格物学 第一章 空间向量与立体几何空间向量的应用

用空间向量研究空间中直线、平面的垂直-空间向量的应用知识点专题基础选择题自测题答案-青海省等高一数学选择必修,平均正确率72.0%

2025-05-18
用空间向量研究空间中直线、平面的垂直-空间向量的应用知识点专题基础选择题自测题答案-青海省等高一数学选择必修,平均正确率72.0%
1、['用空间向量研究空间中直线、平面的垂直', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率40.0%在空间直角坐标系$${{O}{x}{y}{z}}$$中,点$${{A}{(}{1}{,}{3}{,}{0}{)}{,}{B}{(}{0}{,}{3}{,}{−}{1}{)}{,}}$$则(

C

A.直线$${{A}{B}{/}{/}}$$坐标平面$${{O}{x}{y}}$$

B.直线$${{A}{B}{⊥}}$$坐标平面$${{O}{x}{y}}$$

C.直线$${{A}{B}{/}{/}}$$坐标平面$${{O}{x}{z}}$$

D.直线$${{A}{B}{⊥}}$$坐标平面$${{O}{x}{z}}$$

4、['用空间向量研究空间中直线、平面的垂直']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{A B}=( 2, \; \; 4, \; \; x ),$$平面$${{α}}$$的一个法向量$${{n}^{→}{=}{(}{1}{,}{y}{,}{3}{)}{,}}$$若$${{A}{B}{⊥}{α}{,}}$$则(

A

A.$${{x}{=}{6}{,}{y}{=}{2}}$$

B.$${{x}{=}{2}{,}{y}{=}{6}}$$

C.$${{3}{x}{+}{4}{y}{+}{2}{=}{0}}$$

D.$${{4}{x}{+}{3}{y}{+}{2}{=}{0}}$$

6、['立体几何中的探索问题', '用空间向量研究空间中直线、平面的垂直']

正确率40.0%在三棱柱$${{A}{B}{C}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}}$$中,侧棱$${{A}{{A}_{1}}{⊥}}$$底面$${{A}_{1}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{,}{∠}{B}{A}{C}{=}{{9}{0}^{∘}}{,}}$$$${{A}{B}{=}{A}{C}{=}{A}{{A}_{1}}{=}{1}{,}{D}}$$是棱$${{C}{{C}_{1}}}$$的中点$${,{P}}$$是$${{A}{D}}$$的延长线与$${{A}_{1}{{C}_{1}}}$$的延长线的交点.若点$${{Q}}$$在直线$${{B}_{1}{P}}$$上,则下列结论正确的是(

D

A.当点$${{Q}}$$为线段$${{B}_{1}{P}}$$的中点时$${,{D}{Q}{⊥}}$$平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$

B.当点$${{Q}}$$为线段$${{B}_{1}{P}}$$的三等分点时$${,{D}{Q}{⊥}}$$平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$

C.在线段$${{B}_{1}{P}}$$的延长线上,存在一点$${{Q}{,}}$$使得$${{D}{Q}{⊥}}$$平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$

D.不存在点$${{Q}{,}}$$使$${{D}{Q}}$$与平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$垂直

7、['用空间向量研究两条直线所成的角', '用空间向量研究空间中直线、平面的垂直', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行', '用空间向量研究两个平面所成的角']

正确率40.0%已知四面体$${{A}{B}{C}{D}}$$的顶点$${{A}{,}{B}{,}{C}{,}{D}}$$在空间直角坐标系中的坐标分别为$$( 1, ~ 0, ~ 0 ), ~ ( 0, ~ 1, ~ 0 ), ~ ( 0, ~ 0, ~ 1 ), ~ (-\frac{1} {3}, ~-\frac{1} {3}, ~-\frac{1} {3} ), ~ O$$为坐标原点,则在下列命题中,正确的为(

A

A.$${{O}{D}{⊥}}$$平面$${{A}{B}{C}}$$

B.直线$${{O}{B}{/}{/}}$$平面$${{A}{C}{D}}$$

C.直线$${{A}{D}}$$与$${{O}{B}}$$所成的角是$${{4}{5}^{∘}}$$

D.二面角$${{D}{−}{O}{B}{−}{A}}$$为$${{4}{5}^{∘}}$$

10、['用空间向量研究空间中直线、平面的垂直', '平面的法向量及其应用']

正确率40.0%已知点$${{A}{(}{0}{,}{1}{,}{0}{)}{,}{B}{(}{−}{1}{,}{0}{,}{−}{1}{)}{,}{C}{(}{2}{,}{1}{,}{1}{)}{,}{P}{(}{x}{,}{0}{,}{z}{)}}$$,若$${{P}{A}{⊥}}$$平面$${{A}{B}{C}}$$,则点$${{P}}$$的坐标为(

C

A.$${({1}{,}{0}{,}{−}{2}{)}}$$

B.$${({1}{,}{0}{,}{2}{)}}$$

C.$${({−}{1}{,}{0}{,}{2}{)}}$$

D.$${({2}{,}{0}{,}{−}{1}{)}}$$

1. 题目解析:

给定点 $$A(1, 3, 0)$$ 和 $$B(0, 3, -1)$$,向量 $$\overrightarrow{AB} = (-1, 0, -1)$$。
平面 $$Oxy$$ 的法向量为 $$(0, 0, 1)$$,平面 $$Oxz$$ 的法向量为 $$(0, 1, 0)$$。
检查 $$\overrightarrow{AB}$$ 与法向量的关系:
- 与 $$Oxy$$ 的法向量点积为 $$-1 \neq 0$$,不平行也不垂直。
- 与 $$Oxz$$ 的法向量点积为 $$0$$,说明 $$\overrightarrow{AB}$$ 与 $$Oxz$$ 平行。
因此,正确答案是 C

4. 题目解析:

已知 $$\overrightarrow{AB} = (2, 4, x)$$,平面 $$\alpha$$ 的法向量 $$\vec{n} = (1, y, 3)$$。
因为 $$\overrightarrow{AB} \perp \alpha$$,所以 $$\overrightarrow{AB}$$ 与 $$\vec{n}$$ 平行,即存在 $$\lambda$$ 使得 $$(2, 4, x) = \lambda (1, y, 3)$$。
解得 $$\lambda = 2$$,$$y = 2$$,$$x = 6$$。
因此,正确答案是 A

6. 题目解析:

建立坐标系,设 $$A_1(0, 0, 0)$$,$$B_1(1, 0, 0)$$,$$C_1(0, 1, 0)$$,$$A(0, 0, 1)$$,$$B(1, 0, 1)$$,$$C(0, 1, 1)$$,$$D(0, 1, 0.5)$$。
计算 $$P$$ 的坐标:延长 $$AD$$ 与 $$A_1C_1$$ 的交点为 $$P(0, -1, 0)$$。
直线 $$B_1P$$ 的参数方程为 $$(1, 0, 0) + t(-1, -1, 0)$$。
设点 $$Q$$ 为 $$(1 - t, -t, 0)$$,向量 $$\overrightarrow{DQ} = (1 - t, -t - 1, -0.5)$$。
平面 $$A_1BD$$ 的法向量为 $$\overrightarrow{A_1B} \times \overrightarrow{A_1D} = (1, 0, 1) \times (0, 1, -0.5) = (-0.5, 0.5, 1)$$。
若 $$\overrightarrow{DQ}$$ 与法向量平行,解得 $$t = 0.5$$,即 $$Q$$ 为 $$B_1P$$ 的中点。
因此,正确答案是 A

7. 题目解析:

给定点 $$A(1, 0, 0)$$,$$B(0, 1, 0)$$,$$C(0, 0, 1)$$,$$D(-\frac{1}{3}, -\frac{1}{3}, -\frac{1}{3})$$。
A. 计算 $$\overrightarrow{OD} = (-\frac{1}{3}, -\frac{1}{3}, -\frac{1}{3})$$,平面 $$ABC$$ 的法向量为 $$(1, 1, 1)$$,两者平行,故 $$\overrightarrow{OD} \perp ABC$$,正确。
B. $$\overrightarrow{OB} = (0, 1, 0)$$,平面 $$ACD$$ 的法向量为 $$\overrightarrow{AC} \times \overrightarrow{AD} = (-1, 0, 1) \times (-\frac{4}{3}, -\frac{1}{3}, -\frac{1}{3}) = (\frac{1}{3}, -\frac{1}{3}, \frac{1}{3})$$,与 $$\overrightarrow{OB}$$ 不平行,故不平行,错误。
C. $$\cos \theta = \frac{\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{OB}}{|\overrightarrow{AD}| \cdot |\overrightarrow{OB}|} = \frac{-\frac{1}{3}}{\sqrt{\frac{14}{9}} \cdot 1} \neq \frac{\sqrt{2}}{2}$$,角度不为 $$45^\circ$$,错误。
D. 二面角计算复杂,但通过向量法可验证不为 $$45^\circ$$,错误。
因此,正确答案是 A

10. 题目解析:

给定点 $$A(0, 1, 0)$$,$$B(-1, 0, -1)$$,$$C(2, 1, 1)$$,$$P(x, 0, z)$$。
向量 $$\overrightarrow{PA} = (-x, 1, -z)$$,$$\overrightarrow{AB} = (-1, -1, -1)$$,$$\overrightarrow{AC} = (2, 0, 1)$$。
因为 $$\overrightarrow{PA} \perp ABC$$,所以 $$\overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{AB} = x - 1 + z = 0$$,$$\overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{AC} = -2x - z = 0$$。
解得 $$x = 1$$,$$z = -2$$。
因此,点 $$P$$ 的坐标为 $$(1, 0, -2)$$,正确答案是 A
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