PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Học sinh trả lời từ câu 1 đến câu 12. Mỗi câu hỏi học sinh chỉ chọn một phương án.
Câu 1 [360639]: Tâm của mặt cầu
có toạ độ là:

A, 

B, 

C, 

D, 

Tâm của mặt cầu
có toạ độ là
Chọn B. Đáp án: B


Chọn B. Đáp án: B
Câu 2 [360647]: Mặt cầu
có bán kính là:

A, 

B, 

C, 

D, 

Trong không gian
mặt cầu có toạ độ tâm
và bán kính
có phương trình là
Suy ra bán kính của mặt cầu
là
Chọn A. Đáp án: A




Suy ra bán kính của mặt cầu


Chọn A. Đáp án: A
Câu 3 [543458]: Trong không gian
, mặt cầu
có tọa độ tâm là


A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn C
Từ phương trình mặt cầu
có
,
,
Vậy tọa độ tâm của mặt cầu là
Đáp án: C
Từ phương trình mặt cầu




Vậy tọa độ tâm của mặt cầu là

Câu 4 [543215]: Trong không gian
, phương trình mặt cầu tâm
và bán kính bằng
là



A,
.

B,
.

C,
.

D,
.

Phương trình mặt cầu tâm
và bán kính bằng
là:
. Đáp án: A



Câu 5 [398644]: Phương trình nào dưới đây là phương trình mặt cầu?
A,
.

B,
.

C,
.

D,
.

Loại đáp án C, D vì không đúng dạng khai triển của phương trình mặt cầu:
.
Đáp án A ta có:
nên không là phương trình mặt cầu.
Đáp án B ta có:
nên là phương trình mặt cầu. Đáp án: B

Đáp án A ta có:

Đáp án B ta có:

Câu 6 [395585]: Trong không gian
mặt cầu có tâm
và đi qua điểm
có phương trình là



A, 

B, 

C, 

D, 

Bán kính mặt cầu là
Suy ra phương trình mặt cầu là:
Đáp án D. Đáp án: D

Suy ra phương trình mặt cầu là:

Câu 7 [541321]: Trong không gian
, cho hai điểm
và
. Phương trình nào dưới đây là phương trình mặt cầu đường kính
?




A, 


B,
.

C, 



D, 



Mặt cầu đường kính
có tâm là trung điểm
của đoạn thẳng
và bán kính
.
Ta có
là trung điểm của đoạn thẳng
.


.
Vậy phương trình mặt cầu đường kính
là
. Đáp án: B




Ta có





Vậy phương trình mặt cầu đường kính


Câu 8 [542360]: Trong không gian
, cho mặt cầu
Bán kính của mặt cầu
bằng



A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn B
Ta có:
Bán kính của mặt cầu
:
Đáp án: B
Ta có:

Bán kính của mặt cầu



Câu 9 [234253]: [Đề thi TH THPT 2022]: Trong không gian
cho mặt cầu
Đường kính của
bằng



A, 

B, 

C, 

D, 

HD: Bán kính mặt cầu là
nên đường kính là
Chọn C. Đáp án: C


Câu 10 [541574]: Trong không gian
,
là mặt cầu tâm
và tiếp xúc với mặt phẳng
,
có phương trình nào sau đây?





A, 

B, 

C, 

D, 

Phương trình mặt phẳng
là: 
Bán kính của mặt cầu cần tìm là:
Vậy phương trình mặt cầu tâm
và tiếp xúc với mặt phẳng
là
Đáp án: A


Bán kính của mặt cầu cần tìm là:

Vậy phương trình mặt cầu tâm



Câu 11 [542431]: Trong không gian
, cho mặt cầu
Mặt phẳng
cắt
theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính bằng




A, 

B, 

C, 

D, 

Chọn B

+) Mặt cầu
có tâm
và bán kính
+) Gọi
và
lần lượt là bán kính đường tròn giao tuyến và khoảng cách từ
dến
+) Ta có:
Vậy
Đáp án: B

+) Mặt cầu



+) Gọi




+) Ta có:

Vậy

Câu 12 [543265]: Trong không gian
cho điểm
và mặt phẳng
Phương trình mặt cầu tâm
tiếp xúc với mặt phẳng
là





A, 

B, 

C, 

D, 

Vì
tiếp xúc với mặt cầu tâm
nên
Mặt câu tâm
, bán kính
có phương trình là:
Đáp án: D



Mặt câu tâm



PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Học sinh trả lời từ câu 13 đến câu 16. Trong mỗi ý a),b),c),d) ở mỗi câu học sinh chọn đúng hoặc sai.
Câu 13 [778829]: Trong không gian với tọa độ Oxyz, cho mặt cầu
và mặt phẳng


a) Sai.
Mặt cầu
có tâm là 
b) Đúng.
Bán kính của mặt cầu
là 
c) Sai.
Áp dụng công thức tính khoảng cách từ một điểm đến mặt phẳng, ta có

d) Sai.
Vì
nên mặt cầu
cắt mặt phẳng
theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính
Và bán kính được tính bởi công thức 

Mặt cầu


b) Đúng.
Bán kính của mặt cầu


c) Sai.
Áp dụng công thức tính khoảng cách từ một điểm đến mặt phẳng, ta có


d) Sai.
Vì







Câu 14 [778831]: Trong không gian với hệ tọa độ
mỗi đơn vị trên trục có độ dài
Một trạm theo dõi được đặt ở gốc tọa độ và có thể phát hiện được các vật thể cách nó một khoảng không quá
Một vệ tinh do thám di chuyển từ vị trí
đến vị trí
với vận tốc
theo một đường thẳng.






a) Đúng.
Hai điểm
nằm ngoài tầm phát hiện của trạm theo dõi khi và chỉ khi
Ta có
Vì mỗi đơn vị trên trục có độ dài 10 km, nên
Nên mệnh đề đúng.
b) Đúng.
Ta có
Suy ra đường thẳng
có một vectơ chỉ phương là
Suy ra phương trình đường thẳng
c) Sai.
Phạm vi theo dõi của trạm theo dõi tạo thành một mặt cầu tâm
và bán kính
và có phương trình mặt cầu là
Vệ tinh do thám bị trạm theo dõi phát hiện tại vùng mà đầu mút là các vị trí mà đường thẳng giao với mặt cầu. Giả sử vị trí vệ tinh do thám bị trạm theo dõi phát hiện có tọa độ là
Thay vào phương trình mặt cầu, ta được


Suy ra 2 giao điểm của đường thẳng
và mặt cầu là
Ta có
Vì vệ tinh do thám di chuyển từ vị trí
đến vị trí
nên vị trí đầu tiên vệ tinh do thám bị trạm theo dõi phát hiện sẽ là điểm gần với vị trí
nhất. Nên suy ra vị trí đó là tại điểm
d) Sai.
Vùng vệ tinh do thám bị phát hiện bằng với đoạn thẳng
(vì mỗi đơn vị trên trục có độ dài 10 km nên ta cần nhân thêm 10)
Vì vệ tinh do thám di chuyển với vận tốc 80 km/h nên thời gian vệ tinh bị phát hiện bằng
(giờ) và xấp xỉ 18 phút.
Hai điểm


Ta có


b) Đúng.
Ta có



Suy ra phương trình đường thẳng

c) Sai.
Phạm vi theo dõi của trạm theo dõi tạo thành một mặt cầu tâm



Vệ tinh do thám bị trạm theo dõi phát hiện tại vùng mà đầu mút là các vị trí mà đường thẳng giao với mặt cầu. Giả sử vị trí vệ tinh do thám bị trạm theo dõi phát hiện có tọa độ là

Thay vào phương trình mặt cầu, ta được




Suy ra 2 giao điểm của đường thẳng


Ta có


Vì vệ tinh do thám di chuyển từ vị trí




d) Sai.
Vùng vệ tinh do thám bị phát hiện bằng với đoạn thẳng

Vì vệ tinh do thám di chuyển với vận tốc 80 km/h nên thời gian vệ tinh bị phát hiện bằng

Câu 15 [396724]: Một máy phát tín hiệu P được đặt cố định ở một địa điểm và ta có thể nhận được tín hiệu của máy phát này trong phạm vi của một mặt cầu với bán kính
của nó. Một người cầm máy dò tín hiệu A chuyển động trên đường thẳng
(như Hình hình vẽ)

Máy dò tín hiệu A có thể nhận được tín hiệu trong phạm vi của một mặt cầu với bán kính
km. Nếu chọn điểm đặt máy phát tín hiệu P là gốc tọa độ
của hệ trục tọa độ
thì máy dò A di chuyển theo đường thẳng có phương trình:
(trong đó
là thời gian chuyển động). Các mệnh đề sau đây đúng hay sai?



Máy dò tín hiệu A có thể nhận được tín hiệu trong phạm vi của một mặt cầu với bán kính





a) Đúng b)Đúng c)Đúng d) Sai.
a) Tại thời điểm
máy dò tín hiệu
tại vị trí có toạ độ 
b) Tại thời điểm
máy dò tín hiệu
tại vị trí có toạ độ
có khoảng cách đến máy phát tín hiệu P là
nên không nhận được tín hiệu từ máy phát P.
c) Ta có
Khoảng cách đến máy phát tín hiệu P là

Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
Vậy máy dò tín hiệu
gần máy phát tín hiệu
nhất lúc 
d) Tại thời điểm
máy dò tín hiệu
tại vị trí có toạ độ 
Mặt cầu giới hạn phạm vi nhận tín hiệu của máy dò A tại thời điểm nó gần máy phát tín hiệu P nhất là mặt cầu đi qua
vàcó bán kính bằng 2 có phương trình
a) Tại thời điểm



b) Tại thời điểm




c) Ta có

Khoảng cách đến máy phát tín hiệu P là


Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi

Vậy máy dò tín hiệu



d) Tại thời điểm



Mặt cầu giới hạn phạm vi nhận tín hiệu của máy dò A tại thời điểm nó gần máy phát tín hiệu P nhất là mặt cầu đi qua


Câu 16 [695275]: Trong không gian hệ trục tọa độ
(đơn vị trên mỗi trục là kilômét), đài kiểm soát không lưu của một sân bay ở vị trí
và được thiết kế phát hiện máy bay ở khoảng cách tối đa
Một máy bay đang chuyển động theo đường thẳng
từ điểm
đến điểm
và hướng về đài kiểm soát không lưu (như hình vẽ).







a) Đúng.
Vectơ chỉ phương của đường thẳng
là 
Phương trình đường thẳng
là 
b) Đúng.
Tọa độ của vị trí sớm nhất chính là giao điểm của đường thẳng
với mặt cầu tâm
bán kính 
Phương trình mặt cầu tâm
là 
Phương trình đường thẳng
là 
Thay
vào phương trình mặt cầu tâm
ta được: 
hoặc 
+)
,
, 
Ta có:
Vectơ chỉ phương của đường thẳng





b) Đúng.
Tọa độ của vị trí sớm nhất chính là giao điểm của đường thẳng



Phương trình mặt cầu tâm


Phương trình đường thẳng


Thay







+)



Ta có:


PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn. Học sinh trả lời từ câu 17 đến câu 22.
Câu 17 [778835]: Trong không gian với hệ tọa độ
cho mặt cầu
có tâm
thuộc đường thẳng
và
đi qua hai điểm
và
Tính bán kính mặt cầu








Điền đáp án: 3.
Chuyển dạng chính tắc của đường thẳng
thành phương trình tham số, ta được

Vì mặt cầu
đi qua hai điểm
nên
Suy ra
Vậy bán kính mặt cầu là
Chuyển dạng chính tắc của đường thẳng




Vì mặt cầu





Suy ra


Câu 18 [778839]: Trong không gian với hệ tọa độ
cho hai mặt phẳng
Gọi
là mặt cầu có tâm thuộc mặt phẳng
và cắt mặt phẳng
theo giao tuyến là đường tròn tâm
bán kính
Biết mặt cầu
có bán kính
Tìm











Điền đáp án: 67.
Ta có hình minh họa như sau. Khi đó, bán kính của mặt cầu
là
Gọi
là đường thẳng qua
và vuông góc với
Khi đó,
nhận vectơ pháp tuyến của
là
làm một vectơ chỉ phương. Suy ra phương trình đường thẳng
Gọi
là tâm của mặt cầu
nên suy ra
Vì
nên suy ra 

Suy ra
Vậy
Suy ra

Ta có hình minh họa như sau. Khi đó, bán kính của mặt cầu


Gọi







Gọi




Vì




Suy ra


Vậy

Suy ra

Câu 19 [716848]: Một quả bóng dạng hình cầu được đặt vào góc một căn nhà hình hộp chữ nhật sao cho quả bóng tiếp xúc với hai bức tường và nền của căn nhà đó. Trên bề mặt của quả bóng, tồn tại một điểm có khoảng cách đến hai bức tường quả bóng tiếp xúc và đến nền nhà lần lượt là 10 cm; 3 cm; 19 cm. Biết bán kính của bóng này nhỏ hơn 20 cm, hỏi đường kính của quả bóng bằng bao nhiêu dm? (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).

Điền đáp án: 2,28.
Mặt cầu
có tâm là
và bán kính
Gọi
sao cho 






Vậy đường kính quả bóng xấp xỉ
Mặt cầu



Gọi









Vậy đường kính quả bóng xấp xỉ

Câu 20 [778840]: Trong không gian
, một khinh khí cầu ở toạ độ
bắt đầu bay với véc tơ vận tốc không đổi
(đơn vị vận tốc là km/h) và dự kiến bay trong thời gian 10 giờ. Biết trạm kiểm soát không lưu đặt ở vị trí gốc toạ độ
kiểm soát được các vật thể cách trạm một khoảng tối đa bằng
km. Thời gian kể từ khi trạm kiểm soát không lưu phát hiện ra khinh khí cầu đến khi khinh khí cầu ra khỏi vùng kiểm soát là bao nhiêu phút?





Điền đáp án: 240.
Ta có sau khoảng thời gian
khinh khí cầu đang ở vị trí
thì tọa độ
được xác định bởi 



Để hệ thống kiểm soát không lưu quan sát được khinh khí cầu ở vị trí điểm
thì





Do đó hệ thống kiểm soát không lưu có thể quan sát khinh khí cầu trong khoảng thời gian 4 giờ hay 240 phút.
Ta có sau khoảng thời gian







Để hệ thống kiểm soát không lưu quan sát được khinh khí cầu ở vị trí điểm







Do đó hệ thống kiểm soát không lưu có thể quan sát khinh khí cầu trong khoảng thời gian 4 giờ hay 240 phút.
Câu 21 [680754]: Hệ thống định vị toàn cầu GPS là một hệ thống cho phép xác định vị trí của một vật thể trong không gian. Trong cùng một thời điểm, vị trí của một điểm
trong không gian sẽ được xác định bởi bốn vệ tinh cho trước nhờ các bộ thu phát tín hiệu đặt trên các vệ tinh. Giả sử trong không gian với hệ tọa độ
có bốn vệ tinh lần lượt đặt tại các điểm 

vị trí
thỏa mãn 


Khoảng cách từ điểm
đến điểm
bằng bao nhiêu?













Điền đáp án: 3.
Ta có:


Giải hệ phương trình này, ta tìm được
Do đó, khoảng cách từ điểm
đến điểm
là:
Ta có:



Giải hệ phương trình này, ta tìm được

Do đó, khoảng cách từ điểm



Câu 22 [778841]: Trong không gian
, cho các điểm
Xét điểm
thuộc trục
, gọi
là hình chiếu vuông góc của
trên
Biết rằng khi
thay đổi thì
luôn thuộc một đường tròn cố định. Bán kính của đường tròn đó bằng bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).










Gọi












