8.1课时1 棱柱、棱锥和棱台

一、刷基础

1.下列说法正确的是(      )

A.有两个面平行,其余各面都是四边形的几何体叫棱柱

B.有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体叫棱柱

C.各侧面都是正方形的四棱柱一定是正方体

D.九棱柱有9条侧棱,9个侧面,侧面均为平行四边形

答案:D
解析:

有两个面平行,其余各面是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都相互平行的几何体叫棱柱,满足 $ \mathrm{A} $ 选项或 $ \mathrm{B} $ 选项描述的一种几何体如图所示,故 $ \mathrm{A} $ , $ \mathrm{B} $ 都不正确.

各侧面都是正方形的四棱柱,上下底面可能是菱形,故 $ \mathrm{C} $ 不正确.

根据棱柱的定义可知九棱柱有9条侧棱,9个侧面,侧面均为平行四边形,故 $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{D} $ .

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2.(多选)下列命题中为假命题的是(      )(多选)

A.长方体是四棱柱,直四棱柱是长方体

B.棱柱中至少有两个面的形状完全相同

C.有两个侧面是矩形的四棱柱是直四棱柱

D.正四棱柱是平行六面体

答案:AC
解析:

对于选项 $ \mathrm{A} $ ,当底面不是矩形的时候,直四棱柱非长方体, $ \mathrm{A} $ 为假命题;对于选项 $ \mathrm{B} $ ,棱柱的两个底面全等,则棱柱中至少有两个面的形状完全相同, $ \mathrm{B} $ 为真命题;对于选项 $ \mathrm{C} $ ,有两个侧面是矩形的四棱柱可以是两对称面为矩形的平行六面体, $ \mathrm{C} $ 为假命题; $ \mathrm{D} $ 选项,正四棱柱是平行六面体, $ \mathrm{D} $ 为真命题.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{C} $ .


3.如图所示,在三棱台 $ A^\prime B^\prime C^\prime -ABC $ 中,截去三棱锥 $ A^\prime -ABC $ ,则剩余部分是(      )

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A.三棱锥

B.四棱锥

C.三棱柱

D.组合体

答案:B
解析:

三棱台 $ A^\prime B^\prime C^\prime -ABC $ 中,沿平面 $ A^\prime BC $ 截去三棱锥 $ A^\prime -ABC $ ,剩余的部分是以 $ A^\prime $ 为顶点,四边形 $ BCC\prime B^\prime $ 为底面的四棱锥 $ A^\prime -BCC\prime B^\prime $ .故选 $ \mathrm{B} $ .


4.(多选)下列说法中正确的有(      )(多选)

A.正四面体是正三棱锥

B.棱锥的侧面是全等的三角形

C.正三棱锥是正四面体

D.延长棱台所有侧棱,它们会交于一点

答案:AD
解析:

$ \mathrm{A} $ 选项,正四面体的四个面都是等边三角形,是正三棱锥, $ \mathrm{A} $ 正确;

$ \mathrm{B} $ 选项,棱锥的侧面是三角形,不一定全等, $ \mathrm{B} $ 错误;

$ \mathrm{C} $ 选项,正三棱锥的侧棱长和底面边长不一定相等, $ \mathrm{C} $ 错误;

$ \mathrm{D} $ 选项,根据棱台的定义可知,延长棱台所有侧棱,它们会交于一点, $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{D} $ .


5.(多选)下列说法中,不正确的是(      )(多选)

A.有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体是棱台

B.有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥

C.棱锥至少有6条棱

D.若棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,则此棱锥可能是正三棱锥

答案:AB
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,有两个面互相平行,其余四个面都是等腰梯形的六面体不一定是棱台,如图①.只有当四个等腰梯形的腰延长后交于一点,这个六面体才是棱台,故 $ \mathrm{A} $ 错误.

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图①

对于 $ \mathrm{B} $ ,有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体不一定是棱锥,如图②,故 $ \mathrm{B} $ 错误.

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图②

对于 $ \mathrm{C} $ ,三棱锥是棱数最少的棱锥,有6条棱,故 $ \mathrm{C} $ 正确.

对于 $ \mathrm{D} $ ,棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,若底面是正三角形,则此棱锥是正三棱锥,故 $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{B} $ .


6.如图是一个正方体的表面展开图,则图中“九”在正方体中的对面是(      )

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A.县

B.市

C.联

D.考

答案:B
解析:

把正方体还原后如图所示,试题资源网 https://stzy.com

则上面是九,下面是市,左面是县,右面是联,前面是考,后面是区,故选 $ \mathrm{B} $ .


7.如图所示,在直三棱柱 $ ABC-{A}_{1}{B}_{1}{C}_{1} $ 中, $ AB=BC=2 $ , $ B{B}_{1}=2\sqrt{2} $ , $ \mathrm{\angle }ABC={90}^{\circ } $ , $ E $ , $ F $ 分别是 $ A{A}_{1} $ , $ {B}_{1}{C}_{1} $ 的中点,沿棱柱表面从 $ E $ 到 $ F $ 的最短路径长为(      )

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A. $ \sqrt{11} $

B. $ \sqrt{7+2\sqrt{2}} $

C.3

D. $ \sqrt{7+\sqrt{2}} $

答案:C
解析:

若从 $ E $ 到 $ F $ 经过棱 $ {A}_{1}{B}_{1} $ ,则沿棱 $ {A}_{1}{B}_{1} $ 展开如图①,

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图①

过 $ E $ 作 $ EG\perp B{B}_{1} $ 于 $ G $ ,则 $ EG=AB=2 $ , $ FG=1+\sqrt{2} $ ,

故 $ EF=\sqrt{{2}^{2}+(1+\sqrt{2})^{2}}=\sqrt{7+2\sqrt{2}} $ .

若从 $ E $ 到 $ F $ 经过棱 $ B{B}_{1} $ ,则沿棱 $ B{B}_{1} $ 展开如图②, $ {A}_{1}E=\sqrt{2} $ , $ {A}_{1}F=3 $ ,则 $ EF=\sqrt{(\sqrt{2})^{2}+{3}^{2}}=\sqrt{11} $ .

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图②

若从 $ E $ 到 $ F $ 经过棱 $ C{C}_{1} $ ,则沿棱 $ C{C}_{1} $ 展开如图③,因为 $ AB=BC=2 $ , $ \mathrm{\angle }ABC={90}^{\circ } $ ,

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图③

所以 $ AC=\sqrt{{2}^{2}+{2}^{2}}=2\sqrt{2} $ ,

$ {A}_{1}E=\sqrt{2} $ , $ {A}_{1}F=2\sqrt{2}+1 $ ,则 $ EF=\sqrt{2+(2\sqrt{2}+1)^{2}}=\sqrt{11+4\sqrt{2}} $ .

若从 $ E $ 到 $ F $ 经过棱 $ {A}_{1}{C}_{1} $ ,则沿棱 $ {A}_{1}{C}_{1} $ 展开如图④,连接 $ A{C}_{1} $ ,由题意, $ △{A}_{1}{B}_{1}{C}_{1} $ 为等腰直角三角形,四边形 $ AC{C}_{1}{A}_{1} $ 为正方形,故 $ △{A}_{1}A{C}_{1} $ 为等腰直角三角形,故四边形 $ {A}_{1}{B}_{1}{C}_{1}A $ 为直角梯形.

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图④

又 $ {A}_{1}{B}_{1}=2 $ , $ A{C}_{1}=\sqrt{(2\sqrt{2})^{2}+(2\sqrt{2})^{2}}=4 $ ,故 $ EF=\dfrac{1}{2}×(2+4)=3 $ .

又 $ 3=\sqrt{9} < \sqrt{7+2\sqrt{2}} < \sqrt{11} < \sqrt{11+4\sqrt{2}} $ ,所以沿棱柱表面从 $ E $ 到 $ F $ 的最短路径长为3.故选 $ \mathrm{C} $ .


8.现有一块如图所示的三棱锥木料,其中 $ \mathrm{\angle }AVB=\mathrm{\angle }AVC=\mathrm{\angle }BVC={40}^{\circ } $ , $ VA=VB=VC=6 $ ,木工师傅打算过点 $ A $ 将木料切成两部分,则截面 $ △AEF $ 周长的最小值为      .

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答案:

$ 6\sqrt{3} $

解析:

将三棱锥的侧面沿着 $ VA $ 展开,连接 $ A^\prime A $ ,如图所示.

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则 $ VA=VA\prime =6 $ , $ \mathrm{\angle }AVA\prime ={120}^{\circ } $ ,

由余弦定理可得, $ AA{\prime }^{2}={6}^{2}+{6}^{2}-2×6×6 \cos {120}^{\circ }=108 $ ,则 $ AA\prime =6\sqrt{3} $ ,

所以截面 $ △AEF $ 周长的最小值为 $ 6\sqrt{3} $ .