Đề tham khảo ôn thi tốt nghiệp THPT môn Toán có đáp án (Đề số 48)

Tính thể tích phần keo cần đổ, theo đơn vị lít (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

31/34

Cho một hộp quà hình lập phương có cạnh bằng \(10\,\,{\rm{cm}}\). Trong hộp có một quả cầu pha lê lớn đặc được đặt vừa khít vào hộp sao cho quả cầu tiếp xúc với tất cả các mặt của hộp. Ở 8 góc của hình lập phương, có 8 quả cầu pha lê nhỏ cùng tiếp xúc với các mặt hộp và tiếp xúc với quả cầu lớn. Đổ epoxy resin (một loại keo tổng hợp trong suốt dùng trong thủ công mỹ nghệ) vào đầy hộp để trang trí. Tính thể tích phần keo cần đổ, theo đơn vị lít (làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

0/3000 ký tự
Giải thích

 Đáp án: 0,4.

Tham khảo hình vẽ \({H_1}\).

Tính thể tích phần keo cần đổ, theo đơn vị lít (làm tròn kết quả đến hàng phần mười). (ảnh 1) Tính thể tích phần keo cần đổ, theo đơn vị lít (làm tròn kết quả đến hàng phần mười). (ảnh 2)

\({H_1}\)                                                                 \({H_2}\)

Thể tích lập phương: \(V = {10^3} = 1000\,\,{\rm{(c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}{\rm{)}}\).

Bán kính quả cầu pha lê lớn: \(R = \frac{{10}}{2} = 5\,\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\).

Thể tích quả cầu pha lê lớn:  \({V_1} = \frac{4}{3}\pi {R^3} = \frac{{500\pi }}{3}\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right)\).

Để tính bán kính quả cầu nhỏ, ta xét mặt cắt là hình chữ nhật \(BB'D'D\) tâm \(I\) (tham khảo hình vẽ \({H_2}\)), ta có:

\(BD' = B'D = 10\sqrt 3 \) (đường chéo hình lập phương). Nên \(ID' = 5\sqrt 3 \,\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\).

\(BD = B'D' = 10\sqrt 2 \) (đường chéo hình vuông). Nên \(FD' = 5\sqrt 2 \,\,\left( {{\rm{cm}}} \right)\).

\(\tan \widehat {FD'I} = \frac{5}{{5\sqrt 2 }} = \frac{1}{{\sqrt 2 }} \Rightarrow \sin \widehat {FD'I} = \frac{{\sqrt 3 }}{3}\).

Tam giác \(HD'J\) vuông tại \(H\) có: \(JD' = \frac{{HJ}}{{\sin \widehat {FD'I}}} = r\sqrt 3 \).

Ta có \(ID' = 5\sqrt 3  \Leftrightarrow 5 + r + r\sqrt 3  = 5\sqrt 3  \Rightarrow r = \frac{{5\sqrt 3  - 5}}{{1 + \sqrt 3 }} = 10 - 5\sqrt 3 \).

Thể tích \(8\)quả cầu nhỏ: \({V_2} = 8 \cdot \frac{4}{3}\pi  \cdot {r^3} \approx 80,6\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right)\).

Thể tích phần keo cần đổ: \({V_{keo}} = V - {V_1} - {V_2} \approx 395,8\,\,\left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right) \approx 0,4\,\,\left( {{\rm{l\'i t}}} \right)\).