本题导读
本题考查圆锥的几何性质,以及圆锥的侧面展开图。
📌【题干】
Question
(2021年新高考I卷)已知圆锥的底面半径为 ,其侧面展开图是一个半圆,则该圆锥的母线长为( )
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 明确几何量的对应关系:
- 设圆锥的底面半径为 ,母线长为 。
- 圆锥的侧面展开图是一个扇形,该扇形的半径等于圆锥的母线长 。
- 该扇形的弧长 等于圆锥底面圆的周长 。
- 利用已知条件列方程:
- 已知 ,可求出底面周长 。
- 已知展开图是“半圆”,根据弧长公式可表示出扇形的弧长 。
- 令 ,解出 。
✅【答案】
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B
✍【详细解析】
Abstract
第一步:计算圆锥底面圆的周长 已知圆锥的底面半径 。 底面圆的周长 。
第二步:表示侧面展开图的弧长 设圆锥的母线长为 。 圆锥的侧面展开图是一个以 为半径的扇形。 题目中明确该展开图是一个“半圆”,即圆心角为 的扇形。 其弧长 。
第三步:建立等式并求解 根据圆锥展开的性质,侧面展开图的弧长等于底面圆的周长: 两边同时约去 ,解得: 。
故选:B。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心逻辑:解决圆锥展开问题的“不变量”原则——“底周变弧长,母线变半径”。
- 结论推导(二级结论):
- 若侧面展开图是圆心角为 的扇形,则有关系式:。
- 特别地,当展开图为半圆()时,可直接得出 。
- 当展开图为等边三角形/ 扇形等特殊角度时,计算逻辑一致。
- 避坑指南:
- 混淆概念:初学者容易把母线 误认为展开图半圆的直径,实际上它是半圆的半径。
- 空间想象:如果无法在脑中复原展开过程,建议在草稿纸上画出圆锥与扇形的对比图,标注出相同的长度段。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 变式思考:如果题目已知圆锥的母线长为 ,侧面展开图是一个圆心角为 的扇形,求该圆锥的底面半径 。 (提示:利用 求解。)
- 能力提升:若已知侧面展开图是半圆,除了能求出母线长,还可以推导出圆锥的轴截面是一个什么形状的三角形? (提示:由 知,轴截面的两条腰长为 ,底边(直径)也为 ,故轴截面是一个等边三角形。)
🔗【关联脉络】
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