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第 1 讲 空间几何体
[考情分析] 空间几何体的结构特征是立体几何的基础，空间几何体的表面积和体积是高考
的重点与热点，多以选择题、填空题的形式考查，难度中等或偏上．
考点一 三视图与直观图
核心提炼
1．一个物体的三视图的排列规则
俯视图放在正视图的下面，长度与正视图的长度一样，侧视图放在正视图的右面，高度与正
视图的高度一样，宽度与俯视图的宽度一样．即“长对正、高平齐、宽相等”．
2．由三视图还原几何体的步骤
一般先依据俯视图确定底面，再利用正视图与侧视图确定几何体．
3．S ＝S
直观图 原图．
例1 (1)(2022·全国甲卷)如图，网格纸上绘制的是一个多面体的三视图，网格小正方形的边
长为1，则该多面体的体积为( )
A．8 B．12 C．16 D．20
(2)如图，已知用斜二测画法画出的△ABC的直观图是边长为a的正三角形，则原△ABC的
面积为________．
规律方法 由三视图还原直观图的方法(1)注意图中实、虚线，分别是原几何体中的可视线与被遮挡线．
(2)想象原形，并画出草图后进行三视图还原，把握三视图和几何体之间的关系，与所给三
视图比较，通过调整，准确画出原几何体．
(3)由三视图还原直观图时，往往采用削体法，选定一个视图，比如俯视图，然后逐步削切
正方体等几何载体．
跟踪演练1 (1)(2021·全国乙卷)以图①为正视图，在图②③④⑤中选两个分别作为侧视图和
俯视图，组成某个三棱锥的三视图，则所选侧视图和俯视图的编号依次为______(写出符合
要求的一组答案即可)．
(2)(2022·运城模拟)某几何体的正视图和侧视图如图 1 所示，它的俯视图的直观图是
△A′B′C′，如图2所示，其中O′A′＝O′B′， O′C′＝，则该几何体的表面积为(
)
A．36＋12 B．24＋8
C．24＋12 D．36＋8
考点二 表面积与体积
核心提炼
1．旋转体的侧面积和表面积
(1)S ＝2πrl，S ＝2πr(r＋l)(r为底面半径，l为母线长)．
圆柱侧 圆柱表
(2)S ＝πrl，S ＝πr(r＋l)(r为底面半径，l为母线长)．
圆锥侧 圆锥表
(3)S ＝4πR2(R为球的半径)．
球表
2．空间几何体的体积公式
(1)V ＝Sh(S为底面面积，h为高)．
柱
(2)V ＝Sh(S为底面面积，h为高)．
锥
(3)V ＝(S ＋＋S )h(S ，S 为底面面积，h为高)．
台 上 下 上 下(4)V ＝πR3(R为球的半径)．
球
例2 (1)(2022·凌源模拟)五脊殿是宋代传统建筑中的一种屋顶形式．如图所示，其屋顶上有
一条正脊和四条垂脊，可近似看作一个底面为矩形的五面体．若某一五脊殿屋顶的正脊长 4
米，底面矩形的长为6米，宽为4米，正脊到底面矩形的距离为2米，则该五脊殿屋顶的体
积的估计值为( )
A. 立方米 B. 立方米
C．32 立方米 D．64 立方米
(2)(2022·全国甲卷)甲、乙两个圆锥的母线长相等，侧面展开图的圆心角之和为 2π，侧面积
分别为S 和S ，体积分别为V 和V 若＝2，则等于( )
甲 乙 甲 乙．
A. B．2 C. D.
规律方法 空间几何体的表面积与体积的求法
(1)公式法：对于规则的几何体直接利用公式进行求解．
(2)割补法：把不规则的图形分割成规则的图形，或把不规则的几何体补成规则的几何体，
不熟悉的几何体补成熟悉的几何体．
(3)等体积法：选择合适的底面来求体积．
跟踪演练2 (1)(2022·锦州质检)2022年北京冬奥会的成功举办使北京成为奥运史上第一座
“双奥之城”．其中2008年北京奥运会的标志性场馆之一“水立方”摇身一变成为了“冰
立方”．“冰立方”在冬奥会期间承接了冰壶和轮椅冰壶等比赛项目．“水立方”的设计灵
感来自于威尔·弗兰泡沫，威尔·弗兰泡沫是对开尔文胞体的改进，开尔文胞体是一种多面体，
它由正六边形和正方形围成(其中每一个顶点处有一个正方形和两个正六边形)，已知该多面
体共有24个顶点，且棱长为2，则该多面体的表面积是( )
A．24(＋1) B．24＋6
C．48＋24 D．16＋8
(2)(2022·连云港模拟)如图是一个圆台的侧面展开图，若两个半圆的半径分别是1和2，则该
圆台的体积是( )A. B. C. D.
考点三 多面体与球
核心提炼
求空间多面体的外接球半径的常用方法
(1)补形法：侧面为直角三角形，或正四面体，或对棱均相等的模型，可以还原到正方体或
长方体中去求解；
(2)定义法：到各个顶点距离均相等的点为外接球的球心，借助有特殊性底面的外接圆圆心，
找其垂线，则球心一定在垂线上，再根据到其他顶点距离也是半径，列关系式求解即可．
例3 (1)(2022·烟台模拟)如图，三棱锥V－ABC中，VA⊥底面ABC，∠BAC＝90°，AB＝
AC＝VA＝2，则该三棱锥的内切球和外接球的半径之比为( )
A．(2－)∶1 B．(2－3)∶1
C．(－1)∶3 D．(－1)∶2
(2)(2022·全国乙卷)已知球O的半径为1，四棱锥的顶点为O，底面的四个顶点均在球O的
球面上，则当该四棱锥的体积最大时，其高为( )
A. B. C. D.
规律方法 (1)求锥体的外接球问题的一般方法是补形法，把锥体补成正方体、长方体等求
解．
(2)求锥体的内切球问题的一般方法是利用等体积法求半径．
跟踪演练3 (1)(2022·新高考全国Ⅱ)已知正三棱台的高为1，上、下底面边长分别为3和
4，其顶点都在同一球面上，则该球的表面积为( )
A．100π B．128π
C．144π D．192π
(2)(2022·衡水中学调研)将两个一模一样的正三棱锥共底面倒扣在一起，已知正三棱锥的侧
棱长为2，若该组合体有外接球，则正三棱锥的底面边长为________，该组合体的外接球的
体积为________．
