2022届高考物理选择题专题强化训练：力的合成和分解(天津使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：力的合成和分解(天津使用)，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26小题；共104分）
1. 两个共点力的大小分别为 8 N 和 15 N，则这两个共点力的合力不能是
A. 4 NB. 8 NC. 16 ND. 20 N

2. 超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠（其余两颗未画出），工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹糟里，锁死防盗扣，当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部的圆锥顶角是 120∘，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力 F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为（不计摩擦以及小铁珠的重力）
A. 33FB. 32FC. FD. 3F

3. 下列关于力的合成和分解的说法，正确的是
A. 3 N，6 N，7 N 三个共点力合力的最小值为 0 N
B. 两个力合力的大小不可能等于两个分力中的任何一个
C. 以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D. 某个力的分力，一定比这个力小

4. 在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时，为得到一组对应的分力和合力，将橡皮条的一端固定在水平放置的木板上，先用两个弹簧测力计拉动橡皮条一端，再改用一个弹簧测力计拉橡皮条。下列关于实验操作的叙述正确的是
A. 两次拉橡皮条的过程中只要将橡皮条拉伸相同长度即可
B. 拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行
C. 用两个测力计同时拉橡皮条时，两细绳间的夹角必须为 90∘
D. 确定力的方向时，用铅笔沿着细绳划直线

5. 质量均为 m 的木块 A 、 B 放在水平面上，如图所示，现用大小相等方向相反的两个水平推力 F 分别作用在 A 、 B 上，A 、 B 均保持静止不动。则
A. A 与 B 之间一定存在摩擦力
B. B 与地面之间一定存在摩擦力
C. B 对 A 的支持力大小一定等于 mg
D. 地面对 B 的支持力大小一定等于 2mg

6. 如图所示，大小分别为 F1 、 F2 、 F3 的三个力恰好围成封闭的直角三角形（顶角为直角）。下列 4 个图中，这三个力的合力最大的是
A. B.
C. D.

7. 在一次学校的升旗仪式中，小明观察到拴在国旗上端和下端各有一根绳子，随着国旗的徐徐升起，上端的绳子与旗杆的夹角在变大，下端的绳子始终是松弛的，如图所示。设风力水平，两绳重力忽略不计，忽略旗子飘动时重心的变化。由此可判断在国旗匀速升起的过程中
A. 上端的绳子的拉力先减小后增大B. 上端的绳子的拉力在逐渐增大
C. 风力恒定不变D. 风力先减小后增大

8. 如图所示，水平地面上的木块在拉力 F 的作用下，向右做匀速直线运动，则 F 与物体受到的地面对它的摩擦力的合力方向为
A. 竖直向上B. 竖直向下C. 水平向左D. 水平向右

9. 如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力 F 作用始终保持静止，当力 F 逐渐减小后，下列说法正确的是
A. 物体受到的合力减小B. 物体受到的摩擦力逐渐增大
C. 物体受到的摩擦力保持不变D. 物体对斜面的压力逐渐减小

10. 如图所示，粗糙的水平面上放有一个截面为半圆的柱状物体 A，A 与竖直挡板间放有一光滑圆球 B，整个装置处于静止状态。现将挡板水平向右缓慢平移，A 始终保持静止。则在 B 着地前的过程中
A. 挡板对 B 的弹力减小B. 地面对 A 的摩擦力减小
C. A 对 B 的弹力减小D. 地面对 A 的弹力不变

11. 在做“力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤通过细绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点，以下操作中正确的是
A. 同一次实验过程中，O 点位置允许变动
B. 实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
C. 实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点
D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到 O 点时，两个弹簧秤之间夹角应取 90∘，以便于算出合力大小

12. 如图所示，某运动员先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手之间距离增大的过程中，吊环的两根绳的拉力 FT（两个拉力大小相等）及它们的合力 F 的大小变化情况为
A. FT 减小，F 减小B. FT 增大，F 增大
C. FT 增大，F 不变D. FT 减小，F 增大

13. 两个力的合力 F 为 50 N，其中一个力 F1 为 30 N，那么另一个力 F2 的大小可能是
A. 10 NB. 15 NC. 80 ND. 85 N

14. 生活中经常用刀来劈开物体。如图所示是刀刃的横截面，F 是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，劈的夹角为 θ，则刀刃劈物体时对物体侧向推力 FN 的大小为
A. F2csθB. F2csθ2C. F2sinθD. F2sinθ2

15. 如图所示，小娟、小明两人共提一桶水匀速前行。己知两人手臂对桶的拉力大小相等且为 F，两人手臂间的夹角为 θ。水和水桶总重为 G，则下列说法中正确的是
A. 当 θ=0∘ 时，F=GB. 当 θ 为 120∘ 时，F=G
C. 当 θ=90∘ 时，F=GD. θ 越大，F 越小

16. 如图所示，在“探究求合力的方法”实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板上的 A 点，另一端系上两条细绳，用两个弹簧秤分别钩住两条细绳绳端的绳套，互成一定角度地拉橡皮条。下列说法正确的是
A. 两条细绳必须等长
B. 两条细绳必须垂直
C. 两个弹簧秤的拉力必须等大
D. 两个弹簧秤必须贴近木板表面且与木板平面平行

17. 4 个力的大小分别为 8 N 、 5 N 、 11 N 、 23 N，这四个力的合力大小的范围正确的是：
A. 3 N≤F≤34 N B. 9 N≤F≤47 N
C. 0≤F≤47 N D. 1 N≤F≤37 N

18. 两个共点力的大小分别是 5 N 和 8 N，则这两个力的合力大小不可能为
A. 5 N B. 8 N C. 12 N D. 14 N

19. 在“验证平行四边形定则”的实验中，将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细线，如图，用两个弹簧测力计分别钩住两细线，成一定角度地水平拉橡皮筋，记录橡皮筋与细线结点 O 的位置。同时还记录
A. 橡皮筋和细线的长度B. 橡皮筋的原长和伸长量
C. 两细线的长度和方向D. 两测力计的读数和两细线的方向

20. 如图所示，一个“Y”字形弹弓顶部跨度为 L，两根相同的橡皮条均匀且弹性良好，其自由长度均为 L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片可将弹丸发射出去。若橡皮条的弹力满足胡克定律，且劲度系数为 k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为 2L（弹性限度内），则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为
A. 15kL2B. kL4C. kLD. 2kL

21. 如图所示，用一根不可伸长的轻质细线将小球悬挂在天花板上，现对小球施加一个方面始终垂直细线的拉力 F 将小球缓慢拉起，在小球拉起的过程中，下列判断正确的是
A. 拉力 F 一直增大B. 拉力 F 先增大后减小
C. 细线的拉力一直增大D. 细线的拉力先增大后减小

22. 如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点。现用水平力 F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力 FN 以及绳对小球的拉力 FT 的变化情况是
​
A. FN 保持不变，FT 不断增大B. FN 不断增大，FT 不断减小
C. FN 保持不变，FT 先增大后减小D. FN 不断增大，FT 先减小后增大

23. 一物体放置在倾角为 θ 的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为 a，如图所示．在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是
A. 当 θ 一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小
B. 当 θ 一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大
C. 当 a 一定时，θ 越大，斜面对物体的正压力越大
D. 当 a 一定时，θ 越大，斜面对物体的摩擦力越小

24. 如图所示，在粗糙的水平地面上的长方形物块将一重为 G 的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力 F 缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是
A. 地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大
B. 地面对长方体物块的支持力逐渐增大
C. 水平拉力 F 逐渐减小
D. 球对墙壁的压力逐渐减小

25. 如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球 A 、 B 分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力 F 作用于小球 B，则两球静止于图示位置，如果将小球 B 向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比不正确的是
A. 地面对小球 B 的弹力一定不变B. 竖直墙面对小球 A 的弹力减小
C. 推力 F 将增大D. 两个小球之间的距离增大

26. 如图所示，轻质细绳悬挂质量为 m 的小球处于静止状态，现用与水平方向成 30∘ 的外力 F 使小球缓慢向上移动，直到细绳达到水平状态后保持静止。在小球向上移动过程中
A. 外力 F 不断增大B. 外力 F 不断减小
C. 细绳的拉力不断增大D. 细绳的拉力不断减小

二、双项选择题（共2小题；共8分）
27. 甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所示，设当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后工件运送至乙所在位置，完成工件的运送，设两绳端始终在同一水平面上，绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中
A. 甲手中绳子上的拉力不断减小
B. 楼顶对甲的支持力不断增大
C. 楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力
D. 乙手中绳子上的拉力不断增大

28. 甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶，如图所示，设当重物提升到一定高度后，两工人保持位置不动，甲通过缓慢释放手中的绳子，使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后工件运送至乙所在位置，完成工件运送，设两绳端始终在同一水平面上，绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在工件向左移动过程中
A. 甲手中绳子上的拉力不断减小
B. 楼顶对甲的支持力不断增大
C. 楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力
D. 乙手中绳子上的拉力不断增大

三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 下列哪组力作用在物体上能使物体做匀速直线运动
A. 3 N，4 N，8 NB. 3 N，5 N，5 NC. 2 N，4 N，6 ND. 6 N，7 N，9 N

30. 关于合力和分力的关系的说法中，不正确的是
A. 合力一定比分力大
B. 合力可以同时垂直于每个分力
C. 合力的方向可以与一个分力的方向相反
D. 两个力的夹角越大，它们的合力也越大
答案
第一部分
1. A
【解析】此题考查两个力的合力大小问题，据平行四边形法则可得：
若二力方向相同时，合力大小为 F=F1+F2=8 N+15 N=23 N，为最大值；
若二力方向相反时，合力大小为 F=F2−F1=15 N−8 N=7 N，为最小值；
故两力的合力大小可能范围为：7 N≤F≤23 N，故BCD正确，故A错误。
2. A
3. A
【解析】3 N 和 6 N 的合力在 3 N 到 9 N 之间，7 N 在合力范围内，则最小合力为 0 N，故A正确；
力的合成遵守平行四边形定则，两个力的合力可以比分力大，也可以比分力小，也可以等于分力，故BD错误；
两个分力为邻边的平行四边形，以两个分力的起点为起点的对角线是它们的合力，另一个对角线不是它们的合力，故C错误。
4. B
【解析】A选项：只是将橡皮条拉伸相同长度，两分力合力理论值的方向就无法与合力实验值的方向对比，影响实验结论，故A错误；
B选项：为减小误差，使记录的数据真实可靠，在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行，故B正确；
C选项：实验采用的是力的图示的方法，用作图法得到合力，故两细绳间的夹角不必为 90∘，故C错误；
D选项：确定力的方向时，用铅笔沿着细绳划直线，这样由于铅笔碰到细线，记录的方向不准确，应该采用两点确定直线的方法记录力的方向，故D错误。
5. D
【解析】B选项，D选项：先对两个木块整体受力分析，受到重力 (M+m)g 、支持力 N 和已知的两个推力，如图所示：
对于整体，由于两个推力的合力刚好为零，故整体与地面间没有摩擦力；根据共点力平衡条件，有：N=(M+m)g，故B错误，D正确；
A选项，C选项：再对物体 m 受力分析，受重力 mg 、已知的推力 F 、斜面体 M 对 m 的支持力 Nʹ 和摩擦力 f，当推力 F 沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，如图：
当推力 F 沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，如图：
当推力 F 沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，如图：
根据共点力平衡的条件，运用正交分解法，可以得到：Nʹ=mgcsθ+Fsinθ，故A错误，C错误。
6. C
【解析】由矢量合成的法则可知，A图中的合力的大小为 2F1，B图中的合力的大小为 0，C图中的合力的大小为 2F2，D图中的合力的大小为 2F3，因为 F2 是直角三角形的斜边，所以 F2 最大，所以合力最大的是C选项。
7. B
【解析】把国旗看成质点对其受力分析，受到绳子的拉力 T 、风力 F 、重力 mg 三个力，如图所示：
根据平衡条件：F=mgtanθ，T=mgcsθ，根据三角函数知识，当上端的绳子与旗杆的夹角 θ 变大，F 增大，T 增大，故B正确，故ACD错误。
8. A
【解析】木块受到重力、地面的支持力和摩擦力、拉力 F 的作用而做匀速直线运动，拉力方向斜向上，地面对物体的支持力小于重力，重力与支持力的合力方向竖直向下，根据平衡条件推论可知，F 与地面的摩擦力的合力方向是竖直向上。
9. C
10. D
11. B
【解析】为了使两次拉橡皮筋效果相同，要求两次要将 O 点拉到同一位置，故A错误；
实验中为了减小误差，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时为了减小误差，要求视线要正对弹簧秤刻度，故B正确；
实验中，弹簧的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非要求一定达到最大量程，故C错误；
实验过程中两弹簧的夹角要适当，并非要求达到 90∘，非特殊角度也可，故D错误。
12. C
【解析】对运动员受力分析，受到重力、两个拉力，如图所示，
由于两个拉力的合力 F 与重力相等，F 不变，合力不变，且因两拉力夹角变大，故两个拉力不断变大，故选C。
13. C
【解析】由两个共点力的合力大小为 50 N，若其中一个分为大小为 30 N，另一个分力的大小应在 20 N≤F≤80 N 范围，所以可能为 80 N。
故选C。
14. D
【解析】将力 F 根据平行四边形定则分解如下：
由几何知识得，侧向推力的大小为：Fʹ=F2sinθ2=F2sinθ2，
F2csθ 与结论不相符，选项A错误；
F2csθ2，与结论不相符，选项B错误；
F2sinθ，与结论不相符，选项C错误；
F2sinθ2，与结论相符，选项D正确。
15. B
16. D
【解析】本实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可，细绳的长度是否相等与本实验无关，并非要求两细绳等长，也不必要求两条细绳必须垂直，故A、B错误；
实验中弹簧弹力不能超过最大量程，大小适当即可，对其大小并没有具体要求，两弹簧示数也不一定相等，故C错误；
实验过程中，拉力方向与木板平行，所以弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故D正确。
17. C
【解析】 8 N 、 5 N 的合力范围为大于等于 3 N，小于等于 13 N，11 N 、 23 N 的合力范围为大于 12 N，小于等于 34 N，知四个力的合力可能为零。则四个力合力的最小值为 0 N，当四个力同向时，合力最大，最大值为 47 N，所以四个力的合力范围为 0≤F≤47 N。
18. D
【解析】两力合成时，合力范围为：∣F1−F2∣≤F≤F1+F2；
故 3 N≤F≤13 N；
所以不可能的是 14 N。
19. D
【解析】该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向，故ABC错误，D正确。
20. A
【解析】根据胡克定律知，每根橡皮条的弹力 F=k(2L−L)=kL。
设此时两根橡皮条的夹角为 θ，根据几何关系知，sinθ2=14。根据平行四边形定则知，弹丸被发射过程中所受的最大弹力 F合=2Fcsθ2=15kL2，故A正确，B、C、D错误。
21. A
22. D
【解析】用水平力 F 缓慢推动斜面体时，小球受重力、绳的拉力 FT 和垂直于斜面的支持力 FN，在斜面体缓慢移动过程中 FN 方向不变，由三力平衡知其动态变化如图所示，FT 先减小后增大，FN 逐渐增大。
​
23. B
24. C
【解析】对小球和长方形物块整体进行受力分析，整体处于平衡状态，受力平衡，受到重力、地面的支持力、拉力 F 和墙壁对球水平向右的压力以及水平向左的滑动摩擦力，竖直方向受力平衡，则地面对物块的支持力等于整体的重力，不发生改变，动摩擦因数不变，则滑动摩擦力不变，故AB错误；
对长方形物块受力分析，受到重力、地面的支持力、拉力 F 、球对物块的压力 N2ʹ 以及滑动摩擦力作用，如图所示：
受力平衡，则水平方向有：
F+N2ʹsinθ=f，根据牛顿第三定律可知，N2ʹ=N2，由于 N2 增大，θ 增大，f 不变，则 F 减小，故C正确。
对小球进行受力分析，如图所示：
小球受力平衡，则有：N1=Gtanθ，N2=Gcsθ，
当水平向右的拉力 F 缓慢拉动长方体物块时，θ 增大，则 tanθ 增大，所以 N1 增大，csθ 减小，则 N2 增大，根据牛顿第三定律可知，球对墙壁的压力逐渐增大，故D错误。
25. C
【解析】当 B 向左推动少许时，对整体受力分析，由平衡条件得，地面对 B 的弹力等于两球重力之和，大小不变，A项对；
对 A 受力分析如图
B 向左移动，θ 变小，F库×csθ=mg， csθ 变大，F库 减小，而 FN=F库sinθ，所以 FN 将减小，B项对；
整体受力平衡，推力 F=FN，推力减小，C项错；
因库仑力减小，两球间距离增大，D 项对.
26. A
【解析】小球受重力、外力 F 和细线的拉力 T，三力平衡；
根据共点力平衡条件，三力平衡时，三力可以构成首位相连的三角形，如图所示：
故外力 F 逐渐增加；细线的拉力先减小后增加（当细线与外力 F 垂直时细线的拉力最小）。
第二部分
27. C， D
【解析】开始的时候绳子上的拉力大小是物体重力，后来就是重力和拉力的合力大小，如图所示，
由于三角形斜边大于任意直角边，所以绳子上的拉力增大了，对甲的拉力也增大了，A 、B错误；
可用极端法，先分析乙在图上位置 f=0，再分析乙在甲位置 f乙=f甲，所以在移动的过程中，楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力，C正确；
绳子与滑轮夹角为 θ，则有 tanθ=mgf，当 θ 角减小，则 f 增大，根据平衡条件可知乙手中绳子上的拉力不断增大，D正确。
28. C， D
【解析】分别对工件、甲、乙进行受力分析如图：
开始的时候绳子对甲的拉力大小等于物体重力，后来当 θ 角增大，则 F1 增大，绳子对甲的拉力增大，故A错误；
甲在楼顶受到重力、楼顶的支持力和摩擦力、以及绳子的拉力，竖直方向楼顶对甲的支持力 N=G−T1csα，T1 不断增大，N 不断减小，故B错误；
可用极端法，先分析乙在图上位置 f=0，再分析乙在甲位置 f乙=f甲，所以在移动的过程中，是始终小于 f甲 的。故C正确；
绳子与竖直方向夹角为 θ，则有 tanθ=mgF2，当 θ 角增大，则 F2 增大，绳子对乙的拉力增大，则乙受到楼顶的摩擦力也增大。故D正确。
第三部分
29. B， C， D
【解析】3 N，4 N 的合力范围为 1 N≤F合≤7 N，8 N 的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，物体就不可能做匀速直线运动。故A错误。
3 N，5 N 的合力范围为 2 N≤F合≤8 N，5 N 的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动。故B正确。
2 N，4 N 的合力范围为 2 N≤F合≤6 N，6 N 的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动。故C正确。
6 N，7 N 的合力范围为 1 N≤F合≤13 N，9 N 的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动。故D正确。
30. A， B， 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错误：
根据三角形法则可知，合力不可以同时垂直于每个分力，故B错误；
当两分力夹角为 180∘ 时，合力的方向可以与一个分力的方向相反，故C正确；
两个力的夹角越大，它们的合力也越小，故D错误。