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

空间向量的数量积-1.1 空间向量及其运算知识点课后进阶选择题自测题答案-山西省等高一数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-08-12
空间向量的数量积-1.1 空间向量及其运算知识点课后进阶选择题自测题答案-山西省等高一数学选择必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['空间向量的数量积']

正确率60.0%在正三棱锥$$P-A B C$$中$$, \, \, P A=A B=4,$$点$${{D}{,}{E}}$$分别是棱$$P C, ~ A B$$的中点,则$$\overrightarrow{A D} \cdot\overrightarrow{P E}=$$(

C

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{4}}$$

C.$${{−}{8}}$$

D.$${{−}{{1}{0}}}$$

2、['二面角', '空间向量的数量积', '直线与平面垂直的判定定理', '平面与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%把边长为$${{1}}$$的正方形$${{A}{B}{C}{D}}$$沿对角线$${{B}{D}}$$折成直二面角,若点$${{P}}$$满足$$\overrightarrow{B P}=\overrightarrow{B A}-\overrightarrow{B C}+\overrightarrow{B D},$$则$$\left| \overrightarrow{B P} \right|^{2}=$$(

A

A.$${{3}}$$

B.$${{4}{−}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{4}}$$

D.$$3+\frac{\sqrt6} {2}$$

3、['空间向量的数量积']

正确率80.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=(-3, 2, 5 )$$,$$\overrightarrow{b}=( 1, x,-1 )$$,且$${{a}^{→}{⊥}{{b}^{→}}}$$,则$${{x}}$$的值为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{3}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{2}}$$

4、['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$$\boldsymbol{a}=( 0, 1, 1 ), \boldsymbol{b}=(-2, \boldsymbol{2}, 0 ),$$则向量$${{a}}$$与$${{b}}$$的夹角为(

C

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.$${{9}{0}^{∘}}$$

5、['空间向量的夹角', '空间向量的数量积', '空间向量的线性运算']

正确率40.0%svg异常

B

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

B.$${{0}}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

D.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

6、['空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%若向量$$\overrightarrow{a}=( x, 4, 5 ), \overrightarrow{b}=( 1,-2, 2 ),$$且$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角的余弦值为$$\frac{\sqrt{2}} {6},$$那么$${{x}{=}}$$(

A

A.$${{3}}$$

B.$${{-}{3}}$$

C.$${{-}{{1}{1}}}$$

D.$${{3}}$$或$${{-}{{1}{1}}}$$

7、['空间向量的数量积']

正确率60.0%已知$$a=(-3, 2, 5 ), \; \; b=( 1, x,-1 )$$,且$$a \cdot b=2$$,则$${{x}}$$的值是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{6}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{3}}$$

8、['空间向量的数量积', '空间向量数量积的性质']

正确率0.0%点$${{M}}$$是棱长为$${{3}}$$的正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中棱$${{A}{B}}$$的中点,$$\overrightarrow{C N}=2 \overrightarrow{N C_{1}}$$,动点$${{P}}$$在正方形$$A A_{1} D_{1} D ($$包括边界$${{)}}$$内运动,且$${{P}{{B}_{1}}{/}{/}}$$平面$${{D}{M}{N}}$$,则$${{P}{C}}$$的长度范围为$${{(}{)}}$$

B

A.$$[ \sqrt{1 3}, \sqrt{1 9} ]$$

B.$$[ \frac{3 \sqrt{3 5}} {5}, \sqrt{1 9} ]$$

C.$$[ 2 \sqrt{3}, \sqrt{1 9} ]$$

D.$$[ \frac{3 \sqrt{3 9}} {5}, \sqrt{1 9} ]$$

9、['空间向量的数量积', '空间向量数量积的性质']

正确率80.0%若向量$$\overrightarrow{a}=( 1, \lambda, 0 )$$,$$\vec{b}=( 2,-1, 2 )$$,且$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角余弦值为$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$,则实数$${{λ}}$$等于$${{(}{)}}$$

C

A.$${{0}}$$

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

C.$${{0}}$$或$$- \frac{4} {3}$$

D.$${{0}}$$或$$\frac{4} {3}$$

10、['空间向量的数量积']

正确率80.0%空间直角坐标系中,已知$$A ( 1,-2, 3 )$$,$$B ( 3, 2,-5 )$$,则线段$${{A}{B}}$$的中点为$${{(}{)}}$$

D

A.$$(-1,-2, 4 )$$

B.$$(-2, 0, 1 )$$

C.$$( 2, 0,-2 )$$

D.$$( 2, 0,-1 )$$

1. 解析:

首先建立坐标系,设点 $$A$$ 在原点 $$(0, 0, 0)$$,$$B$$ 在 $$(4, 0, 0)$$,$$C$$ 在 $$(2, 2\sqrt{3}, 0)$$。由于 $$P-A B C$$ 是正三棱锥且 $$P A=4$$,设 $$P$$ 的坐标为 $$(2, \frac{2\sqrt{3}}{3}, h)$$,由距离公式得 $$h = \frac{4\sqrt{6}}{3}$$。

点 $$D$$ 是 $$P C$$ 的中点,坐标为 $$\left(\frac{2+2}{2}, \frac{\frac{2\sqrt{3}}{3}+2\sqrt{3}}{2}, \frac{\frac{4\sqrt{6}}{3}+0}{2}\right) = (2, \frac{4\sqrt{3}}{3}, \frac{2\sqrt{6}}{3})$$。

点 $$E$$ 是 $$A B$$ 的中点,坐标为 $$(2, 0, 0)$$。

向量 $$\overrightarrow{A D} = (2, \frac{4\sqrt{3}}{3}, \frac{2\sqrt{6}}{3})$$,向量 $$\overrightarrow{P E} = (0, -\frac{2\sqrt{3}}{3}, -\frac{4\sqrt{6}}{3})$$。

点积为 $$\overrightarrow{A D} \cdot \overrightarrow{P E} = 2 \times 0 + \frac{4\sqrt{3}}{3} \times \left(-\frac{2\sqrt{3}}{3}\right) + \frac{2\sqrt{6}}{3} \times \left(-\frac{4\sqrt{6}}{3}\right) = -4$$。

答案为 $$\boxed{B}$$。

2. 解析:

设正方形 $$A B C D$$ 的顶点坐标为 $$A(1, 0, 0)$$,$$B(0, 0, 0)$$,$$C(0, 1, 0)$$,$$D(1, 1, 0)$$。折叠后,$$A$$ 和 $$C$$ 分别移动到 $$A'(1, 0, 0)$$ 和 $$C'(0, 1, 0)$$,$$D$$ 移动到 $$D'\left(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}\right)$$。

向量 $$\overrightarrow{B P} = \overrightarrow{B A'} - \overrightarrow{B C'} + \overrightarrow{B D'} = (1, 0, 0) - (0, 1, 0) + \left(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}\right) = \left(\frac{3}{2}, -\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}\right)$$。

模的平方为 $$\left|\overrightarrow{B P}\right|^2 = \left(\frac{3}{2}\right)^2 + \left(-\frac{1}{2}\right)^2 + \left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 = \frac{9}{4} + \frac{1}{4} + \frac{2}{4} = 3$$。

答案为 $$\boxed{A}$$。

3. 解析:

向量 $$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 垂直,点积为 $$0$$:

$$(-3) \times 1 + 2 \times x + 5 \times (-1) = 0$$

解得 $$-3 + 2x -5 = 0$$,即 $$2x = 8$$,$$x = 4$$。

答案为 $$\boxed{C}$$。

4. 解析:

向量 $$\boldsymbol{a}$$ 和 $$\boldsymbol{b}$$ 的点积为 $$0 \times (-2) + 1 \times 2 + 1 \times 0 = 2$$。

$$|\boldsymbol{a}| = \sqrt{0^2 + 1^2 + 1^2} = \sqrt{2}$$,$$|\boldsymbol{b}| = \sqrt{(-2)^2 + 2^2 + 0^2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$$。

夹角的余弦为 $$\cos \theta = \frac{2}{\sqrt{2} \times 2\sqrt{2}} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}$$,所以 $$\theta = 60^\circ$$。

答案为 $$\boxed{C}$$。

6. 解析:

向量 $$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 的夹角的余弦公式为:

$$\frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}| |\overrightarrow{b}|} = \frac{\sqrt{2}}{6}$$

计算点积和模:

$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = x \times 1 + 4 \times (-2) + 5 \times 2 = x -8 +10 = x +2$$

$$|\overrightarrow{b}| = \sqrt{1 + 4 + 4} = 3$$

$$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{x^2 + 16 + 25} = \sqrt{x^2 + 41}$$

代入公式得 $$\frac{x +2}{3 \sqrt{x^2 + 41}} = \frac{\sqrt{2}}{6}$$,平方后整理得:

$$4(x+2)^2 = 2(x^2 + 41)$$

解得 $$x^2 + 8x -33 = 0$$,$$x = 3$$ 或 $$x = -11$$。

答案为 $$\boxed{D}$$。

7. 解析:

向量 $$\boldsymbol{a}$$ 与 $$\boldsymbol{b}$$ 的点积为 $$-3 \times 1 + 2 \times x + 5 \times (-1) = 2$$。

化简得 $$-3 + 2x -5 = 2$$,即 $$2x = 10$$,$$x = 5$$。

答案为 $$\boxed{B}$$。

9. 解析:

向量 $$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 的夹角的余弦公式为:

$$\frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}| |\overrightarrow{b}|} = \frac{2}{3}$$

计算点积和模:

$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 1 \times 2 + \lambda \times (-1) + 0 \times 2 = 2 - \lambda$$

$$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{1 + \lambda^2 + 0} = \sqrt{1 + \lambda^2}$$

$$|\overrightarrow{b}| = \sqrt{4 + 1 + 4} = 3$$

代入公式得 $$\frac{2 - \lambda}{3 \sqrt{1 + \lambda^2}} = \frac{2}{3}$$,化简得:

$$2 - \lambda = 2 \sqrt{1 + \lambda^2}$$

平方后解得 $$\lambda = 0$$ 或 $$\lambda = -\frac{4}{3}$$。

答案为 $$\boxed{C}$$。

10. 解析:

点 $$A(1, -2, 3)$$ 和点 $$B(3, 2, -5)$$ 的中点坐标为:

$$\left(\frac{1+3}{2}, \frac{-2+2}{2}, \frac{3-5}{2}\right) = (2, 0, -1)$$。

答案为 $$\boxed{D}$$。

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