本题导读
本题考查侧面展开图,以及体积与表面积。
📌【题干】
Question
(2022年甲卷文) 甲、乙两个圆锥的母线长相等,侧面展开图的圆心角之和为 ,侧面积分别为 和 ,体积分别为 和 .若 ,则 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
建立侧面积与底面半径的比例:已知两个圆锥的母线长 相等,由圆锥侧面积公式 可知,侧面积之比就等于底面半径之比,即 。
挖掘“圆心角之和为 ”的几何意义:两个圆锥的侧面展开图均为扇形,由于它们母线长相等且圆心角之和为 ,这两个扇形刚好可以拼成一个半径为 的完整圆。因此,这两个圆锥的底面周长之和等于这个大圆的周长,即 。
运用特值法求高:结合 与 ,可以赋值令母线长 ,则 。利用勾股定理求出各自的高 。
计算体积比:代入圆锥体积公式 计算比值即可。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
1. 确定底面半径的比例关系:
设甲、乙两个圆锥的母线长均为 ,底面半径分别为 。
根据圆锥侧面积公式 :
已知 ,所以 。
2. 建立母线与底面半径的等量关系:
设甲、乙圆锥侧面展开扇形的圆心角分别为 。
则两圆锥底面圆的周长分别为:,。
已知 ,故两底面周长之和为:
约去 得:。
3. 运用特值法求几何量:
由于题目所求为比值,几何体的大小随比例缩放不影响结果,故采用特值法(赋值法):
结合 与 ,不妨令母线长 。
则解得:,。
4. 求两圆锥的高:
根据圆锥的轴截面勾股定理 :
甲圆锥的高:。
乙圆锥的高:。
5. 计算体积之比:
根据圆锥体积公式 :
代入数据:
分母有理化:
6. 结论:
对应选项 C 正确。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心技巧:
圆心角之和为 的几何翻译:看到这个条件,应迅速联想到两个展开图可以**“拼成一个完整的圆”**,进而得出两个底面的周长之和恰好等于以母线为半径的大圆周长,即 。
特值法(赋值法):在求解仅涉及比例的几何题时,只要各边长符合已知的线性比例关系,直接给基础变量赋予便于计算的整数值(如本题令 )能极大地避免复杂的代数分式运算。
规律总结:对于同母线长的两个圆锥,如果侧面积之比为 ,则底面半径之比为 。
避坑指南:体积比公式中半径是平方项,高度是一次方项(即 ),不要顺手将底面半径的比例直接作为面积比例代入导致漏平方。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:待补
结论推广:待补
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