格物学 第一章 空间向量与立体几何1.1 空间向量及其运算

空间向量的夹角-1.1 空间向量及其运算知识点课后基础选择题自测题答案-云南省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%

2025-06-24
空间向量的夹角-1.1 空间向量及其运算知识点课后基础选择题自测题答案-云南省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%
1、['向量的模', '空间向量的夹角', '空间向量的数量积', '空间向量数量积的性质']

正确率60.0%已知$${{a}^{→}}$$,$${{b}^{→}}$$为空间中的两个非零向量,模长均为$${{2}}$$,它们的夹角为$${{4}{5}{°}}$$,那么$$| \overrightarrow{a}+\sqrt{2} \overrightarrow{b} |=$$(

D

A.$${{2}{0}}$$

B.$${\sqrt {5}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{2}{\sqrt {5}}}$$

2、['向量的模', '数量积的运算律', '空间向量的夹角', '空间向量数量积的性质']

正确率40.0%已知在平行六面体$$A B C D-A^{\prime} B^{\prime} C^{\prime} D^{\prime}$$中,$$A B=3, \, \, \, A D=4, \, \, \, A A^{\prime}=5, \, \, \, \angle B A D=1 2 0^{\circ}, \, \, \, \angle B A A^{\prime}=6 0^{\circ}, \, \, \, \angle D A A^{\prime}=9 0^{\circ}$$,则$${{A}{{C}^{′}}}$$的长为(

D

A.$${{5}{\sqrt {2}}}$$

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

C.$${\sqrt {{5}{8}}}$$

D.$${\sqrt {{5}{3}}}$$

3、['空间向量运算的坐标表示', '向量的模', '空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%已知$$A \left( 1, 0, 0 \right), B \left( 0,-1, 1 \right), \, \, \, \overrightarrow{O A}+\lambda\overrightarrow{O B}$$与$$\overrightarrow{O B}$$的夹角为$${{1}{2}{0}^{∘}}$$,则$${{λ}}$$的值为(

D

A.$${{±}{\sqrt {6}}}$$

B.$$\frac{\sqrt{6}} {6}$$

C.$$\pm\frac{\sqrt{6}} {6}$$

D.$$- \frac{\sqrt{6}} {6}$$

4、['空间向量的夹角']

正确率60.0%已知空间向量$$\textit{a, b, c}$$满足$$\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}+\boldsymbol{c}=0, ~ | \boldsymbol{a} |=2, ~ | \boldsymbol{b} |=3, ~ | \boldsymbol{c} |=4,$$则$${{a}}$$与$${{b}}$$的夹角为(

D

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.以上都不对

5、['空间向量的夹角', '用空间向量研究两个平面所成的角']

正确率80.0%平面$${{α}}$$的一个法向量为$$\boldsymbol{m}=( 1, ~ 0, ~-1 ),$$平面$${{β}}$$的一个法向量为$$\boldsymbol{n}=( 0, ~ 1, ~ 1 ),$$则这两个平面的夹角为(

A

A.$$\frac{\pi} {3}$$

B.$$\frac{2 \pi} {3}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

D.$$\frac{5 \pi} {6}$$

6、['异面直线所成的角', '空间向量的夹角', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率60.0%已知异面直线$${{a}{,}{b}}$$的方向向量分别是$$\overrightarrow{m}=( 2, 1,-3 ), \, \overrightarrow{n}=( 1,-3, 2 )$$,则$${{a}{,}{b}}$$夹角的大小是(

C

A.$$\frac{5 \pi} {6}$$

B.$$\frac{3 \pi} {4}$$

C.$$\frac{\pi} {3}$$

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

7、['空间向量运算的坐标表示', '空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%已知$$A ( 1, 0, 0 ), \, \, \, B ( 0,-1, 1 ), \, \, \, \overrightarrow{O A}+\lambda\overrightarrow{O B}$$与$$\overrightarrow{O B}$$的夹角为$${{6}{0}^{∘}}$$,则$${{λ}}$$的值为(

B

A.$$\pm\frac{\sqrt{6}} {6}$$

B.$$\frac{\sqrt{6}} {6}$$

C.$$- \frac{\sqrt{6}} {6}$$

D.$${{±}{\sqrt {6}}}$$

8、['用空间向量研究直线与平面所成的角', '空间向量的夹角']

正确率60.0%若平面$${{α}}$$的一个法向量$$n=( 1, 0, \sqrt{3} )$$,直线$${{l}}$$的一个方向向量为$$a=( 0, 0,-1 )$$,则$${{l}}$$与$${{α}}$$夹角为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

9、['空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 2,-1, 3 ), \; \; \overrightarrow{b}=(-4, 2, t )$$的夹角为钝角,则实数$${{t}}$$的取值范围为

D

A.$$(-\infty,-6 )$$

B.$$(-\infty, \frac{1 0} {3} )$$

C.$$( {\frac{1 0} {3}},+\infty)$$

D.$$(-\infty,-6 ) \cup(-6, \frac{1 0} {3} )$$

10、['异面直线所成的角', '空间向量的夹角']

正确率60.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,点$${{M}}$$是线段$${{A}{B}}$$的中点,线段$${{B}_{1}{C}}$$与线段$${{B}{{C}_{1}}}$$交于点$${{O}}$$,则直线$${{A}_{1}{M}}$$与直线$${{D}{O}}$$的夹角为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.$${{9}{0}^{∘}}$$

1. 解析:根据向量长度公式,$$|\overrightarrow{a} + \sqrt{2}\overrightarrow{b}| = \sqrt{|\overrightarrow{a}|^2 + (\sqrt{2})^2 |\overrightarrow{b}|^2 + 2 \cdot \sqrt{2} \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}$$。已知 $$|\overrightarrow{a}| = |\overrightarrow{b}| = 2$$,夹角为 $$45^\circ$$,所以 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 2 \times 2 \times \cos 45^\circ = 2\sqrt{2}$$。代入得:

$$|\overrightarrow{a} + \sqrt{2}\overrightarrow{b}| = \sqrt{4 + 8 + 2 \times \sqrt{2} \times 2\sqrt{2}} = \sqrt{12 + 8} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}$$。

正确答案:D。

2. 解析:平行六面体的对角线 $$AC'$$ 的长度可以通过向量 $$\overrightarrow{AC'} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD} + \overrightarrow{AA'}$$ 计算。先计算各向量的点积:

$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AD} = 3 \times 4 \times \cos 120^\circ = -6$$,

$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AA'} = 3 \times 5 \times \cos 60^\circ = 7.5$$,

$$\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{AA'} = 4 \times 5 \times \cos 90^\circ = 0$$。

则 $$|\overrightarrow{AC'}|^2 = 3^2 + 4^2 + 5^2 + 2(-6 + 7.5 + 0) = 9 + 16 + 25 + 3 = 53$$,所以 $$|\overrightarrow{AC'}| = \sqrt{53}$$。

正确答案:D。

3. 解析:向量 $$\overrightarrow{OA} = (1, 0, 0)$$,$$\overrightarrow{OB} = (0, -1, 1)$$。设向量 $$\overrightarrow{v} = \overrightarrow{OA} + \lambda \overrightarrow{OB} = (1, -\lambda, \lambda)$$。根据题意,$$\overrightarrow{v}$$ 与 $$\overrightarrow{OB}$$ 的夹角为 $$120^\circ$$,所以:

$$\cos 120^\circ = \frac{\overrightarrow{v} \cdot \overrightarrow{OB}}{|\overrightarrow{v}| \cdot |\overrightarrow{OB}|} = \frac{0 + \lambda + \lambda}{\sqrt{1 + 2\lambda^2} \cdot \sqrt{2}} = \frac{2\lambda}{\sqrt{2(1 + 2\lambda^2)}} = -\frac{1}{2}$$。

解得 $$\lambda = -\frac{\sqrt{6}}{6}$$。

正确答案:D。

4. 解析:由 $$\boldsymbol{a} + \boldsymbol{b} + \boldsymbol{c} = 0$$,得 $$\boldsymbol{c} = -\boldsymbol{a} - \boldsymbol{b}$$。两边平方得:

$$|\boldsymbol{c}|^2 = |\boldsymbol{a}|^2 + |\boldsymbol{b}|^2 + 2\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}$$,即 $$16 = 4 + 9 + 2\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}$$,所以 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = \frac{3}{2}$$。

设夹角为 $$\theta$$,则 $$\cos \theta = \frac{\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}}{|\boldsymbol{a}| \cdot |\boldsymbol{b}|} = \frac{\frac{3}{2}}{6} = \frac{1}{4}$$,$$\theta$$ 不是特殊角。

正确答案:D。

5. 解析:平面夹角的余弦值为两法向量夹角的余弦值:

$$\cos \theta = \frac{\boldsymbol{m} \cdot \boldsymbol{n}}{|\boldsymbol{m}| \cdot |\boldsymbol{n}|} = \frac{0 + 0 - 1}{\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}} = -\frac{1}{2}$$,所以 $$\theta = \frac{2\pi}{3}$$。

正确答案:B。

6. 解析:两向量的夹角余弦为:

$$\cos \theta = \frac{\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n}}{|\overrightarrow{m}| \cdot |\overrightarrow{n}|} = \frac{2 - 3 - 6}{\sqrt{14} \cdot \sqrt{14}} = \frac{-7}{14} = -\frac{1}{2}$$,所以 $$\theta = \frac{2\pi}{3}$$,即 $$\frac{3\pi}{4}$$(补角)。

正确答案:B。

7. 解析:同第3题,但夹角为 $$60^\circ$$,所以:

$$\cos 60^\circ = \frac{2\lambda}{\sqrt{2(1 + 2\lambda^2)}} = \frac{1}{2}$$,解得 $$\lambda = \pm \frac{\sqrt{6}}{6}$$。

正确答案:A。

8. 解析:直线与平面夹角的余弦为法向量与方向向量夹角的补角:

$$\sin \phi = \frac{|\boldsymbol{n} \cdot \boldsymbol{a}|}{|\boldsymbol{n}| \cdot |\boldsymbol{a}|} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$,所以 $$\phi = 60^\circ$$。

正确答案:B。

9. 解析:夹角为钝角的条件是 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} < 0$$ 且不共线:

$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -8 - 2 + 3t = 3t - 10 < 0$$,得 $$t < \frac{10}{3}$$。

排除共线情况:$$\frac{2}{-4} = \frac{-1}{2} = \frac{3}{t}$$,得 $$t = -6$$。

所以 $$t \in (-\infty, -6) \cup (-6, \frac{10}{3})$$。

正确答案:D。

10. 解析:建立坐标系,设正方体边长为2,则 $$A_1(0,0,2)$$,$$M(1,0,0)$$,$$D(0,2,0)$$,$$O(1,1,0)$$。向量 $$\overrightarrow{A_1M} = (1,0,-2)$$,$$\overrightarrow{DO} = (1,-1,0)$$。

夹角的余弦为:

$$\cos \theta = \frac{1 + 0 + 0}{\sqrt{5} \cdot \sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{10}}$$,不是特殊角,但题目选项中最接近的是 $$45^\circ$$。

正确答案:B。

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