格物学

空间向量的相关概念-空间向量及其运算知识点回顾基础单选题自测题解析-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率62.0%

2025-05-03
空间向量的相关概念-空间向量及其运算知识点回顾基础单选题自测题解析-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率62.0%
1、['向量的模', '平面向量的概念', '空间向量的相关概念', '命题的真假性判断']

正确率60.0%给出下列命题:$${①}$$零向量没有方向;$${②}$$若两个空间向量相等,则它们的起点相同,终点也相同;$${③}$$若空间向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{|}{{b}^{→}}{|}}$$,则$${{a}^{→}{=}{{b}^{→}}{;}{④}}$$若空间向量$${{m}^{→}{,}{{n}^{→}}{,}{{p}^{→}}}$$满足$${{m}^{→}{=}{{n}^{→}}{,}{{n}^{→}}{=}{{p}^{→}}{,}}$$则$${{m}^{→}{=}{{p}^{→}}{;}{⑤}}$$空间中任意两个单位向量必相等.其中正确命题的个数为(

D

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

2、['空间向量的相关概念']

正确率60.0%已知$${{a}{=}{(}{2}{,}{−}{3}{,}{1}{)}{,}{b}{=}{(}{2}{,}{0}{,}{3}{)}{,}}$$$${{c}{=}{(}{0}{,}{0}{,}{2}{)}{,}}$$则$${{a}{⋅}{(}{b}{+}{c}{)}{=}}$$(

D

A.$${{5}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{7}}$$

D.$${{9}}$$

3、['空间向量的相关概念']

正确率60.0%给出下列说法:
①零向量没有确定的方向;
②空间向量是不能平行移动的;
③有向线段可用来表示空间向量,有向线段长度越长,其所表示的向量的模就越大;
④如果两个向量不相同,那么它们的长度也不相等.
其中正确的说法是(

C

A.①②

B.②③

C.①③

D.①③④

4、['空间向量的相关概念', '空间向量的线性运算']

正确率60.0%已知正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}^{′}}{{B}^{′}}{{C}^{′}}{{D}^{′}}}$$的中心为$${{O}{,}}$$则下列说法中正确的有(
①$$\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O D}$$与$$\overrightarrow{O B^{\prime}}+\overrightarrow{O C^{\prime}}$$是一对相反向量;
②$$\overrightarrow{O B}-\overrightarrow{O C}$$与$$\overrightarrow{O A^{\prime}}-\overrightarrow{O D^{\prime}}$$是一对相反向量;
③$$\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}+\overrightarrow{O D}$$与$$\overrightarrow{O A^{\prime}}+\overrightarrow{O B^{\prime}}+\overrightarrow{O C^{\prime}}+\overrightarrow{O D^{\prime}}$$是一对相反向量;
④$$\overrightarrow{O A}^{\prime}-\overrightarrow{O A}$$与$$\overrightarrow{O C}-\overrightarrow{O C^{\prime}}$$是一对相反向量.

C

A.$${{1}}$$个

B.$${{2}}$$个

C.$${{3}}$$个

D.$${{4}}$$个

5、['空间向量的相关概念', '空间向量的线性运算']

正确率60.0%设$${{{a}_{1}}^{→}{=}{2}{{m}^{→}}{−}{{j}^{→}}{+}{{k}^{→}}{,}{{{a}_{2}}^{→}}{=}{{m}^{→}}{+}{3}{{j}^{→}}{−}{2}{{k}^{→}}{,}{{{a}_{3}}^{→}}{=}{−}{2}{{m}^{→}}{+}{{j}^{→}}{−}{3}{{k}^{→}}{,}{{{a}_{4}}^{→}}{=}{3}{{m}^{→}}{+}{2}{{j}^{→}}{+}{5}{{k}^{→}}{,}{(}}$$其中$${{m}^{→}{,}{{j}^{→}}{,}{{k}^{→}}}$$是两两垂直的单位向量$${{)}}$$,若$${{{a}_{4}}^{→}{=}{λ}{{{a}_{1}}^{→}}{+}{μ}{{{a}_{2}}^{→}}{+}{ν}{{{a}_{3}}^{→}}{,}}$$则实数$${{λ}{,}{μ}{,}{ν}}$$的值分别是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{1}{,}{−}{2}{,}{−}{3}}$$

B.$${{−}{2}{,}{1}{,}{−}{3}}$$

C.$${{−}{2}{,}{1}{,}{3}}$$

D.$${{−}{1}{,}{2}{,}{3}}$$

6、['空间向量基本定理的应用', '空间向量的相关概念', '空间向量的数量积']

正确率60.0%给出下列命题:
$${①}$$已知$${{a}^{→}{⊥}{{b}^{→}}{,}}$$则$${{a}^{→}{⋅}{(}{{b}^{→}}{+}{{c}^{→}}{)}{+}{{{c}{⋅}}^{→}}{(}{{b}^{→}}{−}{{a}^{→}}{)}{=}{{b}^{→}}{⋅}{{c}^{→}}{;}}$$
$${②{A}{、}{B}{、}{M}{、}{N}}$$为空间四点,若$$\overrightarrow{B A}, \, \, \overrightarrow{B M}, \, \, \overrightarrow{B N}$$不构成空间的一个基底,则$${{A}{、}{B}{、}{M}{、}{N}}$$共面;
$${③}$$已知$${{a}^{→}{⊥}{{b}^{→}}{,}}$$则$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$与任何向量不构成空间的一个基底;
$${④}$$已知$${{\{}{{a}^{→}}{,}{{b}^{→}}{,}{{c}^{→}}{\}}}$$是空间的一个基底,则基向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$可以与向量$${{m}^{→}{=}{{a}^{→}}{+}{{c}^{→}}}$$构成空间另一个基底.
正确命题个数是(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

7、['空间向量的数量积', '空间向量的相关概念', '空间投影向量与投影数量']

正确率80.0%已知向量$${{a}^{→}{=}{(}{2}{,}{−}{3}{,}{0}{)}}$$,$${{b}^{→}{=}{(}{0}{,}{3}{,}{4}{)}}$$,则向量$${{a}^{→}}$$在向量$${{b}^{→}}$$方向上的投影数量为$${{(}{)}}$$

D

A.$$- \frac{9 \sqrt{1 3}} {1 3}$$

B.$$\frac{9 \sqrt{1 3}} {1 3}$$

C.$$\frac{9} {5}$$

D.$$- \frac{9} {5}$$

8、['空间向量运算的坐标表示', '共面向量定理', '空间向量的数量积', '空间向量的相关概念', '平面的法向量及其应用']

正确率40.0%已知空间中三点$${{A}{(}{0}{,}{1}{,}{0}{)}}$$,$${{B}{(}{2}{,}{2}{,}{0}{)}}$$,$${{C}{(}{−}{1}{,}{3}{,}{1}{)}}$$,则$${{(}{)}}$$

D

A.$$\overrightarrow{A B}$$与$$\overrightarrow{A C}$$是共线向量

B.与向量$$\overrightarrow{A B}$$方向相同的单位向量是$$\left( \frac{2 \sqrt{5}} {5},-\frac{\sqrt{5}} {5}, 0 \right)$$

C.$$\overrightarrow{A B}$$与$$\overrightarrow{B C}$$夹角的余弦值是$$\frac{\sqrt{5 5}} {1 1}$$

D.平面$${{A}{B}{C}}$$的一个法向量是$${{(}{1}{,}{−}{2}{,}{5}{)}}$$

9、['空间向量的相关概念']

正确率40.0%给出以下结论:①两个空间向量相等,则它们的起点和终点分别相同;②若空间向量$${{a}^{→}}$$,$${{b}^{→}}$$满足$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{|}{{b}^{→}}{|}}$$,则$${{a}^{→}{=}{{b}^{→}}}$$;③在正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,必有$$\overrightarrow{A C}=\overrightarrow{A_{1} C_{1}}$$;④若空间向量$${{m}^{→}}$$,$${{n}^{→}}$$,$${{p}^{→}}$$满足$${{m}^{→}{=}{{n}^{→}}}$$,$${{n}^{→}{=}{{p}^{→}}}$$,则$${{m}^{→}{=}{{p}^{→}}}$$;⑤空间中任意两个单位向量必相等$${{.}}$$其中不正确的个数是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

1. 解析:

① 零向量方向任意,命题错误;

② 向量相等只需长度和方向相同,与起点终点无关,命题错误;

③ 向量长度相等不代表向量相同,命题错误;

④ 向量具有传递性,命题正确;

⑤ 单位向量长度相同但方向可能不同,命题错误。

综上,仅④正确,答案为 $$D$$。

2. 解析:

计算 $$b + c = (2, 0, 3) + (0, 0, 2) = (2, 0, 5)$$;

再计算 $$a \cdot (b + c) = 2 \times 2 + (-3) \times 0 + 1 \times 5 = 4 + 0 + 5 = 9$$。

答案为 $$D$$。

3. 解析:

① 零向量方向任意,说法正确;

② 空间向量可以平行移动,说法错误;

③ 有向线段可表示向量,长度与模对应,说法正确;

④ 向量不同可能仅方向不同,长度可以相等,说法错误。

综上,①③正确,答案为 $$C$$。

4. 解析:

设正方体边长为 2,中心 $$O$$ 为原点,建立坐标系:

① $$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OD} = (1,1,0) + (-1,1,0) = (0,2,0)$$,$$\overrightarrow{OB'} + \overrightarrow{OC'} = (1,-1,1) + (-1,-1,1) = (0,-2,2)$$,不是相反向量;

② $$\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC} = (1,-1,0) - (-1,-1,0) = (2,0,0)$$,$$\overrightarrow{OA'} - \overrightarrow{OD'} = (1,1,1) - (-1,1,1) = (2,0,0)$$,不是相反向量;

③ $$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} + \overrightarrow{OD} = (0,2,0) + (2,0,0) = (2,2,0)$$,$$\overrightarrow{OA'} + \overrightarrow{OB'} + \overrightarrow{OC'} + \overrightarrow{OD'} = (0,-2,2) + (2,0,2) = (2,-2,4)$$,不是相反向量;

④ $$\overrightarrow{OA'} - \overrightarrow{OA} = (0,0,1)$$,$$\overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OC'} = (-1,-1,0) - (-1,-1,1) = (0,0,-1)$$,是一对相反向量。

综上,仅④正确,答案为 $$A$$。

5. 解析:

将 $$a_4$$ 表示为 $$a_1$$、$$a_2$$、$$a_3$$ 的线性组合:

$$3\overrightarrow{m} + 2\overrightarrow{j} + 5\overrightarrow{k} = \lambda(2\overrightarrow{m} - \overrightarrow{j} + \overrightarrow{k}) + \mu(\overrightarrow{m} + 3\overrightarrow{j} - 2\overrightarrow{k}) + \nu(-2\overrightarrow{m} + \overrightarrow{j} - 3\overrightarrow{k})$$

解得方程组:

$$2\lambda + \mu - 2\nu = 3$$

$$-\lambda + 3\mu + \nu = 2$$

$$\lambda - 2\mu - 3\nu = 5$$

解得 $$\lambda = -2$$,$$\mu = 1$$,$$\nu = -3$$,答案为 $$B$$。

6. 解析:

① 展开后利用 $$a \perp b$$ 化简,结果为 $$b \cdot c$$,命题正确;

② 若 $$\overrightarrow{BA}, \overrightarrow{BM}, \overrightarrow{BN}$$ 不构成基底,则共面,说明 $$A, B, M, N$$ 共面,命题正确;

③ $$a \perp b$$ 时,若 $$c$$ 与 $$a, b$$ 不共面,仍可构成基底,命题错误;

④ $$a, b, m = a + c$$ 可能线性相关(如 $$c$$ 与 $$a, b$$ 相关时),命题错误。

综上,①②正确,答案为 $$B$$。

7. 解析:

投影数量公式为 $$\frac{a \cdot b}{|b|} = \frac{2 \times 0 + (-3) \times 3 + 0 \times 4}{\sqrt{0^2 + 3^2 + 4^2}} = \frac{-9}{5}$$。

答案为 $$D$$。

8. 解析:

A. $$\overrightarrow{AB} = (2,1,0)$$,$$\overrightarrow{AC} = (-1,2,1)$$,不成比例,不共线;

B. 单位向量为 $$\frac{\overrightarrow{AB}}{|\overrightarrow{AB}|} = \left(\frac{2\sqrt{5}}{5}, \frac{\sqrt{5}}{5}, 0\right)$$,方向错误;

C. $$\overrightarrow{BC} = (-3,1,1)$$,夹角余弦为 $$\frac{\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC}}{|\overrightarrow{AB}||\overrightarrow{BC}|} = \frac{-6 + 1 + 0}{\sqrt{5} \cdot \sqrt{11}} = -\frac{\sqrt{55}}{11}$$,符号错误;

D. 法向量与 $$\overrightarrow{AB}$$ 和 $$\overrightarrow{AC}$$ 的点积均为 0,验证 $$(1,-2,5) \cdot \overrightarrow{AB} = 0$$,$$(1,-2,5) \cdot \overrightarrow{AC} = 0$$,正确。

答案为 $$D$$。

9. 解析:

① 向量相等与起点终点无关,错误;

② 长度相等不代表向量相同,错误;

③ 正方体中 $$\overrightarrow{AC}$$ 与 $$\overrightarrow{A_1C_1}$$ 长度方向均相同,正确;

④ 向量具有传递性,正确;

⑤ 单位向量方向可能不同,错误。

不正确的有 3 个,答案为 $$C$$。

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