新高考数学一轮复习高频考点讲与练第5章第11讲 平面向量及解三角形 章节验收测评卷（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考数学一轮复习高频考点讲与练第5章第11讲 平面向量及解三角形 章节验收测评卷（2份，原卷版+解析版），共8页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．在平行四边形中，是的中点，与交于点，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【分析】利用相似三角形的性质以及向量的加法运算来表示即可.
【详解】因为在平行四边形中，，所以，
因为是的中点，所以，即，，
根据向量的加法法则，，
故选：B.
2．在中，若，，，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【分析】根据正弦定理求解即可.
【详解】由正弦定理，得，
则，解得.
故选：C.
3．已知向量和满足，则向量在向量上的投影向量为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【分析】先计算向量，再应用投影向量公式计算求解.
【详解】，则向量，
则在的投影向量为，
故选:A．
4．在中，角A，B，C的对边分别是a，b，c，且，，则的形状是（ ）
A．钝角三角形B．直角三角形C．锐角三角形D．不确定的
【答案】C
【分析】由正弦定理，结合题意，可得边的等量关系与角的不等关系，根据余强定理，可得答案.
【详解】因为，，所以，，
所以，，易知，即，
设，则，，则，
可得，所以是锐角三角形.
故选：C.
5．我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理，创造了“勾股圆方图”，后人称其为“赵爽弦图”．类比“赵爽弦图”，用3个全等的小三角形拼成了如图所示的等边，若，．则（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【分析】由题意可得是等边三角形，设，利用正弦定理可求得，进而利用余弦定理可求得的值.
【详解】由知，
所以为正三角形，
∵，
设，则
由正弦定理：，即，则
在中，
即，则，即．
故选：A.
6．如图，边长为的等边，动点在以为直径的半圆上.若，则的取值范围是（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】建立平面直角坐标系，可得半圆弧的方程为：，设，根据向量的坐标运算法则算出关于的式子，利用三角换元与正弦函数的性质求解即可．
【详解】由题意，以所在直线为轴，的垂直平分线为轴，建立平面直角坐标系，如图所示：
结合已知得，，，
半圆弧的方程为：，
设，则，，，
由得：，
解得：，
所以，
因为在上，所以，
又，
则可设，，，
将，代入整理得：
由得，
所以，，
故的取值范围是.
故选：D.
7．设、是平面内相交成的两条射线，、分别是与、同向的单位向量，定义平面坐标系为仿射坐标系，在仿射坐标系中，若，则记.已知在如图所示的仿射坐标系中，、分别在轴、轴正半轴上，且，点、、分别为、、的中点，则的最大值为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【分析】设，根据可得出，设，，则，根据平面向量的线性运算得出，，利用平面向量数量积的运算性质可求得的最大值.
【详解】由题意，则，
设则，
则，
整理得：，不妨设，，则.
因点、分别为、的中点，
则，，
同理可得，
故
，
将，代入上式，
可得：
，
其中是锐角，且，故的最大值为.
故选：A.
8．在锐角中，内角A，B，C的对边分别为a，b，c，若，则的取值范围为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】根据三角形内角和与诱导公式将已知条件转化为边角的三角函数关系，利用正弦定理由边化角，使用二倍角公式进行恒等变换以及利用同角的三角函数关系求出的三角函数值，再利用正弦定理和同角的三角函数关系根据的范围求出结果.
【详解】由得，即，即，又，故，
故，
因为，所以，故，得，，
因为，
因为，，所以，
故，所以，所以，
故选D．
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分．
9．对称性是数学美的一个重要特征，几何中的轴对称、中心对称都能给人以美感.已知是以为斜边的等腰直角三角形，，分别以，为直径作两个半圆，得到如图所示的几何图形，是两个半圆弧上的动点，则的值可能是（ ）
A．B．1C．8D．18
【答案】BC
【分析】由题意建立标系，利用平面向量数量积的坐标表示，可得.答案
【详解】取线段的中点为，连接，
以为原点，分别以所在直线为轴，建立直角坐标系，如下图：
则，，，
由图易知，
可得，，
，
易知.
故选：BC.
10．如图，甲船从出发以每小时25海里的速度向正北方向航行，乙船按固定方向匀速直线航行．当甲船出发时，乙船位于甲船的南偏西方向的处，此时两船相距海里．当甲船航行12分钟到达处时，乙船航行到甲船的南偏西方向的处，此时两船相距5海里，下面结论正确的是（ ）
A．乙船的行驶速度与甲船相同B．乙船的行驶速度是海里/时
C．甲、乙两船相遇时，甲船行驶了小时D．甲、乙两船不可能相遇
【答案】AD
【分析】根据三角形的边角关系可得是正三角形，进而根据余弦定理可得，进而可求解速度，即可判定AB，分别计算甲乙两船到达的时间即可判定CD.
【详解】如图，连接．
依题意，（海里），而海里，，
则是正三角形，所以海里．
在中，海里，
由余弦定理得
（海里），
则有，所以，所以，
所以乙船的行驶速度是（海里/时），故A正确，B不正确．
延长与交于点O，显然有，即，
易得海里，海里，海里，
甲船从出发到点O用时（小时），
乙船从出发到点O用时（小时），
，即甲船先到达点O，所以甲、乙两船不可能相遇，C不正确，D正确．
故选：AD．
11．如图，已知是内一点，三角形、、的面积分别为、、，则．若是锐角内的一点，，，是的三个内角，且点满足，则下列说法正确的是（ ）

A．是的垂心
B．
C．
D．
【答案】ABD
【分析】由可得，同理可证所以选项A正确.利用直角三角形得到可得选项C错误.
再由选项C和利用向量的数量积公式展开可得B选项正确.由B选项正确和利用三角形面积公式代入化简可得D选项正确.
【详解】因为，所以则
同理可证得：所以是的垂心.选项A正确.
延长交于两点.

由选项A可知，所以
所以又因为所以选项C错误.
由C选项可知，
同理可得
又因为，所以
所以选项B正确.
由C可知，
同理可得
所以又因为
所以因为
所以，选项D正确.
故答案为：ABD.
三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分．
12．如图，在中，，，，，交于点，过点的直线分别交于点，则 ．
【答案】7
【分析】利用和两组三点共线把用表示，然后由三点共线得的关系式
【详解】设,因为,
所以,
又因为三点共线, 三点共线,所以, 解得,
所以，则．
又，
由于与共线，所以，得．
13．在△ABC中，角A，B，C所对的边分别为a，b，c，a为最大边且 则角A的取值范围是 .
【答案】
【分析】先利用余弦定理推出，再根据条件，结合三角形内角和得出，即得角A的取值范围.
【详解】因为 由余弦定理，可得 故 ，
又因为最大边且 ，则有且，故
即故得
故答案为：.
14．定义平面向量的一种运算，，其中，是与的夹角，给出下列命题：①若，，则；②若，则；③若，则；④若，，则．其中真命题的序号是 .
【答案】①③
【分析】根据已知中的新定义，，，其中，是与的夹角，结合平面向量数量积的运算、平面向量数量积的坐标表示以及向量夹角公式，逐一判断四个命题的真假可得答案．
【详解】，，其中，是与的夹角，
若，，则，，
则，故正确；
②，则，夹角为，
则，故错误；
③若，则
，故正确；
④若，，则，，
，
则，，故错误；
故真命题的序号为：①③
故答案为：①③
【点睛】本题以向量运算的新定义为载体，考查平面向量数量积的运算、平面向量数量积的坐标表示以及向量夹角公式，难度为中档．
四、解答题：本题共5小题，其中第15题13分，第16,17题15分，第18,19题17分，共77分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．
15．已知平面向量、，，，且．
(1)求、的夹角；
(2)若与（）垂直，求的值．
【答案】(1)60°；
(2)．
【分析】（1）由题设条件和向量数量积的运算律求得，再由向量数量积的定义即可求得其夹角；
（2）由与（）垂直，可得，利用（1）的结论代入求解即得的值.
【详解】（1）由，可得，
则，所以，
又因，
则，因，故、的夹角为60°；
（2）由（1）可得：，，
因为与（）垂直，所以，
整理得到，
将，，代入上式可得：，
解得．
16．在中，角所对的边分别为，且满足.
(1)求角的大小；
(2)已知，求边上的中线的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】（1）由正弦定理及进行化简，得到，从而得到；
（2）利用余弦定理得到的值，由中线向量求得的长.
【详解】（1）由正弦定理得，
又因为，所以，
所以，
又因为，所以，
因为，所以.
（2）在中，由余弦定理得，
代入数值得，解得（舍去）或，
因为是的中点，所以，
所以，
所以，即边上的中线的长为.
17．平面向量，，函数．
(1)若，求的值域；
(2)在中，内角A、B、C的对边分别为a、b、c，已知，，，求的面积．
【答案】(1)
(2)
【分析】（1）利用数量积、二倍角公式和辅助角公式化简得到，然后可求最小正周期和函数的零点；
（2）由已知先求得，进而利用余弦定理得到，然后利用三角形面积公式求面积即可.
【详解】（1）因为，
所以
，
由，可得，解得，
所以函数的值域为.
（2）因为，所以，所以，
因为，所以，所以，即，
因为，所以，
整理得，解得或(舍去），
所以的面积为.
18．在中，内角，，的对边分别为，，，且，.
(1)求；
(2)求的面积；
(3)以为坐标原点，所在直线为轴，且A在x轴上方建立平面直角坐标系，在所在的平面内有一动点，满足，求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】（1）利用二倍角公式得，再由正弦定理可解；
（2）由余弦定理和已知得，由等式两边的取值范围可得，从而可得三角形面积；
（3）以为坐标原点建立平面直角坐标系，由数量积坐标运算得动点轨迹方程，即，可解问题.
【详解】（1）根据题意，，
因为，所以，
由正弦定理得，所以；
（2）由余弦定理，，
代入，得，
两边同时除以，，
由于，当且仅当时等号成立，
而，当且仅当时等号成立，
即，
由余弦定理，
即，的面积；
（3）由（1）（2）可知，，所以，
以为坐标原点，所在直线为轴建立平面直角坐标系，
则，，
，
故可设（为变量）
则，
所以的最小值为.
【点睛】关键点点睛：第（2）问中，由题意得，两边同时除以，，接下来由等式左右两边的范围得是解题的关键.
19．如图，设中角A，B，C所对的边分别为a，b，c，AD为BC边上的中线，已知且，．
(1)求b边的长度；
(2)求的面积；
(3)设点E，F分别为边AB，AC上的动点（含端点），线段EF交AD于G，且的面积为面积的，求的取值范围．
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】（1）根据正弦定理的“角化边”把已知条件中的等式进行转化，再运用余弦定理得出和的关系式，进而求出的长度即可；
（2）根据向量的运算性质和两向量的夹角公式求出，进而求出，再根据三角形面积公式求出面积即可；
（3）首先设，，（），根据三点共线公式得到，
再根据面积的倍数关系求出，因此求出的表达式后，可以根据函数值域的求解方法解决取值范围即可．
【详解】（1）由已知条件可知：
在中，由正弦定理
得
在中，由余弦定理
得
，又
（2）设
为BC边上中线
则

①
或
由①，得
（3）设，，（）
，
根据三点共线公式，得
（，为∠BAC）
【点睛】本题考查了正弦定理，余弦定理的应用，考查向量的运算性质以及求函数值域问题，需要一定的分析和解决问题的能力．