格物学 第一章 空间向量与立体几何1.4 空间向量的应用

用空间向量研究空间中直线、平面的平行-1.4 空间向量的应用知识点教师选题进阶自测题解析-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-06-23
用空间向量研究空间中直线、平面的平行-1.4 空间向量的应用知识点教师选题进阶自测题解析-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['平面与平面垂直的判定定理', '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60.0%在正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中$${,{M}}$$是棱$${{C}_{1}{{D}_{1}}}$$(不含端点)上的动点$${,{N}}$$为$${{B}{C}}$$的中点,则(

B

A.$$B D \perp A M$$

B.平面$$A_{1} B D \perp$$平面$${{A}{{D}_{1}}{M}}$$

C.$${{M}{N}{/}{/}}$$平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$

D.$${{C}{M}{/}{/}}$$平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$

2、['空间直角坐标系', '用空间向量研究距离、夹角问题', '空间向量的数量积', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行', '空间向量的线性运算']

正确率40.0%如图,在棱长为$${{1}}$$的正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$${{P}}$$,$${{Q}}$$分别是线段$${{C}{{C}_{1}}}$$,$${{B}{D}}$$上的点,$${{R}}$$是直线$${{A}{D}}$$上的点,满足$${{P}{Q}{/}{/}}$$平面$${{A}{B}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$,$$P Q \perp R Q$$,且$${{P}}$$、$${{Q}}$$不是正方体的顶点,则$${{|}{P}{R}{|}}$$的最小值是$${{(}{)}}$$

A.$$\frac{\sqrt{4 2}} {6}$$

B.$$\frac{\sqrt{3 0}} {5}$$

C.$$\frac{\sqrt5} {2}$$

D.$$\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$

3、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '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', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率60.0%直线$${{l}}$$的一个方向向量为$$( 2, 1, 1 )$$,平面$${{α}}$$的一个法向量为$$( 4, 2, 2 )$$,则(

B

A.$${{l}{/}{/}{α}}$$

B.$${{l}{⊥}{α}}$$

C.$${{l}{/}{/}{α}}$$或$${{l}{⊂}{α}}$$

D.$${{l}}$$与$${{α}}$$的位置关系不能判断

4、['用空间向量研究直线与平面所成的角', '用空间向量研究空间中直线、平面的垂直', '棱柱、棱锥、棱台的体积', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率40.0%如图,正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的棱长为$${{a}}$$,$${{E}}$$是$${{D}{{D}_{1}}}$$的中点,则(
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D

A.直线$${{B}_{1}{E}}$$$${{/}{/}}$$平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$

B.$$B_{1} E \perp B D_{1}$$

C.三棱锥$$C_{1}-B_{1} C E$$的体积为$$\frac{1} {3} a^{3}$$

D.直线$${{B}_{1}{E}}$$与平面$${{C}{D}{{D}_{1}}{{C}_{1}}}$$所成的角正切值为$$\frac{2 \sqrt{5}} {5}$$

5、['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', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率60.0%已知平面$${{α}}$$内的三点$$A ( 0, ~ 0, ~ 1 ), ~ B ( 0, ~ 1, ~ 0 ),$$$$C ( 1, ~ 0, ~ 0 ),$$平面$${{β}}$$的一个法向量为$$n=(-1,-1,-1 ),$$且$${{β}}$$与$${{α}}$$不重合,则(

A

A.$${{α}{/}{/}{β}}$$

B.$${{α}{⊥}{β}}$$

C.$${{α}}$$与$${{β}}$$相交但不垂直

D.以上都不对

6、['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60.0%已知$$\overrightarrow{u}=(-2, 2, 0 ), \; \; \overrightarrow{v}=( 6, 6, 4 ), \; \; \overrightarrow{u}, \; \; \overrightarrow{v}$$分别是平面$${{α}{,}{β}}$$的法向量,则平面$${{α}{,}{β}}$$的位置关系是(

B

A.平行

B.垂直

C.所成的二面角为锐角

D.所成的二面角为钝角

7、['用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率60.0%已知直线$${{l}}$$的一个方向向量为$$\overrightarrow{m}=(-2,-8, 1 )$$,平面$${{α}}$$的一个法向量为$$\overrightarrow{n}=( x, \frac{1} {2}, 2 )$$,若$${{l}{/}{/}}$$平面$${{α}}$$,则$${{x}{=}}$$(

C

A.$${{−}{8}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{1}}$$

8、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行', '空间向量共线定理']

正确率60.0%若两条不重合直线$${{l}_{1}}$$和$${{l}_{2}}$$的方向向量分别为$$\overrightarrow{v_{1}}=( 1, 0,-1 )$$,$$\overrightarrow{v_{2}}=(-2, 0, 2 )$$,则$${{l}_{1}}$$和$${{l}_{2}}$$的位置关系是(

A

A.平行

B.相交

C.垂直

D.不确定

9、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '平面的法向量及其应用', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率80.0%若直线$${{l}}$$的方向向量为$$\overrightarrow{a}=( 1, 0, 2 )$$,平面$${{α}}$$的法向量为$$\overrightarrow{n}=(-2, 1, 1 )$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.$${{l}{/}{/}{α}}$$

B.$${{l}{⊥}{α}}$$

C.$${{l}{⊂}{α}}$$或$${{l}{/}{/}{α}}$$

D.$${{l}}$$与$${{α}}$$斜交

10、['用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率40.0%如图,矩形$${{A}{D}{F}{E}}$$、矩形$${{C}{D}{F}{G}}$$、正方形$${{A}{B}{C}{D}}$$两两垂直,且$${{A}{B}{=}{2}}$$,若线段$${{D}{E}}$$上存在点$${{P}}$$,使得$$G P \perp B P$$,则边$${{C}{G}}$$长度的最小值为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{4}}$$

B.$${{4}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

第一题解析:

选项分析:

A. 由于 $$AM$$ 在平面 $$AD_1M$$ 内,而 $$BD$$ 与平面 $$AD_1M$$ 不垂直,故 $$BD \perp AM$$ 不成立。

B. 平面 $$A_1BD$$ 的法向量为 $$(1,1,1)$$,平面 $$AD_1M$$ 的法向量需计算,但验证发现两平面不垂直。

C. 通过向量法证明 $$MN$$ 与平面 $$A_1BD$$ 的法向量垂直,且 $$MN$$ 不在平面内,故 $$MN \parallel$$ 平面 $$A_1BD$$ 成立。

D. $$CM$$ 与平面 $$A_1BD$$ 不平行,故不成立。

正确答案:$$C$$

第二题解析:

建立坐标系,设 $$P(1,1,z)$$,$$Q(x,1-x,0)$$,由 $$PQ \parallel$$ 平面 $$ABC_1D_1$$ 得 $$PQ$$ 与法向量垂直,解得 $$z = x$$。

由 $$PQ \perp RQ$$ 得 $$R$$ 的坐标为 $$(x,0,0)$$,求 $$|PR|$$ 的最小值,通过求导得最小值为 $$\frac{\sqrt{30}}{5}$$。

正确答案:$$B$$

第三题解析:

方向向量 $$(2,1,1)$$ 与法向量 $$(4,2,2)$$ 成比例,故直线与平面平行或直线在平面内。

正确答案:$$C$$

第四题解析:

A. 通过向量法证明 $$B_1E$$ 与平面 $$A_1BD$$ 的法向量垂直,且 $$B_1E$$ 不在平面内,故平行成立。

B. 计算 $$B_1E$$ 与 $$BD_1$$ 的点积为 $$0$$,故垂直成立。

C. 体积计算为 $$\frac{a^3}{6}$$,不成立。

D. 计算正切值为 $$\frac{\sqrt{5}}{5}$$,不成立。

正确答案:$$A, B$$

第五题解析:

平面 $$\alpha$$ 的法向量为 $$(1,1,1)$$,与 $$\beta$$ 的法向量 $$(-1,-1,-1)$$ 成比例,故两平面平行。

正确答案:$$A$$

第六题解析:

计算 $$\overrightarrow{u}$$ 与 $$\overrightarrow{v}$$ 的点积为 $$-12 + 12 + 0 = 0$$,故两平面垂直。

正确答案:$$B$$

第七题解析:

由 $$l \parallel \alpha$$,得 $$\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n} = 0$$,解得 $$x = 8$$。

正确答案:$$B$$

第八题解析:

$$\overrightarrow{v_2} = -2\overrightarrow{v_1}$$,故两直线平行。

正确答案:$$A$$

第九题解析:

$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{n} = -2 + 0 + 2 = 0$$,故直线与平面平行或直线在平面内。

正确答案:$$C$$

第十题解析:

建立坐标系,设 $$CG = h$$,由 $$GP \perp BP$$ 得 $$h^2 = 4 + (2-y)^2$$,求最小值得 $$h = 2$$。

正确答案:$$C$$

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