xxx学校2015-2016学年度3月同步练习(2)(4)

2020-02-21 14:55

BC=AB﹣AC=R,

2

2

2

2

所以Rt△ABC面积S=×BC×AC=

R,

2

又PO⊥平面ABC,且PO=R,四面体P﹣ABC的体积为,

×R=,

2

∴VP﹣ABC=×R×即

R=9,R=3

3

3

3

所以:球的体积V球=×πR=×π×3故答案为:

=4

π.

点评: 本题考查四面体的外接球的体积的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地化空间问题为平面问题.

43. 44.6

【考点】简单组合体的结构特征. 【专题】计算题;作图题;转化思想.

【分析】画出正六面体、正八面体及内切球,设出半径r1与r2, 利用体积求出两个半径的比,然后得到m?n.

【解答】解:设六面体与八面体的内切球半径分别为r1与r2, 再设六面体中的正三棱锥A﹣BCD的高为h1, 八面体中的正四棱锥M﹣NPQR的高为h2,如图所示

则h1=

a,h2=\\frac{\\sqrt{2}}{2}a.

∵V正六面体=2?h1?S△BCD=6?r1?S△ABC,∴r1=h1=\\frac{\\sqrt{6}}{9}a. 又∵V正八面体=2?h2?S正方形NPQR=8?r2?S△MNP,

a=2

3

r2a,r2=\\frac{\\sqrt{6}}{6}a,于是

2

是最简分数,

即m=2,n=3,∴m?n=6.

【点评】本题考查简单几何体的结构特征,考查空间想象能力,逻辑思维能力,是难题.

45.

考点: 球内接多面体;球的体积和表面积. 专题: 计算题;空间位置关系与距离.

分析: 由题意四棱锥P﹣ABCD,扩展为长方体,长方体的对角线的长就是外接球的直径,求出对角线长顶点球的直径,求出球的体积.

解答: 解:四棱锥P﹣ABCD,扩展为长方体,长方体的对角线的长就是外接球的直径, 所以R=

所以球的体积为:故答案为:

=1,

点评: 本题是基础题,考查棱锥的外接球,几何体的扩展,确定四棱锥与扩展的长方体的外接球是同一个,以及正方体的体对角线就是球的直径是解好本题的前提.

46.20π

考点: 球的体积和表面积.

专题: 计算题;空间位置关系与距离.

分析: 由题意,等边三角形的高为3,设球心到底面的距离为x,则r=2+x=1+(3﹣x)

2

2

2

2

2

,求出x,可得r,即可求出该三棱锥的外接球的表面积.

2

2

2

2

解答: 解:由题意,等边三角形的高为3,设球心到底面的距离为x,则r=2+x=1+(3﹣x),

2

所以x=1,

所以该三棱锥的外接球的表面积为4πr=20π.

2

故答案为:20π.

点评: 本题考查求三棱锥的外接球的表面积,考查学生的计算能力,确定球的半径是关

键.

47.π

考点: 球内接多面体.

专题: 计算题;空间位置关系与距离.

分析: 确定∠ABC=120°,S△ABC=,利用三棱锥D﹣ABC的体积的最大值为,可得D到

平面ABC的最大距离,再利用射影定理,即可求出球的半径,即可求出球O的表面积. 解答: 解:设△ABC的外接圆的半径为r,则

∵AB=BC=1,AC=,∴∠ABC=120°,S△ABC==2

∴2r=

∵三棱锥D﹣ABC的体积的最大值为, ∴D到平面ABC的最大距离为设球的半径为R,则1=

22

),

×(2R﹣

∴R=

∴球O的表面积为4πR=故答案为:

π.

π.

点评: 本题考查球的半径与表面积,考查体积的计算,确定D到平面ABC的最大距离是关键.

48.3π

考点: 棱柱、棱锥、棱台的体积. 专题: 计算题;空间位置关系与距离.

分析: 根据题意,三棱锥S﹣ABC扩展为正方体,正方体的外接球的球心就是正方体体对角线的中点,求出正方体的对角线的长度,即可求解球的半径,从而可求三棱锥S﹣ABC的外接球的表面积.

解答: 解:三棱锥S﹣ABC的所有顶点都在球O的表面上,SA⊥平面ABC,AB⊥BC,又SA=AB=BC=1,

三棱锥扩展为正方体的外接球,外接球的直径就是正方体的对角线的长度,

∴球的半径R==

球的表面积为:4πR=4π?(故答案为:3π.

2

)=3π.

2

点评: 本题考查三棱锥S﹣ABC的外接球的表面积,解题的关键是确定三棱锥S﹣ABC的外接球的球心与半径.

49.2 50.8π

【考点】球的体积和表面积. 【专题】计算题;空间位置关系与距离.

【分析】画出图形,正四棱锥P﹣ABCD的底面是正方形,推出底面中心到顶点的距离为球的半径,求出球的表面积.

【解答】解:正四棱锥P﹣ABCD的底面是正方形,对角线的长为2

,如图,

因为P﹣ABCD是所有棱长均为2的正四棱锥,所以△PAC与△DPB都是等腰直角三角形,中心到P,到A,B,C,D的距离相等,是外接球的半径R,R+(∴球的表面积S=4π(故答案为:8π.

)=8π.

2

2

)=2,解得R=

22

【点评】本题给出正四棱锥的形状,求它的外接球的表面积,着重考查了正棱锥的性质、多面体的外接球、勾股定理与球的表面积公式等知识,属于中档题.

51.R 【考点】球的体积和表面积.

【专题】计算题;空间位置关系与距离.

【分析】由球截面圆的性质,当截面是以AB为直径的圆时,球心到过A、B两点的平面的距离最大.设D为AB中点,OD即为所求. 【解答】解:两点A、B间的球面距离为

,∴∠AOB=

.[来源:学_科_网]

设过A、B两点的球截面为圆C,由球截面圆的性质OC为球心到过A、B两点的平面的距离.

D为AB中点,则OC≤OD,当且仅当C,D重合时取等号.

R.

在边三角形AOB中,OD=

故答案为:

R.

【点评】本题考查球面距离的概念,点面距的计算.分析出何时区最大值是关键,考查了空间想象能力、推理论证、计算能力.

52.

考点:球内接多面体.

专题:计算题;空间位置关系与距离.

分析:设正△ABC的中心为O1,连结O1O、O1C、O1D、OD.根据球的截面圆性质、正三角形

的性质与勾股定理,结合题中数据算出OD=.而经过点D的球O的截面,当截面与OD

垂直时截面圆的半径最小,相应地截面圆的面积有最小值,由此算出截面圆半径的最小值,从而可得截面面积的最小值.

解答: 解:设正△ABC的中心为O1,连结O1O、O1C、O1D、OD,

∵O1是正△ABC的中心,A、B、C三点都在球面上, ∴O1O⊥平面ABC,结合O1C?平面ABC,可得O1O⊥O1C, ∵球的半径R=2,球心O到平面ABC的距离为1,得O1O=1, ∴Rt△O1OC中,O1C=

=

又∵D为BC的中点,∴Rt△O1DC中,O1D=O1C=

∴Rt△OO1D中,OD==

∵过D作球O的截面,当截面与OD垂直时,截面圆的半径最小,


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