截面图(剖切面与立体表面交线的重构)

考点:图形推理 / 截面图(剖切面与立体表面交线的重构)

问法模型:“给定立体从任一面剖开,截面是”→ 空间截面重构模型:把选项轮廓拆成直线段与圆弧段,分别对应剖切平面体、圆柱面的交线,逐项剖切验证排除

推理链

  1. 第1步:拆解立体——上部是带尖顶的锥体结构(图中有虚线隐藏棱),下部是长方体,其顶部贯通半圆柱形凹槽且边缘呈圆柱卷边,即“平面体+圆柱面”组合体
  2. 第2步:明确截面规则——剖切面与平面相交得直线段,与圆柱面相交得圆弧(或椭圆弧),选项轮廓必须能由同一个平面与这些部件的交线拼接而成
  3. 第3步:验证A(三角形+矩形)——过尖顶竖直下切,上部可得三角形,但切面穿过下部时必遇半圆凹槽/卷边,矩形轮廓被弧线打断或缺失,得不到完整矩形,A排除
  4. 第4步:验证B(圆角矩形+侧边半圆缺口)——凹槽位于立体顶部中部,剖切面只能在上缘形成缺口,无法在侧边独立形成半圆缺口并保住圆角轮廓,B排除
  5. 第5步:验证C(水滴形)——水滴需上尖下凸圆弧;切尖顶只能得直线边,切凹槽得向内凹的弧而非向外凸的圆底,直线边与凹弧拼不出水滴轮廓,C排除
  6. 第6步:验证D(矩形+底部半圆弧)——按官方图示剖法,剖切面一部分截在上部平面体上得两条平行直边与平直上缘(矩形部分),另一部分截在下部圆柱面上得连续半圆弧(圆底),直边与圆弧相接恰好拼成D的U形轮廓
  7. 第7步:结论——仅D可以截出,答案为D

最快解法:⚡ 轮廓拆分对应法(排除法):把每个选项拆成“直边段+圆弧段”,直边对应剖切平面体、圆弧对应剖切圆柱面;A因下部凹槽使“完整矩形”不成立、C因凹槽截出的是凹弧而水滴底部是凸弧,二者快速排除,再看D能否用一个剖切面同时截到上部平面体(得矩形直边)与下部圆柱面(得底部半圆弧),验证成立选D

易错点

  • ⚠ 误选A:只看轮廓相似,忽略下部半圆柱凹槽(卷边)会让竖直切面的“矩形”被弧线打断、缺角,得不到完整矩形
  • ⚠ 凹凸不分:凹槽截出的弧向内凹,C项水滴底部是向外凸的圆弧,方向相反,凭直觉误选C
  • ⚠ 思维定势:以为只能水平或竖直切,漏掉D所需的组合位置剖法(同一平面分段截到平面体与圆柱面)

母题抽象

🧩 当立体由“棱锥/棱柱(平面体)+圆柱面(凹槽、卷边或圆柱体)”组合而成时,用轮廓拆分法:直线段对应平面体交线、圆弧段对应圆柱面交线,先核对弧的凹凸方向与所在位置排除A/B/C类干扰项,再找一个能同时截到两个部件的剖切面验证正确项

同类特征:立体截面、从任一面剖开、平面体与圆柱面组合立体、带半圆柱凹槽/卷边结构、选项为直边+圆弧的组合轮廓、逐项剖切验证

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题干

左图是给定的立体图形,将其从任一面剖开,立体截面是:

选项

  • A. A
  • B. B
  • C. C
  • D. D ✅

官方解析

本题考查截面图。逐一分析选项。如下图所示,A、B、C三项均不可以截出,正确的截面图分别如下图一、图二、图三所示:

D项可以截出,具体剖切方式如下图所示:

故正确答案为D。

给定材料

(无)