【走向高考】2022届高三数学一轮阶段性测试题5 平面向量（含解析）新人教A版

阶段性测试题五(平面向量)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分150分。考试时间120分钟。第Ⅰ卷(选择题　共60分)一、选择题(本大题共12个小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．)1．(2022·皖南八校联考)已知点A(2，－)，B(，)，则与向量方向相同的单位向量是(　　)A．(，－)　　　　　B．(，－)C．(－，)　D．(－，)[答案]　C[解析]　＝(－，2)，||＝＝，∴＝(－，)．2．(2022·韶关市曲江一中月考)设向量a＝(1,0)，b＝(，)，则下列结论中正确的是(　　)A．|a|＝|b|　B．a·b＝C．a－b与b垂直　D．a∥b[答案]　C[解析]　∵|a|＝1，|b|＝，a·b＝，∴A、B错；∵1×－0×≠0，∴a∥b不成立；∵(a－b)·b＝(，－)·(，)＝－＝0，选C．3．(2022·湖南省五市十校联考)已知△ABC的三个内角A、B、C所对边长分别为a、b、c，向量m＝(a＋c，a－b)，n＝(b，a－c)，若m∥n，则∠C＝(　　)A．　B．C．　D．[答案]　B[解析]　∵m∥n，∴(a＋c)(a－c)－b(a－b)＝0，∴a2＋b2－c2＝ab，∴cosC＝＝，∴C＝.4．(2022·沈阳市一模)若向量a、b满足a＋b＝(2，－1)，a＝(1,2)，则向量a与b的夹角等于(　　)A．45°　B．60°C．120°　D．135°-12-\n[答案]　D[解析]　由a＋b＝(2，－1)，a＝(1,2)，得b＝(1，－3)，从而cos〈a，b〉＝＝＝－.∵〈a，b〉∈[0°，180°]，∴〈a，b〉＝135°.5．(文)(2022·安徽程集中学期中)已知向量a、b满足|a|＝1，|a＋b|＝，〈a，b〉＝，则|b|等于(　　)A．2　　　B．3　　　C．　　　D．4[答案]　A[解析]　设|b|＝m，则a·b＝mcos＝，|a＋b|2＝|a|2＋|b|2＋2a·b＝1＋m2＋m＝7，∴m2＋m－6＝0，∵m>0，∴m＝2.(理)(2022·哈六中期中)已知向量a、b满足，|a|＝2，a⊥(a－2b)，2|－b|＝|b|，则|b|的值为(　　)A．1　　　B．2　　　C．　　　D．2[答案]　B[解析]　设|b|＝m，∵a⊥(a－2b)，∴a·(a－2b)＝|a|2－2a·b＝4－2a·b＝0，∴a·b＝2，将2|－b|＝|b|两边平方得，4(＋|b|2－a·b)＝3|b|2，即4(1＋m2－2)＝3m2，∴m2＝4，∴m＝2.6．(2022·北京朝阳区期中)已知平面向量a＝(1，－2)，b＝(2,1)，c＝(－4，－2)，则下列结论中错误的是(　　)A．向量c与向量b共线B．若c＝λ1a＋λ2b(λ1、λ2∈R)，则λ1＝0，λ2＝－2C．对同一平面内任意向量d，都存在实数k1、k2，使得d＝k1b＋k2cD．向量a在向量b方向上的投影为0[答案]　C[解析]　∵c＝－2b，∴向量c与向量b共线，∴选项A正确；由c＝λ1a＋λ2b可知，，解得∴选项B正确；向量c与向量b共线，所以由平面向量的基本定理可知，它们的线性组合不能表示出同一平面内的任意向量，∴选项C错误；a·b＝0，所以a⊥b，夹角是90°，向量a在向量b方向上的投影为|a|cos90°＝0，∴D正确．7．(2022·湖南师大附中月考)若等边△ABC边长为2，平面内一点M满足＝＋，则·＝(　　)A．－1　B．C．－2　D．2[答案]　C-12-\n[解析]　建立如图所示的直角坐标系，根据题设条件可知：A(0,3)，B(－，0)，C(，0)，设M(a，b)，＝＋＝(－2，0)＋(0,2)＝(－，2)，又＝－＝(a，b)－(，0)＝(a－，b)，∴∴a＝0，b＝2，∴M(0,2)，所以＝(0,1)，＝(－，－2)，因此·＝－2.故选C．8．(2022·石光中学阶段测试)已知m>0，n>0，向量a＝(m,1)，b＝(1－n,1)，且a∥b，则＋的最小值是(　　)A．2　B．＋1C．2－1　D．3＋2[答案]　D[解析]　∵a∥b，∴m－(1－n)＝0，∴m＋n＝1，∵m>0，n>0，∴＋＝(＋)·(m＋n)＝3＋＋≥3＋2.等号成立时，即9．(文)(2022·河南淇县一中模拟)已知双曲线x2－＝1的左顶点为A1，右焦点为F2，P为双曲线右支上一点，则·的最小值为(　　)A．－2　B．－C．1　D．0[答案]　A[解析]　由条件知，A1(－1,0)，F2(2,0)，∵P在双曲线右支上，∴P在上半支与下半支上结论相同，设P(x0，)，x0≥1，∴·＝(－1－x0，－)·(2－x0，－)＝(－1－x0)(2－x0)＋(3x－3)＝4x－x0－5＝4(x0－)2－，∴当x0＝1时，(·)min＝－2，故选A．-12-\n(理)(2022·成都市树德中学期中)已知a＝(，)，b＝(，－)，曲线a·b＝1上一点M到F(7,0)的距离为11，N是MF的中点，O为坐标原点，则|ON|＝(　　)A．　B．C．　D．或[答案]　B[解析]　由a·b＝1得，－＝1，易知F(7,0)为其焦点，设另一焦点为F1，由双曲线的定义，||MF1|－|MF||＝10，∴|MF1|＝1或21，显然|MF1|＝1不合题意，∴|MF1|＝21，ON为△MF1F2的中位线，∴|ON|＝.10．(2022·开滦二中期中)已知△ABC中，AB＝AC＝4，BC＝4，点P为BC边所在直线上的一个动点，则·(＋)满足(　　)A．最大值为16　B．最小值为4C．为定值8　D．与P的位置有关[答案]　C[解析]　设BC边中点为D，〈，〉＝α，则||＝||·cosα，∵AB＝AC＝4，BC＝4，∴∠BAC＝120°，∴0°≤α≤60°，∴·(＋)＝·2＝2||·||·cosα＝2||2＝8.11．(2022·哈六中期中)已知四边形ABCD中，AD∥BC，∠BAC＝45°，AD＝2，AB＝，BC＝1，P是边AB所在直线上的动点，则|＋2|的最小值为(　　)A．2　B．4C．　D．[答案]　C[解析]　∵AB＝，BC＝1，∠BAC＝45°，∴AB·sin∠BAC＝BC，∴AC⊥BC，以C为原点直线BC与AC分别为x轴、y轴建立直角坐标系如图，则C(0,0)，B(－1,0)，A(0,1)，D(2,1)，-12-\n∵P在直线AB：y－x＝1上，∴设P(x0,1＋x0)，则＋2＝(－x0，－1－x0)＋2(2－x0，－x0)＝(4－3x0，－1－3x0)，∴|＋2|2＝(4－3x0)2＋(－1－3x0)2＝18x－18x0＋17＝18(x0－)2＋，∴当x0＝时，|＋2|min＝，故选C．12．(文)(2022·遵义航天中学二模)在△ABC中，已知D是AB边上一点，若＝2，＝＋λ，则λ的值为(　　)A．　B．C．－　D．－[答案]　A[解析]　在△ABC中，已知D是AB边上一点∵＝2，＝＋λ，∴＝＋＝＋＝＋(－)＝＋，∴λ＝，故选A．(理)(2022·海南省文昌市检测)如图，四边形OABC是边长为1的正方形，OD＝3，点P为△BCD内(含边界)的动点，设＝α＋β(α，β∈R)，则α＋β的最大值等于(　　)A．　B．C．　D．1[答案]　B[解析]　以O为原点，OA、OC分别为x轴、y轴建立平面直角坐标系，则由条件知，C(0,1)，A(1,0)，B(1,1)，D(3,0)，＝α＋β＝(3β，α)，设P(x，y)，则∵P在△BCD内，∴∴作出可行域如图，-12-\n作直线l0：α＋β＝0，平移l0可知当移到经过点A(1，)时，α＋β取最大值，故选B．第Ⅱ卷(非选择题　共90分)二、填空题(本大题共4个小题，每小题4分，共16分，把正确答案填在题中横线上．)13．(文)(2022·鹰潭一中、宜春中学、新余四中联考)向量a，b，c在单位正方形网格中的位置如图所示，则a·(b＋c)＝________.[答案]　3[解析]　如图建立平面直角坐标系，则a＝(1,3)，b＝(3，－1)－(1,1)＝(2，－2)，c＝(3,2)－(5，－1)＝(－2,3)，∴b＋c＝(0,1)，∴a·(b＋c)＝(1,3)·(0,1)＝3.(理)(2022·山西忻州四校联考)已知m，n是夹角为120°的单位向量，向量a＝tm＋(1－t)n，若n⊥a，则实数t＝________.[答案]　[解析]　∵m，n是夹角为120°的单位向量，向量a＝tm＋(1－t)n，n⊥a，∴n·a＝n·[tm＋(1－t)n]＝tm·n＋(1－t)n2＝tcos120°＋1－t＝1－t＝0，∴t＝.14．(2022·三亚市一中月考)已知向量a与向量b的夹角为120°，若向量c＝a＋b，且a⊥c，则的值为________．[答案]　[解析]　∵〈a，b〉＝120°，a⊥c，c＝a＋b，∴a·c＝a·(a＋b)＝|a|2＋a·b＝|a|2－|a|·|b|＝0，-12-\n∴＝.15．(文)(2022·湖北教学合作十月联考)已知向量a与向量b的夹角为120°，若(a＋b)⊥(a－2b)且|a|＝2，则b在a上的投影为________．[答案]　－[解析]　a·b＝|a|·|b|cos120°＝－|b|，∵(a＋b)⊥(a－2b)，∴(a＋b)·(a－2b)＝0，∴2|b|2－|b|－4＝0，∴|b|＝，所以b在a上的投影为＝＝－.(理)(2022·合肥市两校联考)若α，β是一组基底，向量γ＝x·α＋y·β(x，y∈R)，则称(x，y)为向量γ在基底α，β下的坐标，现已知向量a在基底p＝(1，－1)，q＝(2,1)下的坐标为(－2,2)，则a在另一组基底m＝(－1，1)，n＝(1,2)下的坐标为________．[答案]　(0,2)[解析]　a＝－2p＋2q＝－2(1，－1)＋2(2,1)＝(2,4)，设a＝xm＋yn＝(y－x，x＋2y)，则∴16．(文)(2022·开封市二十二校大联考)已知向量＝(3，－1)，＝(0,2)，若·＝0，＝λ，则实数λ的值为________．[答案]　2[解析]　设＝(x，y)，∵＝(3，－1)，＝(0,2)，∴＝(－3,3)．由向量的运算可知·＝－3x＋3y＝0，∴x＝y，＝(x－3，y＋1)＝λ＝(0,2λ)，∴∴λ＝2.(理)(2022·娄底市名校联考)如图，Ox、Oy是平面内相交成120°的两条数轴，e1，e2分别是与x轴、y轴正方向同向的单位向量，若向量＝xe1＋ye2，则将有序实数对(x，y)叫做向量在坐标系xOy中的坐标．若＝(3,2)，则||＝________.[答案]　-12-\n[解析]　由题意可得e1·e2＝cos120°＝－.||＝＝＝＝.三、解答题(本大题共6个小题，共74分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤．)17．(本小题满分12分)(2022·皖南八校联考)如图，∠AOB＝，动点A1，A2与B1，B2分别在射线OA，OB上，且线段A1A2的长为1，线段B1B2的长为2，点M，N分别是线段A1B1，A2B2的中点．(1)用向量与表示向量；(2)求向量的模．[解析]　(1)＝＋＋，＝＋＋，两式相加，并注意到点M、N分别是线段A1B1、A2B2的中点，得＝(＋)．(2)由已知可得向量与的模分别为1与2，夹角为，所以·＝1，由＝(＋)得，||＝＝＝.18．(本小题满分12分)(文)(2022·宝鸡市质检)在△ABC中，角A、B、C所对的边分别为a、b、c，q＝(2a,1)，p＝(2b－c，cosC)且q∥p.(1)求sinA的值；(2)求三角函数式＋1的取值范围．[解析]　(1)∵q＝(2a,1)，p＝(2b－c，cosC)且q∥p，∴2b－c＝2acosC由正弦定理得2sinAcosC＝2sinB－sinC，又sinB＝sin(A＋C)＝sinAcosC＋cosAsinC，-12-\n∴sinC＝cosAsinC，∵sinC≠0，∴cosA＝，又∵0<A<π，∴A＝，∴sinA＝.(2)原式＝＋1＝1－＝1－2cos2C＋2sinCcosC＝sin2C－cos2C＝sin(2C－)．∵0<C<，∴－<2C－<，∴－<sin(2C－)≤1，∴－1<sin(2C－)≤，即三角函数式＋1的取值范围为(－1，]．(理)(2022·山东省德州市期中)在平面直角坐标系xOy中，已知四边形OABC是等腰梯形，A(6,0)，C(1，)，点M满足＝，点P在线段BC上运动(包括端点)，如图．(1)求∠OCM的余弦值；(2)是否存在实数λ，使(－λ)⊥，若存在，求出满足条件的实数λ的取值范围，若不存在，请说明理由．[解析]　(1)由题意可得＝(6,0)，＝(1，)，＝＝(3,0)，＝(2，－)，＝(－1，－)，∴cos∠OCM＝cos〈，〉＝＝.(2)设P(t，)，其中1≤t≤5，λ＝(λt，λ)，－λ＝(6－λt，－λ)，＝(2，－)，若(－λ)⊥，则(－λ)·＝0，-12-\n即12－2λt＋3λ＝0⇒(2t－3)λ＝12，若t＝，则λ不存在，若t≠，则λ＝，∵t∈[1，)∪(，5]，故λ∈(－∞，－12]∪[，＋∞)．19．(本小题满分12分)(2022·河北冀州中学期中)在△ABC中，角A、B、C所对的边分别为a、b、c，已知m＝(cos，sin)，n＝(cos，sin)，且满足|m＋n|＝.(1)求角A的大小；(2)若||＋||＝||，试判断△ABC的形状．[解析]　(1)由|m＋n|＝，得m2＋n2＋2m·n＝3，即1＋1＋2(coscos＋sinsin)＝3，∴cosA＝.∵0<A<π，∴A＝.(2)∵||＋||＝||，∴sinB＋sinC＝sinA，∴sinB＋sin(－B)＝×，即sinB＋cosB＝，∴sin(B＋)＝.∵0<B<，∴<B＋<，∴B＋＝或，故B＝或.当B＝时，C＝；当B＝时，C＝.故△ABC是直角三角形．20．(本小题满分12分)(2022·西工大附中四模)已知向量a＝(cosx，cosx)，b＝(sinx，－cosx)，设函数f(x)＝2a·b＋1.(1)求函数f(x)的最小正周期；(2)求函数f(x)在区间[，]上的最小值和最大值．[解析]　(1)f(x)＝2(cosxsinx－cos2x)＋1＝sin2x－cos2x＝sin(2x－)．因此，函数f(x)的最小正周期为π.(2)因为f(x)＝sin(2x－)在区间[，]上为增函数，在区间[，]上为减函数，又f()＝0，f()＝，f()＝sin(－)＝－cos＝－1，-12-\n故函数f(x)在区间[，]上的最大值为，最小值为－1.21．(本小题满分12分)(2022·东北育才学校一模)已知向量a＝(cosx，－)，b＝(sinx，cos2x)，设函数f(x)＝a·b.(1)求f(x)的单调递增区间；(2)求f(x)在[0，]上的最大值和最小值．[解析]　(1)f(x)＝a·b＝cosx·sinx－cos2x＝sin2x－cos2x＝sin(2x－)．当2kπ－≤2x－≤2kπ＋时，解得kπ－≤x≤kπ＋，∴f(x)＝sin(2x－)的单调递增区间为[kπ－，kπ＋](k∈Z)．(2)当x∈[0，]时，(2x－)∈[－，]，∴sin(2x－)∈[－，1]，所以，f(x)在[0，]上的最大值和最小值分别为1，－.22．(本小题满分14分)(文)(2022·成都七中模拟)已知O为坐标原点，＝(2sin2x,1)，＝(1，－2sinxcosx＋1)，f(x)＝·＋m.(1)若f(x)的定义域为[－，π]，求y＝f(x)的单调递增区间；(2)若f(x)的定义域为[，π]，值域为[2,5]，求m的值．[解析]　(1)f(x)＝2sin2x－2sinxcosx＋1＋m＝1－cos2x－sin2x＋1＋m＝－2sin(2x＋)＋2＋m，由＋2kπ≤2x＋≤＋2kπ(k∈Z)得，kπ＋≤x≤kπ＋，∴y＝f(x)在R上的单调递增区间为[kπ＋，kπ＋](k∈Z)，又f(x)的定义域为[－，π]，∴y＝f(x)的增区间为[－，－]，[，]．(2)当≤x≤π时，≤2x＋≤，-12-\n∴－1≤sin(2x＋)≤，∴1＋m≤f(x)≤4＋m，∴∴m＝1.(理)(2022·浙江省五校联考)已知函数f(x)＝(sinωx＋cosωx)cosωx－，其中ω>0，f(x)的最小正周期为4π.(1)求函数f(x)的单调递增区间；(2)在△ABC中，角A、B、C的对边分别是a、b、c，且满足(2a－c)cosB＝bcosC，求函数f(A)的取值范围．[解析]　f(x)＝sinωx·cosωx＋cos2ωx－＝sin2ωx＋cos2ωx＝sin(2ωx＋)．∵＝4π，∴ω＝，f(x)＝sin(＋)．(1)由2kπ－≤＋≤2kπ＋(k∈Z)得：4kπ－≤x≤4kπ＋(k∈Z)．∴f(x)的单调递增区间是[4kπ－，4kπ＋](k∈Z)．(2)由正弦定理得，(2sinA－sinC)cosB＝sinB·cosC，∴2sinAcosB＝sin(B＋C)，∵sin(B＋C)＝sin(π－A)＝sinA>0，∴cosB＝，∵0<B<π，∴B＝，∴0<A<，<＋<，∴f(A)∈(，1)．-12-