2016-2017学年高中数学第一章立体几何初步学业分层测评11柱、锥、台的体积北师大版必修2
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【课堂新坐标】2016-2017学年高中数学 第一章 立体几何初步
学
业分层测评11 柱、锥、台的体积 北师大版必修2
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
一、选择题
1.已知圆锥的母线长是8,底面周长为6π,则它的体积是( )
A.955π
C.355π
B.955
D.355
【解析】
设圆锥底面圆的半径为
r
,则2π
r
=6π,∴
r
=3.
设圆锥的高为
h
,则
h
=8-3=55,
1
2
∴
V
圆锥
=π
rh
=355π.
3
【答案】 C
2.如图1723所示,正方体
ABCD
<
br>A
1
B
1
C
1
D
1
的棱长为1,则
三棱锥
D
1
ACD
的体积是( )
22
图1723
1
A.
6
1
C.
2
1
B.
3
D.1
11111
【解析】 三棱
锥
D
1
ADC
的体积
V
=
S
△
ADC
×
D
1
D
=××
AD
×
D
C
×
D
1
D
=××1×1×1
33232
1
=.
6
【答案】 A
3.某几何体的三视图如图1724所示,则它的体积是( )
图1724
2ππ2π
A.8- B.8-
C.8-2π D.
333
【解析】 由几何体的三视图,可知几何体为一个组合体,即
一个正方体中间去掉一个
12π
32
圆锥体,所以它的体积是
V
=2
-×π×1×2=8-.
33
【答案】 A
4.某几何体的三视图(单位:cm)如图1725所示,则该几何体的体积是( )
【导学号:10690032】
图1725
A.72 cm
C.108 cm
3
33
B.90 cm
D.138 cm
3
【解析】 该几何体为一个组合体,左侧为三棱柱,右侧为长方体,
如图所示.
V
=
V
三棱柱
+
V
长方体
=×
4×3×3+4×3×6=18+72=90(cm
3
).
【答案】 B
5.分别以一个锐角为30°的直角三角形的最短直角边、较长直角边、斜边所在的直线
为轴旋转一周,
所形成的几何体的体积之比是( )
A.1∶2∶3
C.6∶23∶3
【解析】
B.6∶23∶3
D.3∶23∶6
1
2
设Rt△
ABC
中,∠
BAC
=30°,
B
C
=1,则
AB
=2,
AC
=3,求得斜边上的高
CD=
3
,
2
1131
3
2
旋转所得几何体的体积分别为
V
1
=π(3)×1=π,
V
2
=π×1
2
×3=π,
V
3
=π
3333<
br>
2
2
131
×2=π.
V
1
∶
V
2
∶
V
3
=1∶∶=6∶23∶3.
232
【答案】 C
二、填空题
6.已知圆锥的母线长为5
cm,侧面积为15π cm,则此圆锥的体积为________cm.
【解析】 设圆锥的底面半
径为
r
,高为
h
,则有π
rl
=15π,知
r=3,∴
h
=5-3
=4,
111
22
∴其体积V
=
Sh
=π
rh
=×π×3×4=12π.
333
【答案】 12π
7.(2016·西安高一检测)棱台上、下底面面积之比
为1∶9,则棱台的中截面分棱台成
两部分的体积之比是______.
【解析】 设棱台高
为2
h
,上底面面积为
S
,则下底面面积为9
S
,中截面面
积为4
S
,
1
S
+
S
·4
S
+
4
S
·
h
V
上
3
7
==.
V<
br>下
119
4
S
+4
S
·9
S
+9<
br>S
·
h
3
【答案】
7
19
22
23
8.已知某个几何体的三视图如图1726,根据图中标出的尺寸(单位:cm),可
得这个
几何体的体积是________.
图1726
【解析】
此几何体的直观图如图,
ABCD
为正方形,边长为20 cm,
S
在底面的射影为
CD
中点
E
,
SE
=2
0 cm,
V
S
-
ABCD
=
S
ABCD
·
SE
=
【答案】
1
3
8 000
3
cm.
3
8 000
3
cm
3
三、解答题
9.如图1727所示的几何体,上面是圆柱,其底面直径为6 cm,高为3
cm,下面是正
六棱柱,其底面边长为4 cm,高为2 cm,现从中间挖去一个直径为2
cm的圆柱,求此几何
体的体积.
图1727
【解】
V
六棱柱
=
3
23
×4×6×2=483(cm), 4
V
圆柱
=π·3
2
×3=27π(cm
3
)
,
V
挖去圆柱
=π·1
2
×(3+2)=5π(cm
3<
br>),
∴此几何体的体积:
V
=
V
六棱柱
+
V
圆柱
-
V
挖去圆柱
=(483+22π)(cm
3).
10.如图1728,四棱柱
ABCD
A
1
B
1
C
1
D
1
的底面
ABCD
是正方形
,
O
是底面中心,
A
1
O
⊥底
面
ABCD
,
AB
=
AA
1
=2.
图1728
(1)证明:平面
A
1
BD
∥平面
CD
1
B
1
;
(2)求三棱柱
ABD
A
1
B
1
D
1
的体积.
∥
DD
, 【解】 (1)证明:由题设知,
BB
1
═1
∴
BB
1
D
1
D
是平行四边形,∴
BD
∥
B
1
D
1
.
又
BD
⊆平
面
CD
1
B
1
,∴
BD
∥平面
CD
1
B
1
.
∥
BC
∥
BC
,∴
ABCD
是平行四边形, ∵
A
1
D
1
═<
br>1111
═
∴
A
1
B
∥
D
1
C
.
又
A
1
B
⊆平面
CD
1
B
1
,∴
A
1
B
∥平面
CD
1
B
1
.
又∵
BD
∩
A
1
B
=B
,∴平面
A
1
BD
∥平面
CD
1
B
1
.
(2)∵
A
1
O
⊥平面
ABCD<
br>,∴
A
1
O
是三棱柱
ABD
A
1
B
1
D
1
的高.
1
22
又∵
A
O
=
AC
=1,
AA
1
=2,∴
A
1O
=
AA
1
-
OA
=1.
2
1又∵
S
△
ABD
=×2×2=1,∴
VABD
A
1
B
1
D
1
=
S
△
ABD<
br>×
A
1
O
=1.
2
[能力提升]
1.(
2015·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
1729,则截
去部分体积与剩余部分体积的比值为( )
图1729
1
A.
8
1
C.
6
1
B.
7
1
D.
5
【解析】 由已知三视图知该几何体是由一个正方体截
去了一个“大角”后剩余的部
分,如图所示,截去部分是一个三棱锥.设正方体的棱长为1,则三棱锥的
体积为
V
1
=××1×1×1=,
15
3
剩余部分的体积
V
2
=1-=.
66
1
V
1
6
1
所以==,故选D.
V
2
55
6
【答案】 D
2.如图1730,三棱台
ABC
A
1
B
1
C
1
中,AB
∶
A
1
B
1
=1∶2,则三棱锥
A
1
ABC
,
B
A
1
B
1<
br>C
,
C
A
1
B
1
C
1<
br>1
3
1
2
1
6
的体积之比为( )
图1730
A.1∶1∶1
C.1∶2∶4
B.1∶1∶2
D.1∶4∶4
【解析】 设棱台的高为
h
,<
br>S
△
ABC
=
S
,则
S
=4
S,
△
A
1
B
1
C
1
∴<
br>V
11
=
S
△
ABC
·
h
=
Sh
,
3
A
1
-
ABC
3
V
14
=
S
·
h
=
Sh
.
3
C<
br>-
A
1
B
1
C
1
3
△
A<
br>1
B
1
C
1
17
又
V
台
=
h
(
S
+4
S
+2
S
)=
Sh<
br>,
33
∴
V
=
V
台
-
V
-
V
7
Sh
4
Sh
2
=
Sh
--
=
Sh
,∴体积比为1∶2∶4.
333
C
-
A
1
B
1
C
1
3
B
-
A
1
B
1
CA
1
-
ABC
【答案】 C
3.如图1
731,在正三棱柱
ABC
A
1
B
1
C
1
中,
D
为棱
AA
1
的中点.若截面△
BC1
D
是面积为
6的直角三角形,则此三棱柱的体积为________.
图1731
1
2
1
222222
【解析】
设
AC
=
a
,
CC
1
=
b
,则<
br>BD
=
DC
1
=
a
+
b
,∴
a
2
+
b
2
×2=
a
+<
br>b
,得
b
=
44
11
2<
br>
3
2222
2
a
,又×
a
+<
br>b
=6,∴
a
=8,
b
=16,∴
V
=×8
×4=83.
2
4
4
【答案】 83
4.若
E
,
F
是三棱柱
ABC
<
br>A
1
B
1
C
1
侧棱
BB
1
和
CC
1
上的点,且
B
1
E
=
CF
,三棱柱的体积为
m
,
求四棱锥
A
BEFC
的
体积.
【解】
如图所示,连接
AB
1
,
AC
1
.
∵
B
1
E
=
CF
,
∴梯形
BE
FC
的面积等于梯形
B
1
EFC
1
的面积.
又四
棱锥
A
BEFC
的高与四棱锥
A
B
1
EFC
1
的高相等,
∴
V
A
BEFC
=
V
1
=
V
.
2
A
B
1
EFC
1
A
BB
1
C
1<
br>C
又
V
1
=
S
·
h
,
V<
br>=
m
,
3
A
A
1
B
1
C
1
△
A
1
B
1
C
1
A
BC
A
1
B
1
C
1
∴
V
=,
A
A
1
B
1
C
1
3<
br>=
V
-
V
2
=
m
,
A
A
1
B
1
C
1
3
m
∴
V
A
BB
1
C
1
CABC
A<
br>1
B
1
C
1
12
mm
∴
V
A
BEFC
=×
m
=,即四棱锥
A
B
EFC
的体积是.
2333