格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

向量的夹角-向量的数量积知识点月考进阶单选题自测题答案-河北省等高二数学必修,平均正确率48.0%

2025-06-22
向量的夹角-向量的数量积知识点月考进阶单选题自测题答案-河北省等高二数学必修,平均正确率48.0%
1、['向量的夹角']

正确率60.0%已知非零向量$${{a}{,}{b}}$$满足$$| \boldsymbol{a} |=2 | \boldsymbol{b} |,$$且关于$${{x}}$$的方程$$x^{2}+| \boldsymbol{a} | \boldsymbol{x}-\boldsymbol{a} \cdot\boldsymbol{b}=0$$有实根,则向量$${{a}}$$与$${{b}}$$的夹角的取值范围是(

A

A.$$[ 0, ~ \frac{2 \pi} {3} ]$$

B.$$\left[ \frac{2 \pi} {3}, \, \pi\right]$$

C.$$[ \frac{\pi} {3}, ~ \frac{2 \pi} {3} ]$$

D.$$[ \frac{\pi} {3}, \, \, \pi\rbrack$$

2、['向量的模', '数量积的运算律', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知非零向量$${{a}^{→}{、}{{b}^{→}}}$$满足$$2 | \overrightarrow{a} |=3 | \overrightarrow{b} |, \; | \overrightarrow{a}-2 \overrightarrow{b} |=| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |$$,则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角的余弦值为(

C

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

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

C.$$\frac{1} {3}$$

D.$$\frac{1} {4}$$

3、['点与圆的位置关系', '直线和圆与其他知识的综合应用', '向量的夹角', '向量与其他知识的综合应用', '与圆有关的最值问题', '两个向量数量积的几何意义']

正确率19.999999999999996%已知圆$$C \colon~ x^{2}+y^{2}-2 x-2 \sqrt{3} y+3=0$$,点$$A ~ ( 0, ~ m ) ~ ~ ( m > 0 ) ~, ~ A, ~ B$$两点关于$${{x}}$$轴对称.若圆$${{C}}$$上存在点$${{M}}$$,使得$$\overrightarrow{A M} \cdot\overrightarrow{B M}=0,$$则当$${{m}}$$取得最大值时,点$${{M}}$$的坐标是(

C

A.$$( \frac{3} {2}, ~ \frac{3 \sqrt{2}} {2} )$$

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

C.$$( \frac{3} {2}, ~ \frac{3 \sqrt{3}} {2} )$$

D.$$( \frac{3 \sqrt{3}} {2}, \mathrm{~} \frac{3} {2} )$$

4、['向量加法的定义及运算法则', '向量坐标与向量的数量积', '向量的夹角']

正确率40.0%已知$$| \overrightarrow{O A} |=1, \, \, \, | \overrightarrow{O B} |=\sqrt{3}, \, \, \, \overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O B}=0$$,点$${{C}}$$在$${{∠}{A}{O}{B}}$$内,且$${{O}{C}^{⇀}}$$与$${{O}{A}^{⇀}}$$的夹角为$${{3}{0}^{∘}}$$,设$$\overrightarrow{O C}=m \overrightarrow{O A}+n \overrightarrow{O B} ( m, n \in R ),$$则$$\frac{m} {n}$$的值为(

C

A.$${{2}}$$

B.$$\frac{5} {2}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

5、['向量的模', '数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率40.0%已知单位向量$${{a}}$$与$${{b}}$$的夹角为$${{1}{2}{0}^{∘}}$$,则$$| a-3 b |=( \textit{} {} )$$

C

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

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

C.$${\sqrt {{1}{3}}}$$

D.$${\sqrt {{1}{5}}}$$

6、['向量的模', '数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率40.0%已知$$\vert\overrightarrow{a} \vert=\sqrt{2}, \; \vert\overrightarrow{b} \vert=1, \; \overrightarrow{a} \cdot( \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} )=1$$,则向量$${{a}^{→}}$$与向量$${{b}^{→}}$$的夹角为

C

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

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

C.$$\frac{\pi} {4}$$

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

7、['向量的模', '数量积的性质', '向量坐标与向量的数量积', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$$\stackrel{\rightarrow} {a}=( 1, \sqrt{3} ), \ \stackrel{\rightarrow} {| b |}=3,$$且$$\begin{array} {c c} {\to} \\ {a} \\ \end{array}$$与$$\begin{array} {c c} {\rightarrow} \\ {b} \\ \end{array}$$的夹角为$$\frac{\pi} {3},$$则$$| 2 \stackrel{\rightarrow} {a}+\stackrel{\rightarrow} {b} |=( \textit{} )$$

B

A.$${{5}}$$

B.$${\sqrt {{3}{7}}}$$

C.$${{7}}$$

D.$${{3}{7}}$$

8、['向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率40.0%已知$$| \overrightarrow{a} |=3, \, \, \, | \overrightarrow{b} |=2$$,若$$\overrightarrow{a} \cdot\overrightarrow{b}=-3,$$则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为(

C

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

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

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

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

9、['向量坐标与向量的数量积', '平面向量共线的坐标表示', '向量的夹角', '平面的法向量及其应用']

正确率60.0%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.$$\overrightarrow{A B}$$的单位向量是$$( 1, 1, 0 )$$

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$$( 1,-2, 5 )$$

10、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$$\vert\overrightarrow{a} \vert=4, \; \; \vert\overrightarrow{b} \vert=2, \; \; \; ( \overrightarrow{b}+\overrightarrow{a} ) \; \; \cdot\; ( \overrightarrow{b}-\overrightarrow{a} ) \; \;=3 \overrightarrow{a} \cdot\overrightarrow{b}$$,则向量$${{a}^{→}}$$与向量$${{b}^{→}}$$的夹角等于(

B

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

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

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

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

1、解析:设向量$$a$$与$$b$$的夹角为$$\theta$$,由题意$$|a|=2|b|$$,设$$|b|=t$$,则$$|a|=2t$$。方程$$x^2+|a|x-a \cdot b=0$$有实根,判别式$$\Delta=|a|^2+4a \cdot b \geq 0$$,即$$4t^2+4 \cdot 2t \cdot t \cos \theta \geq 0$$,化简得$$1+2\cos \theta \geq 0$$,即$$\cos \theta \geq -\frac{1}{2}$$。因此$$\theta \in \left[\frac{\pi}{3}, \pi\right]$$,但题目要求非零向量,故答案为$$D$$。

2、解析:设$$|b|=2k$$,则$$|a|=3k$$。由$$|a-2b|=|a+b|$$,两边平方得$$|a|^2-4a \cdot b+4|b|^2=|a|^2+2a \cdot b+|b|^2$$,化简得$$-6a \cdot b+3|b|^2=0$$,即$$a \cdot b=\frac{|b|^2}{2}=2k^2$$。又$$\cos \theta=\frac{a \cdot b}{|a||b|}=\frac{2k^2}{3k \cdot 2k}=\frac{1}{3}$$,答案为$$C$$。

3、解析:圆$$C$$的标准方程为$$(x-1)^2+(y-\sqrt{3})^2=1$$,圆心$$(1, \sqrt{3})$$,半径$$1$$。点$$A(0,m)$$,$$B(0,-m)$$。由$$\overrightarrow{AM} \cdot \overrightarrow{BM}=0$$,得$$M$$在以$$AB$$为直径的圆上,即$$x^2+(y-m)(y+m)=0$$,化简为$$x^2+y^2=m^2$$。两圆有交点,圆心距$$d=\sqrt{1+(m-\sqrt{3})^2}$$满足$$|m-1| \leq d \leq m+1$$,解得$$m \leq 2\sqrt{3}$$。当$$m=2\sqrt{3}$$时,联立圆方程解得$$M\left(\frac{3}{2}, \frac{3\sqrt{3}}{2}\right)$$,答案为$$C$$。

4、解析:建立坐标系,设$$OA$$沿$$x$$轴,$$OB$$沿$$y$$轴。$$OC$$与$$OA$$夹角为$$30^\circ$$,设$$OC=(m, n\sqrt{3})$$,则$$\tan 30^\circ=\frac{n\sqrt{3}}{m}=\frac{\sqrt{3}}{3}$$,得$$m=3n$$。又$$OC$$在$$\angle AOB$$内,故$$\frac{m}{n}=3$$,答案为$$C$$。

5、解析:$$|a-3b|^2=|a|^2-6a \cdot b+9|b|^2=1-6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot \cos 120^\circ +9=13$$,故$$|a-3b|=\sqrt{13}$$,答案为$$C$$。

6、解析:由$$\overrightarrow{a} \cdot (\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})=1$$,得$$|\overrightarrow{a}|^2-\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=1$$,即$$2-\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=1$$,故$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=1$$。设夹角为$$\theta$$,则$$\cos \theta=\frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|}=\frac{1}{\sqrt{2} \cdot 1}=\frac{\sqrt{2}}{2}$$,故$$\theta=\frac{\pi}{4}$$,答案为$$C$$。

7、解析:$$|2\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}|^2=4|\overrightarrow{a}|^2+4\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}+|\overrightarrow{b}|^2=4 \cdot 4+4 \cdot (1 \cdot 3 \cos \frac{\pi}{3})+9=16+6+9=31$$,但计算有误。实际上$$|\overrightarrow{a}|=2$$,故结果为$$4 \cdot 4+4 \cdot 3+9=16+12+9=37$$,故$$|2\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}|=\sqrt{37}$$,答案为$$B$$。

8、解析:$$\cos \theta=\frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|}=\frac{-3}{3 \cdot 2}=-\frac{1}{2}$$,故$$\theta=\frac{2\pi}{3}$$,答案为$$C$$。

9、解析:计算$$\overrightarrow{AB}=(2,1,0)$$,$$\overrightarrow{AC}=(-1,2,1)$$,两者不成比例,故$$A$$错误。$$\overrightarrow{AB}$$的单位向量为$$\left(\frac{2}{\sqrt{5}}, \frac{1}{\sqrt{5}}, 0\right)$$,故$$B$$错误。$$\overrightarrow{BC}=(-3,1,1)$$,$$\cos \theta=\frac{\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC}}{|\overrightarrow{AB}||\overrightarrow{BC}|}=\frac{-6+1}{\sqrt{5} \cdot \sqrt{11}}=\frac{-5}{\sqrt{55}}$$,故$$C$$错误。验证$$(1,-2,5)$$与$$\overrightarrow{AB}$$和$$\overrightarrow{AC}$$的点积均为$$0$$,故$$D$$正确,答案为$$D$$。

10、解析:由$$(\overrightarrow{b}+\overrightarrow{a}) \cdot (\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a})=3\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}$$,得$$|\overrightarrow{b}|^2-|\overrightarrow{a}|^2=3\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}$$,即$$4-16=3\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}$$,故$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}=-4$$。设夹角为$$\theta$$,则$$\cos \theta=\frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|}=\frac{-4}{4 \cdot 2}=-\frac{1}{2}$$,故$$\theta=\frac{2\pi}{3}$$,答案为$$B$$。

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