截面图-立方体贯穿挖孔(通孔)的截面判断

考点:图形推理 / 截面图-立方体贯穿挖孔(通孔)的截面判断

问法模型:选非题:‘从任意面剖开,哪一项不可能是截面’ → 对每个选项构造或否定截平面,排除可截出的三项,锁定不可能的一项

推理链

  1. 第1步:题干立体=正方体被一个从顶面贯穿到底面的竖直圆柱通孔挖空,截面必须同时体现’正方体截面轮廓+圆柱孔形成的缺口或内孔’两个要素
  2. 第2步:所用规则——倾斜平面截圆柱侧壁得椭圆(弧);截平面只有穿过顶面或底面的孔口,缺口才会与截面边缘相连;而平面截圆柱内部区域是凸集,一旦同时触及截面上两条相对的边缘,连通截面必被切成两块
  3. 第3步:A项三角形底边中央带弧形缺口——让截平面斜切并穿过底面的孔口,椭圆下半部落到立方体外,截面上只留下与底边相连的半段椭圆弧缺口,可截出
  4. 第4步:C项正方形内含一个完整封闭圆孔——用水平面(或近水平斜面)横截,正方形截面内留下完整圆(椭圆)孔洞,可截出
  5. 第5步:D项六边形内含完整椭圆——让截平面斜切过立方体六个面得六边形,并从圆柱中部侧壁穿过,椭圆完整落在六边形内部不触边,可截出
  6. 第6步:B项矩形上下两边中央同时出现缺口却仍是连通的一块——缺口在上边说明截平面穿过顶面孔口,缺口在下边说明又穿过底面孔口,贯穿的圆柱孔必然把截面截断成独立两块,与B项连通图形矛盾,故B不可能,选B

最快解法:⚡ 通孔截断原则+排除法:抓住’圆柱是贯穿上下的通孔’——同一连通截面上,缺口只能出现在截平面穿过的那一个孔口所连的边缘上;凡相对两边(上下)同时有缺口、图形却仍连通的选项必不可能。B上下双缺口且连通,直接锁定B;A(单侧缺口)、C/D(内部封闭孔)均可截出。

易错点

  • ⚠ 忽略通孔的贯穿性:以为斜着切可以在上下两边各留一个缺口,实际截面会被孔切成两块而非连通图形
  • ⚠ 想不到A的成因:截平面穿过底面孔口时只截出下半段椭圆弧,形成贴边缺口而非封闭椭圆,因而误选A
  • ⚠ 把’挖去的圆柱’当实心圆柱处理,忘记孔洞处应表现为缺口或孔洞而非实线轮廓

母题抽象

🧩 当题干出现’立体中间打贯穿孔(通孔)求不可能截面’时,用’孔口截断’原则验证:缺口只能与截平面穿过的那个孔口边缘相连,凡连通截面在相对两条边上同时出现缺口的选项必不可能。

同类特征:正方体从中间挖去圆柱(通孔)、从任意面剖开、选非题:不可能是截面的一项、选项含贴边缺口/内部封闭孔图形、斜截圆柱得椭圆弧

相关题

  • 2049950(湖南 2017,相关度1)
  • 2615987(海南 2020,相关度1)

题干

将一个正方体从中间挖去一个圆柱,得到如左图所示的新立体图形,从任意面剖开,右边哪一项不可能是该立体图形的截面?

选项

  • A. A
  • B. B ✅
  • C. C
  • D. D

官方解析

本题考查截面图,如下图所示,A、C、D三项均可截出,只有B项无法截出。

本题为选非题,故正确答案为B。

给定材料

(无)