甲、乙两个圆锥的母线长相等,侧面展开图的圆心角之和为 2…——2022 高考数学第 9 题答案解析

2022_全国甲卷

2022 全国 第 9 题 单选题 区分题
2022_全国甲卷

9. 甲、乙两个圆锥的母线长相等,侧面展开图的圆心角之和为 $2 \pi$ ,侧面积分别为 $S _ { \mathbb { H } }$ 和 $S _ { \mathrm { { Z } } }$ ,体积分别为 $V _ { \mathbb { H } }$ 和 $V _ { \mathrm { Z } }$ .若 $\frac { S _ { \scriptscriptstyle \mathbb { H } } } { S _ { \scriptscriptstyle \ Z } } = 2$ ,则 $\frac { V _ { \oplus } } { V _ { \ Z } } =$ ( )

A. $\sqrt { 5 }$
B. $2 \sqrt { 2 }$
C. $\sqrt { 1 0 }$
D. $\frac { 5 { \sqrt { 1 0 } } } { 4 }$
参考答案

C

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【解析】

【分析】设母线长为l,甲圆锥底面半径为 $r _ { 1 }$ ,乙圆锥底面圆半径为 $r _ { 2 }$ ,根据圆锥的侧面积公式可得$r _ { 1 } = 2 r _ { 2 }$ ,再结合圆心角之和可将 $r _ { 1 } , r _ { 2 }$ 分别用l表示,再利用勾股定理分别求出两圆锥的高,再根据圆锥的体积公式即可得解.

【详解】解:设母线长为l,甲圆锥底面半径为 $r _ { 1 }$ ,乙圆锥底面圆半径为 $r _ { 2 }$ ,则 $\frac { S _ { \scriptscriptstyle \mathrm { H } } } { S _ { \scriptscriptstyle \mathrm { Z } } } = \frac { \pi r _ { 1 } l } { \pi r _ { 2 } l } = \frac { r _ { 1 } } { r _ { 2 } } = 2$ 所以 $r _ { 1 } = 2 r _ { 2 }$ 又 $\frac { 2 \pi r _ { 1 } } { l } + \frac { 2 \pi r _ { 2 } } { l } = 2 \pi$

则 ${ \frac { r _ { 1 } + r _ { 2 } } { l } } = 1$

所以 $r _ { 1 } = \frac { 2 } { 3 } l , r _ { 2 } = \frac { 1 } { 3 } l$

所以甲圆锥的高 $h _ { 1 } = \sqrt { l ^ { 2 } - \frac { 4 } { 9 } l ^ { 2 } } = \frac { \sqrt { 5 } } { 3 } l$

乙圆锥的高 $h _ { 2 } = \sqrt { l ^ { 2 } - \frac { 1 } { 9 } l ^ { 2 } } = \frac { 2 \sqrt { 2 } } { 3 } l$

所以 $\frac { V _ { \mathrm { { H } } } } { V _ { \mathrm { { Z } } } } = \frac { \displaystyle { \frac { 1 } { 3 } \pi r _ { 1 } ^ { 2 } h _ { 1 } } } { \displaystyle { \frac { 1 } { 3 } \pi r _ { 2 } ^ { 2 } h _ { 2 } } } { = } \frac { \displaystyle { \frac { 4 } { 9 } l ^ { 2 } \times \frac { \sqrt { 5 } } { 3 } l } } { \displaystyle { \frac { 1 } { 9 } l ^ { 2 } \times \frac { 2 \sqrt { 2 } } { 3 } l } } { = } \sqrt { 1 0 }$

故选:C.

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