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 , cho mặt cầu và điểm . Xét các điểm thuộc sao cho luôn tiếp xúc với , điểm luôn thuộc mặt phẳng có phương trình là
Đáp án đúng: C
Mặt cầu có tâm và bán kính . Ta có , nên điểm nằm ngoài mặt cầu .

Hình vẽ Câu 36

Vì nên các tiếp điểm thuộc mặt cầu đường kính có tâm và bán kính :

.

Trừ vế theo vế phương trình hai mặt cầu và ta được phương trình mặt phẳng chứa đường tròn giao tuyến là .
Trong không gian , cho , , . Mặt cầu ngoại tiếp hình chóp có bán kính bằng
Đáp án đúng: C
Vì các điểm lần lượt nằm trên ba trục tọa độ đôi một vuông góc nên tâm mặt cầu ngoại tiếp là trung điểm các đoạn thẳng trên ba trục: .
Bán kính mặt cầu là . Chọn C.
Trong không gian , cho mặt cầu và điểm . Mặt phẳng đi qua điểm , cắt theo giao tuyến là đường tròn có bán kính nhỏ nhất có phương trình là (). Giá trị của biểu thức bằng
Đáp án đúng: C
Mặt cầu có tâm và bán kính .
Ta có , do đó điểm nằm trong mặt cầu.
Mặt phẳng qua cắt theo thiết diện là đường tròn có bán kính . Bán kính nhỏ nhất khi lớn nhất, điều này xảy ra khi tại .
Vectơ pháp tuyến của là .
Phương trình mặt phẳng đi qua :
.
Nhân cả hai vế với 2 để được hệ số tự do là :
.
Đối chiếu với , ta có .
Vậy . Chọn C.
Cho số phức thỏa mãn . Số phức có tập hợp điểm biểu diễn trong mặt phẳng phức là đường tròn có
Đáp án đúng: D
Đáp án: D. (Theo bảng đáp án chính thức của đề, trang 16, mã đề 333; đề gốc không kèm lời giải chi tiết.)
Cho mặt cầu có bán kính . Gọi là hình trụ có hai đường tròn đáy nằm trên mặt cầu và có thiết diện qua trục của lớn nhất. Diện tích toàn phần của hình trụ bằng
Đáp án đúng: D
Thiết diện qua trục của hình trụ là hình chữ nhật nội tiếp đường tròn lớn của mặt cầu có đường kính .
Đặt , ta có .
Diện tích thiết diện qua trục là .
Dấu bằng xảy ra khi .
Vậy hình trụ có bán kính đáy và chiều cao .
Diện tích toàn phần của hình trụ là:

Chọn đáp án D.

[IMAGE:img_1]
Trong không gian , gọi là đường tròn giao của mặt cầu và mặt phẳng . Mặt cầu đi qua điểm và chứa đường tròn có bán kính là
Đáp án đúng: C
Vì là đường tròn giao tuyến của mặt cầu và mặt phẳng nên mặt cầu chứa đường tròn có phương trình dạng:

Vì nên:

Khi đó phương trình mặt cầu là:

Suy ra bán kính mặt cầu là .
Chọn đáp án C.
Cho mặt cầu tâm và các điểm nằm trên mặt cầu sao cho và khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng bằng 2. Thể tích của khối cầu bằng
Đáp án đúng: B
Đáp án đúng là B theo bảng đáp án Mã đề 103 của Sở GD&ĐT Sơn La.
Cho mặt cầu bán kính . Một hình trụ có hai đường tròn đáy nằm trên mặt cầu và có chiều cao gấp bốn lần bán kính đáy. Thể tích khối trụ bằng
Đáp án đúng: B
Ta có và . Thể tích khối trụ là . Chọn B.
Trong không gian , cho , và . Xét các điểm thay đổi sao cho tam giác vuông tại và có diện tích lớn nhất. Giá trị nhỏ nhất của độ dài đoạn thẳng thuộc khoảng nào dưới đây?
Đáp án đúng: C
Vì tam giác vuông tại nên thuộc mặt cầu đường kính .
Trung điểm của là , bán kính .
Diện tích tam giác là .
Diện tích lớn nhất khi , tức thuộc đường tròn giao tuyến của mặt cầu với mặt phẳng trung trực của , đó là mặt phẳng .
Khi đó tập hợp các điểm là đường tròn trong có tâm và bán kính .
Hình chiếu của lên là . Ta có .
Khoảng cách từ đến nhỏ nhất khi nằm trên đoạn , với .
Độ dài đoạn .
Giá trị này thuộc khoảng . Chọn C.
Câu 3. Trên mặt đất bằng phẳng có ba chiếc cọc thẳng đứng, với ba chân cọc tạo thành một tam giác vuông cân tại và . Ba đỉnh cọc có độ cao lần lượt là , và . Phía trên đầu cọc, người ta đặt một quả cầu trang trí sao cho mặt cầu tiếp xúc với cả ba đỉnh . Chọn hệ trục tọa độ sao cho là gốc tọa độ, là trục , là trục và là trục cao (xem hình vẽ) (đơn vị trên mỗi trục là ).

Hình câu 3 phần II
a)
.
b)
Mặt phẳng có phương trình .
c)
Đường thẳng tạo với mặt đất một góc (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
d)
Người ta muốn thay quả cầu hiện tại bằng một quả cầu mới có kích thước nhỏ nhất có thể sao cho mặt cầu này vẫn chạm được vào cả ba đỉnh cọc (để không bị lọt hẳn xuống dưới). Khi đó bán kính của quả cầu mới này bằng .
Đáp án đúng: a:S,b:Đ,c:S,d:Đ
Theo bảng đáp án chính thức (Mã đề 1201, trang 5), Câu 3 (Phần II): a) Sai, b) Đúng, c) Sai, d) Đúng.

Ta có nên a sai. Phương trình mặt phẳng (b đúng). Vectơ tạo với mặt đất góc có (c sai). Tam giác có thoả nên vuông tại , bán kính đường tròn ngoại tiếp (cũng là bán kính mặt cầu nhỏ nhất qua ) là (d đúng).
Trong không gian với hệ tọa độ , cho , , . Bán kính mặt cầu ngoại tiếp tứ diện là
Đáp án đúng: C
Gọi là mặt cầu ngoại tiếp tứ diện .
Phương trình mặt cầu có dạng: .
Vì thuộc nên ta có:
.
Vậy bán kính mặt cầu là: .
Câu 2. Trong Lễ Tri ân và Trưởng thành của học sinh khối 12 trường THPT Nguyễn Du. Đoàn trường có thiết kế một không gian chụp ảnh kỷ yếu trên sân trường. Chọn hệ trục tọa độ (đơn vị là mét), mặt phẳng trùng với mặt sân. Đoàn trường dựng một khung backdrop phẳng nằm dọc theo mặt phẳng . Phía trước khung backdrop, một quả cầu trang trí bằng nhựa trong suốt mô phỏng Trái Đất được treo lơ lửng, quả cầu có tâm và bán kính . Để lấy bối cảnh quay phim toàn cảnh, một học sinh điều khiển flycam xuất phát từ điểm và bay theo đường thẳng có vectơ chỉ phương .

Hình câu 2 phần II
a)
Vị trí xuất phát ban đầu của flycam nằm ở bên trong quả cầu trang trí.
b)
Khoảng cách từ tâm quả cầu trang trí đến mặt phẳng chứa khung backdrop bằng .
c)
Trong quá trình bay dọc theo đường thẳng , flycam sẽ va chạm (cắt xuyên qua) quả cầu trang trí.
d)
Để đánh sáng cho cảnh quay của lớp 12A1, một đèn LED được gắn tại điểm trên mặt phẳng khung backdrop sao cho biểu thức đạt giá trị nhỏ nhất. Khi đó, cao độ của vị trí đặt đèn LED là .
Đáp án đúng: a:S,b:Đ,c:Đ,d:Đ
Theo bảng đáp án chính thức (Mã đề 1201, trang 5), Câu 2 (Phần II): a) Sai, b) Đúng, c) Đúng, d) Đúng.

Ta có nên nằm ngoài quả cầu (a sai). Khoảng cách (b đúng). Đường thẳng đi qua (ứng với ) nên cắt xuyên qua tâm quả cầu (c đúng). Điểm thoả là ; hình chiếu vuông góc của lên là nên (d đúng).
Trong không gian Oxyz , cho điểm A (1;2;3) và mặt cầu ( S ) : ( x - 2 ) + ( y + 1) + ( z - 1) =
9.
Đường thẳng qua A , cắt mặt cầu ( S ) theo một dây cung có độ dài bằng 6 có phương trình là
x= 1+ t x= 1+ t  x= 2 + t  x= 2 + t
   
Đáp án đúng: D
Chọn D
Trong không gian Oxyz , cho ba điểm A (1;1;1) , B (1; 2; 2 ) và K ( -5;8; 2 ) . Mặt cầu ( S ) đi qua
hai điểm A , B và tiếp xúc với mặt phẳng ( Oxy ) tại điểm C. Giá trị lớn nhất của độ dài đoạn thẳng KC
bằng
Đáp án đúng: C
Chọn C
Trong không gian với hệ tọa độ , cho . Mặt phẳng cắt mặt cầu theo theo giao tuyến là đường tròn . Tọa độ tâm của là
Đáp án đúng: C
Mặt cầu có tâm . Đường thẳng qua vuông góc với có phương trình . Thay vào : . Chọn C.
Trong không gian tọa độ , cho hai mặt phẳng , . Biết rằng tập hợp tâm các mặt cầu mà tiếp xúc đồng thời với hai mặt phẳng là mặt phẳng . Khoảng cách từ điểm đến bằng
Đáp án đúng: A
Đáp án: A. (Theo bảng đáp án chính thức của đề, trang 21, mã đề 301; đề gốc không kèm lời giải chi tiết.)
Trong không gian , cho mặt cầu . Phương trình mặt phẳng chứa trục và cắt mặt cầu theo giao tuyến là đường tròn có bán kính bằng là
Đáp án đúng: B
Mặt cầu có tâm và bán kính . Mặt phẳng chứa trục có dạng . Vì giao tuyến có bán kính nên . Chọn , được .
Trong không gian , cho mặt phẳng có phương trình và mặt cầu có phương trình . Xác định bán kính của đường tròn là giao tuyến của mặt phẳng và mặt cầu ?
Đáp án đúng: D
Mặt cầu có tâm và bán kính . Khoảng cách từ đến là . Bán kính đường tròn giao tuyến là .
Trong không gian , cho đường thẳng . Gọi là mặt cầu có tâm và cắt đường thẳng tại hai điểm sao cho tam giác là tam giác vuông. Điểm nào có tọa độ sau đây thuộc ?
Đáp án đúng: D
Đường thẳng đi qua và có VTCP . Khoảng cách từ đến là . Do vuông cân tại nên . Mặt cầu đi qua điểm . Chọn D.

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 →