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

空间向量的相关概念-1.1 空间向量及其运算知识点课后进阶单选题自测题答案-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-05-26
空间向量的相关概念-1.1 空间向量及其运算知识点课后进阶单选题自测题答案-湖北省等高一数学选择必修,平均正确率50.0%
1、['命题及其关系', '平面向量的概念', '空间向量的相关概念', '相反向量']

正确率80.0%下列命题正确的是$${{(}{)}}$$

A.单位向量都相等

B.若$$\overrightarrow{a} / / \overrightarrow{b}$$,$$\overrightarrow{b} / / \overrightarrow{c}$$,则$$\overrightarrow{a} / / \overrightarrow{c}$$

C.若$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$是相反向量,则$$| \overrightarrow{a} |=| \overrightarrow{b} |$$

D.$${{a}^{→}}$$与$$- \lambda\overrightarrow{a} ( \lambda\in R )$$的方向相反

2、['向量加法的运算律', '平面向量的概念', '空间向量的相关概念', '空间向量数量积的性质']

正确率60.0%已知平行六面体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,以顶点$${{A}}$$为端点的三条棱长都等于$${{1}}$$,且两两夹角都是$${{6}{0}{º}}$$,则对角线$${{A}{{C}_{1}}}$$的长是$${{(}{)}}$$

C

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

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

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

D.$${{6}}$$

3、['空间向量的相关概念', '空间向量的线性运算', '空间向量共线定理']

正确率19.999999999999996%给出下列说法:
①若$$A, ~ B, ~ C, ~ D$$是空间任意四点,则有$$\overrightarrow{A B}+\overrightarrow{B C}+\overrightarrow{C D}+\overrightarrow{D A}={\bf0}$$;
②$$| \boldsymbol{a}+\boldsymbol{b} |=| \boldsymbol{a} |-| \boldsymbol{b} |$$是$${{a}{,}{b}}$$共线的充要条件;
③若$$A B / / C D,$$则$$\overrightarrow{A B}, \ \overrightarrow{C D}$$共线;
④对空间任意一点$${{O}}$$与不共线的三点$$A, \ B, \ C,$$若$$\overrightarrow{O P}=x \overrightarrow{O A}+y \overrightarrow{O B}+z \overrightarrow{C O}$$且$$x+y-z=1$$(其中$$x, ~ y, ~ z \in{\bf R} ),$$则$$P, ~ A, ~ B, ~ C$$四点共面.
其中错误说法的个数是(

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

4、['空间向量的相关概念']

正确率80.0%在以平行六面体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的顶点为起点和终点的向量中,与向量$$\overrightarrow{A D}$$相等的向量共有(

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%已知正方体$$A B C D-A^{\prime} B^{\prime} C^{\prime} D^{\prime}$$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

6、['空间向量基本定理的理解', '空间向量的相关概念']

正确率60.0%给出下列说法:
①若向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$共线,则向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$所在的直线平行;
②若向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$所在的直线为异面直线,则向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$一定不共面;
③若三个向量$$\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c}$$两两共面,则向量$$\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c}$$共面;
④已知空间的三个向量$$\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c}$$,则对于空间的任意一个向量$${{p}^{→}}$$总存在实数$$x, ~ y, ~ z$$使得$$\overrightarrow{p}=x \overrightarrow{a}+y \overrightarrow{b}+z \overrightarrow{c}$$.
其中正确说法的个数是(

A

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

7、['空间向量的相关概念']

正确率60.0%给出下列命题:
$${①}$$将空间中所有的单位向量平移到同一个点为起点,则它们的终点构成一个圆;
$${②}$$若空间向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$\left| \overrightarrow{a} \right|=\left| \overrightarrow{b} \right|,$$则$$\overrightarrow{a}=\overrightarrow{b},$$
$${③}$$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$$\to, \ \overrightarrow{b}, \ \overrightarrow{c}$$满足$$\overrightarrow{a}=\overrightarrow{b}, \ \overrightarrow{b}=\overrightarrow{c},$$则$$\overrightarrow{a}=\overrightarrow{c},$$
$${⑤}$$空间中任意两个单位向量必相等;
其中的个数是(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

8、['圆柱的结构特征及其性质', '圆的定义与标准方程', '组合体的表面积与体积', '祖暅原理及其应用', '空间向量的相关概念']

正确率40.0%在空间直角坐标系$$O-x y z$$中,$${{O}}$$为原点,平面$${{x}{O}{z}}$$内有一平面图形$${{α}}$$由曲线$${{z}{=}{\sqrt {{4}{−}{{x}^{2}}}}}$$与$${{x}}$$轴围成,将该图形按空间向量$$\overrightarrow{a}=( x_{a}, y_{a}, z_{a} )=( 0, 2,-2 )$$进行平移,平移过程中平面图形$${{α}}$$所划过的空间构成一个三维空间几何体,该几何体的体积为(

A

A.$${{4}{π}}$$

B.$${{4}{\sqrt {2}}{π}}$$

C.$${{8}{π}}$$

D.$${{8}{\sqrt {2}}{π}}$$

9、['空间向量的相关概念', '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', '空间向量数量积的性质']

正确率0.0%

给出下列命题,其中是真命题个数的是 $${{(}}$$ $${{)}}$$

$${{(}{1}{)}{.}}$$ 若直线 $${{l}}$$ 的方向向量 $$\overrightarrow{a}=( 1,-1, 2 )$$ ,直线 $${{m}}$$ 的方向向量 $$\vec{b}=( 2, 1,-\frac{1} {2} )$$ ,则 $${{l}}$$ 与 $${{m}}$$ 平行

$${{(}{2}{)}{.}}$$ 若直线 $${{l}}$$ 的方向向量 $$\overrightarrow{a}=( 0, 1,-1 )$$ ,平面 $${{α}}$$ 的法向量 $$\overrightarrow{n}=( 1,-1,-1 )$$ ,则 $${{l}{⊥}{α}}$$

$${{(}{3}{)}{.}}$$ 若平面 $${{α}}$$ , $${{β}}$$ 的法向量分别为 $$\overrightarrow{n}_{1}=( 0, 1, 3 )$$ , $$\overrightarrow{n}_{2}=( 1, 0, 2 )$$ ,则 $${{α}{⊥}{β}}$$

$${{(}{4}{)}{.}}$$若平面$${{α}}$$经过三点$$A \left( 1, 0,-1 \right)$$,$$B \left( 0, 1, 0 \right)$$,$$C \, (-1, 2, 0 )$$,向量$$\vec{n}=( 1, u, t )$$是平面$${{α}}$$的法向量,则$$u+t=1$$
$${{(}{5}{)}}$$在空间直角坐标系$$O-x y z$$中,若点$$A ( 1, 2, 3 )$$,$$B ( 1,-1, 4 )$$,点$${{C}}$$是点$${{A}}$$关于平面$${{y}{O}{z}}$$的对称点,则点$${{B}}$$与$${{C}}$$的距离为$${\sqrt {{1}{4}}}$$
$${{(}{6}{)}}$$若$$\overrightarrow{a}=( 1, 1, 0 )$$,$$\vec{b}=(-1, 0, 2 )$$,则与$${{a}^{→}{+}{{b}^{→}}}$$共线的单位向量是$$\pm\left( 0, \frac{\sqrt{5}} {5}, \frac{2 \sqrt{5}} {5} \right)$$

B

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{4}}$$

10、['空间向量的数量积', '空间向量的相关概念', '空间向量数量积的性质', '空间投影向量与投影数量']

正确率40.0%若空间向量$$\vec{e_{1}}, \vec{e_{2}}$$满足$$| \vec{e_{1}} |=| 2 \vec{e_{1}}+\vec{e_{2}} |=3$$,则$${{e}_{1}^{→}}$$在$${{e}_{2}^{→}}$$方向上投影的最大值是$${{(}}$$$${{)}}$$

C

A.$${{3}}$$

B.$${{0}}$$

C.$$- \frac{3 \sqrt{3}} {2}$$

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

1. 选项解析:

A. 单位向量长度相等,但方向可以不同,因此不一定相等。

B. 若 $$ \overrightarrow{b} = \mathbf{0} $$,则 $$ \overrightarrow{a} $$ 和 $$ \overrightarrow{c} $$ 不一定平行。

C. 相反向量的长度相等,正确。

D. 当 $$ \lambda < 0 $$ 时,$$ \overrightarrow{a} $$ 与 $$ -\lambda \overrightarrow{a} $$ 方向相同。

正确答案是 C

2. 平行六面体对角线计算:

设 $$ \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{a} $$,$$ \overrightarrow{AD} = \overrightarrow{b} $$,$$ \overrightarrow{AA_1} = \overrightarrow{c} $$,则 $$ \overrightarrow{AC_1} = \overrightarrow{a} + \overrightarrow{b} + \overrightarrow{c} $$。

计算长度:$$ |\overrightarrow{AC_1}|^2 = |\overrightarrow{a}|^2 + |\overrightarrow{b}|^2 + |\overrightarrow{c}|^2 + 2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} + 2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{c} + 2\overrightarrow{b} \cdot \overrightarrow{c} $$。

代入已知条件:$$ |\overrightarrow{a}| = |\overrightarrow{b}| = |\overrightarrow{c}| = 1 $$,夹角均为 $$ 60^\circ $$,点积为 $$ \frac{1}{2} $$。

结果为:$$ 1 + 1 + 1 + 3 \times 1 = 6 $$,故 $$ |\overrightarrow{AC_1}| = \sqrt{6} $$。

正确答案是 C

3. 错误说法分析:

① 正确,向量首尾相接和为零。

② 错误,$$ |\boldsymbol{a} + \boldsymbol{b}| = |\boldsymbol{a}| - |\boldsymbol{b}| $$ 不是充要条件。

③ 错误,$$ AB \parallel CD $$ 不一定共线,可能平行。

④ 错误,应为 $$ x + y + z = 1 $$。

错误说法有 3 个。

正确答案是 C

4. 平行六面体向量计数:

与 $$ \overrightarrow{AD} $$ 相等的向量有 $$ \overrightarrow{A_1D_1} $$ 和 $$ \overrightarrow{BC} $$,共 2 个。

正确答案是 B

5. 正方体中心向量分析:

① 正确,$$ \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OD} = -(\overrightarrow{OB'} + \overrightarrow{OC'}) $$。

② 正确,$$ \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC} = -(\overrightarrow{OA'} - \overrightarrow{OD'}) $$。

③ 正确,$$ \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} + \overrightarrow{OD} = -(\overrightarrow{OA'} + \overrightarrow{OB'} + \overrightarrow{OC'} + \overrightarrow{OD'}) $$。

④ 错误,$$ \overrightarrow{OA'} - \overrightarrow{OA} $$ 与 $$ \overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OC'} $$ 不是相反向量。

正确答案是 C(3 个正确)。

6. 向量共线与共面分析:

① 错误,向量共线时所在直线可以重合。

② 错误,异面直线向量可以共面(如平移后)。

③ 错误,三个向量两两共面不一定共面(如三棱锥的三条棱)。

④ 错误,需 $$ \overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c} $$ 线性无关时才成立。

正确答案是 A(0 个正确)。

7. 命题真假判断:

① 错误,终点构成球面。

② 错误,长度相等不保证方向相同。

③ 正确,正方体对角线向量相等。

④ 正确,向量传递性。

⑤ 错误,单位向量方向可以不同。

正确答案是 B(2 个正确)。

8. 空间几何体体积计算:

曲线 $$ z = \sqrt{4 - x^2} $$ 与 $$ x $$ 轴围成半圆,平移向量 $$ \overrightarrow{a} = (0, 2, -2) $$。

平移路径为圆柱体,体积为半圆面积乘以平移距离:$$ \frac{1}{2} \pi \times 2^2 \times |\overrightarrow{a}| = 2\pi \times 2\sqrt{2} = 4\sqrt{2}\pi $$。

正确答案是 B

9. 命题真假判断:

(1) 方向向量不成比例,不平行,错误。

(2) 方向向量与法向量不平行,不垂直,错误。

(3) 法向量点积为 $$ 0 + 0 + 6 \neq 0 $$,不垂直,错误。

(4) 法向量满足 $$ \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{n} = 0 $$ 和 $$ \overrightarrow{AC} \cdot \overrightarrow{n} = 0 $$,解得 $$ u + t = 1 $$,正确。

(5) 点 $$ C $$ 为 $$ (-1, 2, 3) $$,距离 $$ BC = \sqrt{14} $$,正确。

(6) $$ \overrightarrow{a} + \overrightarrow{b} = (0, 1, 2) $$,单位向量为 $$ \pm \left(0, \frac{\sqrt{5}}{5}, \frac{2\sqrt{5}}{5}\right) $$,正确。

正确答案是 B(3 个正确)。

10. 投影最大值计算:

设 $$ \vec{e_1} \cdot \vec{e_2} = x $$,由 $$ |2\vec{e_1} + \vec{e_2}| = 3 $$ 得 $$ 4|\vec{e_1}|^2 + |\vec{e_2}|^2 + 4x = 9 $$。

设 $$ |\vec{e_2}| = y $$,则 $$ 36 + y^2 + 4x = 9 $$,即 $$ y^2 + 4x = -27 $$。

投影为 $$ \frac{\vec{e_1} \cdot \vec{e_2}}{|\vec{e_2}|} = \frac{x}{y} $$。

由 $$ y^2 = -27 - 4x $$ 和 $$ y^2 \geq 0 $$ 得 $$ x \leq -\frac{27}{4} $$。

极值分析得最大投影为 $$ -\frac{3}{2} $$。

正确答案是 D

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