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在透明塑料制成的正方体容器中灌进体积的水,密封后可以任意摆放,那么容器内水面形状可能是:①三角形;②梯形;③长方形;④五边形.
其中正确的结果是 (    )
A.①②③B.①③④C.②③④D.①②③④
D

试题分析:问题等价于用一个平面去截正方体,所截得的较小的几何体的体积为正方体体积的,假设正方体容器,假设正方体的棱长为,则正方体的体积
(1)当截面过三点时,平面截正方体形成的较小的几何体为三棱锥
,此时水面形状即截面图形形状为三角形;

(2)如下图所示,用不与棱平行的平面截正方体分别交,由于平面平面,平面平面,平面平面,由平面与平面平行的性质定理知,且,则截面图形为梯形,则几何体为台体,只需的面积满足一定的条件,能保证平面截正方体所形成的较小体积的几何体的体积为.

(3)如下图所示,用平行于棱去截正方体分别交,所形成的较小的几何体为三棱柱,当,则三棱柱的体积
,此时截面图形为矩形.

(4)如下图所示,在水面刚过的时候,再将正方体容器再倾斜一点,这时水面(即截面)分别交棱于点五点,将这五点连接起来便成为五边形,由平面与平面平行的性质定理知,此时截面截正方体所形成的体积较小的几何体为多面体,它的体积为.
练习册系列答案
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A.B.C.D.

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