格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

向量的模-向量的数量积知识点月考进阶单选题自测题答案-江苏省等高二数学必修,平均正确率52.0%

2025-05-19
向量的模-向量的数量积知识点月考进阶单选题自测题答案-江苏省等高二数学必修,平均正确率52.0%
1、['向量的模', '向量坐标与向量的数量积', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知$${{a}^{→}{=}{(}{3}{,}{−}{4}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{{c}{o}{s}}{α}{,}{{s}{i}{n}}{α}{)}{,}}$$则$${{|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}}$$的取值范围是(

C

A.$${{[}{1}{,}{4}{]}}$$

B.$${{[}{2}{,}{6}{]}}$$

C.$${{[}{3}{,}{7}{]}}$$

D.$${{[}{2}{\sqrt {2}}{,}{4}{\sqrt {2}}{]}}$$

2、['平面向量加法、减法的坐标运算', '向量的模', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,已知点$${{A}{,}{B}}$$分别为$${{x}}$$轴,$${{y}}$$轴上一点,且$${{|}{A}{B}{|}{=}{1}}$$,若$${{P}{(}{1}{,}{\sqrt {3}}{)}}$$,则$$| \overrightarrow{A P}+\overrightarrow{B P}+\overrightarrow{O P} |$$的取值范围是(

D

A.$${{[}{5}{,}{6}{]}}$$

B.$${{[}{6}{,}{7}{]}}$$

C.$${{[}{6}{,}{9}{]}}$$

D.$${{[}{5}{,}{7}{]}}$$

3、['向量加法的定义及运算法则', '向量的模', '向量的数量积的定义', '直线与圆相交', '与圆有关的轨迹问题']

正确率60.0%已知点$${{M}{(}{2}{,}{4}{)}{,}}$$若过点$${{N}{(}{4}{,}{0}{)}}$$的直线$${{l}}$$交圆$${{C}}$$:$${{(}{x}{−}{6}{{)}^{2}}{+}{{y}^{2}}{=}{9}}$$于$${{A}{,}{B}}$$两点,则$$| \overrightarrow{M A}+\overrightarrow{M B} |$$的最大值为(

A

A.$${{1}{2}}$$

B.$${{8}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{1}{0}}$$

D.$${{6}{\sqrt {2}}}$$

4、['向量的模', '数量积的性质', '数量积的运算律', '向量垂直', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%已知$${{a}{,}{b}}$$是单位向量,$${{c}{=}{a}{+}{2}{b}{,}}$$若$${{a}{⊥}{c}{,}}$$则$${{|}{c}{|}{=}}$$(

C

A.$${{3}}$$

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

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

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

5、['向量的模', '向量垂直', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%若单位向量$${{a}{,}{b}}$$满足$${{a}{⊥}{b}{,}}$$向量$${{c}}$$满足$${{(}{a}{+}{c}{)}{⋅}{b}{=}{1}{,}}$$且向量$${{b}{,}{c}}$$的夹角为$${{6}{0}^{∘}{,}}$$则$${{|}{c}{|}{=}}$$(

B

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

B.$${{2}}$$

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

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

6、['向量的模', '向量坐标与向量的数量积', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$${{a}{=}{(}{3}{,}{−}{1}{)}{,}{b}{=}{(}{1}{,}{−}{2}{)}{,}}$$则$${{a}}$$与$${{b}}$$的夹角为(

B

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

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

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

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

7、['向量的模', '数量积的运算律']

正确率60.0%$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{2}{,}{|}{{b}^{→}}{|}{=}{3}{,}{<}{{a}^{→}}{,}{{b}^{→}}{{>}{=}}{{6}{0}^{∘}}}$$,则$${{|}{2}{{a}^{→}}{−}{3}{{b}^{→}}{|}}$$等于(

C

A.$${\sqrt {{9}{7}}}$$

B.$${{9}{7}}$$

C.$${\sqrt {{6}{1}}}$$

D.$${{6}{1}}$$

8、['向量的模', '平面向量加法、减法的坐标运算', '平面向量数乘的坐标运算']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{⇀}{=}{{(}{3}{,}{−}{1}{)}}{,}{{b}^{⇀}}{=}{{(}{−}{1}{,}{2}{)}}{,}}$$若$$\left| \overrightarrow{a}-\lambda\overrightarrow{b} \right|=5,$$则实数$${{λ}{=}}$$(

A

A.$${{1}}$$或$${{−}{3}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{−}{3}}$$

D.$${{−}{1}}$$或$${{3}}$$

9、['向量的模', '共线向量基本定理', '向量垂直']

正确率40.0%若$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$是两个平面向量,则下列命题中正确的是(

D

A.若$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{|}{{b}^{→}}{|}}$$,则$${{a}^{→}{=}{{b}^{→}}}$$或$${{a}^{→}{=}{−}{{b}^{→}}}$$

B.若$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$共线,则存在唯一实数$${{λ}{,}}$$使$${{a}^{→}{=}{λ}{{b}^{→}}}$$

C.若$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}{=}{0}{,}}$$则$${{a}^{→}{=}{0}}$$或$${{b}^{→}{=}{0}}$$

D.若$${{|}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{|}{=}{|}{{a}^{→}}{|}{+}{|}{{b}^{→}}{|}}$$,则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$共线

10、['向量的模', '数量积的运算律', '向量垂直']

正确率40.0%已知平面向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}{,}{{c}^{→}}}$$满足$${{a}^{→}{⊥}{{b}^{→}}}$$,且$${{\{}{|}{{a}^{→}}{|}{,}{|}{{b}^{→}}{|}{,}{|}{{c}^{→}}{|}{\}}{=}{\{}{1}{,}{2}{,}{4}{\}}}$$,则$${{|}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{+}{{c}^{→}}{|}}$$的最大值为(

A

A.$${{4}{+}{\sqrt {5}}}$$

B.$${{2}{+}{\sqrt {{1}{7}}}}$$

C.$${{1}{+}{2}{\sqrt {5}}}$$

D.$${{4}{+}{2}{\sqrt {5}}}$$

1. 解析:

已知向量$${{a}^{→}{=}{(}{3}{,}{−}{4}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{{c}{o}{s}}{α}{,}{{s}{i}{n}}{α}{)}}$$,则$${{|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}}$$的取值范围可以通过计算模长得到:
$${{|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}{=}{\sqrt {({3}{+}{2}{{c}{o}{s}}{α}{{)}^{2}}{+}{(}{−}{4}{+}{2}{{s}{i}{n}}{α}{{)}^{2}}}}}$$
展开并化简:
$${=}{\sqrt {9}{+}{12}{{c}{o}{s}}{α}{+}{4}{{c}{o}{s}^{2}}{α}{+}{16}{−}{16}{{s}{i}{n}}{α}{+}{4}{{s}{i}{n}^{2}}{α}}}$$
$${=}{\sqrt {29}{+}{12}{{c}{o}{s}}{α}{−}{16}{{s}{i}{n}}{α}{+}{4}{(}{{c}{o}{s}^{2}}{α}{+}{{s}{i}{n}^{2}}{α}{)}}}$$
$${=}{\sqrt {33}{+}{12}{{c}{o}{s}}{α}{−}{16}{{s}{i}{n}}{α}}}$$
由于$${12}{{c}{o}{s}}{α}{−}{16}{{s}{i}{n}}{α}$$的取值范围为$${{[}{−}{\sqrt {12^{2}{+}16^{2}}}{,}{\sqrt {12^{2}{+}16^{2}}}{]}{=}{[}{−}{20}{,}{20}{]}}$$,因此$${{|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}}$$的取值范围为$${{[}{\sqrt {33}{−}{20}}{,}{\sqrt {33}{+}{20}{]}{=}{[}{\sqrt {13}}{,}{\sqrt {53}}{]}}$$。但进一步计算发现$${\sqrt {33}{−}{20}{=}{\sqrt {13}}}$$和$${\sqrt {33}{+}{20}{=}{\sqrt {53}}}$$并不精确,实际上$${\sqrt {33}{−}{20}{=}{\sqrt {13}}}$$是错误的,因为$${33}{−}{20}{=}{13}$$,所以$${\sqrt {33}{−}{20}{=}{\sqrt {13}}}$$。但$${\sqrt {33}{+}{20}{=}{\sqrt {53}}}$$也是错误的,因为$${33}{+}{20}{=}{53}$$,所以$${\sqrt {33}{+}{20}{=}{\sqrt {53}}}$$。因此,$${{|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}}$$的取值范围为$${{[}{\sqrt {13}}{,}{\sqrt {53}}{]}}$$。但选项中没有这个范围,可能是题目描述有误或选项不全。重新计算:
实际上,$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{5}}$$,$${{|}{{b}^{→}}{|}{=}{1}}$$,因此$${{|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}}$$的取值范围为$${{[}{|}{{a}^{→}}{|}{−}{2}{|}{{b}^{→}}{|}{,}{|}{{a}^{→}}{|}{+}{2}{|}{{b}^{→}}{|}{]}{=}{[}{3}{,}{7}{]}}$$。因此正确答案是$${{C}}$$。

2. 解析:

设点$${{A}{(}{a}{,}{0}{)}{,}{B}{(}{0}{,}{b}{)}}$$,满足$${{|}{A}{B}{|}{=}{\sqrt {a^{2}{+}b^{2}}}{=}{1}}$$。向量$${{\overrightarrow{A P}}{=}{(}{1}{−}{a}{,}{\sqrt {3}}{)}{,}{\overrightarrow{B P}}{=}{(}{1}{,}{\sqrt {3}{−}{b}}{)}{,}{\overrightarrow{O P}}{=}{(}{1}{,}{\sqrt {3}}{)}}$$。因此,$${{\overrightarrow{A P}}{+}{\overrightarrow{B P}}{+}{\overrightarrow{O P}}{=}{(}{3}{−}{a}{,}{2}{\sqrt {3}{−}{b}}{)}}$$。其模长为:
$${\sqrt {(}{3}{−}{a}{{)}^{2}}{+}{(}{2}{\sqrt {3}{−}{b}{{)}^{2}}}}}$$
由于$${a^{2}{+}b^{2}{=}{1}}$$,可以通过参数化$${a}{=}{{c}{o}{s}}{θ}{,}{b}{=}{{s}{i}{n}}{θ}$$来求极值。代入后表达式为:
$${\sqrt {9}{−}{6}{{c}{o}{s}}{θ}{+}{{c}{o}{s}^{2}}{θ}{+}{12}{−}{4}{\sqrt {3}}{{s}{i}{n}}{θ}{+}{{s}{i}{n}^{2}}{θ}}}$$
$${=}{\sqrt {22}{−}{6}{{c}{o}{s}}{θ}{−}{4}{\sqrt {3}}{{s}{i}{n}}{θ}}}$$
极值由$${−}{6}{{c}{o}{s}}{θ}{−}{4}{\sqrt {3}}{{s}{i}{n}}{θ}$$决定,其范围为$${{[}{−}{\sqrt {6^{2}{+}{(}{4}{\sqrt {3}}{)}^{2}}}{,}{\sqrt {6^{2}{+}{(}{4}{\sqrt {3}}{)}^{2}}}{]}{=}{[}{−}{\sqrt {84}}{,}{\sqrt {84}}{]}}$$。因此,模长的取值范围为$${{[}{\sqrt {22}{−}{\sqrt {84}}}{,}{\sqrt {22}{+}{\sqrt {84}}}{]}}$$。计算$${\sqrt {84}}{=}{2}{\sqrt {21}}$$,$${\sqrt {22}{−}{2}{\sqrt {21}}}$$约为$${\sqrt {22}{−}{9}{.}{165}}{≈}{\sqrt {12}{.}{835}}{≈}{3}{.}{58}$$,$${\sqrt {22}{+}{2}{\sqrt {21}}}$$约为$${\sqrt {22}{+}{9}{.}{165}}{≈}{\sqrt {31}{.}{165}}{≈}{5}{.}{58}$$。但选项中最接近的是$${{[}{5}{,}{6}{]}}$$,因此正确答案是$${{A}}$$。

3. 解析:

点$${{M}{(}{2}{,}{4}{)}{,}{N}{(}{4}{,}{0}{)}}$$,圆$${{C}}$$的圆心为$${(}{6}{,}{0}{)}$$,半径$${r}{=}{3}$$。直线$${{l}}$$过点$${{N}}$$,设斜率为$${k}$$,方程为$${y}{=}{k}{(}{x}{−}{4}{)}$$。向量$${{\overrightarrow{M A}}{+}{\overrightarrow{M B}}}$$等于$${2}{\overrightarrow{M P}}$$,其中$${{P}}$$为$${{A}{B}}$$的中点。$${{|}{2}{\overrightarrow{M P}}{|}{=}{2}{|}{{\overrightarrow{M P}}{|}}}$$的最大值即$${2}{|}{{\overrightarrow{M P}}{|}$$的最大值。$${{P}}$$的轨迹是以$${{C}}$$为圆心的弦的中点轨迹,其长度为$${\sqrt {d^{2}{−}r^{2}}}$$,其中$${d}$$为$${{N}}$$到$${{C}}$$的距离。$${d}{=}{|}{(}{6}{−}{4}{,}{0}{−}{0}{)}{|}{=}{2}$$,因此$${\sqrt {d^{2}{−}r^{2}}}{=}{\sqrt {4}{−}{9}}{=}{\sqrt {−}{5}}}$$无意义,可能是题目理解有误。另一种方法是利用参数化,但计算复杂。更简单的方法是注意到$${{|}{{\overrightarrow{M A}}{+}{\overrightarrow{M B}}{|}{=}{|}{2}{\overrightarrow{M P}}{|}}}$$,而$${{P}}$$在圆$${{C}}$$内,最大距离为$${{|}{{\overrightarrow{M C}}{|}{+}r}{=}{\sqrt {(}{6}{−}{2}{{)}^{2}{+}{(}{0}{−}{4}{{)}^{2}}}{+}{3}{=}{5}{+}{3}{=}{8}}$$,但$${{|}{2}{\overrightarrow{M P}}{|}{≤}{2}{×}{8}{=}{16}}$$,与选项不符。可能是题目理解错误,重新考虑几何意义,正确答案可能是$${{C}}$$。

4. 解析:

已知$${{a}{,}{b}}$$是单位向量,$${{c}{=}{a}{+}{2}{b}}$$,且$${{a}{⊥}{c}}$$。因此:
$${{a}{⋅}{c}{=}{0}{⇒}{a}{⋅}{(}{a}{+}{2}{b}{)}{=}{0}{⇒}{|}{a}{|^{2}}{+}{2}{a}{⋅}{b}{=}{0}}$$
$${1}{+}{2}{a}{⋅}{b}{=}{0}{⇒}{a}{⋅}{b}{=}{−}\frac{1}{2}}$$
$${{|}{c}{|^{2}}{=}{|}{a}{+}{2}{b}{|^{2}}{=}{|}{a}{|^{2}}{+}{4}{|}{b}{|^{2}}{+}{4}{a}{⋅}{b}{=}{1}{+}{4}{+}{4}{(}{−}\frac{1}{2}{)}{=}{3}}$$
因此$${{|}{c}{|}{=}{\sqrt {3}}}$$,正确答案是$${{C}}$$。

5. 解析:

已知单位向量$${{a}{⊥}{b}}$$,向量$${{c}}$$满足$${{(}{a}{+}{c}{)}{⋅}{b}{=}{1}}$$,且$${{b}{,}{c}}$$的夹角为$${{6}{0}^{∘}}$$。因此:
$${{a}{⋅}{b}{+}{c}{⋅}{b}{=}{1}{⇒}{0}{+}{|}{c}{|}{{c}{o}{s}}{6}{0}^{∘}{=}{1}{⇒}{|}{c}{|}{×}\frac{1}{2}{=}{1}{⇒}{|}{c}{|}{=}{2}}$$
正确答案是$${{B}}$$。

6. 解析:

向量$${{a}{=}{(}{3}{,}{−}{1}{)}{,}{b}{=}{(}{1}{,}{−}{2}{)}}$$,夹角$${θ}$$满足:
$${{c}{o}{s}}{θ}{=}\frac{{a}{⋅}{b}}{{|}{a}{|}{|}{b}{|}}{=}\frac{3{×}1{+}{(}{−}{1}{)}{×}{(}{−}{2}{)}}{{\sqrt {9}{+}{1}}{×}{\sqrt {1}{+}{4}}}{=}\frac{5}{{\sqrt {10}}{×}{\sqrt {5}}}{=}\frac{5}{5{\sqrt {2}}}{=}\frac{1}{{\sqrt {2}}}}$$
因此$${θ}{=}\frac{π}{4}$$,正确答案是$${{B}}$$。

7. 解析:

已知$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{2}{,}{|}{{b}^{→}}{|}{=}{3}{,}{<}{{a}^{→}{,}{{b}^{→}}{>}{=}{6}{0}^{∘}}$$,则:
$${{|}{2}{{a}^{→}}{−}{3}{{b}^{→}}{|^{2}}{=}{4}{|}{{a}^{→}}{|^{2}}{+}{9}{|}{{b}^{→}}{|^{2}}{−}{12}{{a}^{→}}{⋅}{{b}^{→}}{=}{4}{×}{4}{+}{9}{×}{9}{−}{12}{×}{2}{×}{3}{×}{{c}{o}{s}}{6}{0}^{∘}{=}{16}{+}{81}{−}{36}{=}{61}}}$$
因此$${{|}{2}{{a}^{→}}{−}{3}{{b}^{→}}{|}{=}{\sqrt {61}}}$$,正确答案是$${{C}}$$。

8. 解析:

向量$${{a}^{⇀}{=}{{(}{3}{,}{−}{1}{)}}{,}{{b}^{⇀}}{=}{{(}{−}{1}{,}{2}{)}}}$$,$${\left| \overrightarrow{a}{−}{λ}\overrightarrow{b} \right|}{=}{5}$$,即:
$${\sqrt {(}{3}{+}{λ}{{)}^{2}{+}{(}{−}{1}{−}{2}{λ}{{)}^{2}}}}{=}{5}$$
平方后化简:
$${9}{+}{6}{λ}{+}{λ^{2}}{+}{1}{+}{4}{λ}{+}{4}{λ^{2}}{=}{25}$$
$${5}{λ^{2}}{+}{10}{λ}{−}{15}{=}{0}$$
$${λ^{2}}{+}{2}{λ}{−}{3}{=}{0}$$
解得$${λ}{=}{1}$$或$${λ}{=}{−}{3}$$,正确答案是$${{A}}$$。

9. 解析:

选项分析:
$${{A}}$$错误,模长相等的向量方向可以不同;
$${{B}}$$错误,$${{b}^{→}}{=}{0}$$时$${λ}$$不唯一;
$${{C}}$$错误,垂直的向量可以均非零;
$${{D}}$$正确,$${{|}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{|}{=}{|}{{a}^{→}}{|}{+}{|}{{b}^{→}}{|}}$$表明$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$反向共线。因此正确答案是$${{D}}$$。

10. 解析:

已知$${{a}^{→}{⊥}{{b}^{→}}}$$,且$${{\{}{|}{{a}^{→}}{|}{,}{|}{{b}^{→}}{|}{,}{|}{{c}^{→}}{|}{\}}{=}{\{}{1}{,}{2}{,}{4}{\}}}$$。$${{|}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{+}{{c}^{→}}{|^{2}}{=}{|}{{a}^{→}}{|^{2}}{+}{|}{{b}^{→}}{|^{2}}{+}{|}{{c}^{→}}{|^{2}}{+}{2}{{a}^{→}}{⋅}{{b}^{→}}{+}{2}{{a}^{→}}{⋅}{{c}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{⋅}{{c}^{→}}{=}{1}{+}{4}{+}{16}{+}{0}{+}{2}{{a}^{→}}{⋅}{{c}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{⋅}{{c}^{→}}}}$$
最大值为$${21}{+}{2}{×}{1}{×}{4}{+}{2}{×}{2}{×}{4}{=}{21}{+}{8}{+}{16}{=}{45}$$,但实际计算应为$${21}{+}{2}{|}{{a}^{→}}{|}{|}{{c}^{→}}{|}{+}{2}{|}{{b}^{→}}{|}{|}{{c}^{→}}{|}{=}{21}{+}{8}{+}{16}{=}{45}$$,因此$${{|}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{+}{{c}^{→}}{|}{≤}{\sqrt {45}}{=}{3}{\sqrt {5}}}$$,但选项中没有。重新考虑几何意义,最大值为$${\sqrt {1^{2}{+}2^{2}}{+}{4}{=}{\sqrt {5}}{+}{4}}$$,因此正确答案是$${{A}}$$。
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