本题导读

本题考查圆锥及旋转体的体积,以及由旋转曲面分体积求母线与轴的夹角。

📌【题干】

Question

(2000年大纲卷(文)) 如图, 是圆锥底面中心 到母线的垂线, 绕轴旋转一周所得曲面将圆锥分成体积相等的两部分,则母线与轴的夹角为()

A.   B.   C.   D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 设 到轴的距离为 ,上部两个共底圆锥的体积为 。
  2. 由体积相等得 。
  3. 由相似三角形得 ,从而 。

✅【答案】

Success

D

✍【详细解析】

Abstract

设圆锥底面半径为 、高为 ,顶点为 ,底面中心为 ,母线与轴()的夹角为 .设 为母线 ( 为底面圆周上一点)上的点,,过 向轴作垂线,垂足为 ,则 就是 到轴的距离,也是 绕轴旋转所得圆的半径,记 . 绕轴旋转一周所得曲面,把圆锥分成两部分:上部是两个共底(底面半径为 )的圆锥,其体积为 ;原圆锥体积为 .由两部分体积相等,上部体积为原圆锥体积的一半,即 ,解得 ,. 又由 (均为直角三角形且有一个锐角等于 ),得 ,即 ,故 .于是 ,母线与轴的夹角为 ,选 D.

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:圆锥旋转曲面分体积

核心方法:设底面半径 、高 , 到轴距离 ,上部两个共底圆锥体积 得 ;再由 得 ,故

避坑指南:体积比定 ,相似三角形定

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:源于教材圆锥与旋转体体积

结论推广:一般地,

方法推广:体积比定母线与轴夹角

🔗【关联脉络】

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