Chào mừng bạn • Luyện thi trắc nghiệm trực tuyến
Toán học • Lớp 12Hình học1.436 câu hỏi có lời giải
Tất cả chuyên đề →

Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Mặt cầu (Toán học Lớp 12)

Tuyển tập 1.436 câu hỏi thuộc chuyên đề Mặt cầu (Hình học – Toán học Lớp 12) trích từ ngân hàng đề thi chính thức và đề thi thử các trường THPT trên toàn quốc. Chọn trực tiếp đáp án A, B, C, D bên dưới để kiểm tra kết quả và xem hướng dẫn giải chi tiết từng bước.

Dấu hiệu & kiến thức trọng tâm:tâmbán kínhgiao/tiếp xúc đường/mặt
Trong không gian (đơn vị mỗi trục tọa độ là km). Một trạm phát sóng được đặt tại vị trí và có vùng phủ sóng là hình cầu bán kính 5 km. Một con đường thẳng được mô hình hóa bởi đường thẳng: .
a)
Vectơ là vectơ chỉ phương của đường thẳng .
b)
Mặt cầu tâm , bán kính có phương trình là .
c)
Gọi là hình chiếu vuông góc của lên . Điểm có hoành độ bằng .
d)
Đoạn đường nằm trong vùng phủ sóng dài 8,16 km. (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)
Đáp án đúng: a:S,b:Đ,c:S,d:Đ
(AI giải đề cho tôi)
a) Sai: vectơ chỉ phương của là , không phải . b) Đúng: mặt cầu tâm bán kính 5 có phương trình . c) Sai: điểm trên có dạng , điều kiện : , nên , hoành độ . d) Đúng: nên . Độ dài đoạn đường nằm trong vùng phủ sóng là km.
a) (AI giải đề cho tôi)
Vectơ chỉ phương của là , khác .
b) (AI giải đề cho tôi)
Mặt cầu tâm , : .
c) (AI giải đề cho tôi)
Điểm trên : , , , hoành độ .
d) (AI giải đề cho tôi)
, độ dài đoạn nằm trong vùng phủ sóng km.
Hải đăng là một ngọn tháp (nhà hoặc khung) được thiết kế để chiếu sáng từ một hệ thống đèn và thấu kính, hoặc thời xưa là chiếu sáng bằng lửa, với mục đích hỗ trợ cho các hoa tiêu trên biển định hướng và tìm đường. Vào năm 293 trước Công nguyên, ngọn hải đăng đầu tiên đã được người Phoenicia xây dựng trên hòn đảo Pharos tại Alexandria. Trong không gian với hệ tọa độ (đơn vị trên mỗi trục là một mét), coi một phần mặt biển được khảo sát là mặt phẳng , trục hướng lên trên vuông góc với mặt biển, một ngọn hải đăng đỉnh cao 50 mét so với mực nước biển, biết đỉnh ở vị trí và ngọn hải đăng này được thiết kế với bán kính phủ sáng là .
a)
Phương trình mặt cầu để mô tả ranh giới của vùng phủ sáng trên biển của ngọn hải đăng là .
b)
Giả sử người đi biển coi là một điểm từ vị trí di chuyển theo đường thẳng đến chân ngọn Hải đăng với tốc độ 7 hải lý/giờ, biết một hải lý bằng 1852 mét. Khi đó người đó mất 5,28 phút (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm) để đến điểm đầu tiên nhìn thấy được ánh sáng ngọn Hải đăng trên.
c)
Ngọn Hải đăng phủ một vùng sáng trên mặt biển thì bán kính vùng sáng này là 3999,7 (làm tròn đến hàng phần chục của mét), giả sử yếu tố bị che khuất bởi địa hình là không đáng kể.
d)
Người đi biển coi là một điểm ở vị trí thì có thể nhìn thấy được ánh sáng của ngọn hải đăng trên.
Đáp án đúng: a:S,b:S,c:Đ,d:S
(AI giải đề cho tôi)
Đỉnh hải đăng , bán kính phủ sáng .

a) Sai. Ranh giới vùng phủ sáng là mặt cầu tâm bán kính : , không phải (đơn vị đề là mét, không phải km).

b) Sai. Chân hải đăng . . Vùng sáng trên mặt biển có bán kính . Quãng đường phải đi: . Tốc độ , thời gian phút, không phải phút.

c) Đúng. Bán kính vùng sáng trên mặt biển .

d) Sai. Khoảng cách từ đến : ; khoảng cách ngang từ chân tháp đến là , nên nằm ngoài vùng phủ sáng, người ở không nhìn thấy ánh sáng hải đăng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Bán kính phải là 4000 m nên phương trình là , không phải .
b) (AI giải đề cho tôi)
Quãng đường ; thời gian phút (không phải 5,28).
c) (AI giải đề cho tôi)
.
d) (AI giải đề cho tôi)
cách chân tháp , nằm ngoài vùng phủ sáng nên không nhìn thấy ánh sáng.
Tìm tất cả các giá trị thực của tham số để hệ phương trình có đúng một nghiệm.
Đáp án đúng: D
(AI giải đề cho tôi)
Phương trình thứ nhất là mặt cầu tâm bán kính . Phương trình thứ hai là mặt phẳng . Hệ có đúng một nghiệm khi và chỉ khi tiếp xúc với mặt cầu, tức khoảng cách từ đến bằng :

Suy ra , nên hoặc . Đáp án D.
Trong không gian , có tất cả bao nhiêu giá trị nguyên của để phương trình

là phương trình một mặt cầu?
Đáp án đúng: 7
(AI giải đề cho tôi)
Phương trình có dạng là phương trình mặt cầu khi và chỉ khi . Tính: , tức , suy ra , tức . Các giá trị nguyên: , gồm 7 giá trị.
Trong không gian với hệ tọa độ , cho mặt phẳng , điểm và đường thẳng . Lập phương trình mặt cầu tâm thuộc đường thẳng và cắt mặt phẳng theo thiết diện là đường tròn tâm , bán kính .
Đáp án đúng: x^2+y^2+z^2=9
(AI giải đề cho tôi)
Gọi tâm mặt cầu là thuộc . Thiết diện là đường tròn tâm nên là hình chiếu vuông góc của lên , tức hình chiếu của là . Suy ra , vậy . Khoảng cách từ đến là . Bán kính mặt cầu: . Phương trình mặt cầu: .
Trong không gian với hệ trục tọa độ , tìm số giá trị nguyên để phương trình là phương trình một mặt cầu.
Đáp án đúng: 194
(AI giải đề cho tôi)
Phương trình có tâm và bán kính bình phương . Để là mặt cầu cần . Với nguyên: , mỗi phần có 97 giá trị. Vậy tổng số giá trị là .
Trong không gian , có tất cả bao nhiêu giá nguyên của để phương trình là phương trình một mặt cầu?
Đáp án đúng: 7
(AI giải đề cho tôi)
Phương trình có dạng x²+y²+z²−2ax−2by−2cz+c=0 với a=−(m+2), b=0, c=m−1, c₀=3m²−5. Đây là mặt cầu khi R²=(m+2)²+(m−1)²−(3m²−5)>0. Tính: (m+2)²+(m−1)²−3m²+5 = (m²+4m+4)+(m²−2m+1)−3m²+5 = −m²+2m+10 > 0 ⟺ m²−2m−10<0 ⟺ 1−√11 < m < 1+√11. Vì √11≈3,317 nên −2,316 < m < 4,316, các giá nguyên m ∈ {−2;−1;0;1;2;3;4}, gồm 7 giá trị.
Trong không gian với hệ trục tọa độ (đơn vị trên mỗi trục là mét), một ngọn hải đăng được đặt ở vị trí với bán kính phủ sáng là 3 km
a)
Phương trình mặt cầu mô tả ranh giới bên ngoài của vùng phủ sáng trên biển của hải đăng là .
b)
Người đi biển ở vị trí nhìn thấy được ánh sáng của ngọn hải đăng.
c)
Người đi biển ở vị trí nhìn thấy được ánh sáng của ngọn hải đăng.
d)
Nếu hai người đi biển có thể nhìn thấy ánh sáng của ngọn hải đăng thì khoảng cách giữa hai người đó không quá 6 km.
Đáp án đúng: a:Đ,b:Đ,c:S,d:Đ
(AI giải đề cho tôi)
Hải đăng tại , bán kính phủ sáng m (đơn vị trục là mét).
a) Ranh giới vùng phủ sáng là mặt cầu tâm bán kính 3000 m: → đúng.
b) m m, nên nằm trong vùng phủ sáng → đúng.
c) m m, nên ngoài vùng phủ sáng → sai.
d) Hai người nhìn thấy ánh sáng nghĩa là họ nằm trong (hoặc trên) mặt cầu bán kính 3000 m. Khoảng cách giữa hai điểm trong mặt cầu bán kính không vượt quá đường kính m km → đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Bán kính 3 km = 3000 m, mặt cầu tâm : .
b) (AI giải đề cho tôi)
m m nên trong vùng phủ sáng.
c) (AI giải đề cho tôi)
m m nên ngoài vùng phủ sáng.
d) (AI giải đề cho tôi)
Hai điểm trong mặt cầu bán kính 3000 m cách nhau tối đa bằng đường kính 6000 m = 6 km.
Trong không gian với hệ tọa độ , cho hai điểm . Mặt cầu có tâm thuộc trục và đi qua hai điểm
a)
Tọa độ tâm của mặt cầu có dạng .
b)
Bán kính của mặt cầu là .
c)
Mặt cầu có phương trình là .
d)
Điểm thuộc mặt phẳng sao cho đạt giá trị nhỏ nhất. Khi đó giá trị biểu thức .
Đáp án đúng: a:Đ,b:S,c:Đ,d:Đ
(AI giải đề cho tôi)
Tâm thuộc trục nên → a đúng. Vì đi qua : . Vậy , (không phải ) → b sai. Phương trình mặt cầu: → c đúng. Với thì : . Min tại , khi đó → d đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Tâm thuộc trục nên có tọa độ dạng . Giải được , tức .
b) (AI giải đề cho tôi)
nên , không phải .
c) (AI giải đề cho tôi)
Với , , phương trình mặt cầu là .
d) (AI giải đề cho tôi)
Với : đạt min tại , suy ra .
Trong không gian hệ trục tọa độ (đơn vị trên mỗi trục là kilômét), đài kiểm soát không lưu của một sân bay ở vị trí và được thiết kế phát hiện máy bay ở khoảng cách tối đa . Một máy bay đang chuyển động với vận tốc theo đường thẳng có phương trình Hình từ đề gốc
a)
Ranh giới vùng phát sóng bên ngoài của đài kiểm soát không lưu trong không gian là mặt cầu có bán kính bằng .
b)
Phương trình mặt cầu để mô tả ranh giới bên ngoài vùng phát sóng của đài kiểm soát không lưu trong không gian là .
c)
Máy bay đang chuyển động theo đường thẳng đến vị trí điểm . Vị trí này nằm ngoài vùng kiểm soát không lưu của đài kiểm soát không lưu sân bay.
d)
Thời gian kể từ khi đài kiểm soát không lưu phát hiện may bay đến khi máy ra khỏi vùng kiểm soát không lưu là giờ.
Đáp án đúng: a:S,b:Đ,c:Đ,d:S
(AI giải đề cho tôi)
Vùng kiểm soát là khối cầu tâm O bán kính R=600 km. a) Sai vì bán kính là 600 km chứ không phải 300 km. b) Đúng: x²+y²+z²=600²=360000. c) Đúng: M(-500;100;100√11) có OM²=250000+10000+110000=370000>360000 nên M nằm ngoài mặt cầu, tức ngoài vùng kiểm soát. d) Sai: máy bay trên d: x=-1000+100t, y=-300+80t, z=100√11. Giao với mặt cầu: (-1000+100t)²+(-300+80t)²+110000=360000 ⟺ 16400t²-248000t+840000=0 ⟺ 41t²-620t+2100=0 ⟺ t=210/41 hoặc t=10. Máy bay hướng về đài nên phát hiện tại t₁=210/41 (điểm vào) và ra khỏi vùng tại t₂=10. Vectơ chỉ phương u=(100;80;0), |u|=20√41, độ dài cung đi trong vùng = (10-210/41)·20√41 = 4000/√41 ≈ 624,7 km. Thời gian = (4000/√41)/900 = 40/(9√41) ≈ 0,69 giờ ≠ 4/3 giờ.
a) (AI giải đề cho tôi)
Đài phát hiện máy bay ở khoảng cách tối đa 600 km nên ranh giới là mặt cầu tâm O bán kính R=600 km, không phải 300 km.
b) (AI giải đề cho tôi)
Mặt cầu tâm O(0;0;0) bán kính R=600 có phương trình x²+y²+z²=600²=360000.
c) (AI giải đề cho tôi)
M(-500;100;100√11) thuộc d (t=5). OM²=250000+10000+110000=370000>360000=600² nên M nằm ngoài vùng kiểm soát.
d) (AI giải đề cho tôi)
Thay z=100√11 vào phương trình mặt cầu: (-1000+100t)²+(-300+80t)²=250000 ⟺ 41t²-620t+2100=0 ⟺ t=210/41 hoặc t=10. Máy bay đi vào vùng tại t₁=210/41 và ra khỏi tại t₂=10. Quãng đường trong vùng = (10-210/41)·|u| với u=(100;80;0), |u|=20√41, tức 4000/√41≈624,7 km. Thời gian = 624,7/900 ≈ 0,69 giờ, không bằng 4/3 giờ.
Trong không gian , cho mặt cầu tâm và đi qua có phương trình . Giá trị biểu thức bằng bao nhiêu?
Đáp án đúng: -14
(AI giải đề cho tôi)
Bán kính . Phương trình mặt cầu: , tức . Nhân với 2: , suy ra . Vậy .
Trong không gian với hệ tọa độ , cho mặt cầu đi qua 4 điểm có tọa độ lần lượt là , , , . Tâm của mặt cầu là . Tính giá trị của biểu thức .
Đáp án đúng: 24/7
(AI giải đề cho tôi)
Gọi là tâm mặt cầu. Vì cách đều nên ta có hệ phương trình từ .

Từ : .

Từ : .

Suy ra , và .

Từ : .

Vậy .
Trong không gian với hệ tọa độ , phương trình mặt cầu có tâm và có một tiếp tuyến là đường thẳng có dạng . Tính .
Đáp án đúng: 0
(AI giải đề cho tôi)
Đường thẳng Δ đi qua A(1;1;0) với vectơ chỉ phương u=(1;1;−1). Bán kính mặt cầu bằng khoảng cách từ I(1;3;2) đến Δ: IA=(0;−2;−2), IA×u=(4;−2;2), |IA×u|=√24=2√6, |u|=√3 nên R=d(I,Δ)=2√6/√3=2√2, R²=8. Phương trình mặt cầu: (x−1)²+(y−3)²+(z−2)²=8 ⟺ x²+y²+z²−2x−6y−4z+6=0. Vậy a=1, b=3, c=2, d=6, do đó T=a+b+c−d=1+3+2−6=0.
Cho điểm và đường thẳng . Tìm bán kính mặt cầu có tâm và cắt đường thẳng tại hai điểm , sao cho (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).
Đáp án đúng: 3.21
(AI giải đề cho tôi)
Đường thẳng đi qua với vectơ chỉ phương , . Ta có và nên . Gọi là chân đường vuông góc hạ từ xuống ; vì tam giác cân tại nên là trung điểm , suy ra . Bán kính mặt cầu: .
Trong không gian , mặt cầu có tâm và tiếp xúc với mặt phẳng có phương trình . Tính giá trị của biểu thức .
Đáp án đúng: Tự luận
(AI giải đề cho tôi)
Tâm , bán kính bằng khoảng cách từ đến mặt phẳng :

Phương trình mặt cầu: , khai triển:

So sánh với ta được .
Do đó .
Trong không gian với tọa độ , cho mặt cầu . Đường thẳng là tiếp tuyến của mặt cầu tại điểm và vuông góc với đường thẳng . Hãy viết phương trình đường thẳng .
Đáp án đúng: Tự luận
(AI giải đề cho tôi)
Mặt cầu có tâm , bán kính . Kiểm tra thuộc mặt cầu: ✓. Vì là tiếp tuyến tại nên với . Lại có với . Vậy vectơ chỉ phương của là . Kiểm tra: và ✓. Đường thẳng đi qua nên có phương trình: (hoặc ).
Trong không gian thuộc hệ thống định vị GPS, bề mặt Trái Đất được mô hình hoá bởi mặt cầu . Hai vệ tinh truyền tín hiệu có vị trí , . [Hình cần kiểm tra lại: p4_f1] Xét tính đúng sai các mệnh đề sau:
a)
Vệ tinh ở vị trí gần tâm mặt cầu hơn so với vệ tinh ở vị trí .
b)
Một tín hiệu được truyền đi từ vệ tinh ở đến vệ tinh ở là đường thẳng có phương trình chính tắc .
c)
Mặt phẳng đi qua tâm Trái Đất và hai điểm , có phương trình .
d)
Giả sử đơn vị trên mỗi trục là 2100 km, một tín hiệu có tốc độ km/s được truyền từ vệ tinh đến điểm gần nhất thuộc bề mặt Trái Đất mất khoảng 0,026 giây (làm tròn đến hàng phần nghìn của giây).
Đáp án đúng: a:S,b:Đ,c:Đ,d:Đ
(AI giải đề cho tôi)
Tâm mặt cầu là , bán kính .
a) ; . Vậy , hai vệ tinh cách tâm mặt cầu bằng nhau, mệnh đề 'M gần tâm hơn N' là SAI.
b) , đường thẳng qua có VTCP : . ĐÚNG.
c) Mặt phẳng qua : , , pháp tuyến . Phương trình: . ĐÚNG.
d) Khoảng cách từ đến điểm gần nhất trên mặt cầu là đơn vị km. Thời gian giây. ĐÚNG.
Khớp với đáp án nguồn: a) Sai, b) Đúng, c) Đúng, d) Đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
nên hai vệ tinh cách tâm mặt cầu bằng nhau, M không gần tâm hơn N.
b) (AI giải đề cho tôi)
, đường thẳng qua M: .
c) (AI giải đề cho tôi)
Pháp tuyến , qua cho .
d) (AI giải đề cho tôi)
Quãng đường km, thời gian giây.
Một khu vực được thiết lập một hệ trục tọa độ với mặt phẳng là mặt đất, trục hướng thẳng đứng lên trên, mỗi đơn vị trên các trục ứng với . Một chiếc flycam ở vị trí đang phát sóng wifi bao phủ một vùng không gian trong phạm vi .
a)
Phương trình mặt cầu mô tả ranh giới bên ngoài vùng phát sóng wifi của flycam trong không gian là .
b)
Một vật tại vị trí nhận được tín hiệu wifi từ flycam.
c)
Vị trí của hai vật trên mặt đất nhận được tín hiệu wifi từ flycam cách nhau tối đa (kết quả quy tròn đến hàng phần trăm).
d)
Tập hợp vị trí của các vật trên mặt đất nhận được tín hiệu wifi từ flycam là một hình tròn có tâm .
Đáp án đúng: a:Đ,b:S,c:Đ,d:S
(AI giải đề cho tôi)
Vùng phát sóng là mặt cầu tâm bán kính . a) Phương trình mặt cầu: → đúng. b) nên ngoài vùng phát sóng → sai. c) Giao của mặt cầu với mặt đất là đường tròn tâm , bán kính . Hai vật trên mặt đất cách nhau tối đa → đúng. d) Tâm đường tròn trên mặt đất là hình chiếu của xuống là , không phải → sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
Mặt cầu tâm bán kính : .
b) (AI giải đề cho tôi)
, nên nằm ngoài vùng phát sóng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Giao mặt cầu với mặt đất là đường tròn tâm bán kính , đường kính .
d) (AI giải đề cho tôi)
Tâm hình tròn trên mặt đất là hình chiếu của lên : , không phải .
Trong không gian , cho mặt cầu và mặt phẳng .
a)
Mặt phẳng đi qua điểm .
b)
Điều kiện để là phương trình mặt cầu khi và chỉ khi .
c)
Khoảng cách từ tâm mặt cầu đến mặt phẳng bằng 2.
d)
Có hai giá trị thực của tham số m để mặt phẳng cắt mặt cầu theo giao tuyến là một đường tròn có chu vi bằng .
Đáp án đúng: a:S,b:S,c:Đ,d:S
(AI giải đề cho tôi)
a) Thay M(1;1;3) vào (P): 2(1)-1+2(3)-8 = -1 ≠ 0 nên (P) không đi qua M → sai.
b) (S): (x+1)²+(y-2)²+(z-3)² = 17 - m. Là mặt cầu khi và chỉ khi 17 - m > 0, tức m < 17 (không gồm m = 17 vì khi đó chỉ là điểm) → khẳng định m ≤ 17 sai.
c) Tâm I(-1;2;3), d(I,(P)) = |2(-1)-2+2(3)-8|/√9 = 6/3 = 2 → đúng.
d) Chu vi 8π ⇒ r = 4 ⇒ R² - d² = 16 ⇒ (17-m) - 4 = 16 ⇒ m = -3. Chỉ có một giá trị m → sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
2(1)-1+2(3)-8 = -1 ≠ 0 nên M không thuộc (P).
b) (AI giải đề cho tôi)
R² = 17 - m > 0 ⇔ m < 17, điều kiện đúng là m < 17 chứ không phải m ≤ 17.
c) (AI giải đề cho tôi)
Tâm I(-1;2;3), d = |2(-1)-2+2(3)-8|/3 = 6/3 = 2.
d) (AI giải đề cho tôi)
r = 4 ⇒ 17 - m - 4 = 16 ⇒ m = -3, chỉ có một giá trị m.
Trong không gian , cho mặt cầu tâm và đường thẳng . Biết đường thẳng cắt mặt cầu tại hai điểm phân biệt sao cho đoạn . Tính bán kính mặt cầu .
Đáp án đúng: 5
(AI giải đề cho tôi)
Đường thẳng Δ đi qua P(4;3;3) với vectơ chỉ phương u=(2;1;2). Ta có IP=(6;0;3). Khoảng cách từ I đến Δ: IP×u = (0·2−3·1; 3·2−6·2; 6·1−0·2) = (−3;−6;6), độ dài bằng 9, |u|=3 nên d(I,Δ)=9/3=3. Gọi H là chân đường vuông góc từ I xuống Δ, H là trung điểm AB nên HA=AB/2=4. Bán kính R=√(IH²+HA²)=√(9+16)=5.

Đề thi có nhiều câu hỏi chuyên đề Mặt cầu

Luyện tập trong bối cảnh đề thi thật hoặc tải bản in PDF chuẩn A4 kèm lời giải.

Kho đề thi →

Các chuyên đề Toán học liên quan

Xem tất cả chuyên đề →