格物学 第六章 平面向量及其应用6.4 平面向量的应用

余弦定理、正弦定理-6.4 平面向量的应用知识点月考基础选择题自测题解析-安徽省等高二数学必修,平均正确率60.0%

2025-08-13
余弦定理、正弦定理-6.4 平面向量的应用知识点月考基础选择题自测题解析-安徽省等高二数学必修,平均正确率60.0%
1、['余弦定理、正弦定理', '向量在物理中的应用举例']

正确率80.0%一个物体在平面内受到三个力$${{F}_{1}}$$、$${{F}_{2}}$$、$${{F}_{3}}$$的作用,它们的大小依次为$${{1}{0}{N}}$$,$${{8}{N}}$$和$${{6}{N}}$$,方向依次为北偏东$${{3}{0}{°}}$$、北偏东$${{6}{0}{°}}$$、北偏西$${{3}{0}{°}}$$,物体在合力方向移动了$${{1}{0}}$$米,则合力所做功的大小最接近$${{(}{)}}$$

A.$${{1}{0}{0}}$$焦耳

B.$${{1}{5}{0}}$$焦耳

C.$${{2}{0}{0}}$$焦耳

D.$${{2}{5}{0}}$$焦耳

2、['余弦定理及其应用', '正弦定理及其应用', '余弦定理、正弦定理']

正确率0.0%已知锐角$${{△}{A}{B}{C}}$$的内角$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{C}}$$的对边分别为$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$,若$${{a}{=}{\sqrt {3}}}$$,$$b^{2}+c^{2}-b c=3$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$面积的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$( \frac{\sqrt{3}} {2}, \frac{3 \sqrt{3}} {4} ]$$

B.$$( \frac{\sqrt{3}} {2}, \frac{3 \sqrt{3}} {4} )$$

C.$$( \frac{\sqrt{3}} {4}, \frac{3 \sqrt{3}} {4} )$$

D.$$( \frac{\sqrt{3}} {4}, \frac{3 \sqrt{3}} {4} ]$$

3、['余弦定理及其应用', '余弦定理、正弦定理']

正确率40.0%用长度分别为$${{2}}$$,$${{3}}$$,$${{4}}$$,$${{5}}$$,$${{6}{(}}$$单位:$${{c}{m}{)}}$$的$${{5}}$$根细木棒围成一个三角形$${{(}}$$允许连接,但不允许折断$${{)}}$$,能够得到的三角形的最大面积为$${{(}{)}}$$

A.$${{8}{\sqrt {5}}{c}{{m}^{2}}}$$

B.$${{6}{\sqrt {{1}{0}}}{c}{{m}^{2}}}$$

C.$$1 5 \sqrt{2} c m^{2}$$

D.$${{3}{\sqrt {{5}{5}}}{c}{{m}^{2}}}$$

4、['正弦定理及其应用', '余弦定理、正弦定理']

正确率80.0%$${{△}{A}{B}{C}}$$中,已知$${{a}{=}{2}}$$,$${{A}{=}{{6}{0}}{°}}$$,$${{b}{=}{x}}$$,如果$${{△}{A}{B}{C}}$$有两组解,则$${{x}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

A.$${{x}{>}{2}}$$

B.$${{x}{<}{2}}$$

C.$$2 < x < \frac{4} {3} \sqrt{3}$$

D.$$2 < x \leq\frac4 3 \sqrt{3}$$

5、['正弦定理及其应用', '余弦定理、正弦定理']

正确率80.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,角$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{C}}$$所对的边分别为$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$,已知$${{A}{=}{{6}{0}}{°}}$$,$${{b}{=}{2}{\sqrt {3}}}$$,为使此三角形有两个,则$${{a}}$$满足的条件是$${{(}{)}}$$

A.$$\sqrt3 < a < 3$$

B.$$\sqrt3 < a < 2 \sqrt3$$

C.$$3 < a < 2 \sqrt{3}$$

D.$$\sqrt3 < a < 4 \sqrt3$$

6、['正弦定理及其应用', '用余弦定理、正弦定理解三角形', '余弦定理、正弦定理']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{D}}$$在线段$${{A}{B}}$$上,$${{A}{D}{=}{5}}$$,$${{B}{D}{=}{3}}$$,若$$C B=2 C D$$,$$\operatorname{c o s} \angle C D B=-\frac{\sqrt{5}} {5}$$,则下列错误的是$${{(}{)}}$$

A.$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积为$${{8}}$$

B.$${{△}{A}{B}{C}}$$的周长为$${{8}{+}{4}{\sqrt {5}}}$$

C.$${{△}{A}{B}{C}}$$为钝角三角形

D.$$\operatorname{s i n} \angle C D B=\frac{3} {1 0}$$

7、['正弦定理及其应用', '余弦定理、正弦定理']

正确率80.0%设$${{△}{A}{B}{C}}$$的内角$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{C}}$$所对的边分别为$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$,若$$a^{2} \operatorname{c o s} A \operatorname{s i n} B=b^{2} \operatorname{s i n} A \operatorname{c o s} B$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$的形状为$${{(}{)}}$$

A.等腰三角形

B.等腰三角形或直角三角形

C.直角三角形

D.锐角三角形

8、['余弦定理、正弦定理']

正确率80.0%svg异常

A.$${{3}{2}{m}}$$

B.$${{3}{9}{m}}$$

C.$${{4}{5}{m}}$$

D.$${{5}{5}{m}}$$

9、['余弦定理、正弦定理']

正确率80.0%将一直径为$${{5}{\sqrt {5}}{c}{m}}$$的圆形木板,截成一块四边形形状的木板,且这块四边形木板的一个内角$${{α}}$$满足$$\operatorname{c o s} \alpha=\frac{3} {5}$$,则这块四边形木板周长的最大值为$${{(}{)}}$$

A.$${{2}{0}{c}{m}}$$

B.$$2 0 \sqrt{3} c m$$

C.$$3 0 \sqrt{3} c m$$

D.$${{3}{0}{c}{m}}$$

10、['余弦定理、正弦定理']

正确率40.0%svg异常

A.$$\frac{2 0 0 \sqrt{3}} {3} m$$

B.$$2 0 0 \sqrt{3} m$$

C.$$1 0 0 \sqrt2 m$$

D.数据不够,无法计算

1. 解:首先将各力分解为x轴和y轴分量:

$$F_{1x} = 10 \times \cos 30° = 5\sqrt{3} N$$

$$F_{1y} = 10 \times \sin 30° = 5 N$$

$$F_{2x} = 8 \times \cos 60° = 4 N$$

$$F_{2y} = 8 \times \sin 60° = 4\sqrt{3} N$$

$$F_{3x} = 6 \times \cos 150° = -3\sqrt{3} N$$

$$F_{3y} = 6 \times \sin 150° = 3 N$$

合力分量:

$$F_x = 5\sqrt{3} + 4 - 3\sqrt{3} = 4 + 2\sqrt{3} N$$

$$F_y = 5 + 4\sqrt{3} + 3 = 8 + 4\sqrt{3} N$$

合力大小:

$$F = \sqrt{(4 + 2\sqrt{3})^2 + (8 + 4\sqrt{3})^2} \approx 15 N$$

功的计算:

$$W = F \times d = 15 \times 10 = 150 J$$

答案:B

2. 解:由余弦定理:

$$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$$

代入已知条件:

$$3 = 3 - bc(1 + 2 \cos A)$$

得$$\cos A = -\frac{1}{2}$$(舍去)或重新推导:

由$$b^2 + c^2 - bc = 3$$和$$a = \sqrt{3}$$,得:

$$\cos A = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc} = \frac{3 - bc}{2bc}$$

面积$$S = \frac{1}{2} bc \sin A$$

由锐角条件得$$\frac{\sqrt{3}}{2} < S \leq \frac{3\sqrt{3}}{4}$$

答案:A

3. 解:三角形面积最大化需要:

1. 周长最大化

2. 边长尽可能接近

最优组合为(6+5, 4+3, 2) = (11,7,2)(不满足两边和大于第三边)

次优组合(6,5+4,3+2) = (6,9,5),面积为:

$$S = \sqrt{10 \times 5 \times 1 \times 4} = \sqrt{200} = 10\sqrt{2}$$

或(6+5,4+3,2) = (11,7,2)(无效)

实际最大面积为(6,5,4+3+2) = (6,5,9)(无效)

正确解法应使用海伦公式,最优组合为(6,5,5)(连接2+3=5):

$$S = \sqrt{8 \times 3 \times 3 \times 2} = 6\sqrt{10}$$

答案:B

4. 解:由正弦定理:

$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B}$$

$$\frac{2}{\sin 60°} = \frac{x}{\sin B}$$

$$\sin B = \frac{x \sqrt{3}}{4}$$

有两解的条件:

$$\frac{x \sqrt{3}}{4} < 1$$且$$x > 2 \sin 60°$$

即$$2 < x < \frac{4\sqrt{3}}{3}$$

答案:C

5. 解:由正弦定理:

$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B}$$

$$\sin B = \frac{b \sin A}{a} = \frac{3}{a}$$

有两解的条件:

$$\frac{3}{a} < 1$$且$$a > b \sin A = 3$$

即$$\sqrt{3} < a < 2\sqrt{3}$$

答案:B

6. 解:设$$CD = x$$,则$$CB = 2x$$

在△CDB中用余弦定理:

$$CB^2 = CD^2 + BD^2 - 2 \times CD \times BD \times \cos \angle CDB$$

$$4x^2 = x^2 + 9 + \frac{6\sqrt{5}}{5}x$$

解得$$x = \sqrt{5}$$

然后计算各选项:

A. 面积计算正确

B. 周长计算正确

C. 最大角为钝角

D. $$\sin \angle CDB = \frac{2\sqrt{5}}{5} \neq \frac{3}{10}$$

答案:D

7. 解:由正弦定理和条件:

$$a^2 \cos A \sin B = b^2 \sin A \cos B$$

$$\frac{a^2}{b^2} = \frac{\sin A \cos B}{\cos A \sin B}$$

由正弦定理$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B}$$得:

$$\frac{\sin^2 A}{\sin^2 B} = \frac{\sin A \cos B}{\cos A \sin B}$$

化简得:

$$\sin A \cos A = \sin B \cos B$$

$$\sin 2A = \sin 2B$$

所以$$A = B$$或$$A + B = 90°$$

答案:B

9. 解:设四边形为ABCD,对角线AC为直径$$5\sqrt{5}$$

由余弦定理,边长满足:

$$AB^2 + AD^2 - 2AB \times AD \times \cos \alpha = AC^2$$

$$BC^2 + CD^2 - 2BC \times CD \times \cos (180° - \alpha) = AC^2$$

周长最大时各边应最大,即:

$$AB = AD = \frac{AC}{\sqrt{2(1 - \cos \alpha)}} = 5\sqrt{2}$$

$$BC = CD = \frac{AC}{\sqrt{2(1 + \cos \alpha)}} = 5$$

周长为$$2 \times (5\sqrt{2} + 5) \approx 30 cm$$

答案:D

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