9. 已知圆锥的顶点为 $P$ , 底面圆心为 $O$ , $AB$ 为底面直径, $\angle APB = 120^{\circ}$ , $PA = 2$ , 点 $C$ 在底面圆周上, 且二面角 $P - AC - O$ 为 $45^{\circ}$ , 则 ( ).
AC
2023_新课标II卷
9. 已知圆锥的顶点为 $P$ , 底面圆心为 $O$ , $AB$ 为底面直径, $\angle APB = 120^{\circ}$ , $PA = 2$ , 点 $C$ 在底面圆周上, 且二面角 $P - AC - O$ 为 $45^{\circ}$ , 则 ( ).
AC
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【答案】AC
【解析】
【分析】根据圆锥的体积、侧面积判断 A、B 选项的正确性,利用二面角的知识判断 C、D 选项的正确性.
【详解】依题意, $\angle APB=120^{\circ}$ ,PA=2,所以 $OP=1,OA=OB=\sqrt{3}$ ,
A 选项,圆锥的体积为 $\frac{1}{3}\times\pi\times\left(\sqrt{3}\right)^{2}\times1=\pi$ ,A 选项正确;
B 选项,圆锥的侧面积为 $\pi\times\sqrt{3}\times2=2\sqrt{3}\pi$ ,B 选项错误;
C 选项,设 D 是 AC 的中点,连接 OD, PD,
则 $AC \perp OD, AC \perp PD$ ,所以 $\angle PDO$ 是二面角 P - AC - O 的平面角,
则 $\angle PDO = 45^{\circ}$ ,所以 OP = OD = 1,
故 $AD = CD = \sqrt{3 - 1} = \sqrt{2}$ ,则 $AC = 2\sqrt{2}$ ,C 选项正确;
D 选项, $PD = \sqrt{1^{2} + 1^{2}} = \sqrt{2}$ ,所以 $S_{\triangle PAC} = \frac{1}{2} \times 2\sqrt{2} \times \sqrt{2} = 2$ ,D 选项错误。
故选:AC.
