8.1 第2课时 圆柱、圆锥、圆台、球、简单组合体的结构特征(原卷版+解析版)高中数学 人教版(2019)必修第二册

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8.1 第2课时 圆柱、圆锥、圆台、球、简单组合体的结构特征(原卷版+解析版)高中数学 人教版(2019)必修第二册

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第2课时 圆柱、圆锥、圆台、球、简单组合体的结构特征
(1—9小题,每小题5分,共45分)
1.如图所示的图形中有(  )
A.圆柱、圆锥、圆台和球
B.圆柱、球和圆锥
C.球、圆柱和圆台
D.棱柱、棱锥、圆锥和球
2.如图所示的几何体是某竞赛的奖杯,该几何体由(  )
A.一个球、一个四棱柱、一个圆台构成
B.一个球、一个长方体、一个棱台构成
C.一个球、一个四棱台、一个圆台构成
D.一个球、一个五棱柱、一个棱台构成
3.用长为4,宽为2的矩形作侧面围成一个圆柱,此圆柱轴截面的面积为(   )
A.8 B. C. D.
4.圆柱被平面截成如图所示的几何体,则它的侧面展开图是(  )
5.(多选)下列命题中正确的是(   )
A.过球心的截面所截得的圆面的半径等于球的半径
B.母线长相等的不同圆锥的轴截面的面积相等
C.圆台中所有平行于底面的截面都是圆面
D.圆锥所有的轴截面都是全等的等腰三角形
6.(多选)下列说法正确的是(  )
A.圆柱的侧面展开图是矩形
B.球面可以看成是一个圆绕着它的直径所在的直线旋转180°所形成的曲面
C.直角梯形绕它的一腰所在直线旋转一周形成的几何体是圆台
D.圆柱、圆锥、圆台中,平行于底面的截面都是圆面
7.用一个平面去截几何体,如果截面是三角形,那么这个几何体可能是下面哪几种?    (填序号).
①棱柱;②棱锥;③棱台;④圆柱;⑤圆锥;⑥圆台;⑦球.
8.下列平面图形中,通过围绕定直线l旋转可得到如图所示几何体的是    .(填序号)
9.若一个圆锥的侧面展开图是面积为2π的半圆面,则该圆锥的高为    .
10.(13分)圆台的上底面周长是下底面周长的,轴截面面积等于392,母线与底面的夹角为45°,求此圆台的高、母线长及两底面的半径.
(11—13小题,每小题5分,共15分)
11.用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥,截得圆台上、下底面半径的比是1∶4,且该圆台的母线长为9,则截去的小圆锥的母线长为(  )
A. B.3
C.12 D.36
12.如果圆锥的侧面展开图是直径为a的半圆面,那么此圆锥的轴截面是(  )
A.等边三角形
B.等腰直角三角形
C.顶角为30°的等腰三角形
D.其他等腰三角形
13.如图,一个圆柱的底面半径为,高为2,若它的两个底面圆周均在球O的球面上,则球O的半径为    .
14.(15分)从一个底面半径和高都是R的圆柱中,挖去一个以圆柱上底面为底,下底面中心为顶点的圆锥,得到如图所示的几何体.如果用一个与圆柱下底面距离等于l(l<R)并且平行于底面的平面去截它,求所得截面的面积.
15.(5分)羽毛球运动是一项全民喜爱的体育运动,标准的羽毛球有16根固定在球托上的羽毛,现测得每根羽毛在球托之外的长度为8 cm,球托之外由羽毛围成的部分可看成一个圆台的侧面,测得顶部所围成圆的直径是6 cm,底部所围成圆的直径是2 cm,据此可估算球托之外羽毛所在曲面的展开图的圆心角为(  )
A. B.
C. D.
16.(17分)如图,有一圆柱形玻璃杯,其高为12 cm,底面周长为18 cm,在杯内离杯底4 cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁离杯口4 cm的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜处需要爬行的最短距离为多少?
第2课时 圆柱、圆锥、圆台、球、简单组合体的结构特征
(1—9小题,每小题5分,共45分)
1.如图所示的图形中有(  )
A.圆柱、圆锥、圆台和球
B.圆柱、球和圆锥
C.球、圆柱和圆台
D.棱柱、棱锥、圆锥和球
答案:B
解析:根据题中图形可知,(1)是球,(2)是圆柱,(3)是圆锥,(4)不是圆台.故选B.
2.如图所示的几何体是某竞赛的奖杯,该几何体由(  )
A.一个球、一个四棱柱、一个圆台构成
B.一个球、一个长方体、一个棱台构成
C.一个球、一个四棱台、一个圆台构成
D.一个球、一个五棱柱、一个棱台构成
答案:B
解析:由题图可知,该几何体由一个球,一个长方体,一个棱台构成.故选B.
3.用长为4,宽为2的矩形作侧面围成一个圆柱,此圆柱轴截面的面积为(   )
A.8 B. C. D.
答案:B
解析:当围成的圆柱底面周长为4,高为2时,设圆柱底面圆的半径为r,则2πr=4,所以r=,所以轴截面是长为2,宽为的矩形,所以轴截面的面积为2×=.同理,当围成的圆柱底面周长为2,高为4时,轴截面的面积也为.故选B.
4.圆柱被平面截成如图所示的几何体,则它的侧面展开图是(  )
答案:D
解析:结合几何体的实物图,从截面最低点开始高度增加缓慢,然后逐渐变快,最后增加逐渐变慢,不是均衡增加的,所以A、B、C错误.故选D.
5.(多选)下列命题中正确的是(   )
A.过球心的截面所截得的圆面的半径等于球的半径
B.母线长相等的不同圆锥的轴截面的面积相等
C.圆台中所有平行于底面的截面都是圆面
D.圆锥所有的轴截面都是全等的等腰三角形
答案:ACD
解析:对于A,过球心的截面所截得的圆面的半径等于球的半径,故A正确;对于B,母线长相等的不同圆锥的轴截面的面积不一定相等,故B错误;对于C,圆台中所有平行于底面的截面都是圆面,故C正确;对于D,圆锥所有的轴截面都是全等的等腰三角形,故D正确.故选ACD.
6.(多选)下列说法正确的是(  )
A.圆柱的侧面展开图是矩形
B.球面可以看成是一个圆绕着它的直径所在的直线旋转180°所形成的曲面
C.直角梯形绕它的一腰所在直线旋转一周形成的几何体是圆台
D.圆柱、圆锥、圆台中,平行于底面的截面都是圆面
答案:ABD
解析:对于A,圆柱的侧面展开图是矩形,故A正确;对于B,球面可以看成是一个圆绕着它的直径所在的直线旋转180°所形成的曲面,故B正确;对于C,直角梯形绕它的直角腰所在直线旋转一周形成的几何体是圆台,故C错误;对于D,圆柱、圆锥、圆台中,平行于底面的截面都是圆面,故D正确.故选ABD.
7.用一个平面去截几何体,如果截面是三角形,那么这个几何体可能是下面哪几种?    (填序号).
①棱柱;②棱锥;③棱台;④圆柱;⑤圆锥;⑥圆台;⑦球.
答案:①②③⑤
解析:可能是棱柱、棱锥、棱台、圆锥.
8.下列平面图形中,通过围绕定直线l旋转可得到如图所示几何体的是    .(填序号)
答案:②
解析:通过围绕直线l旋转可得①是一个圆锥和一个圆柱拼接而成的组合体;③是两个同底的圆锥拼接而成的组合体;④是一个圆柱和一个圆锥拼接而成的组合体,②合适.
9.若一个圆锥的侧面展开图是面积为2π的半圆面,则该圆锥的高为    .
答案:
解析:设圆锥的底面半径为r,母线长为l,则4π=πl2,所以母线长为l=2,又半圆的弧长为2π,圆锥的底面的周长为2πr=2π,所以底面圆半径r=1,所以该圆锥的高为h===.
10.(13分)圆台的上底面周长是下底面周长的,轴截面面积等于392,母线与底面的夹角为45°,求此圆台的高、母线长及两底面的半径.
解:设圆台上、下底面半径分别为r,R,母线长为l,高为h.
由题意,得2πr=×2πR,即R=3r, ①
(2r+2R)·h=392,即(R+r)h=392. ②
又母线与底面的夹角为45°,
则h=R-r=l. ③
联立①②③,得
R=21,r=7,h=14,l=14.
(11—13小题,每小题5分,共15分)
11.用一个平行于圆锥底面的平面截这个圆锥,截得圆台上、下底面半径的比是1∶4,且该圆台的母线长为9,则截去的小圆锥的母线长为(  )
A. B.3
C.12 D.36
答案:B
解析:轴截面如图所示,设截去的小圆锥的母线长为y,根据相似三角形的性质,得=,解得y=3.故选B.
12.如果圆锥的侧面展开图是直径为a的半圆面,那么此圆锥的轴截面是(  )
A.等边三角形
B.等腰直角三角形
C.顶角为30°的等腰三角形
D.其他等腰三角形
答案:A
解析:因为圆锥的侧面展开图是直径为a的半圆面,所以圆锥的底面圆的直径为,母线长也为,所以此圆锥的轴截面是等边三角形.故选A.
13.如图,一个圆柱的底面半径为,高为2,若它的两个底面圆周均在球O的球面上,则球O的半径为    .
答案:2
解析:根据题意,画出图形,设球O的半径为R,圆柱的底面圆半径为r,高为h,则OA=R,O'A=r=,OO'==1,故在Rt△OO'A中,OA===2,所以R=2.
14.(15分)从一个底面半径和高都是R的圆柱中,挖去一个以圆柱上底面为底,下底面中心为顶点的圆锥,得到如图所示的几何体.如果用一个与圆柱下底面距离等于l(l<R)并且平行于底面的平面去截它,求所得截面的面积.
解:轴截面如图.被平行于下底面的平面所截的圆柱的截面圆的半径O1C=R,圆锥的截面圆的半径O1D设为x.
因为OA=AB=R,所以△OAB是等腰直角三角形.
又CD∥OA,则CD=BC.所以x=l.
所以截面面积S=πR2-πl2=π(R2-l2)(l<R).
15.(5分)羽毛球运动是一项全民喜爱的体育运动,标准的羽毛球有16根固定在球托上的羽毛,现测得每根羽毛在球托之外的长度为8 cm,球托之外由羽毛围成的部分可看成一个圆台的侧面,测得顶部所围成圆的直径是6 cm,底部所围成圆的直径是2 cm,据此可估算球托之外羽毛所在曲面的展开图的圆心角为(  )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:由已知可得,圆台的母线长为8 cm,上底面半径为1 cm,下底面半径为3 cm,将圆台补成圆锥,如图①所示.设小圆锥的母线长为x cm,则大圆锥的母线长为(x+8) cm,则=,解得x=4.将该圆锥侧面展开得到扇形,如图②.则小圆锥的母线OA=4,的长为2π,所以估算球托之外羽毛所在曲面的展开图的圆心角为=.故选C.
16.(17分)如图,有一圆柱形玻璃杯,其高为12 cm,底面周长为18 cm,在杯内离杯底4 cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁离杯口4 cm的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜处需要爬行的最短距离为多少?
解:如图,作出杯子侧面展开图的一半,则AE=CN=4 cm,EM=QN=12 cm,作点A关于EQ的对称点A',
连接A'C,交EQ于点F,
连接AF,则AF+FC=A'C的长即为蚂蚁爬行的最短距离,
连接A'E,作A'D⊥A'E,交NQ的延长线于点D.
由题意知A'D=×18=9 cm,CQ=12-4=8 cm,CD=4+8=12 cm.
在Rt △A'DC中,A'C===15 cm.
故蚂蚁到达蜂蜜处需要爬行的最短距离为15 cm.

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