2019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.doc

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SS.对点训练1(2018全国卷)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ABCDA1B1C1D1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()A8 B4 C4 D4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，ABAC，PAABAC4，DB2，则易得SPACSABC8，SCPD12，S梯形ABDP12，SBCD424，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(11).故原平面图形的面积S2.答案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.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ch(c为底面周长，h为斜高)；(3)S台侧(cc)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Sh(S为底面面积，h为高)；(3)V台(SS)h(不要求记忆)3球的表面积和体积公式S表4R2(R为球的半径)，V球R3(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：cm3)是()A2 B4 C6 D8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V226 cm3.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.2 B.2C.3 D.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，所以该几何体的表面积S112222.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()A1 B2 C3 D4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(24)26，则VSh624.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()A61 B.1C. D.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411，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ABCA1B1C1的6个顶点都在球O的球面上”，若AB3，AC4，ABAC，AA112，求球O的表面积解将直三棱柱补形为长方体ABECA1B1E1C1，则球O是长方体ABECA1B1E1C1的外接球体对角线BC1的长为球O的直径因此2R13.故S球4R2169.“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SABC的底面是以AB为斜边的等腰直角三角形，AB2，SASBSC2，则三棱锥SABC的外接球的球心到平面ABC的距离是()A. B1 C. D.解析三棱锥SABC的底面是以AB为斜边的等腰直角三角形，SASBSC2，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，CH1，RtSHC中HSC30.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SABC的外接球的球心SC2，SM1，又OSM30，SO，OH，球心O到平面ABC的距离为，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()A16 B9 C4 D解析三棱锥如右图，设外接球半径为R，ABAC2，BAC90，D为BC中点SD面ABC.球心O在SD上，SD2.在直角ODC中，OCR，OD2R，DC.则(2R)2()2R2，即R，故VABC的外接圆的表面积为S4R29，选B.答案B1(2018全国卷)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()A2 B2 C3 D2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，ME2，EN4，MN2.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()A1 B2 C3 D4解析由三视图得四棱锥的直观图如图所示其中SD底面ABCD，ABAD，ABCD，SDADCD2，AB1.由SD底面ABCD，AD，DC，AB底面ABCD，得SDAD，SDDC，SDAB，故SDC，SDA为直角三角形，又ABAD，ABSD，AD，SD平面SAD，ADSDD，AB平面SAD，又SA平面SAD，ABSA，即SAB也是直角三角形，从而SB3，又BC，SC2，BC2SC2SB2，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：cm3)是()A.1 B.3C.1 D.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SABC组成的，如图，三棱锥的高为3 cm，底面ABC中，AB2 cm，OC1 cm，ABOC.故其体积V123213cm3.故选A.答案A4(2018天津卷)已知正方体ABCDA1B1C1D1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MEFGH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，即底面面积为，由正方体的性质知，四棱锥的高为.故四棱锥MEFGH的体积V.答案5(2017江苏卷)如图，在圆柱O1O2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O1O2的体积为V1，球O的体积为V2，则的值是_解析设圆柱内切球的半径为R，则由题设可得圆柱O1O2的底面圆的半径为R，高为2R，.答案1.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48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1016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()A2 B. C4 D.解析观察三视图并依托正方体，可得该几何体直观图为A1ABEF，如图所示，其体积为V正方体VAFDBECVA1BEC1B1VA1FEC1D12222122(12)2122.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()A24 B29 C48 D58解析如图，在324的长方体中构造符合题意的几何体(三棱锥ABCD)，其外接球即为长方体的外接球，表面积为4R2(322242)29.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()A3 B2 C2 D2解析由三视图得该四棱锥的直观图如图中SABCD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，SB2，所以SD2.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. B. C. D4解析由三视图可得三棱锥为如图所示的三棱锥APBC(放到棱长为2的正方体中)，则VAPBCSPBCAB222.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()A36 B48 C64 D72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34434448，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()A13 B16 C25 D27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2，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2R5，解得R，所以该几何体的外接球的表面积S4R2425，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. B. C. D.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.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2，则球O的体积VR3，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()A50 B75 C25.5 D37.5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ABCC1MN为剩余部分，因为AM2，B1C1平面MNB1A1，所以剩余部分的体积VV三棱柱V四棱锥55535537.5，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()A442 B144C1042 D4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SABCD.连接AC，因为AC2，SC2，SDSB2，CD2，SB2BC2(2)24224SC2，故SCD为等腰三角形，SCB为直角三角形过D作DKSC于点K，则DK，SCD的面积为22，SBC的面积为244.所求几何体的表面积为(24)2222421042，选C.答案C8(2018河南濮阳二模)已知三棱锥ABCD中，ABD与BCD是边长为2的等边三角形且二面角ABDC为直二面角，则三棱锥ABCD的外接球的表面积为()A. B5 C6 D.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，CQ，连接OC，则外接球的半径ROC，表面积为4R2，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()A416 B2(2)16C48 D2(2)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、高为1的圆柱的组合体，其表面积S表522212()2222(2)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()A64 B648C64 D64解析由三视图可知该几何体是由棱长为4的正方体截去个圆锥和个圆柱所得到的，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4364.故选C.答案C11(2018湖南十三校联考)三棱锥SABC及其三视图中的正视图和侧视图如下图所示，则该三棱锥SABC的外接球的表面积为()A32 B.C. D.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SABC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ADBDCD4，则由题可建立方程 4，解得r2.所以该三棱锥SABC的外接球的表面积S4r2.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AEBC，DEBC，AED120，AEDE，BC2，则球O的表面积为()A. B.C4 D16解析由题意可知