2019_2020学年高中数学课时分层作业12球（含解析）北师大版必修2

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1、课时分层作业(十二)　球(建议用时：60分钟)[合格基础练]一、选择题1．直径为6的球的表面积和体积分别是(　　)A．36π，144π　　　　　B．36π，36πC．144π，36πD．144π，144πB　[球的半径为3，表面积S＝4π·32＝36π，体积V＝π·33＝36π.]2．两个半径为1的铁球，熔化成一个大球，这个大球的半径为(　　)A．2　　　B.　　　C.　　　D.C　[设熔化后的球的半径为R，则其体积是原来小球的体积的2倍，即V＝πR3＝2×π×13，得R＝.]3．若一个圆锥的底面半径和一个半球的

2、半径相等，体积也相等，则它们的高度之比为(　　)A．2∶1B．2∶3C．2∶πD．2∶5A　[设半球的半径为r，圆锥的高为h，则πr2h＝πr3×，所以h＝2r，故选A.]4．棱长为2的正方体的外接球的表面积是(　　)A．8πB．4πC．12πD．16πC　[正方体的体对角线长为2，即2R＝2，∴R＝，S＝4πR2＝12π.]5．一根细金属丝下端挂着一个半径为1cm的金属球，将它浸没在底面半径为2cm的圆柱形容器内的水中，现将金属丝向上提升，当金属球被拉出水面时，容器内的水面下降了(　　)A.cmB.cmC.cm

3、D.cmD　[设容器内的水面下降了hcm，则球的体积等于水下降的体积，即π·13＝π·22·h，解得h＝.]二、填空题6．若一球与正方体的所有棱都相切，则正方体的棱长与球的半径之比为________；∶1　[若一球与正方体的所有棱都相切，则球的直径和正方体的面对角线的长相等，故正方体的棱长与球的半径之比为∶1.]7．正四棱锥的顶点都在同一球面上，若该棱锥的高为4，底面边长为2，则该球的表面积为________．　[如图所示，设球半径为R，底面中心为O′且球心为O，∵正四棱锥PABCD中AB＝2，∴AO′＝.∵PO

4、′＝4，∴在Rt△AOO′中，AO2＝AO′2＋OO′2，∴R2＝()2＋(4－R)2，解得R＝，∴该球的表面积为4πR2＝4π×2＝.]8．圆柱形容器内部盛有高度为8cm的水，若放入三个相同的球(球的半径与圆柱的底面半径相同)后，水恰好淹没最上面的球(如图所示)，则球的半径是________cm.4　[设球的半径为r，放入3个球后，圆柱液面高度变为6r.则有πr2·6r＝8πr2＋3×πr3，即2r＝8，∴r＝4.]三、解答题9．设正方体的表面积为24，求其内切球的体积及外接球的体积．[解]　设正方体的棱长为a

5、，则6a2＝24，∴a＝2，正方体内切球的直径等于其棱长，∴2r＝2，r＝1，故内切球的体积V内＝πr3＝π.外接球的直径等于正方体的体对角线长，∴2R＝a，∴R＝，故外接球的体积V外＝πR3＝π×()3＝4π.10.如图，半径为R的半圆内的阴影部分以直径AB所在直线为轴，旋转一周得到一几何体，求该几何体的体积．(其中∠BAC＝30°)[解]　过C作CO1⊥AB于O1，在半圆中可得∠BCA＝90°，∠BAC＝30°，AB＝2R，∴AC＝R，BC＝R，CO1＝R.AO1＝AC·sin60°＝R，BO1＝AB－AO1

6、＝，∴V球＝πR3.V圆锥AO1＝·π·2·R＝πR3，V圆锥BO1＝·π·2·R＝πR3，V几何体＝V球－V圆锥AO1－V圆锥BO1＝πR3－πR3－πR3＝πR3.[等级过关练]1．已知各顶点都在一个球面上的正四棱柱的高为4，体积为16，则这个球的表面积是(　　)A．16π　　　B．20π　　　C．24π　　　D．32πC　[设正四棱柱底面边长为a，则S底＝a2，∴V＝S底·h＝4a2＝16，∴a＝2.又正四棱柱内接于球，设球半径为R，则(2R)2＝22＋22＋42＝24，∴R＝，∴球的表面积为4πR2＝24

7、π.]2．用与球心距离为1的平面去截球，所得截面圆的面积为π，则球的表面积为(　　)A.B.C．8πD.C　[设球的半径为R，则截面圆的半径为，∴截面圆的面积为S＝π()2＝(R2－1)π＝π，∴R2＝2，∴球的表面积S＝4πR2＝8π.]3．已知一个正方体的所有顶点在一个球面上，若球的体积为，则正方体的棱长为________．　[设球半径为R，正方体棱长为a，则V球＝πR3＝π，得到R＝，正方体体对角线的长为a＝2R，则a＝，所以正方体棱长为.]4．已知H是球O的直径AB上一点，AH∶HB＝1∶2，AB⊥平面α

8、，H为垂足，α截球O所得截面的面积为π，则球O的表面积为________．π　[如图，设球O半径为R，则BH＝R，OH＝，截面圆半径设为r，则πr2＝π，r＝1，即HC＝1，由勾股定理得R2－2＝1，R2＝，S球＝4πR2＝π.]5．求球与它的外切圆柱、外切等边圆锥(轴截面是正三角形的圆锥叫等边圆锥)的体积之比．[解]　如图，等边△SAB为圆锥的轴截面，此截面截圆柱得正方