东卷)一个由半球和四棱锥组成的几何体，其三视图如图所示，则该几何体的体积为( )A.13＋23πB.13＋23πC.13＋26π D ．1＋26π 解析：选C.由三视图可知，半球的半径为22，四棱锥底面正方形边长为1，高为1，所以该组合体的体积＝43π·⎝ ⎛⎭⎪⎫223×12＋13×1×1×1＝13＋26π.10．(2017·吉林长春模拟)某四面体的三视图如图所示，该四面体的六条棱中，长度最长的棱的长是( )A ．2 5B ．2 6解析：选C.由三视图可知该四面体的直观图如图所示，其中AC ＝2，PA ＝2，△ABC 中，边AC 上的高为23，所以BC ＝42＋32＝27，而PB ＝PA 2＋AB 2＝22＋42＝25，PC ＝PA 2＋AC 2＝22，因此在四面体的六条棱中，长度最长的棱是BC ，其长为27，选C.11．(2017·甘肃兰州三模)某四棱锥的三视图如图所示，则该几何体的表面积为( )A ．17B ．22C ．14＋213D ．22＋213解析：选D.可借助长方体，作出该四棱锥的直观图，如图中的四棱锥V ABCD 所示．则BC ⊥平面VAB ，AB ⊥平面VAD ，CD ⊥平面VAD ，VD ＝5，VB ＝13，所以四棱锥V ABCD 的表面积S 表＝S △VAB ＋S △VBC ＋S △VCD ＋S △VAD ＋S 四边形ABCD ＝12×(2×3＋4×13＋2×5＋3×4)＋2×4＝22＋213.故选D.12．(2017·河北衡水模拟)一个空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的外接球的表面积为( )A ．24πB ．6π解析：选B.题中的几何体是三棱锥A BCD ，如图所示，其中底面△BCD 是等腰直角三角形，BC ＝CD ＝2，AB ⊥平面BCD ，BC ⊥CD ，AB ＝2，BD ＝2，AC ⊥CD .取AD 的中点M ，连接BM ，CM ，则有BM ＝CM ＝12AD ＝1222＋22＝62.从而可知该几何体的外接球的半径是62.故该几何体的外接球的表面积为4π×⎝⎛⎭⎪⎫622＝6π，应选B. 二、填空题(本题共4小题，每小题5分，共20分)13．现有橡皮泥制作的底面半径为5、高为4的圆锥和底面半径为2，高为8的圆柱各一个，若将它们重新制作成总体积与高均保持不变，但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个，则新的底面半径为________．解析：利用圆锥、圆柱的体积公式，列方程求解．设新的底面半径为r ，由题意得13×π×52×4＋π×22×8＝13×π×r 2×4＋π×r 2×8， ∴r 2＝7，∴r ＝7. 答案：714．三棱锥P ABC 中，D ，E 分别为PB ，PC 的中点，记三棱锥D ABE 的体积为V 1，P ABC 的体积为V 2，则V 1V 2＝________.解析：如图，设点C 到平面PAB 的距离为h ，△PAB 的面积为S ，则V 2＝13Sh ，V 1＝V E ADB ＝13×12S ×12h ＝112Sh ，所以V 1V 2＝14.答案：1415．(2017·山东临沂模拟)某几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为________．解析：根据三视图可以判断该几何体由上、下两部分组成，其中上面部分为长方体，下面部分为半个圆柱，所以组合体的体积为2×2×4＋12×22×π×4＝16＋8π.答案：16＋8π16．(2017·高考全国卷Ⅰ)如图，圆形纸片的圆心为O ，半径为5 cm ，该纸片上的等边三角形ABC 的中心为O .D ，E ，F 为圆O 上的点，△DBC ，△ECA ，△FAB 分别是以BC ，CA ，AB 为底边的等腰三角形．沿虚线剪开后，分别以BC ，CA ，AB 为折痕折起△DBC ，△ECA ，△FAB ，使得D ，E ，F 重合，得到三棱锥．当△ABC 的边长变化时，所得三棱锥体积(单位：cm 3)的最大值为________．解析：如图，连接OD ，交BC 于点G ，由题意，知OD ⊥BC ，OG ＝36BC . 设OG ＝x ，则BC ＝23x ，DG ＝5－x ，三棱锥的高h ＝DG 2－OG 2＝25－10x ＋x 2－x 2＝25－10x ，S △ABC ＝12×23x ×3x ＝33x 2，则三棱锥的体积 V ＝13S △ABC ·h ＝3x 2·25－10x＝3·25x 4－10x 5.令f (x )＝25x 4－10x 5，x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，52，则f ′(x )＝100x 3－50x 4.令f ′(x )＝0得x ＝2.当x ∈(0,2)时，f ′(x )＞0，f (x )单调递增，当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫2，52时，f ′(x )＜0，f (x )单调递减，故当x ＝2时，f (x )取得最大值80，则V ≤3×80＝415.∴三棱锥体积的最大值为415 cm 3. 答案：415。

(通用版)18年高考数学二轮复习专题三立体几何第一讲小题考法——空间几何体的三视图、表面积与体积及位

[答案]
(1)B
(2)B
(3)B
[方法技巧]
1．求解几何体的表面积与体积的技巧 (1)求三棱锥的体积：等体积转化是常用的方法，转化原则是其高易求，底面放在已知几何体的某一面上． (2)求不规则几何体的体积：常用分割或补形的方法，将不规则几何体转化为规则几何体求解． (3)求表面积：其关键思想是空间问题平面化． 2．根据几何体的三视图求其表面积或体积的步骤 (1)根据给出的三视图还原该几何体的直观图． (2)由三视图中的大小标识确定该几何体的各个度量． (3)套用相应的面积公式或体积公式计算求解．
∴球O的表面积为S＝4πR2＝4π×32＝36π.
答案：36π
4．(2018届高三· 浙江名校联考)某简单几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为________，其外接球的表面积为________．
解析：由三视图得该几何体是一个底面为对角线为4的正方 1 形，高为3的直四棱柱，则其体积为4×4× ×3＝24.又直四 2 棱柱的外接球的半径R＝
2
法二：由题意知，该几何体由底面半径为3，高为10的圆柱截去底面半径为3，高为6的圆柱的一半所得，其体积等价于底面半径为3，高为7的圆柱的体积，所以它的体积V＝ π×32×7＝63π. 1 (3)该几何体是一个直三棱柱截去所得，如图所示，其 4 3 1 体积为 × ×3×4×2＝9. 4 2
A．3 2
B． 2 3
C．2 2 D．2 解析：在正方体中还原该四棱锥如图所示，
从图中易得最长的棱为 AC1＝ AC2＋CC2 1＝ 22＋22＋22＝2 3.
答案：B
3．(2017· 福州模拟)如图，网格纸上小正方形的边长为1，实线画出的是某几何体的三视图，则此几何体各面中直角三角形的个数是 ( )

[推荐学习]2018年高考数学二轮总复习第一部分专题攻略专题五立体几何十一空间几何体的三视图表面积和

2018高考数学二轮复习专题四立体几何第1讲空间几何体的三视图表面积及体积课时

第1讲空间几何体的三视图、表面积及体积一、选择题1．如图所示是一个物体的三视图，则此三视图所描述物体的直观图是( )解析：先观察俯视图，由俯视图可知选项B 和D 中的一个正确，由正视图和侧视图可知选项D 正确．答案：D2．某几何体的三视图如图所示，且该几何体的体积是3，则正视图中的x 的值是( )A ．2 B.92 C.32D ．3解析：由三视图知，该几何体是四棱锥，底面是直角梯形，且S 底＝12(1＋2)×2＝3.所以V ＝13x ·3＝3，解得x ＝3.答案：D3．(2017·衡阳第二次联考)如下图所示，某空间几何体的正视图与侧视图相同，则此几何体的表面积为( )A ．6π B.23π＋ 3 C ．4πD ．2π＋ 3解析：此几何体为一个组合体，上为一个圆锥，下为一个半球拼接而成，表面积为S ＝4π2＋12×2×2π＝4π. 答案：C4．(2017·浙江卷)某几何体的三视图如图所示(单位：cm)，则该几何体的体积(单位：cm 3)是( )A.π2＋1 B.π2＋3 C.3π2＋1 D.3π2＋3 解析：由三视图可知原几何体为半个圆锥和一个三棱锥的组合体，半圆锥的底面半径为1，高为3，三棱锥的底面积为12×2×1＝1，高为3.故原几何体体积为V ＝12×π×12×3×13＋1×3×13＝π2＋1.答案：A5．(2016·全国卷Ⅱ)体积为8的正方体的顶点都在同一球面上，则该球的表面积为( )(导学号 55410117)A ．12π B.323π C ．8π D ．4π解析：设正方体棱长为a ，则a 3＝8，所以a ＝2.所以正方体的体对角线长为23，所以正方体外接球的半径为3，所以球的表面积为4π·(3)2＝12π.答案：A 二、填空题6．(2016·北京卷)某四棱柱的三视图如图所示，则该四棱柱的体积为________．解析：由题意知该四棱柱为直四棱柱，其高为1，其底面为上底长为1，下底长为2，高为1的等腰梯形，所以该四棱柱的体积为V ＝（1＋2）×12×1＝32.答案：327．球面上有不同的三点A 、B 、C ，且AB ＝BC ＝AC ＝3，球心到A ，B ，C 所在截面的距离为球半径的一半，则球的表面积为________．解析：设球的球心为O ，△ABC 的中心为O ′，在等边△ABC 中，边长AB ＝3，则O ′A ＝23×32×3＝ 3.依题意，R 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 22＋O ′A 2，得R ＝2.所以S 球＝4πR 2＝16π. 答案：16π8.(2017·江苏卷)如图，在圆柱O 1O 2内有一个球O ，该球与圆柱的上、下底面及母线均相切，记圆柱O 1O 2的体积为V 1，球O 的体积为V 2，则V 1V 2的值是________．解析：设球半径为R ，则圆柱底面圆半径为R ，母线长为2R . 又V 1＝πR 2·2R ＝2πR 3，V 2＝43πR 3，所以V 1V 2＝2πR 343πR3＝32.答案：32三、解答题9．(2015·全国卷Ⅱ)如图，长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，AB ＝16，BC ＝10，AA 1＝8，点E ，F 分别在A 1B 1，D 1C 1上，A 1E ＝D 1F ＝4.过点E ，F 的平面α与此长方体的面相交，交线围成一个正方形．(1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由)； (2)求平面α把该长方体分成的两部分体积的比值．解：(1)交线围成的正方形EHGF 如图所示．(2)作EM ⊥AB ，垂足为M ，则AM ＝A 1E ＝4，EB 1＝12，EM ＝AA 1＝8. 因为四边形EHGF 为正方形，所以EH ＝EF ＝BC ＝10. 于是MH ＝EH 2－EM 2＝6，故AH ＝10，HB ＝6.故S 四边形A 1EHA ＝12×(4＋10)×8＝56，S 四边形EB 1BH ＝12×(12＋6)×8＝72.因为长方体被平面α分成两个高为10的直棱柱，所以其体积的比值为97⎝ ⎛⎭⎪⎫79也正确. 10．(2017·沈阳质检)在三棱柱ABC A 1B 1C 1中，侧面AA 1C 1C ⊥底面ABC ，AA 1＝A 1C ＝AC ＝AB ＝BC ＝2，且点O 为AC 中点．(导学号 55410118)(1)证明：A 1O ⊥平面ABC ； (2)求三棱锥C 1ABC 的体积．(1)证明：因为AA 1＝A 1C ，且O 为AC 的中点，所以A 1O ⊥AC ，又平面AA 1C 1C ⊥平面ABC ，平面AA 1C 1C ∩平面ABC ＝AC ，且A 1O ⊂平面AA 1C 1C ，所以A 1O ⊥平面ABC .(2)解：因为A 1C 1∥AC ，A 1C 1⊄平面ABC ，AC ⊂平面ABC ，所以A 1C 1∥平面ABC ，即C 1到平面ABC 的距离等于A 1到平面ABC 的距离．由(1)知A 1O ⊥平面ABC 且A 1O ＝AA 21－AO 2＝3，所以VC 1ABC ＝VA 1ABC ＝13S △AB C ·A 1O ＝13×12×2×3×3＝1.11．(2017·贵阳调研)如图，四边形ABCD 为菱形，G 是AC 与BD 的交点，BE ⊥平面ABCD .(1)证明：平面AEC ⊥平面BED ；(2)若∠ABC ＝120°，AE ⊥EC ，三棱锥E ACD 的体积为63，求该三棱锥的侧面积． (1)证明：因为四边形ABCD 为菱形，所以AC ⊥BD .因为BE ⊥平面ABCD ，AC ⊂平面ABCD ，所以AC ⊥BE .因为BE ∩BD ＝B ，故AC ⊥平面BED . 又AC ⊂平面AEC ，所以平面AEC ⊥平面BED .(2)解：设AB ＝x ，在菱形ABCD 中，由∠ABC ＝120°，可得AG ＝GC ＝32x ，GB ＝GD ＝x 2. 因为AE ⊥EC ，所以在Rt △AEC 中，可得EG ＝32x . 由BE ⊥平面ABCD ，BG ⊂平面ABCD 知BE ⊥BG ，故△EBG 为直角三角形，可得BE ＝22x . 由已知得，三棱锥E ACD 的体积V E ACD ＝13×12AC ·GD ·BE ＝624x 3＝63.故x ＝2.从而可得AE ＝EC ＝ED ＝ 6.所以△EAC 的面积为3，△EAD 的面积与△ECD 的面积均为 5. 故三棱锥E ACD 的侧面积为3＋2 5.。

高考数学二轮复习专题五立体几何第一讲空间几何体的三视图、表面积与体积学案理-人教版高三全册

第一讲空间几何体的三视图、表面积与体积考点一空间几何体的三视图与直观图1．三视图的排列规则俯视图放在正(主)视图的下面，长度与正(主)视图的长度一样，侧(左)视图放在正(主)视图的右面，高度与正(主)视图的高度一样，宽度与俯视图的宽度一样．即“长对正、高平齐、宽相等”．2．原图形面积S与其直观图面积S′之间的关系S′＝24 S.[对点训练]1．(2018·全国卷Ⅲ)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来．构件的凸出部分叫榫头，凹进部分叫卯眼，图中木构件右边的小长方体是榫头．若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体，则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是( )[解析] 两个木构件咬合成长方体时，小长方体(榫头)完全嵌入带卯眼的木构件，易知俯视图可以为A.故选A.[答案] A2．(2018·河北衡水中学调研)正方体ABCD－A1B1C1D1中，E为棱BB1的中点(如图)，用过点A，E，C1的平面截去该正方体的上半部分，则剩余几何体的左视图为( )[解析] 过点A，E，C1的截面为AEC1F，如图，则剩余几何体的左视图为选项C中的图形．故选C.[答案] C3．(2018·江西南昌二中模拟)一个几何体的三视图如图所示，在该几何体的各个面中，面积最小的面的面积为( )A ．8B ．4C ．4 3D ．4 2[解析] 由三视图可知该几何体的直观图如图所示，由三视图特征可知，PA ⊥平面ABC ，DB ⊥平面ABC ，AB ⊥AC ，PA ＝AB ＝AC ＝4，DB ＝2，则易得S △PAC ＝S △ABC ＝8，S △CPD ＝12，S 梯形ABDP＝12，S △BCD ＝12×42×2＝42，故选D.[答案] D4．如图所示，一个水平放置的平面图形的直观图是一个底角为45°，腰和上底长均为1的等腰梯形，则该平面图形的面积为________．[解析] 直观图的面积S ′＝12×(1＋1＋2)×22＝2＋12.故原平面图形的面积S ＝S ′24＝2＋ 2.[答案] 2＋ 2[快速审题] (1)看到三视图，想到常见几何体的三视图，进而还原空间几何体． (2)看到平面图形直观图的面积计算，想到斜二侧画法，想到原图形与直观图的面积比为24.由三视图还原到直观图的3步骤(1)根据俯视图确定几何体的底面．(2)根据正(主)视图或侧(左)视图确定几何体的侧棱与侧面的特征，调整实线和虚线所对应的棱、面的位置．(3)确定几何体的直观图形状．考点二空间几何体的表面积与体积1．柱体、锥体、台体的侧面积公式 (1)S 柱侧＝ch (c 为底面周长，h 为高)； (2)S 锥侧＝12ch ′(c 为底面周长，h ′为斜高)；(3)S 台侧＝12(c ＋c ′)h ′(c ′，c 分别为上下底面的周长，h ′为斜高)．2．柱体、锥体、台体的体积公式 (1)V 柱体＝Sh (S 为底面面积，h 为高)； (2)V 锥体＝13Sh (S 为底面面积，h 为高)；(3)V 台＝13(S ＋SS ′＋S ′)h (不要求记忆)．3．球的表面积和体积公式S 表＝4πR 2(R 为球的半径)，V 球＝43πR 3(R 为球的半径)．[对点训练]1．(2018·浙江卷)某几何体的三视图如图所示(单位：cm)，则该几何体的体积(单位：cm 3)是( )A ．2B ．4C ．6D ．8[解析] 由三视图可知该几何体是直四棱柱，其中底面是直角梯形，直角梯形上，下底边的长分别为1 cm,2 cm ，高为2 cm ，直四棱柱的高为2 cm.故直四棱柱的体积V ＝1＋22×2×2＝6 cm 3.[答案] C2．(2018·哈尔滨师范大学附中、东北师范大学附中联考)某几何体的三视图如图所示，其中正视图是半径为1的半圆，则该几何体的表面积是( )A.(5－1)π2＋2 B.(5＋1)π2＋2 C.π2＋3 D.52π＋2 [解析] 由三视图知，此几何体为一个半圆锥，其底圆半径为1，高为2，故母线长为22＋12＝5，所以该几何体的表面积S ＝12π×1×5＋12π×12＋12×2×2＝(5＋1)π2＋2.故选B.[答案] B3．一个几何体的三视图如图所示，则这个几何体的体积是( )A ．1B ．2C ．3D ．4[解析] 由已知易得该几何体是一个以正视图为底面，高为2的四棱锥．由于正视图是一个上底边为2，下底边为4，高为2的直角梯形，故该四棱锥的底面积S ＝12×(2＋4)×2＝6，则V ＝13Sh ＝13×6×2＝4.故选D.[答案] D4．(2018·太原一模)某几何体的三视图如图所示，则该几何体的表面积为( )A ．6π＋1 B.(24＋2)π4＋1 C.(23＋2)π4＋12D.(23＋2)π4＋1 [解析] 由几何体的三视图知，该几何体为一个组合体，其中下部是底面直径为2，高为2的圆柱，上部是底面直径为2，高为1的圆锥的四分之一，所以该几何体的表面积为4π＋π＋3π4＋2π4＋1＝(23＋2)π4＋1，故选D.[答案] D[快速审题] (1)看到求规则图形的表面积(体积)，想到相应几何体的表面积(体积)公式．(2)看到求不规则图形的表面积，想到几何体的侧面展开图．(3)看到求不规则图形的体积，想到能否用割补思想、特殊值法等解决．求几何体表面积和体积关键过好“两关”(1)还原关，即利用“长对正，宽相等，高平齐”还原空间几何体的直观图． (2)公式关，即会利用空间几何体的体积或表面积公式求简单组合体的体积或表面积．考点三多面体与球的切接问题与球有关的组合体问题，一种是内切，一种是外接．解题时要认真分析图形，明确切点和接点的位置，确定有关元素间的数量关系，并作出合适的截面图．角度1：与球的组合体中求棱柱(锥)的表面积或体积[探究追问] 若本例中的条件变为“直三棱柱ABC－A1B1C1的6个顶点都在球O的球面上”，若AB＝3，AC＝4，AB⊥AC，AA1＝12，求球O的表面积．[解] 将直三棱柱补形为长方体ABEC－A1B1E1C1，则球O是长方体ABEC－A1B1E1C1的外接球．∴体对角线BC1的长为球O的直径．因此2R＝32＋42＋122＝13.故S球＝4πR2＝169π.“切”“接”问题的处理方法(1)“切”的处理：解决与球有关的内切问题主要是指球内切多面体与旋转体，解答时要先找准切点，通过作截面来解决．如果内切的是多面体，则多通过多面体过球心的对角面来作截面．(2)“接”的处理：把一个多面体的几个顶点放在球面上即球的外接问题．解决这类问题的关键是抓住外接的特点，即球心到多面体的顶点的距离等于球的半径．[对点训练]1．[角度1](2018·广东惠州二模)已知三棱锥S －ABC 的底面是以AB 为斜边的等腰直角三角形，AB ＝2，SA ＝SB ＝SC ＝2，则三棱锥S －ABC 的外接球的球心到平面ABC 的距离是( )A.33 B ．1 C. 3 D.332[解析] ∵三棱锥S －ABC 的底面是以AB 为斜边的等腰直角三角形，SA ＝SB ＝SC ＝2，∴S 在底面ABC 内的射影为AB 的中点，设AB 的中点为H ，连接SH ，CH ，∴SH ⊥平面ABC ，∴SH 上任意一点到A ，B ，C 的距离相等，易知SH ＝3，CH ＝1，∴Rt △SHC 中∠HSC ＝30°.在面SHC 内作SC 的垂直平分线MO ，交SH 于点O ，交SC 于点M ，则O 为三棱锥S －ABC 的外接球的球心．∵SC ＝2，∴SM ＝1，又∠OSM ＝30°，∴SO ＝233，OH ＝33，∴球心O 到平面ABC 的距离为33，故选A. [答案] A2．[角度2](2018·武汉调研)一个三棱锥的三视图如图所示，其中俯视图为等腰直角三角形，正视图和侧视图是全等的等腰三角形，则此三棱锥外接球的表面积为( )A ．16π B．9π C．4π D．π[解析] 三棱锥如右图，设外接球半径为R ，AB ＝AC ＝2，∠BAC ＝90°，D 为BC 中点．SD ⊥面ABC .球心O 在SD 上，SD ＝2.在直角△ODC 中，OC ＝R ，OD ＝2－R ，DC ＝ 2.则(2－R )2＋(2)2＝R 2，即R ＝32，故V －ABC 的外接圆的表面积为S ＝4πR 2＝9π，选B.[答案] B1．(2018·全国卷Ⅰ)某圆柱的高为2，底面周长为16，其三视图如图．圆柱表面上的点M在正视图上的对应点为A，圆柱表面上的点N在左视图上的对应点为B，则在此圆柱侧面上，从M到N的路径中，最短路径的长度为( )A．217 B．2 5 C．3 D．2[解析] 由圆柱的三视图及已知条件可知点M与点N的位置如图1所示，设ME与FN 为圆柱的两条母线，沿FN将圆柱的侧面展开，如图2所示，连接MN，MN即为从M到N的最短路径，由题意知，ME＝2，EN＝4，∴MN＝42＋22＝2 5.故选B.[答案] B2．(2018·北京卷)某四棱锥的三视图如图所示，在此四棱锥的侧面中，直角三角形的个数为( )A．1 B．2 C．3 D．4[解析] 由三视图得四棱锥的直观图如图所示．其中SD⊥底面ABCD，AB⊥AD，AB∥CD，SD＝AD＝CD＝2，AB＝1.由SD⊥底面ABCD，AD，DC，AB⊂底面ABCD，得SD⊥AD，SD⊥DC，SD⊥AB，故△SDC，△SDA为直角三角形，又∵AB⊥AD，AB⊥SD，AD，SD⊂平面SAD，AD∩SD ＝D，∴AB⊥平面SAD，又SA⊂平面SAD，∴AB⊥SA，即△SAB也是直角三角形，从而SB＝SD2＋AD2＋AB2＝3，又BC＝22＋12＝5，SC＝22，∴BC2＋SC2≠SB2，∴△SBC不是直角三角形，故选C.[答案] C3．(2017·浙江卷)某几何体的三视图如图所示(单位：cm)，则该几何体的体积(单位：cm 3)是( )A.π2＋1 B.π2＋3 C.3π2＋1 D.3π2＋3 [解析] 由三视图可知该几何体是由底面半径为1 cm ，高为3 cm 的半个圆锥和三棱锥S －ABC 组成的，如图，三棱锥的高为3 cm ，底面△ABC 中，AB ＝2 cm ，OC ＝1 cm ，AB ⊥OC .故其体积V ＝13×12×π×12×3＋13×12×2×1×3＝⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＋1cm 3.故选A.[答案] A4．(2018·天津卷)已知正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为1，除面ABCD 外，该正方体其余各面的中心分别为点E ，F ，G ，H ，M (如图)，则四棱锥M －EFGH 的体积为________．[解析] 由题意知四棱锥的底面EFGH 为正方形，其边长为22，即底面面积为12，由正方体的性质知，四棱锥的高为12.故四棱锥M －EFGH 的体积V ＝13×12×12＝112.[答案]1125．(2017·江苏卷)如图，在圆柱O 1O 2内有一个球O ，该球与圆柱的上、下底面及母线均相切．记圆柱O 1O 2的体积为V 1，球O 的体积为V 2，则V 1V 2的值是________．[解析] 设圆柱内切球的半径为R ，则由题设可得圆柱O 1O 2的底面圆的半径为R ，高为2R ，∴V 1V 2＝πR 2·2R 43πR3＝32.[答案] 321.该部分在高考中一般会以“两小”或“一小”的命题形式出现，这“两小”或“一小”主要考查三视图，几何体的表面积与体积．2．考查一个小题时，本小题一般会出现在第4～8题的位置上，难度一般；考查2个小题时，其中一个小题难度一般，另一小题难度稍高，一般会出现在第10～16题的位置上，本小题虽然难度稍高，主要体现在计算量上，但仍是对基础知识、基本公式的考查．热点课题12 补形法求几何体的表面积与体积[感悟体验]1．(2018·太原一模)某几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为( )A ．2 B.83 C ．4 D.209[解析] 观察三视图并依托正方体，可得该几何体直观图为A 1－ABEF ，如图所示，其体积为V正方体－V AFD －BEC －VA 1－BEC 1B 1－VA 1－FEC 1D 1＝2×2×2－12×2×1×2－13×2×(1＋2)×2×12－13×1×2×2＝83.[答案] B2．(2018·合肥联考)如图，网格纸上小正方形的边长为1，粗线(实线和虚线)表示的是某几何体的三视图，则该几何体外接球的体积为( )A ．24π B．29π C．48π D．58π[解析] 如图，在3×2×4的长方体中构造符合题意的几何体(三棱锥A －BCD )，其外接球即为长方体的外接球，表面积为4πR 2＝π(32＋22＋42)＝29π.[答案] B专题跟踪训练(二十一)一、选择题1．(2017·北京卷)某四棱锥的三视图如图所示，则该四棱锥的最长棱的长度为( )A．3 2 B．2 3 C．2 2 D．2[解析] 由三视图得该四棱锥的直观图如图中S－ABCD所示，由图可知，其最长棱为SD，且底面ABCD是边长为2的正方形，SB⊥面ABCD，SB＝2，所以SD＝22＋22＋22＝2 3.故选B.[答案] B2．(2018·益阳、湘潭高三调考)如图所示，网格纸上小正方形的边长为1，粗实线画出的是某三棱锥的三视图，则该三棱锥的体积为( )A.23B.43C.83D ．4 [解析] 由三视图可得三棱锥为如图所示的三棱锥A －PBC (放到棱长为2的正方体中)，则V A －PBC ＝13×S △PBC ×AB ＝13×12×2×2×2＝43.故选B.[答案] B3．(2018·辽宁五校联考)一个长方体被一平面截去一部分后，所剩几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为( )A．36 B．48 C．64 D．72[解析] 由几何体的三视图可得该几何体的直观图如图所示，将几何体分割为两个三棱柱，所以该几何体的体积为12×3×4×4＋12×3×4×4＝48，故选B.[答案] B4．(2018·广东七校联考)某一简单几何体的三视图如图所示，该几何体的外接球的表面积是( )A ．13π B．16π C．25π D．27π[解析] 由三视图知该几何体是一个底面为正方形的长方体，由正视图知该长方体的底面正方形的对角线长为4，所以底面边长为22，由侧视图知该长方体的高为3，设该几何体的外接球的半径为R ，则2R ＝(22)2＋(22)2＋32＝5，解得R ＝52，所以该几何体的外接球的表面积S ＝4πR 2＝4π×254＝25π，故选C. [答案] C5．(2018·洛阳市高三第一次联考)已知球O 与棱长为4的正四面体的各棱相切，则球O 的体积为( )A.823π B.833π C.863π D.1623π [解析] 将正四面体补成正方体，则正四面体的棱为正方体相应面上的对角线，因为正四面体的棱长为4，所以正方体的棱长为2 2.因为球O 与正四面体的各棱都相切，所以球O 为正方体的内切球，即球O 的直径为正方体的棱长，其长为22，则球O 的体积V ＝43πR3＝823π，故选A.[答案] A6．(2018·河北第二次质检)《九章算术》是中国古代第一部数学专著，书中有关于“堑堵”的记载，“堑堵”即底面是直角三角形的直三棱柱．已知某“堑堵”被一个平面截去一部分后，剩下部分的三视图如图所示，则剩下部分的体积是( )A ．50B ．75C ．25.5D ．37.5[解析] 由题意及给定的三视图可知，剩余部分是在直三棱柱的基础上，截去一个四棱锥所得的，且直三棱柱的底面是腰长为5的等腰直角三角形，高为 5.如图，图中几何体ABCC 1MN 为剩余部分，因为AM ＝2，B 1C 1⊥平面MNB 1A 1，所以剩余部分的体积V ＝V 三棱柱－V 四棱锥＝12×5×5×5－13×3×5×5＝37.5，故选D.[答案] D7．(2018·广东广州调研)如图，网格纸上小正方形的边长为1，粗线画出的是某个几何体的三视图，则该几何体的表面积为( )A ．4＋42＋2 3B ．14＋4 2C ．10＋42＋2 3D ．4[解析] 如图，该几何体是一个底面为直角梯形，有一条侧棱垂直于底面的四棱锥S －ABCD .连接AC ，因为AC ＝22＋42＝25，SC ＝(25)2＋22＝26，SD ＝SB ＝22＋22＝22，CD ＝22＋22＝22，SB 2＋BC 2＝(22)2＋42＝24＝SC 2，故△SCD 为等腰三角形，△SCB 为直角三角形．过D 作DK ⊥SC 于点K ，则DK ＝(22)2－(6)2＝2，△SCD 的面积为12×2×26＝23，△SBC 的面积为12×22×4＝4 2.所求几何体的表面积为12×(2＋4)×2＋2×12×2×2＋42＋23＝10＋42＋23，选C.[答案] C8．(2018·河南濮阳二模)已知三棱锥A －BCD 中，△ABD 与△BCD 是边长为2的等边三角形且二面角A －BD －C 为直二面角，则三棱锥A －BCD 的外接球的表面积为( )A.10π3B．5π C．6π D.20π3[解析] 取BD中点M，连接AM，CM，取△ABD，△CBD的中心即AM，CM的三等分点P，Q，过P作面ABD的垂线，过Q作面CBD的垂线，两垂线相交于点O，则点O为外接球的球心，其中OQ＝33，CQ＝233，连接OC，则外接球的半径R＝OC＝153，表面积为4πR2＝20π3，故选D.[答案] D9．(2018·广东揭阳一模)某几何体三视图如图所示，则此几何体的表面积为( )A．4π＋16 B．2(2＋2)π＋16C．4π＋8 D．2(2＋2)π＋8[解析] 由三视图知，该几何体是一个棱长为2的正方体和一个底面半径为2、高为1的圆柱的组合体，其表面积S表＝5×22＋2π·2·1＋2π·(2)2－22＝2(2＋2)π＋16.故选B[答案] B10．(2018·福建福州质检)如图，网格纸上小正方形的边长为1，粗线画出的是某几何体的三视图，俯视图中的两条曲线均为圆弧，则该几何体的体积为( )A ．64－32π3B ．64－8πC ．64－16π3D ．64－8π3[解析] 由三视图可知该几何体是由棱长为4的正方体截去14个圆锥和14个圆柱所得到的，且圆锥的底面半径为2，高为4，圆柱的底面半径为2，高为4，所以该几何体的体积为43－14⎝ ⎛⎭⎪⎫π3×4×4＋π×4×4＝64－16π3.故选C.[答案] C11．(2018·湖南十三校联考)三棱锥S －ABC 及其三视图中的正视图和侧视图如下图所示，则该三棱锥S －ABC 的外接球的表面积为( )A ．32π B.1123π C.283π D.643π [解析] 设外接球的半径为r ，球心为O .由正视图和侧视图可知，该三棱锥S －ABC 的底面是边长为4的正三角形．所以球心O 一定在△ABC 的外心上方．记球心O 在平面ABC 上的投影点为点D ，所以AD ＝BD ＝CD ＝4×32×23＝433，则由题可建立方程 r 2－⎝⎛⎭⎪⎫4332＋r 2－⎝⎛⎭⎪⎫4332＝4，解得r 2＝283.所以该三棱锥S －ABC 的外接球的表面积S ＝4πr 2＝1123π.故选B.[答案] B12．(2018·中原名校联考)已知A ，B ，C ，D 是球O 表面上四点，点E 为BC 的中点，点AE ⊥BC ，DE ⊥BC ，∠AED ＝120°，AE ＝DE ＝3，BC ＝2，则球O 的表面积为( )A.73π B.28π3C ．4πD ．16π[解析] 由题意可知△ABC 与△BCD 都是边长为2的正三角形，如图，过△ABC 与△BCD 的外心M ，N 分别作面ABC 、面BCD 的垂线，两垂线的交点就是球心O .连接OE ，可知∠MEO ＝∠NEO ＝12∠AED ＝60°，在Rt △OME 中，∠MEO ＝60°，ME ＝33，所以OE ＝2ME ＝233，连接OB ，所以球O 的半径R ＝OB ＝OE 2＋BE 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2332＋12＝213，所以球O 的表面积为S ＝4πR 2＝283π，故选B.[答案] B 二、填空题13．(2018·沈阳质检)三棱锥P －ABC 中，D ，E 分别为PB ，PC 的中点，记三棱锥D －ABE 的体积为V 1，P －ABC 的体积为V 2，则V 1V 2的值为________．[解析] 如图，设S △ABD ＝S 1，S △PAB ＝S 2，E 到平面ABD 的距离为h 1，C 到平面PAB 的距离为h 2，则S 2＝2S 1，h 2＝2h 1，V 1＝13S 1h 1，V 2＝13S 2h 2，所以V 1V 2＝S 1h 1S 2h 2＝14.[答案] 1414．(2018·宁夏银川一中模拟)如图为某几何体的三视图，则该几何体的体积为________．[解析] 由三视图知，该几何体是一个高为2，底面直径为2的圆柱被一平面从上底面最右边缘斜向下45°切开所剩下的几何体，其体积为对应的圆柱的体积的一半，即V＝1 2×π×12×2＝π.故答案为π.[答案] π15．已知某几何体的三视图如图所示，则该几何体最长的棱长为________．[解析] 依题意知，几何体是如图所示的三棱锥A－BCD.其中∠CBD＝120°，BD＝2，点C到直线BD的距离为3，BC＝2，CD＝23，AB＝2，AB⊥平面BCD，因此AC＝AD＝22，所以该几何体最长的棱长为2 3.[答案] 2 3.16．(2018·厦门一模)如图所示的是一个几何体的三视图，则该几何体的表面积为________．[解析] 该几何体为一个长方体从正上方挖去一个半圆柱剩下的部分，长方体的长、宽、高分别为4,1,2，挖去半圆柱的底面半径为1，高为1，所以表面积为S ＝S 长方体表－S 半圆柱底－S 圆柱轴截面＋S 半圆柱侧＝2×4×1＋2×1×2＋2×4×2－π×12－2×1＋12×2π×1＝26.[答案] 26。

(新课标)2018届高考数学二轮复习专题五立体几何与空间向量 5.1 空间几何体的三视图、表面积与体积讲义

(2)已知某几何体的正(主)视图与侧(左)视图都是直角边长为1的等腰直角三角形,且体积为 1 ,则该几何体的俯视图可以是( )
3
命题热点一命题热点二命题热点三
答案: (1)A (2)B
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解析: (1)因为一个四面体的顶点在空间直角坐标系 O-xyz 中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),故该几何体的直观图如图, 是以正方体的顶点为顶点的一个正四面体,所以以 zOx 平面为投影
专题五立体几何与空间向量
第1讲空间几何体的三视图、表面积与体积
-3-
热点考题诠释高考方向解读
1.(2017浙江,3)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm3)是( )
关闭
V=13×3×
1 2
×
π
×
12
+
1 2
×
2
×
1
= π2+1.故选 A.
AA.π2+1
B.π2+3
使得D,E,F重合,得到三棱锥.当△ABC的边长变化时,所得三棱锥体
积(单位:cm3)的最大值为
.
答案:4 15
-8-
热点考题诠释高考方向解读
解析: 如图所示,连接 OB,OD,OD 交 BC 于
点 G.由题意知 OD⊥BC,OG= 63BC. 设 OG=x,则 BC=2 3x,DG=5-x,三棱锥的高
面,则得到的正视图为
.故选 A.
(2)由三视图及体积为13,可知该几何体为一四棱锥,故俯视图为 B,应选 B.
命题热点一命题热点二命题热点三
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规律方法1.三视图中的正(主)视图、侧(左)视图、俯视图分别是从物体的正前方、正左方、正上方看到的物体轮廓线围成的平面图形,反映了一个几何体各个侧面的特点.正(主)视图反映物体的主要形状特征,是三视图中最重要的视图;俯视图要和正(主)视图对正, 画在正(主)视图的正下方;侧(左)视图要画在正(主)视图的正右方, 高度要与正(主)视图平齐.

高考数学大二轮复习第二编专题整合突破专题五立体几何第一讲空间几何体的三视图表面积与体积课件文

在 Rt△AOO1 中，R2＝(4－R)2＋22，所以 R＝52，所以球的体积 V＝43πR3＝1625π.
多面体与球切、接问题的求解方法 (1)涉及球与棱柱、棱锥的切、接问题时，一般过球心及多面体中的特殊点(一般为接、切点)或线作截面，把空间问题转化为平面问题求解． (2)若球面上四点 P、A、B、C 构成的三条线段 PA、PB、 PC 两两互相垂直，且 PA＝a，PB＝b，PC＝c，一般把有关元素“补形”成为一个球内接长方体，根据 4R2＝a2＋b2＋ c2 求解．
42＋22＋42＝6，又在 Rt△ABC 中，AC＝4 2<6，故该多面体的各条棱中，最长棱为 AD，长度为 6，故选 B.
2．[2015·全国卷Ⅰ]圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为 r)组成一个几何体，该几何体三视图中的正视图和俯视图如图所示．若该几何体的表面积为 16＋20π，则 r ＝( )
A．1
B．2
C．4
D．8
解析由三视图可知，此组合体是由半个圆柱与半个球体组合而成的，其表面积为 πr2＋2πr2＋4r2＋2πr2＝20π＋ 16，所以 r＝2，故选 B.
(2) 三棱锥
P － BCD
的底面
BCD
的面积
S△BCD
＝
1 2
BC·CD·sin∠BCD＝12×2×2×sin23π＝ 3.
由 PA⊥底面 ABCD，得
VP－BCD＝13·S△BCD·PA＝13× 3×2 3＝2.
由 PF＝7FC，得三棱锥 F－BCD 的高为18PA，故
VF－BCD＝13·S△BCD·18PA＝13× 3×18×2 3＝14，所以 VP－BDF＝VP－BCD－VF－BCD＝2－14＝74.

高考数学二轮复习专题三立体几何第1讲空间几何体的三视图表面积及体积学案文新人教A版

第1讲空间几何体的三视图、表面积及体积[做真题]1．(2018·高考全国卷Ⅲ)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来．构件的凸出部分叫榫头，凹进部分叫卯眼，图中木构件右边的小长方体是榫头．若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体，则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是( )解析：选A.由题意知，在咬合时带卯眼的木构件中，从俯视方向看，榫头看不见，所以是虚线，结合榫头的位置知选A.2．(2018·高考全国卷Ⅰ)某圆柱的高为2，底面周长为16，其三视图如图．圆柱表面上的点M在正视图上的对应点为A，圆柱表面上的点N在左视图上的对应点为B，则在此圆柱侧面上，从M到N的路径中，最短路径的长度为( )A．217 B．2 5C．3 D．2解析：选B.设过点M的高与圆柱的下底面交于点O，将圆柱沿MO剪开，则M，N的位置如图所示，连接MN，易知OM＝2，ON＝4，则从M到N的最短路径为OM2＋ON2＝22＋42＝2 5.3．(2018·高考全国卷Ⅰ)已知圆柱的上、下底面的中心分别为O1，O2，过直线O1O2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形，则该圆柱的表面积为( )A．122πB．12πC．82πD．10π解析：选B.因为过直线O1O2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形，所以圆柱的高为22，底面圆的直径为22，所以该圆柱的表面积为2×π×(2)2＋22π×22＝12π.4．(2019·高考全国卷Ⅲ)学生到工厂劳动实践，利用3D打印技术制作模型．如图，该模型为长方体ABCDA1B1C1D1挖去四棱锥OEFGH后所得的几何体，其中O为长方体的中心，E，F，G，H分别为所在棱的中点，AB＝BC＝6 cm，AA1＝4 cm.3D打印所用原料密度为0.9 g/cm3.不考虑打印损耗，制作该模型所需原料的质量为________g.解析：由题知挖去的四棱锥的底面是一个菱形，对角线长分别为6 cm和4 cm，故V 挖去的四棱锥＝13×12×4×6×3＝12(cm 3)．又V 长方体＝6×6×4＝144(cm 3)，所以模型的体积为V 长方形－V 挖去的四棱锥＝144－12＝132(cm 3)，所以制作该模型所需原料的质量为132×0.9＝118.8(g)．答案：118.8[明考情]1．“立体几何”在高考中一般会以“两小一大”或“一小一大”的命题形式出现，这“两小”或“一小”主要考查三视图，几何体的表面积与体积，空间点、线、面的位置关系(特别是平行与垂直)．2．考查一个小题时，此小题一般会出现在第4～8题的位置上，难度一般；考查两个小题时，其中一个小题难度一般，另一个小题难度稍高，一般会出现在第10～16题的位置上，此小题虽然难度稍高，主要体现在计算量上，但仍是对基础知识、基本公式的考查．空间几何体的三视图(基础型)[知识整合]一个物体的三视图的排列规则俯视图放在正(主)视图的下面，长度与正(主)视图的长度一样，侧(左)视图放在正(主)视图的右面，高度与正(主)视图的高度一样，宽度与俯视图的宽度一样．即“长对正、高平齐、宽相等”．[考法全练]1．一个简单几何体的正视图、侧视图如图所示，则其俯视图可能是( )①长、宽不相等的长方形；②正方形；③圆；④椭圆． A ．①② B ．①④ C ．②③D ．③④解析：选B.由题设条件知，正视图中的长与侧视图中的长不一致，对于①，俯视图是长方形是可能的，比如此几何体为一个长方体时，满足题意；对于②，由于正视图中的长与侧视图中的长不一致，故俯视图不可能是正方形；对于③，由于正视图中的长与侧视图中的长不一致，故俯视图不可能是圆形；对于④，如果此几何体是一个椭圆柱，满足正视图中的长与侧视图中的长不一致，故俯视图可能是椭圆．综上知①④是可能的图形．2．某多面体的三视图如图所示，其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成，正方形的边长为2，俯视图为等腰直角三角形．该多面体的各个面中有若干个是梯形，这些梯形的面积之和为( )A ．10B ．12C ．14D ．16解析：选B.由三视图可知该多面体是一个组合体，下面是一个底面是等腰直角三角形的直三棱柱，上面是一个底面是等腰直角三角形的三棱锥，等腰直角三角形的腰长为2，直三棱柱的高为2，三棱锥的高为2，易知该多面体有2个面是梯形，所以这些梯形的面积之和为（2＋4）×22×2＝12，故选B. 3．如图1，在三棱锥D ABC 中，已知AC ＝BC ＝CD ＝2，CD ⊥平面ABC ，∠ACB ＝90°.若其正视图、俯视图如图2所示，则其侧视图的面积为( )A. 6 B ．2 C. 3D. 2解析：选D.由题意知侧视图为直角三角形，因为正视图的高即几何体的高，所以正视图的高为2，则侧视图的高，即侧视图一直角边长也为2.因为俯视图为边长为2的等腰直角三角形，所以侧视图的另一直角边长为 2.所以侧视图的面积为2，故选D.空间几何体的表面积与体积(综合型)[知识整合]柱体、锥体、台体的侧面积公式 (1)S 柱侧＝ch (c 为底面周长，h 为高)． (2)S 锥侧＝12ch ′(c 为底面周长，h ′为斜高)．(3)S 台侧＝12(c ＋c ′)h ′(c ′，c 分别为上下底面的周长，h ′为斜高)．柱体、锥体、台体的体积公式 (1)V 柱体＝Sh (S 为底面面积，h 为高)． (2)V 锥体＝13Sh (S 为底面面积，h 为高)．(3)V 台＝13(S ＋SS ′＋S ′)h (S ，S ′分别为上下底面面积，h 为高)(不要求记忆)．[典型例题](1)(2019·广州市综合检测(一))一个几何体的三视图如图所示，其中正视图和俯视图中的四边形是边长为2的正方形，则该几何体的表面积为( )A.13π2 B ．7π C.15π2D ．8π(2)(2019·高考浙江卷)祖暅是我国南北朝时代的伟大科学家，他提出的“幂势既同，则积不容异”称为祖暅原理，利用该原理可以得到柱体的体积公式V柱体＝Sh ，其中S 是柱体的底面积，h 是柱体的高．若某柱体的三视图如图所示(单位：cm)，则该柱体的体积(单位：cm 3)是( )A. 158B. 162C. 182D. 324【解析】 (1)由三视图可知该几何体是一个圆柱体和一个球体的四分之一的组合体，则所求的几何体的表面积为14×4π×12＋π×12＋π×12＋2π×1×2＝7π，选B.(2)如图，该柱体是一个直五棱柱，棱柱的高为6，底面可以看作由两个直角梯形组合而成，其中一个上底为4，下底为6，高为3，另一个的上底为2，下底为6，高为3.则底面面积S ＝2＋62×3＋4＋62×3＝27，因此，该柱体的体积V ＝27×6＝162.故选B. 【答案】 (1)B (2)B(1)求几何体的表面积的方法①求表面积问题的基本思路是将立体几何问题转化为平面几何问题，即空间图形平面化，这是解决立体几何的主要出发点．②求不规则几何体的表面积时，通常将所给几何体分割成基本的柱、锥、台体，先求这些柱、锥、台体的表面积，再通过求和或作差得此几何体的表面积．(2)求空间几何体体积的常用方法①公式法：直接根据相关的体积公式计算．②等积法：根据体积计算公式，通过转换空间几何体的底面和高使得体积计算更容易，或是求出一些体积比等．③割补法：把不能直接计算体积的空间几何体进行适当分割或补形，转化为易计算体积的几何体．[对点训练]1．(2019·唐山市摸底考试)已知某几何体的三视图如图所示(俯视图中曲线为四分之一圆弧)，则该几何体的表面积为( )A ．1－π4B ．3＋π2C ．2＋π4D ．4解析：选D.由题设知，该几何体是棱长为1的正方体被截去底面半径为1的14圆柱后得到的，如图所示，所以表面积S ＝2×(1×1－14×π×12)＋2×(1×1)＋14×2π×1×1＝4.故选D.2．(2019·长春市质量监测(二))一个几何体的三视图如图中粗线所示，每个小方格都是边长为1的正方形，则这个几何体的体积为( )A ．32 B.643 C.323D ．8解析：选B.如图所示四棱锥P ABCD 为该几何体的直观图，底面ABCD 是边长为4的正方形．取CD 的中点为E ，连接PE ，则PE ⊥平面ABCD ，且PE ＝4.所以这个几何体的体积V ＝13×4×4×4＝643，故选B.3．(2019·长春市质量监测(一))已知一所有棱长都是2的三棱锥，则该三棱锥的体积为______．解析：记所有棱长都是2的三棱锥为P ABC ，如图所示，取BC 的中点D ，连接AD ，PD ，作PO ⊥AD 于点O ，则PO ⊥平面ABC ，且OP ＝63×2＝233，故三棱锥P ABC 的体积V ＝13S △ABC ·OP ＝13×34×(2)2×233＝13.答案：13与球有关的切、接问题(综合型)[典型例题](1)已知圆柱的高为2，底面半径为3，若该圆柱的两个底面的圆周都在同一个球面上，则这个球的表面积等于( )A ．4π B.163π C.323π D ．16π(2)(2019·洛阳尖子生第二次联考)四棱锥S ABCD 的所有顶点都在同一个球面上，底面ABCD 是正方形且和球心O 在同一平面内，当此四棱锥的体积取得最大值时，其表面积等于8＋83，则球O 的体积等于( )A.32π3B.322π3 C ．16π D.162π3【解析】(1)如图，由题意知圆柱的中心O 为这个球的球心，于是，球的半径r ＝OB ＝OA 2＋AB 2＝12＋（3）2＝2.故这个球的表面积S ＝4πr 2＝16π.故选D.(2)由题意得，当此四棱锥的体积取得最大值时，四棱锥为正四棱锥．如图，连接AC ，则球心O 为AC 的中点，连接SO ，设球O 的半径为R ，则AC ＝2R ，SO ＝R ，所以AB ＝BC ＝2R .取AB 的中点为E ，连接OE ，SE ，则OE ＝12BC ＝22R ，SE ＝SO 2＋OE 2＝62R .因为该四棱锥的体积取得最大值时，其表面积等于8＋83，所以(2R )2＋4×12×2R ×62R ＝8＋83，解得R＝2，所以球O 的体积等于43πR 3＝32π3.故选A.【答案】 (1)D (2)A解决与球有关的切、接问题的策略(1)“接”的处理①构造正(长)方体，转化为正(长)方体的外接球问题．②空间问题平面化，把平面问题转化到直角三角形中，作出适当截面(过球心，接点等)． ③利用球心与截面圆心的连线垂直于截面定球心所在直线． (2)“切”的处理①体积分割法求内切球半径．②作出合适的截面(过球心，切点等)，在平面上求解． ③多球相切问题，连接各球球心，转化为处理多面体问题．[对点训练]1．已知圆锥的高为3，底面半径为3，若该圆锥的顶点与底面的圆周都在同一个球面上，则这个球的体积等于( )A.83π B.323π C ．16πD ．32π解析：选B.设该圆锥的外接球的半径为R ，依题意得，R 2＝(3－R )2＋(3)2，解得R ＝2，所以所求球的体积V ＝43πR 3＝43π×23＝323π，故选B.2．(2019·重庆市学业质量调研)三棱锥S ABC 中，SA ，SB ，SC 两两垂直，已知SA ＝a ，SB ＝b ，SC ＝2，且2a ＋b ＝52，则此三棱锥的外接球的表面积的最小值为( )A.21π4B.17π4C ．4 πD ．6π解析：选A.由题意，设三棱锥的外接球的半径为R ，因为SA ，SB ，SC 两两垂直，所以以SA ，SB ，SC 为棱构造长方体，其体对角线即三棱锥的外接球的直径，因为SA ＝a ，SB ＝b ，SC＝2，所以4R 2＝a 2＋b 2＋4＝a 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫52－2a 2＋4＝5(a －1)2＋214，所以当a ＝1时，(4R 2)min ＝214，所以三棱锥的外接球的表面积的最小值为21π4，故选A.3．(2019·福建五校第二次联考)已知直三棱柱ABC A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上，若AB ＝3，AC ＝4，AB ⊥AC ，AA 1＝12，则球O 的直径为______．解析：如图，设BC 的中点为D ，B 1C 1的中点为D 1，连接DD 1，取其中点O ′，连接AD ，A 1D 1，则DA ＝DB ＝DC ，D 1A 1＝D 1B 1＝D 1C 1，且DD 1垂直于直三棱柱的上、下底面，所以点O ′到直三棱柱的各个顶点的距离相等，即点O ′为直三棱柱的外接球的球心O ，连接OB ，则球O 的直径为2BO ＝2BD 2＋DO 2＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫522＋⎝ ⎛⎭⎪⎫12×122＝13.答案：13一、选择题1．一个几何体的正视图和侧视图如图所示，则这个几何体的俯视图不可能是( )解析：选D.如果该几何体是一个底面是等腰直角三角形，且侧棱与底面垂直的直三棱柱，故A 可能；如果该几何体是一个圆柱，则其俯视图必为圆，故B 可能；如果该几何体是一个正方体，则其俯视图必为正方形，故C 可能；如果该几何体是一个长方体，则其正视图和侧视图中必有一个为长方形，故D 错误；根据排除法可知，选项D 符合题意．2．某几何体的三视图中的三角形都是直角三角形．如图所示，则该几何体中直角三角形的个数为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选D.依题意，该几何体是一个底面为直角三角形，一条侧棱垂直于底面的三棱锥，其四个面均为直角三角形．3．(2019·武汉市调研测试)如图，在棱长为1的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，M 为CD 的中点，则三棱锥A BC 1M 的体积VA BC 1M ＝( )A.12 B.14 C.16D.112解析：选C.VA BC 1M ＝VC 1ABM ＝13S △ABM ·C 1C ＝13×12AB ×AD ×C 1C ＝16.故选C.4．平面α截球O 的球面所得圆的半径为1，球心O 到平面α的距离为3，则球O 的表面积为( )A ．4πB ．8πC ．16πD ．32π解析：选C.如图，因为球心与截面圆圆心的连线垂直于截面，所以R 2＝(3)2＋12＝4，所以球O 的表面积S ＝4πR 2＝16π，故选C.5．(2019·蓉城名校第一次联考)已知一个几何体的正视图和侧视图如图1所示，其俯视图用斜二测画法所画出的水平放置的直观图是一个直角边长为1的等腰直角三角形(如图2所示)，则此几何体的体积为( )A ．1 B. 2 C ．2D ．2 2解析：选B.根据直观图可得该几何体的俯视图是一个直角边长分别是2和2的直角三角形(如图所示)，根据三视图可知该几何体是一个三棱锥，且三棱锥的高为3，所以体积V ＝13×⎝ ⎛⎭⎪⎫12×2×2×3＝ 2.故选B. 6．某几何体三视图如图所示，则此几何体的体积为( )A ．640＋48πB ．176πC ．640＋16πD ．704解析：选C.由三视图可知，该几何体是上面是底面半径为4，高是3的圆锥，下面是底面边长为8的正方形，高是10的长方体，所以该几何体的体积V ＝8×8×10＋13×π×42×3＝640＋16π.7．某三棱锥的三视图如图所示，则该三棱锥的表面积为( )A ．27＋43＋2B ．27＋10C ．10＋7D ．12＋4 3解析：选B.由三视图可知，该三棱锥的直观图P ABC 如图所示，其中三角形PAB 与三角形PCB 为全等的直角三角形，其面积为12×2×4＝4，△ABC 为等腰直角三角形，面积为12×2×2＝2，△PAC 为等腰三角形，面积为12×22×14＝27，所以表面积是4＋4＋2＋27＝10＋27.8．在三棱锥S ABC 中，SB ⊥BC ，SA ⊥AC ，SB ＝BC ，SA ＝AC ，AB ＝12SC ，且三棱锥S ABC的体积为932，则该三棱锥的外接球半径是( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选C.取SC 的中点O ，连接OA ，OB ，则OA ＝OB ＝OC ＝OS ，即O 为三棱锥的外接球球心，设半径为r ，则13×2r ×34r 2＝932，所以r ＝3.9．在长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，AB ＝AD ＝2，AA 1＝1，则点B 到平面D 1AC 的距离等于( ) A.33B.63C ．1 D. 2解析：选B.如图，连接BD 1，易知D 1D 就是三棱锥D 1ABC 的高，AD 1＝CD 1＝5，取AC 的中点O ，连接D 1O ，则D 1O ⊥AC ，所以D 1O ＝AD 21－AO 2＝ 3.设点B 到平面D 1AC 的距离为h ，则由VB D 1AC ＝VD 1ABC ，即13S △D 1AC ·h ＝13S △ABC ·D 1D ，又S △D 1AC ＝12D 1O ·AC ＝12×3×22＝6，S △ABC ＝12AB ·BC ＝12×2×2＝2，所以h ＝63.故选B. 10．(2019·湖南省五市十校联考)某四棱锥的三视图如图所示，其侧视图是等腰直角三角形，俯视图的轮廓是直角梯形，则该四棱锥的各侧面中，面积的最大值为( )A ．8B ．4 5C ．8 2D ．12 2解析：选D.由三视图可知该几何体是一个底面为直角梯形，高为4的四棱锥，如图，其中侧棱PA ⊥平面ABCD ，PA ＝4，AB ＝4，BC ＝4，CD ＝6，所以AD ＝25，PD ＝6，PB ＝42，连接AC ，则AC ＝42，所以PC ＝43，显然在各侧面面积中△PCD 的面积最大，又PD ＝CD ＝6，所以PC 边上的高为62－⎝ ⎛⎭⎪⎫4322＝26，所以S △PCD ＝12×43×26＝122，故该四棱锥的各侧面中，面积的最大值为12 2.故选D.11．(2019·洛阳尖子生第二次联考)已知正三角形ABC 的三个顶点都在半径为2的球面上，球心O 到平面ABC 的距离为1，点E 是线段AB 的中点，过点E 作球O 的截面，则截面圆面积的最小值是( )A.7π4 B ．2π C.9π4D ．3π解析：选C.设正三角形ABC 的中心为O 1，连接OO 1，OA ，O 1A ，由题意得O 1O ⊥平面ABC ，O 1O ＝1，OA ＝2，所以在Rt △O 1OA 中，O 1A ＝3，所以AB ＝3.因为E 为AB 的中点，所以AE ＝32.连接OE ，则OE ⊥AB .过点E 作球O 的截面，当截面与OE 垂直时，截面圆的面积最小，此时截面圆的半径r ＝32，可得截面圆面积的最小值为πr 2＝9π4，故选C.12．(2019·河北省九校第二次联考)已知正三棱柱ABC A 1B 1C 1的所有顶点都在球O 的球面上，若球O 的表面积为4π，则该三棱柱的体积的最大值为( )A ．1 B. 3 C ．2 D ．2 3解析：选A.如图，取△ABC 的中心O ′，连接OO ′，O ′A ，OA ，则OO ′⊥平面ABC ，设OO ′＝x ，球O 的半径为R ，因为球O 的表面积为4π，所以4πR 2＝4π，所以R ＝1，0<x <1，所以AO ′＝R 2－OO ′2＝1－x 2，AB ＝3AO ′＝3·1－x 2，所以三棱柱的体积V ＝S △ABC ·2OO ′＝12AB 2·sin π3·2x ＝332(x －x 3)，V ′＝332(1－3x 2)，所以V 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0，33上单调递增，在⎝ ⎛⎭⎪⎫33，1上单调递减，所以V max ＝332×⎣⎢⎡⎦⎥⎤33－⎝ ⎛⎭⎪⎫333＝1，选A. 二、填空题13．(一题多解)(2018·高考天津卷)如图，已知正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱长为1，则四棱锥A 1BB 1D 1D 的体积为________．解析：法一：连接A 1C 1交B 1D 1于点E ，则A 1E ⊥B 1D 1，A 1E ⊥BB 1，则A 1E ⊥平面BB 1D 1D ，所以A 1E 为四棱锥A 1BB 1D 1D 的高，且A 1E ＝22，矩形BB 1D 1D 的长和宽分别为2，1，故VA 1BB 1D 1D ＝13×1×2×22＝13. 法二：连接BD 1，则四棱锥A 1BB 1D 1D 分成两个三棱锥B A 1DD 1与B A 1B 1D 1，VA 1BB 1D 1D ＝VB A 1DD 1＋VB A 1B 1D 1＝13×12×1×1×1＋13×12×1×1×1＝13.答案：1314．已知某几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为________．解析：依题意，题中的几何体是一个直三棱柱(其底面左、右相对)，其中底面是直角边长分别为1，2的直角三角形，侧棱长为3，因此其体积为⎝ ⎛⎭⎪⎫12×1×2×3＝3. 答案：315．某几何体的三视图如图所示，则该几何体的表面积是________．解析：由三视图知，该几何体是由一个棱长为2的正方体挖去一个底面半径为1、高为1的圆锥后所剩余的部分，所以该几何体的表面积S ＝6×22－π×12＋π×1×2＝24＋(2－1)π.答案：24＋()2－1π16．将1个半径为1的小铁球与1个底面周长为2π，高为4的铁制圆柱重新锻造成一个大铁球，则该大铁球的表面积为________．解析：V 球＝43π×13＝43π，V 柱＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫2π2π2×4＝4π.设重新锻造成一个大铁球的半径为R ，则43πR 3＝43π＋4π，R ＝34，则该大铁球的表面积S ＝4π(34)2＝832π. 答案：832π 17.(2019·江西省五校协作体试题)某几何体的三视图如图所示，正视图是一个上底为2，下底为4的直角梯形，俯视图是一个边长为4的等边三角形，则该几何体的体积为________．解析：把三视图还原成几何体ABC DEF ，如图所示，在AD 上取点G ，使得AG ＝2，连接GE ，GF ，则把几何体ABC DEF 分割成三棱柱ABC GEF 和三棱锥D GEF ，所以V ABC DEF ＝V ABC GEF ＋V DGEF＝43×2＋13×43×2＝3233.答案：323318．(2019·武汉市调研测试)将一个表面积为100π的木质球削成一个体积最大的圆柱，则该圆柱的高为______．解析：如图，设球的球心为O ，半径为R ，则4πR 2＝100π，解得R ＝5.设圆柱的高为x (0<x <10)，圆柱底面圆的圆心为O 1，A 是圆柱底面圆周上一点，连接OO 1，OA ，O 1A ，则OO 1＝x2，圆柱底面圆的半径O 1A ＝R 2－OO 21＝25－x 24，所以圆柱的体积V ＝π⎝⎛⎭⎪⎫25－x 24·x ＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫25x －x 34(0<x <10)，则V ′＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫25－3x 24，易知函数V ＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫25x －x 34(0<x <10)在⎝⎛⎦⎥⎤0，1033上单调递增，在⎝⎛⎭⎪⎫1033，10上单调递减，所以当x ＝1033时，圆柱的体积V 取得最大值．答案：1033。