1选择题
为保护湿地,工作人员把一段圆柱形木料沿与底面平行的方向横切一刀,又沿底面直径纵切一刀,研究它的截面形状。已知信息:这段圆柱形木料的底面直径是 6 厘米,高是 10 厘米。下面关于这两次切割所得截面的说法,正确的是( )。
- A. 横切得到的截面是椭圆形,纵切得到的截面是正方形
- B. 横切得到的截面是与底面相同的圆形,纵切得到的截面是长 10 厘米、宽 6 厘米的长方形
- C. 横切得到的截面是扇形,纵切得到的截面是长 6 厘米、宽 6 厘米的正方形
- D. 横切得到的截面是与底面相同的圆形,纵切得到的截面是长 10 厘米、宽 3 厘米的长方形
答案:B
解析:本题考查圆柱的横截面与纵截面,属于概念辨析题。
第一步,沿与底面平行的方向横切:因为圆柱上下两个底面是完全相同的圆,平行于底面切开后得到的截面形状、大小都与底面相同,是圆形(不是椭圆、不是扇形)。据此排除 A、C。
第二步,沿底面直径纵切:纵切是指沿着圆柱的高切开,切面是一个长方形。长方形的长等于圆柱的高 10 厘米,宽等于圆柱的底面直径 6 厘米(不是半径 3 厘米)。
易错点一:误以为纵切截面一定是正方形。只有当高等于底面直径时才是正方形,本题高 10 厘米 ≠ 直径 6 厘米,所以是长方形。
易错点二:把纵切长方形的「宽」误认为是底面半径 3 厘米。沿直径切开,切面宽度就是直径 6 厘米,据此排除 D。
易错点三:把横切截面误认为椭圆或扇形,源于空间想象不足,可动手用萝卜、橡皮泥模拟切割帮助理解。
故选 B。
2选择题
在「植树造林、防风固沙」活动中,同学们把运来的沙土堆成一个近似圆锥形的沙堆。已知这个沙堆的底面半径是 3 米,高是 1.5 米。下面关于这个沙堆的说法,正确的是( )。(π 取 3.14)
- A. 这个沙堆的体积是 42.39 立方米
- B. 这个沙堆的体积是 14.13 立方米
- C. 与这个沙堆等底等高的圆柱,体积也是 14.13 立方米
- D. 圆锥体积的计算方法是「底面积 × 高」,与圆柱完全一样
答案:B
解析:先算底面积:S = πr² = 3.14 × 3² = 3.14 × 9 = 28.26(平方米)。
再算圆锥体积:V锥 = (1/3) × S × h = (1/3) × 28.26 × 1.5 = 14.13(立方米),所以 B 正确。
逐项判断:
A 选项 42.39 立方米是 28.26 × 1.5 的结果,即忘记除以 3,把圆锥当成了圆柱,错误。
C 选项:等底等高的圆柱体积应为 28.26 × 1.5 = 42.39 立方米,是圆锥体积的 3 倍,不是 14.13 立方米,错误。
D 选项:圆锥体积必须再除以 3,即 V = (1/3)Sh,与圆柱的 V = Sh 不同,错误。
易错点:一是圆锥体积忘记除以 3;二是误认为等底等高的圆柱与圆锥体积相等,实际是 3 倍关系。故选 B。
3填空题
某自然保护区用回收塑料制作圆柱形与圆锥形两种昆虫标本收纳筒,用来开展生态科普。已知信息:两种收纳筒的底面完全相同(底面直径都是6厘米),高都是10厘米;圆柱形收纳筒上下都有底,圆锥形收纳筒只有一个圆形底面,顶上是尖的。π取3.14。
(1)圆柱形收纳筒的底面半径是____厘米,底面积是____平方厘米。
(2)圆柱形收纳筒的侧面积是____平方厘米,它的表面积是____平方厘米。
(3)圆柱形收纳筒的容积是____立方厘米。
(4)圆锥形收纳筒的容积是____立方厘米,它与圆柱形收纳筒容积的比是____∶____。
(5)一个上小下大的塑料桶,上下两个底面大小不等,它____(填「是」或「不是」)圆柱。
答案:(1)半径 6 ÷ 2 = 3(厘米);底面积 3.14 × 3² = 3.14 × 9 = 28.26(平方厘米)。
(2)侧面积 = 底面周长 × 高 = 3.14 × 6 × 10 = 188.4(平方厘米);表面积 = 侧面积 + 两个底面积 = 188.4 + 28.26 × 2 = 188.4 + 56.52 = 244.92(平方厘米)。
(3)容积 = 底面积 × 高 = 28.26 × 10 = 282.6(立方厘米)。
(4)圆锥容积 = 底面积 × 高 ÷ 3 = 28.26 × 10 ÷ 3 = 94.2(立方厘米);圆锥与圆柱容积的比 = 1∶3。
(5)不是。
解析:本题把圆柱与圆锥的特征、表面积、体积放在同一情境中对比考查。易错点:①圆柱表面积漏算一个底面(本题圆柱收纳筒有上下两个底,应加两个底面积);②圆锥体积忘记除以3,直接用底面积×高;③把直径6厘米直接当半径代入 πr²;④侧面积误用底面积×高;⑤第(5)问受生活经验干扰,误认为「桶状」就是圆柱——圆柱要求两个底面是完全相同且平行的圆,上下底不等的是圆台,不是圆柱。
4解答题
某湿地保护区要新建一个圆柱形生态蓄水池,用来收集雨水供候鸟饮用。已知信息:蓄水池的底面直径是4米,池深1.5米;池底和内壁都要抹上防水水泥,池口敞开(即蓄水池有底无盖)。
(1)这个蓄水池的底面半径是多少米?
(2)抹水泥的面积就是蓄水池的表面积吗?请判断并说明理由。
(3)求抹水泥部分的面积是多少平方米。(π取3.14,结果保留两位小数)
(4)若每平方米防水水泥的材料费是35元,抹完这个蓄水池共需材料费多少元?
答案:(1)底面半径 r = 4 ÷ 2 = 2(米)。
(2)不是。圆柱的表面积 = 侧面积 + 两个底面积,而这个蓄水池池口敞开,只需要抹一个底面和侧面(内壁),所以抹水泥的面积比表面积少算了一个底面积,二者不相等。
(3)底面积 = πr² = 3.14 × 2² = 3.14 × 4 = 12.56(平方米)。
侧面积 = 底面周长 × 高 = πd × h = 3.14 × 4 × 1.5 = 18.84(平方米)。
抹水泥面积 = 12.56 + 18.84 = 31.40(平方米)。
(4)31.4 × 35 = 1099(元)。
答:底面半径是2米;抹水泥面积不等于表面积,因为蓄水池无盖,只算一个底面和侧面;抹水泥面积是31.40平方米;共需材料费1099元。
解析:本题考查圆柱表面积在实际情境中的应用,关键是先判断要算哪几个面。易错点有三:①把「表面积」与「抹水泥面积」混为一谈,直接套用「侧面积+两个底面积」,多算了一个底面(蓄水池无盖);②把直径4米直接当作半径代入 πr²,导致底面积算错;③侧面积误用「底面积 × 高」,正确应为「底面周长 × 高」,即 πd × h 或 2πrh。第(4)问还要注意单位与数量关系:总价 = 单价 × 面积。
5解答题
某自然保护区为了给一条人工溪流做护岸,需要用铁皮制作一段圆柱形的无盖引水管。已知信息:这段引水管的底面直径是 4 分米,长(高)是 15 分米,管子两端都不封底,只围出侧面。
(1)做这样一个引水管,至少需要铁皮多少平方分米?(接口处不计)
(2)小林说:「圆柱的表面积等于侧面积加两个底面积,所以这段引水管的用铁皮量就是侧面积加两个底面积。」他说得对吗?请结合实际情况说明理由,并指出他错在哪里。
(3)若把这段引水管竖直放置并一端封底做成一个无盖水桶(桶的深度仍为 15 分米),需要铁皮多少平方分米?
答案:(1)引水管只有侧面,没有底面。
底面周长 = πd = 3.14 × 4 = 12.56(分米)
侧面积 = 底面周长 × 高 = 12.56 × 15 = 188.4(平方分米)
答:至少需要铁皮 188.4 平方分米。
(2)小林说得不对。圆柱的表面积公式「侧面积加两个底面积」只适用于两个底面都完整的圆柱(如圆柱形罐头盒)。这段引水管两端都不封底,实际上一个底面也没有,所以只需算侧面积,不能加两个底面积。小林错在没有根据物体的实际情况判断需要计算哪几个面,直接套用了表面积公式。
(3)无盖水桶有侧面和 1 个底面。
底面半径 r = 4 ÷ 2 = 2(分米)
底面积 = πr² = 3.14 × 2² = 3.14 × 4 = 12.56(平方分米)
需要铁皮 = 侧面积 + 1 个底面积 = 188.4 + 12.56 = 200.96(平方分米)
答:需要铁皮 200.96 平方分米。
解析:本题考查圆柱表面积公式的灵活运用,核心是「根据物体实际情况判断要算哪几个面」。
易错点一:看到「圆柱」就直接套用「侧面积+两个底面积」,忽略引水管两端通空、无底面的事实,多算 2 个底面积。
易错点二:计算侧面积时误用半径求周长。周长应为 πd 或 2πr,本题 d = 4 分米,周长 = 3.14 × 4 = 12.56 分米,若误写成 3.14 × 2 就会算错一半。
易错点三:第(3)问无盖水桶只算 1 个底面,学生容易忘加底面或重复加两个底面。
本题数据单位已统一为分米,若遇到厘米、米混用时须先统一单位再计算。
对比记忆:通风管(无底)→ 只算侧面积;无盖水桶 → 侧面积 + 1 个底;圆柱形罐头盒 → 侧面积 + 2 个底。
6解答题
某自然保护区要修建一个圆柱形蓄水池,用来储存雨水浇灌树苗。已知信息:蓄水池从里面量底面直径是4米,深2米,池壁厚度不计。
(1)这个蓄水池最多能蓄水多少立方米?(π取3.14)
(2)保护区管理员说:「蓄水池的容积就是它的表面积乘深。」你认为这种说法对吗?请说明理由,并写出正确的求法。
(3)如果要在蓄水池的内侧面和底面涂上防水涂料,需要涂多少平方米?(π取3.14)
答案:(1)底面半径 r = 4 ÷ 2 = 2(米),底面积 S = πr² = 3.14 × 2² = 3.14 × 4 = 12.56(平方米)。容积 V = S × h = 12.56 × 2 = 25.12(立方米)。答:最多能蓄水 25.12 立方米。
(2)这种说法不对。「容积 = 表面积 × 深」混淆了表面积与底面积:表面积是面积的总和(含侧面和两个底面),单位仍是平方米,乘深得到的并不是体积。正确的求法是:容积 = 底面积 × 高(深),即 V = πr²h。
(3)涂防水涂料只需涂内侧面和底面(不涂上面)。侧面积 = 底面周长 × 高 = 3.14 × 4 × 2 = 25.12(平方米),底面积 = 12.56(平方米),共 25.12 + 12.56 = 37.68(平方米)。答:需要涂 37.68 平方米。
解析:本题考查圆柱体积公式的实际应用,同时辨析「表面积」与「底面积」这对易混概念。
(1)易错点:把直径 4 米直接当成半径代入公式;把体积公式误记为「底面周长 × 高」。应先用 d ÷ 2 求半径,再用 V = πr²h。
(2)易错点:认为「表面积 × 高」也能求体积。表面积包含侧面和两个底面,与「底面积」不是同一概念,体积只能由底面积 × 高得到;这也说明「圆柱表面积漏算底面」「把底面积与表面积混为一谈」是常见错误。
(3)易错点:涂防水涂料的情境中误把两个底面都算上(蓄水池上面是开口的),或忘记算侧面。应审清「内侧面和底面」这一条件。
7解答题
某湿地公园用沙土堆一个圆锥形的小沙丘,供小动物栖息。已知信息:沙丘底面直径是6分米,高是4分米(π取3.14)。
(1)求这个圆锥形沙丘的体积。
(2)小林说:「圆锥体积就是底面积乘高,不用再除以3。」你同意吗?请说明理由。
(3)如果把这些沙土改堆成一个与沙丘等底等高的圆柱形沙堆,这个圆柱形沙堆的体积是多少立方分米?圆锥形沙丘的体积是它的几分之几?
答案:(1)底面半径 r = 6 ÷ 2 = 3(分米),底面积 S = πr² = 3.14 × 3² = 3.14 × 9 = 28.26(平方分米)。圆锥体积 V = S × h ÷ 3 = 28.26 × 4 ÷ 3 = 37.68(立方分米)。答:沙丘体积是 37.68 立方分米。
(2)不同意。圆锥体积公式是 V = 底面积 × 高 ÷ 3,必须除以 3;「底面积 × 高」求出的是与它等底等高的圆柱的体积,不是圆锥的体积。忘记除以 3 会把圆锥体积算成实际的 3 倍。
(3)等底等高的圆柱体积 = 28.26 × 4 = 113.04(立方分米)。圆锥体积是它的 1/3,即 113.04 ÷ 3 = 37.68(立方分米),与(1)结果一致。答:圆柱形沙堆体积是 113.04 立方分米,圆锥体积是它的 1/3。
解析:本题重点辨析圆柱与圆锥体积关系这一易混概念。
(1)易错点:忘记除以 3,直接用底面积 × 高;或把直径 6 分米当成半径。牢记口诀「圆柱体积底乘高,圆锥记得除以三」。
(2)易错点:误认为圆锥体积等于底面积乘高。应指出「底面积 × 高」是等底等高圆柱的体积,圆锥只有它的 1/3。
(3)易错点:把圆锥与圆柱的体积比误当作底面积比或高的比;或误以为「等底等高」时两者体积相等。等底等高时圆柱体积是圆锥的 3 倍,圆锥是圆柱的 1/3,这是本题的核心结论。
8解答题
为保护湿地生态,某自然保护区在湖边建了一个近似圆锥形的生态观测沙堆模型。工作人员测得这个沙堆模型的底面周长是 12.56 分米,高是 1.2 分米。
(1)请算出这个沙堆模型的底面半径和它的体积。(π 取 3.14)
(2)小明说:「如果把这个沙堆模型改成与它等底等高的圆柱,体积还是不变的。」小明说得对吗?请判断并说明理由,写出改后的圆柱体积是多少。
(3)如果每立方分米这样的沙子约重 1.5 千克,那么这个圆锥形沙堆模型里的沙子约重多少千克?
答案:(1)底面半径:12.56 ÷ 3.14 ÷ 2 = 2(分米)
圆锥体积:V = (1/3) × 3.14 × 2² × 1.2 = (1/3) × 3.14 × 4 × 1.2 = 5.024(立方分米)
答:底面半径是 2 分米,体积是 5.024 立方分米。
(2)小明说得不对。等底等高的圆柱体积是圆锥体积的 3 倍,圆锥体积只是等底等高圆柱体积的三分之一,所以改成圆柱后体积会变大。
改后的圆柱体积:V柱 = 3.14 × 2² × 1.2 = 15.072(立方分米)
(也可用 5.024 × 3 = 15.072 立方分米)
(3)沙子重量:5.024 × 1.5 = 7.536(千克)
答:这堆沙子约重 7.536 千克。
解析:本题综合考查圆锥体积公式 V = (1/3)πr²h 以及「等底等高时圆锥体积是圆柱体积的三分之一」这一核心关系。
(1)已知底面周长求半径是常见链条,正确做法是 r = C ÷ 2π = 12.56 ÷ 3.14 ÷ 2 = 2 分米。易错点:直接用周长除以 π 就当半径,漏除以 2;或先求半径时公式记混。
(2)这是概念辨析题。易错点:误认为「等底等高」则体积相等,混淆圆柱体积公式 V = Sh 与圆锥体积公式 V = (1/3)Sh,忘记圆锥体积要除以 3。正确说法是圆柱体积是圆锥的 3 倍。
(3)求重量属于「体积 × 单位体积重量」的应用,注意单位要写清「千克」,不要把立方分米与千克混为一谈。
(4)计算过程中若忘记乘 1/3,会把圆锥体积错算成 15.072 立方分米,这是最典型的错误。