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专题进阶选择题自测题答案-上海市等高二数学必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-08-12
向量的夹角-向量的数量积知识点专题进阶选择题自测题答案-上海市等高二数学必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的夹角', '特殊角的三角函数值']

正确率60.0%已知$$\vert\overrightarrow{a} \vert=1, \; \; \vert\overrightarrow{b} \vert=6, \; \; \overrightarrow{a} \cdot( \overrightarrow{b}-\overrightarrow{a} )=2$$,则向量$${{a}^{→}}$$与向量$${{b}^{→}}$$的夹角是$${{(}{)}}$$

C

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

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

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

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

2、['向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为$${{6}{0}^{∘}}$$,且$$| \overrightarrow{a} |=2, ~ ~ | \overrightarrow{b} |=2$$,则$$\overrightarrow{a} \cdot\overrightarrow{b}=( \textit{} )$$

A

A.$${{2}}$$

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

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

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

3、['向量的夹角']

正确率40.0%已知向量$$\vec{a}=( 2, 1 ) \,, \, \, \, \vec{b}=( 1, 3 ) \,,$$则向量$${{2}{{a}{⃗}}{−}{{b}^{⃗}}}$$与$${{a}{⃗}}$$的夹角为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{1}{3}{5}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{4}{5}^{∘}}$$

D.$${{3}{0}^{∘}}$$

4、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$$| \overrightarrow{a} |=| \overrightarrow{b} |=1$$,且$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$夹角为$$\frac{\pi} {3},$$则向量$${{a}^{→}{+}{{b}^{→}}}$$与$${{a}^{→}{−}{{b}^{→}}}$$的夹角为(

B

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

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

C.$${{π}}$$

D.$${{0}}$$

5、['数量积的性质', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%若$${{{e}_{1}}^{→}{,}{{{e}_{2}}^{→}}}$$是夹角为$${{6}{0}^{o}}$$的两个单位向量,则$$\overrightarrow{a}=2 \overrightarrow{e_{1}}+\overrightarrow{e_{2}}, \; \; \overrightarrow{b}=-3 \overrightarrow{e_{1}}+2 \overrightarrow{e_{2}}$$夹角为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{3}{0}^{o}}$$

B.$${{6}{0}^{o}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{o}}$$

D.$${{1}{5}{0}^{o}}$$

6、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$${{a}^{→}}$$是单位向量,$$| \vec{b} |=\sqrt{6}$$,且$$( \begin{matrix} {2 \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}} \\ \end{matrix} ) \ \cdot\ ( \overrightarrow{b}-\overrightarrow{a} ) \ =4-\sqrt{3}$$,则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为(

D

A.$${{4}{5}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{3}{5}^{∘}}$$

7、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%若向量$${{m}^{→}{,}{{m}^{→}}}$$满足$$\left| \overrightarrow{m} \right|=4, \left| \overrightarrow{n} \right|=5, \left| \overrightarrow{m}-2 \overrightarrow{n} \right|=9,$$则$${{m}^{→}}$$与$${{n}^{→}}$$夹角的余弦值是(

A

A.$$\frac{7} {1 6}$$

B.$$\frac{9} {1 6}$$

C.$$\frac{\sqrt{2 3}} {1 6}$$

D.$$\frac{3 \sqrt{2 3}} {1 6}$$

8、['向量的模', '数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%svg异常

B

A.svg异常

B.svg异常

C.svg异常

D.svg异常

9、['数量积的性质', '向量坐标与向量的数量积', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$$\overrightarrow{a}=( 1, \; \; x ), \; \; \overrightarrow{b}=( 2, \; \;-4 )$$,若$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为锐角,则实数$${{x}}$$的取值范围为(

C

A.$$\{x | x < \frac{1} {2} \}$$

B.$$\{x | x > \frac{1} {2} \}$$

C.$$\{x | x < \frac{1} {2} \ss x \neq-2 \}$$

D.$$\{x | x > \frac{1} {2} \ss x \neq2 \}$$

10、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率40.0%已知$${{{e}_{1}}^{→}{,}{{{e}_{2}}^{→}}}$$是夹角为$${{9}{0}^{∘}}$$的两个单位向量,则$$\overrightarrow{a}=3 \overrightarrow{e_{1}}-\overrightarrow{e_{2}}, \; \; \overrightarrow{b}=2 \overrightarrow{e_{1}}+\overrightarrow{e_{2}}$$的夹角为(

C

A.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{4}{5}^{∘}}$$

D.$${{3}{0}^{∘}}$$

1. 已知 $$|\overrightarrow{a}|=1$$,$$|\overrightarrow{b}|=6$$,$$\overrightarrow{a} \cdot (\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a})=2$$。求向量 $$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 的夹角。

解析:

展开点积:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} - \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{a} = 2$$

代入已知条件:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} - 1 = 2$$,得 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 3$$

利用点积公式:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = |\overrightarrow{a}| |\overrightarrow{b}| \cos \theta$$

代入数值:$$3 = 1 \times 6 \times \cos \theta$$,解得 $$\cos \theta = \frac{1}{2}$$

因此,夹角 $$\theta = \frac{\pi}{3}$$,选 C

2. 已知向量 $$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 的夹角为 $$60^\circ$$,且 $$|\overrightarrow{a}|=2$$,$$|\overrightarrow{b}|=2$$,求 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}$$。

解析:

直接利用点积公式:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = |\overrightarrow{a}| |\overrightarrow{b}| \cos \theta$$

代入数值:$$2 \times 2 \times \cos 60^\circ = 4 \times \frac{1}{2} = 2$$

因此,答案为 A

3. 已知向量 $$\overrightarrow{a}=(2,1)$$,$$\overrightarrow{b}=(1,3)$$,求向量 $$2\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}$$ 与 $$\overrightarrow{a}$$ 的夹角。

解析:

计算 $$2\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} = (4-1, 2-3) = (3, -1)$$

计算点积:$$(3, -1) \cdot (2,1) = 6 -1 = 5$$

计算模长:$$|2\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}| = \sqrt{3^2 + (-1)^2} = \sqrt{10}$$,$$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{5}$$

利用点积公式:$$\cos \theta = \frac{5}{\sqrt{10} \times \sqrt{5}} = \frac{5}{\sqrt{50}} = \frac{5}{5\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$$

因此,夹角 $$\theta = 45^\circ$$,选 C

4. 已知 $$|\overrightarrow{a}|=|\overrightarrow{b}|=1$$,且夹角为 $$\frac{\pi}{3}$$,求向量 $$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}$$ 与 $$\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}$$ 的夹角。

解析:

计算点积:$$(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}) \cdot (\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}) = |\overrightarrow{a}|^2 - |\overrightarrow{b}|^2 = 1 - 1 = 0$$

因为点积为 0,所以两向量垂直,夹角为 $$\frac{\pi}{2}$$,选 B

5. 若 $$\overrightarrow{e_1}$$ 和 $$\overrightarrow{e_2}$$ 是夹角为 $$60^\circ$$ 的单位向量,求 $$\overrightarrow{a}=2\overrightarrow{e_1}+\overrightarrow{e_2}$$ 与 $$\overrightarrow{b}=-3\overrightarrow{e_1}+2\overrightarrow{e_2}$$ 的夹角。

解析:

计算点积:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = (2)(-3) + (1)(2) + (2)(2)\cos 60^\circ = -6 + 2 + 2 = -2$$

计算模长:$$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{2^2 + 1^2 + 2 \times 2 \times 1 \times \cos 60^\circ} = \sqrt{4 + 1 + 2} = \sqrt{7}$$

$$|\overrightarrow{b}| = \sqrt{(-3)^2 + 2^2 + 2 \times (-3) \times 2 \times \cos 60^\circ} = \sqrt{9 + 4 - 6} = \sqrt{7}$$

利用点积公式:$$\cos \theta = \frac{-2}{7}$$,因此 $$\theta = 120^\circ$$,选 C

6. 已知 $$\overrightarrow{a}$$ 是单位向量,$$|\overrightarrow{b}|=\sqrt{6}$$,且 $$(2\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}) \cdot (\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a}) = 4 - \sqrt{3}$$,求 $$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 的夹角。

解析:

展开点积:$$2\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} - 2|\overrightarrow{a}|^2 + |\overrightarrow{b}|^2 - \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 4 - \sqrt{3}$$

化简得:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} - 2 + 6 = 4 - \sqrt{3}$$,即 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = \sqrt{3}$$

利用点积公式:$$\sqrt{3} = 1 \times \sqrt{6} \times \cos \theta$$,解得 $$\cos \theta = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{6}} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$

因此,夹角 $$\theta = 45^\circ$$,选 A

7. 若向量 $$\overrightarrow{m}$$ 和 $$\overrightarrow{n}$$ 满足 $$|\overrightarrow{m}|=4$$,$$|\overrightarrow{n}|=5$$,$$|\overrightarrow{m}-2\overrightarrow{n}|=9$$,求 $$\overrightarrow{m}$$ 与 $$\overrightarrow{n}$$ 夹角的余弦值。

解析:

展开模长公式:$$|\overrightarrow{m}-2\overrightarrow{n}|^2 = |\overrightarrow{m}|^2 + 4|\overrightarrow{n}|^2 - 4\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n}$$

代入数值:$$81 = 16 + 100 - 4\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n}$$,解得 $$\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n} = \frac{35}{4}$$

利用点积公式:$$\cos \theta = \frac{\frac{35}{4}}{4 \times 5} = \frac{35}{80} = \frac{7}{16}$$

因此,答案为 A

9. 已知 $$\overrightarrow{a}=(1,x)$$,$$\overrightarrow{b}=(2,-4)$$,若 $$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 的夹角为锐角,求实数 $$x$$ 的取值范围。

解析:

夹角为锐角的条件是 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} > 0$$ 且 $$\overrightarrow{a}$$ 不与 $$\overrightarrow{b}$$ 同向。

计算点积:$$1 \times 2 + x \times (-4) = 2 - 4x > 0$$,解得 $$x < \frac{1}{2}$$

排除同向情况:$$\frac{1}{2} = \frac{x}{-4}$$,得 $$x = -2$$

因此,$$x < \frac{1}{2}$$ 且 $$x \neq -2$$,选 C

10. 已知 $$\overrightarrow{e_1}$$ 和 $$\overrightarrow{e_2}$$ 是夹角为 $$90^\circ$$ 的单位向量,求 $$\overrightarrow{a}=3\overrightarrow{e_1}-\overrightarrow{e_2}$$ 与 $$\overrightarrow{b}=2\overrightarrow{e_1}+\overrightarrow{e_2}$$ 的夹角。

解析:

计算点积:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 3 \times 2 + (-1) \times 1 = 5$$

计算模长:$$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{3^2 + (-1)^2} = \sqrt{10}$$,$$|\overrightarrow{b}| = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{5}$$

利用点积公式:$$\cos \theta = \frac{5}{\sqrt{10} \times \sqrt{5}} = \frac{5}{5\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$$

因此,夹角 $$\theta = 45^\circ$$,选 C

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