题目内容
在透明塑料制成的正方体容器中灌进体积的水,密封后可以任意摆放,那么容器内水面形状可能是:①三角形;②梯形;③长方形;④五边形.
其中正确的结果是 ( )
A.①②③ | B.①③④ | C.②③④ | D.①②③④ |
D
解析试题分析:问题等价于用一个平面去截正方体,所截得的较小的几何体的体积为正方体体积的,假设正方体容器
,假设正方体
的棱长为
,则正方体的体积
,
(1)当截面过、
、
三点时,平面截正方体形成的较小的几何体为三棱锥
,
,
,此时水面形状即截面图形形状为三角形;
(2)如下图所示,用不与棱平行的平面截正方体
分别交
、
、
、
于
、
、
、
,由于平面
平面
,平面
平面
,平面
平面
,由平面与平面平行的性质定理知
,且
,则截面图形
为梯形,则几何体
为台体,只需
与
的面积满足一定的条件,能保证平面截正方体
所形成的较小体积的几何体
的体积为
.
(3)如下图所示,用平行于棱去截正方体
分别交
、
、
、
于
、
、
、
,所形成的较小的几何体为三棱柱
,当
,则三棱柱
的体积
,此时截面图形
为矩形.
(4)如下图所示,在水面刚过、
、
的时候,再将正方体容器
再倾斜一点,这时水面(即截面)分别交棱
、
、
、
、
于点
、
、
、
、
五点,将这五点连接起来便成为五边形
,由平面与平面平行的性质定理知
,
,此时截面截正方体所形成的体积较小的几何体为多面体
练习册系列答案
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