在一个以 1 为底圆半径,4 为高的圆柱体内装了高度为 3 的液体,在保证液体不…
在一个以 1 为底圆半径,4 为高的圆柱体内装了高度为 3 的液体,在保证液体不流出的前提下倾斜圆柱体,则倾斜的最大角度为(不考虑表面张力):
A. 15°
B. 30°
C. 45°
D. 60°
答案与解析
正确答案:C
花生十三讲解
几何问题(圆柱倾斜)。液面高3、筒高4,空余部分为高1的圆柱体积。倾斜至液面恰触杯口时,空余部分为楔形,其体积等于高2的半圆柱。液面沿直径方向从杯口降到高2处,落差2等于底面直径2,故倾斜角的正切=2/2=1,倾角45°。确认答案C。
原解析
第一步,本题考查几何问题,属于立体几何类。第二步,根据题意得到下图,左图为直立的圆柱体,右图为倾斜之后的圆柱体。由于水的体积不变,则圆柱体倾斜前后空余部分的体积相同。左图空余部分的体积为,右图空余部分的体积为,故,化简可得,由于面直径 AC=2,所以 AC=AB,△ABC 为等腰直角三角形,所以倾斜角为 45°。因此,选择 C 选项。