【备战2022】高考物理选择题专项练习集：力的合成和分解(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：力的合成和分解(成都专栏)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共18小题；共72分）
1. 如图所示为两个共点力的合力 F 随两分力的夹角 θ 变化的图象，则这两个分力的大小可能为
A. 1 N 和 4 NB. 2 N 和 3 NC. 1 N 和 5 ND. 2 N 和 4 N

2. 有三个共点力，大小分别为 14 N 、 10 N 、 5 N，其合力的最小值为
A. 0 NB. 3 NC. 5 ND. 1 N

3. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置 O 点。为了确定两个分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是
A. 橡皮条固定端的位置
B. 描下 O 点位置、两个细绳套的方向及两个弹簧测力计的读数
C. 橡皮条伸长后的总长度
D. 两个弹簧测力计的读数

4. 如图所示，将绳子的一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长为 10 m。用 300 N 的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置 0.5 m，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为
A. 1500 NB. 6000 NC. 300 ND. 15003 N

5. 如图所示，用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，当绳的另一端挂上重物时，绳和杆对手指和手掌均有力的作用，选项图中，这两个作用力的方向正确的是
A. B.
C. D.

6. 下列物理学习或研究中用到与“曹冲称象”的方法相同的是
A. 建立“质点”的概念B. 建立“瞬时速度”的概念
C. 建立“合力与分力”的概念D. 探究加速度与力、质量的关系

7. 如图，电荷量为 q1 和 q2 的两个点电荷分别位于 P 点和 Q 点。已知放在 P 、 Q 连线上某点 R 处的电荷受力为零，且 PR=2RQ，则
A. q1=2q2B. q1=4q2C. q1=−2q2D. q1=−4q2

8. 下图中按力的作用效果分解正确的是
A. B.
C. D.

9. 关于合力和分力的大小关系，下列说法正确的是
A. 合力一定比每个分力都大
B. 合力至少比一个分力大
C. 合力可以比任意一个分力都小
D. 合力不可能和两个分力的大小都相等

10. 在力的合成中，下列关于两个分力（大小为定值）与它们的合力的关系的说法中，正确的是
A. 合力一定大于每一个分力
B. 合力一定小于分力
C. 合力的方向一定与分力的方向相同
D. 两个分力的夹角在 0∘∼180∘ 变化时，夹角越大合力越小

11. 三个共点力的大小分别是 2 N，6 N，10 N，则它们的合力不可能是
A. 10 NB. 1.5 NC. 3.7 ND. 18 N

12. 如图所示，将绳子的一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长为 10 m。用 300 N 的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置 0.5 m，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为
A. 1500 NB. 6000 NC. 300 ND. 15003 N

13. 两个共点力的大小分别为 F1=15 N，F2=8 N，它们的合力大小不可能等于
A. 9 NB. 25 NC. 8 ND. 21 N

14. 有甲、乙两根完全相同的轻绳，甲绳 A，B 两端按图甲的方式固定，然后将一挂有质量为 M 的重物的光滑轻质动滑轮挂于甲轻绳上，当滑轮静止后，设甲绳子的张力大小为 FT1；乙绳 D，E 两端按图乙的方式固定，然后将同样的动滑轮且挂有质量为 M 的重物挂于乙轻绳上，当滑轮静止后，设乙绳子的张力大小为 FT2。现甲绳的 B 端缓慢向下移动至 C 点，乙绳的 E 端缓慢向右移动至 F 点，在两绳的移动过程中，下列说法正确的是
A. FT1，FT2 都变大B. FT1 变大、 FT2 变小
C. FT1，FT2 都不变D. FT1 不变、 FT2 变大

15. 如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道 AB 固定在竖直平面内，A 端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力 F 作用下，缓慢地由 A 向 B 运动，F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为 N，在运动过程中
A. F 增大，N 减小B. F 减小，N 减小
C. F 增大，N 增大D. F 减小，N 增大

16. 如图所示，木板 P 下端通过光滑铰链固定于水平地面上的 O 点，物体 A 、 B 叠放在木板上且处于静止状态，此时物体 B 的上表面水平。现使木板 P 绕 O 点缓慢旋转到虚线所示位置，物体 A 、 B 仍保持静止，与原位置相比
A. A 对 B 的作用力减小B. B 对 A 的支持力增大
C. 木板对 B 的支持力增大D. 木板对 B 的摩擦力增大

17. 如图所示，弹力跟伸长量成正比的橡皮条 AB，系一重物放在水平桌面上，在悬点 A 的正下方 C 点有一光滑圆钉，橡皮条不形变时的自由长度为 AC，在水平拉力作用下使物体沿粗糙桌面缓缓向右运动，则拉力 F 大小变化是
A. 越来越大B. 越来越小C. 先增大后减小D. 保持不变

18. 如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上 O 点，跨过滑轮的细绳连接物块 a 、 b，a 、 b 都处于静止状态。现将物块 b 移至 c 点后，a 、 b 仍保持静止，下列说法中正确的是
A. b 与水平面间的摩擦力减小
B. 地面对 b 的弹力减小
C. 悬于墙上的绳所受拉力不变
D. a 、 b 静止时，图中 α 、 β 、 θ 三角相等

二、双项选择题（共9小题；共36分）
19. 如图所示，质量为 m 的物体受到推力 F 作用，沿水平方向做匀速直线运动，已知推力 F 与水平面的夹角为 θ，物体与地面间的动摩擦因数为 μ，则物体所受的摩擦力大小为
A. FcsθB. μmgC. μFD. μ(mg+Fsinθ)

20. 下列说法中正确的是
A. 一个 2 N 的力能分解为 7 N 和 4 N 的两个分力
B. 一个 2 N 的力能分解为 7 N 和 9 N 的两个分力
C. 一个 6 N 的力能分解为 3 N 和 4 N 的两个分力
D. 一个 8 N 的力能分解为 4 N 和 3 N 的两个分力

21. 如图所示，可视为点电荷的三个带电小球 a 、 b 和 c 分别固定在三角形的顶点上，已知 ab=4 cm，bc=3 cm，ca=5 cm，a 球所受静电力的合力方向恰好平行于 b 、 c 的连线。则下列说法正确的是
A. b 、 c 一定带异种电荷
B. b 、 c 一定带同种电荷
C. b 、 c 所带电荷量绝对值的比为 64:125
D. c 球所受静电力的合力方向可能垂直于 a 、 b 的连线

22. 如图所示，一根轻绳上端固定在 O 点，下端拴一个重量为 G 的小球，开始时轻绳处于垂直状态，轻绳所能承受的最大拉力为 2G，现对小球施加一个方向始终水平向右的力 F，使球缓慢地移动，则在小球缓慢地移动过程中，下列说法正确的是
A. 力 F 逐渐增大
B. 力 F 的最大值为 3G
C. 力 F 的最大值为 2G
D. 轻绳与竖直方向夹角最大值 θ=30∘

23. 已知力 F 的一个分力 F1 跟 F 成 30∘ 角，大小未知，另一个分力 F2 的大小为 33F，方向未知，则 F1 的大小可能是
A. 33FB. 32FC. 233FD. 3F

24. 两物体 A，B 按如图所示连接且处于静止状态，现在给 B 施加一个水平力 F，使 B 缓慢移动，物体 A 始终静止在地面上，则此过程中有
A. 物体 A 对地面的压力逐渐变小B. 物体 A 受到的摩擦力不变
C. 绳的拉力逐渐变大D. 地面对 A 的作用力保持不变

25. 如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于 O 点。一条绳一端跨过定滑轮平行于斜面连接物块 P，另一端连接小球 Q，P 、 Q 两物体处于静止状态，另一条绳 OA 受外力 F 的作用，OA 与 OB 间的夹角为 θ，图示 θ<90∘。现缓慢使 θ 角增大，直到 OA 水平，且保持结点 O 位置不变，整个装置始终处于静止状态。下列说法正确的是
A. 绳 OA 的拉力一直减小B. 绳 OB 的拉力一直增大
C. 地面对斜面体有向右的摩擦力D. 地面对斜面体的支持力不断增大

26. 半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板 MN。在半圆柱体 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q，整个装置处于静止状态，如图所示是这个装置的截面图，若用外力使 MN 保持竖直并且缓慢地向右移动，在 Q 落到地面以前发现 P 始终保持静止，在此过程中下列说法中正确的是
A. MN 对 Q 的弹力逐渐增大B. 地面对 P 的摩擦力逐渐增大
C. P 、 Q 间的弹力先减小后增大D. Q 所受的合力逐渐增大

27. 如图，一光滑的轻滑轮用细绳 OOʹ 悬挂于 O 点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b。外力 F 向右上方拉 b，整个系统处于静止状态。若 F 方向不变，大小在一定范围内变化，物块 b 仍始终保持静止，则
A. 绳 OOʹ 的张力也在一定范围内变化
B. 物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化
C. 连接 a 和 b 的绳的张力也在一定范围内变化
D. 物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化

三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 一个力 F 分解为两个不为零的分力 F1 、 F2，以下说法可能正确的是
A. F1 、 F2 与 F 都在同一直线上B. F1 、 F2 都小于 F2
C. F1 或 F2 的大小等于 FD. F1 、 F2 的大小都与 F 相等

29. 已知两个共点力 F1 和 F2 不共线，若 F1 的大小和方向保持不变，F2 的方向也保持不变，仅增大 F2 的大小，在 F2 逐渐增大的过程中，关于合力 F 的大小，下列说法正确的是
A. 若 F1 和 F2 的夹角为锐角，F 一定不断变大
B. 若 F1 和 F2 的夹角为锐角，F 有可能先变小后变大
C. 若 F1 和 F2 的夹角为钝角，F 有可能先变小后变大
D. 若 F1 和 F2 的夹角为钝角，F 有可能一直变大

30. 一盏电灯重力为 G，悬于天花板上的 B 点，在电线 O 处系一细线 OA，使电线 OB 与竖直方向的夹角为 β=30∘，OA 与水平方向成 α 角，如图所示。现保持 O 点位置不变，使 α 角由 0∘ 缓慢增加到 90∘，在此过程中
A. 电线 OB 上的拉力逐渐减小B. 细线 OA 上的拉力先减小后增大
C. 细线 OA 上拉力的最小值为 12GD. 细线 OA 上拉力的最小值为 32G
答案
第一部分
1. B
【解析】由题图知，两分力方向相同时，合力为 5 N，即 F1+F2=5 N；方向相反时，合力为 1 N，即 ∣F1−F2∣=1 N。故 F1=3 N，F2=2 N，或 F1=2 N，F2=3 N，B正确。
2. A
3. B
【解析】该实验的目的是探究两个互成角度的力的合成规律。画出两个拉力 F1 、 F2 及合力 F 的图示，得出力的合成关系满足平行四边形定则。故A、C、D错误，B正确。
4. A
【解析】
由题意可知绳子与水平方向的夹角的正弦值为 sinα=0.5 m5 m=0.1，所以绳子的作用力为 F绳=F2sinα=1500 N，A项正确，B、C、D项错误。
5. D
【解析】绷紧的绳子上各点的拉力大小相等，方向指向绳子收缩的方向，故绳子对手指有拉力，方向沿绳且背离手指。轻直杆受到挤压，故杆对手掌有向掌心的压力。故D正确。
6. C
【解析】建立“质点”的概念，采用理想模型法，不是等效替代，故A错误；
建立“瞬时速度”的概念，采用极值法，不是等效替代，故B错误；
建立“合力和分力”的概念，采用等效替代的思想，故C正确；
研究加速度与合力、质量的关系，采用控制变量法，不是等效替代，故D错误。
7. B
【解析】已知在 P 、 Q 连线上某点 R 处的电荷受力为零，依据同种电荷相斥，异种电荷相吸，再结合矢量的合成法则，可知两点电荷带有同种电荷，设 R 处电荷所带电荷量为 q，根据库仑定律和物体平衡知识得 kq1q(PR)2=kq2q(RQ)2，已知 PR=2RQ，解得 q1=4q2，选项B正确，A、C、D错误。
8. A
【解析】力 F 的作用效果，如图所示，故A正确；

物体的重力，按效果分解成一个垂直接触面的力，与垂直挡板的力，如图所示，故B错误；

按照力的作用效果，拉力分解成如图所示

故C错误；
物体的重力，按效果分解成如图所示

故D错误。
9. C
10. D
【解析】根据平行四边形定则知，合力可能比分力大，可能比分力小，可能与分力相等，故A、B错误；
合力的方向不一定与分力方向相同，故C错误；
根据平行四边形定则知，分力大小一定，在 0∘∼180∘ 之间，夹角越大，合力越小，故D正确。
11. B
【解析】2 N 、 6 N 、 10 N 方向相同的时候，合力最大为 18 N，
2 N 、 6 N 的合力的范围是 4 N≤F≤8 N，所以三个力的最小值为 2 N；
因此合力的范围是 2 N≤F≤18 N，在这个范围内的都是可能的，所以ACD可能，B 不可能，
本题选择不可能的。
12. A
【解析】由题意可知绳子与水平方向的夹角正弦值为 sinα=0.55=0.1，所以绳子的作用力为 F绳=F2sinα=1500 N，A项正确，B、C、D项错误。
13. B
【解析】F1 、 F2 的合力范围是 F1−F2≤F≤F1+F2，故 7 N≤F≤23 N，不在此范围的是 25 N，应选择B项。
14. D
【解析】设绳子总长为 L，两堵竖直墙之间的距离为 s，左侧绳长为 L1，右侧绳长为 L2。由于绳子上的拉力处处相等，所以两绳与竖直方向夹角相等，设为 θ，则由几何知识，得：s=L1sinθ+L2sinθ=L1+L2sinθ，又 L1+L2=L，得到 sinθ=sL。设绳子的拉力大小为 FT，重物的重力为 G。以滑轮为研究对象，根据平衡条件得 2FTcsθ=G，解得：FT=G2csθ；可见，对题图甲，当绳子 B 端缓慢向下移时，s，L 没有变化，则 θ 不变，绳子拉力 FT1 不变；对题图乙，在绳子的 E 端向 F 移动的过程中，由于绳子的长度不变，所以夹角 θ 增大，csθ 减小，则绳子拉力 FT2 增大，故A，B，C错误，D正确。
15. A
【解析】对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有 N=mgcsθ，F=mgsinθ
其中 θ 为支持力 N 与竖直方向的夹角；当球向上移动时，θ 变大，故 N 变小，F 变大，故A正确。
16. D
【解析】由题意知 A 、 B 始终处于平衡状态，对 A 受力分析知 A 受重力和 B 对 A 的作用力而平衡，所以 A 对 B 的作用力与 A 的重力大小相等，故A错误。
当将木板 P 绕 O 点缓慢旋转到虚线所示位置时，B 的上表面不再水平，设 B 的上表面与水平面间的夹角为 α，则 B 对 A 的支持力为 GAcsα对 A 、 B 整体受力分析如图所示，设木板与水平地面的夹角为 θ，有 FN=G总csθ 、 Ff=G总sinθ，θ 增大时，FN 减小，Ff 增大，故C错误，D正确。
17. A
【解析】设 BC 间距为 x0，物体缓缓向右运动的过程中受力分析如图所示.
由物体的平衡条件得：
F=Ff+F弹⋅csθ
FN+F弹⋅sinθ=mg
又 Ff=μFN，而 F弹=k⋅x0sinθ
可得出：FN=mg−F弹⋅sinθ=mg−kx0，Ff=μ(mg−kx0)
故 FN，Ff 保持不变，F=μ(mg−kx0)+kx0ctθ，将随 θ 的减小而增大，故A正确。
18. D
【解析】对物体 a 受力分析，受到重力和细线的拉力，根据平衡条件，拉力等于物体 a 的重力，当把物体 b 移至 c 点后，绳子 bA 与水平方向的夹角 θ 变小，但细线的拉力不变；再对物体 b 受力分析，受重力、支持力、拉力和向右的静摩擦力，如图
根据共点力平衡条件，有 Tcsθ=f，N+Tsinθ=mg，由于角 θ 变小，故 b 与水平面间的静摩擦力变大，支持力 N 变大，故A、B均错误；对滑轮受力分析，受物体 a 的拉力（等于其重力），Ab 绳子的拉力 T 以及悬于墙上的绳子的拉力 F，由于重力和 Ab 绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故墙上的绳的拉力 F 也变小，故C错误；对滑轮受力分析，受物体 a 的拉力（等于重力），Ab 绳子的拉力 T 以及悬于墙上的绳子的拉力 F，由于重力和 Ab 绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故 α=β ，又由于三力平衡，故 AO 绳子的拉力也沿着前面提到的角平分线，绳子拉力沿着绳子方向，故 α=β=θ。
第二部分
19. A， D
【解析】对物体受力分析并将推力 F 分解如图，因为物体做匀速运动，所以物体所受的合力为零，在水平方向有 Ff=Fcsθ，选项A正确；再由 Ff=μFN，FN=mg+Fsinθ 可知，Ff=μ(mg+Fsinθ)，选项D正确，B、C错误。
20. B， C
21. A， C
【解析】因为 a 球所受静电力的合力方向恰好平行于 b 、 c 的连线，b 、 c 带同种电荷，根据力的合成可知，a 受的合力方向不可能平行 b 、 c 连线，故 b 、 c 一定带异种电荷，故A正确，B错误；根据受力可知 Fcacs37∘=Fba，即 kqcqarac2cs37∘=kqbqaRba2，解得，b 、 c 所带电荷量绝对值的比为 64:125，故C正确；垂直于 a 、 b 的连线是 b 、 c 间库仑力的方向，而 c 球所受静电力的合力是 b 对 c 、 a 对 c 的合力，故 c 球所受静电力的合力方向不可能垂直于 a 、 b 的连线，故D错误。
22. A， B
【解析】对小球受力分析，如图：

由平衡条件得：F=mgtanθ，θ 逐渐增大，则 F 逐渐增大，故A正确；
如图：
小球缓慢地移动过程中，θ 逐渐增大，T 的最大值为 2G，则可得 csθ=G2G=12，θ=60∘，此时 F 达到最大值为：3G，
故B正确CD错误。
23. A， C
24. A， C
【解析】先以 B 为研究对象，当 B 缓慢移动时，B 受力的变化情况如图甲所示，可知，当 B 缓慢向右移动时绳的拉力逐渐变大，C对。再以 A 为研究对象进行受力分析，如图乙所示，由于 GA 不变，由图乙可知，当 FT 增大时，FN 减小，Ff 增大，故选项A对，B错。地面对 A 的作用力为 FN 与 Ff 的合力，由于 FT 增大时，FN 减小，Ff 增大，故 FN 与 Ff 的合力不断变化，选项D错。
25. B， D
【解析】A.绳 OA 的拉力先减小后增大；B.绳 OB 的拉力一直增大；C.斜面受地面摩擦力与 OA 水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左；D. OB 的拉力一直增大，竖直向下的分力直增大，地面对斜面体的支持力不断增大。
26. A， B
【解析】先对 Q 受力分析，受重力、 P 对 Q 的支持力和 MN 对 Q 的支持力，如图
根据共点力平衡条件，有 N1=mgcsθ，N2=mgtanθ，
再对 P 、 Q 整体受力分析，受重力、地面支持力、 MN 挡板对其向左的支持力和地面对其向右的静摩擦力，如图
根据共点力平衡条件，有 f=N2，N=(M+m)g，
故：f=mgtanθ，
MN 保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角 θ 不断变大，故 f 变大，N 不变，N1 变大，N2 变大，P 、 Q 受到的合力为零，故A正确，B正确，C错误，D错误。故选：AB。
27. B， D
【解析】由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接 a 和 b 的绳子的夹角不变；物块 a 只受重力以及绳子的拉力，由于物体 a 平衡，则连接 a 和 b 的绳子张力 T 保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以 OO′ 中的张力保持不变，故 AC均错误；
b 处于静止即平衡状态，对 b 受力分析有：
力 T 与力 F 与 x 轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得：
N+Fsinα+Tsinθ−mg=0
Fcsα+f−Tcsθ=0
由此可得：N=mg−Fsinα−Tsinθ
由于 T 的大小不变，可见当 F 大小发生变化时，支持力的大小也在一定范围内变化，故B正确；
f=Tcsθ−Fcsθ
由于 T 的大小不变，当 F 大小发生变化时，b 静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化，故D正确。
故选：BD。
第三部分
28. A， C， D
【解析】根据三角形定则，合力与它的两个分力可以构成三角形或三力在同一直线上，知A、C、D正确。
29. A， C， D
【解析】如果夹角 θ 的范围为：0∘<θ<90∘，根据平行四边形定则作图，如图：

从图中可以看出，合力一定增大；故A正确，B错误；
如果夹角 θ 的范围为：90∘<θ<180∘，根据平行四边形定则作图，如图：

从图中可以看出，合力有可能先减小后增加，存在相等的可能；若 F1≪F2，合力一定是增加；故C正确，D正确；
故选：ACD。
30. A， B， C
【解析】对结点受力分析，由平衡条件可知，细线 OA 和电线 OB 的拉力的合力 Fʹ 一定竖直向上，与 T 平衡。当 α 角由 0∘ 缓慢增加到 90∘ 的过程中画出动态平行四边形，如图所示。由图可看出，细线 OA 上的拉力先减小后增大，且当 α=30∘ 时，FA 最小，最小值为 G2。而电线 OB 上的拉力一直减小，故A、B 、C正确，D错误。