2022届高考物理选择题专题强化训练：力的合成和分解(北京使用)

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(北京使用)，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19小题；共76分）
1. 关于合力的叙述，错误的是 。
A. 合力的作用效果与原来几个力的效果相同
B. 合力的性质—定与原来的力相同
C. 合力的大小—定不会比各力的代数和大
D. 两个互成 180∘ 的共点力的合力随夹角的减小而增大

2. 如图所示，四边形通电闭合线框 abcd 处在垂直于线框平面的匀强磁场中，它受到的安培力的合力
A. 方向竖直向上B. 方向垂直于 ad 斜向上
C. 方向垂直于 bc 斜向上D. 为零

3. 三个共点力 F1=5 N 、 F2=8 N 、 F3=10 N 作用在同一个质点上，其合力大小范围正确的是
A. 0≤F≤23 NB. 3 N≤F≤23 N
C. 7 N≤F≤23 ND. 13 N≤F≤23 N

4. 如图所示，AB 是半圆的直径，O 为圆心，P 点是圆上的一点，在 P 点作用了三个共点力 F1 、 F2 、 F3。若 F2 的大小已知，则这三个力的合力为
A. F2B. 2F2C. 3F2D. 4F2

5. 如图所示，不计重力的轻杆 OP 能以 O 点为圆心在竖直平面内自由转动，在 P 端用轻绳 PB 挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住 P 端。在力 F 的作用下，当杆 OP 和竖直方向的夹角 α（0<α<π）缓慢增大时，力 F 的大小应
A. 恒定不变B. 逐渐增大C. 逐渐减小D. 先增大后减小

6. 如图所示，某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，地面对该同学的支持力（滑轮与绳的重力及摩擦不计）
A. 逐渐变大B. 逐渐变小C. 先变大后变小D. 先变小后变大

7. 一运动员双手对称地握住单杠，使身体悬空。设每只手臂所受的拉力都是 F1，它们的合力是 F2，若两臂之间的夹角增大了，则 F1 和 F2 的变化情况是
A. F1 和 F2 都增大B. F1 和 F2 都减小
C. F1 增大，F2 不变D. F1 不变，F2 增大

8. 如图所示，甲为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O，a，b，c，d，⋯ 为网绳的结点，安全网水平张紧后，若质量为 m 的演员从高处落下，并恰好落在 O 点上，该处下凹最低点时，网绳 dOe，bOg 均为 120∘ 向上的张角，如图乙所示，此时 O 点受到向下的冲击力 F，则这时 O 点周围每根网绳承受的力的大小为
A. F B. F2 C. F+mg D. (F+mg)2

9. 如图所示，用绳系一个物体绕过定滑轮，绳的一端在位置 1 、 2 、 3 时，绳的拉力分别为 F1 、 F2 、 F3；绳对滑轮的压力大小分别为 FN1 、 FN2 、 FN3，设物体始终静止，则
A. F1>F2>F3，FN1=FN2=FN3 B. F1C. F1=F2=F3，FN1>FN2>FN3 D. F1=F2=F3，FN1=FN2=FN3

10. 生活中的物理知识无处不在，如图所示是我们衣服上的拉链的一部分，在把拉链拉开的时候，我们可以看到有一个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接分开的拉链很容易拉开，关于其中的物理原理，以下说法中正确的是
A. 拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力
B. 拉开拉链时，三角形的物体只是为了将拉链分开并没有增大分开拉链的力
C. 拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力，但合上拉链时减小了合上的力
D. 以上说法均不正确

11. 如图所示，物体 M 在斜向右下方的推力 F 作用下，在水平地面上恰好做匀速运动，则推力 F 和物体 M 受到的摩擦力的合力方向是
A. 竖直向下B. 竖直向上C. 斜向下偏左D. 斜向下偏右

12. 下列说法不正确的是
A. 力的分解是力的合成的逆运算
B. 把一个力分解为两个分力，这两个分力共同作用的效果应当与该力作用的效果相同
C. 力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则
D. 分力一定小于合力

13. 如图所示，石拱桥的正中央有一质量为 m 的对称楔形石块，侧面与数值方向的夹角为 α，重力加速度为 g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为
A. mg2sinα B. mg2csα C. 12mgtanα D. 12mgctα

14. 如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光滑铰链连接，转动手柄，通过水平螺纹轴减小 MN 间的距离，以抬高重物。保持重物不变，MP 和 PN 夹角为 120∘ 时 N 点受到螺纹轴的作用力为 F1；MP 和 PN 夹角为 60∘ 时 N 点受到螺纹轴的作用力为 F2。不计支持臂和螺纹轴的重力，则 F1 与 F2 大小之比为
A. 1:1B. 1:3C. 3:1D. 3:1

15. 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

16. 如图所示，某健身爱好者手拉着轻绳，在粗糙的水平地面上缓慢地移动，保持绳索始终平行于地面。为了锻炼自已的臂力和腿部力量，可以在 O 点悬挂一重物 C。则
A. 若健身者缓慢向右移动，绳 OA 拉力变小
B. 若健身者缓慢向左移动，绳 OB 拉力变大
C. 若健身者缓慢向右移动，绳 OA 、 OB 拉力的合力变大
D. 若健身者缓慢向左移动，健身者与地面间的摩擦力变小

17. 如图所示，光滑水平地面上放有截面为 14 圆周的柱状物体 A，A 与墙面之间放一光滑的圆柱形物体 B，对 A 施加一水平向左的力 F，使整个装置保持静止。若将 A 的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则
A. 水平外力 F 增大B. 墙对 B 的作用力不变
C. B 对 A 的作用力减小D. 地面对 A 的支持力减小

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

19. 如图所示，一小球用轻绳悬于 O 点，用力 F 拉住小球，使悬线保持偏离竖直方向 75∘ 角，且小球始终处于平衡状态，为了使 F 有最小值，F 与竖直方向的夹角 θ 应该是
A. 90∘ B. 15∘ C. 45∘ D. 0∘

二、双项选择题（共10小题；共40分）
20. 一小车放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直。现将水平拉力 F 作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，小车始终保持静止。则在这一过程中
A. 水平拉力 F 变大B. 细线的拉力不变
C. 小车对地面的压力变大D. 小车所受地面的摩擦力变大

21. 如图所示，用绳跨过定滑轮牵引小船，设水的阻力不变，则在小船匀速靠岸的过程中
A. 绳子的拉力不断增大B. 绳子的拉力不变
C. 船所受浮力增大D. 船所受浮力变小

22. 如图所示，用与竖直方向成 θ 角（θ<45∘）的倾斜轻绳 a 和水平轻绳 b（绳可伸长）共同固定一个小球，这时绳 b 的拉力为 T1。现保持小球在原位置不动，使绳 b 在原竖直平面内逆时针转过 θ 角固定，绳 b 的拉力变为 T2；再转过 θ 角固定，绳 b 的拉力为 T3，则
A. T1=T3>T2B. T1C. T1=T3
23. 如图所示，两个带电小球 A 、 B 分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上，且在同一竖直平面内。用水平向左的推力 F 作用于 B 球，两球在图示位置静止。现将 B 球水平向左移动一小段距离，发现 A 球随之沿斜面向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡。与移动前相比，下列说法正确的是
A. 斜面对 A 的弹力增大B. 水平面对 B 的弹力增大
C. 推力 F 变小D. 两球之间的距离变小

24. 如图甲所示，一物块 m 在平行斜面向上的外力 F 作用下静止在粗糙斜面上，当外力 F 按照图乙所示规律变化时，斜面和物块始终处于静止状态。下列说法正确的是
A. 地面对斜面的摩擦力逐渐增大
B. 地面对斜面的摩擦力逐渐减小
C. 物块对斜面的摩擦力可能一直增大
D. 物块对斜面的摩擦力可能一直减小

25. 如图所示，五个共点力的合力为 0，现在保持其他力不变，进行如下操作，其中正确的说法是
A. 如果撤去 F1，物体所受的合力大小为 2F1，方向和 F1 方向相反
B. 如果将 F1 逆时针旋转 90∘，合力大小将变为 2F1
C. 如果将 F5 逆时针旋转 180∘，合力大小将变为 2F5
D. 如果将 F2 减半，合力大小为 F22

26. 有两组共点力：甲组三个力的大小分别为 6 N 、 8 N 、 12 N，乙组三个力的大小分别为 5 N 、 7 N 、 14 N，那么下列判断中正确的是
A. 甲、乙两组合力的最大值相同B. 甲、乙两组合力的最小值相同
C. 甲组合力的最小值不可能等于零D. 乙组合力的最小值为 2 N

27. 如图所示，物体 A 和 B 的质量均为 m，且分别与轻绳连接跨过定滑轮（不计绳子与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦）。当用水平变力 F 拉物体 B 沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中
A. 物体 A 也做匀速直线运动
B. 绳子拉力始终大于物体 A 所受的重力
C. 绳子对 A 物体的拉力逐渐增大
D. 绳子对物体 A 的拉力逐渐减小

28. 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

29. 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1小题；共4分）
30. 在 2010 年 2 月新疆大雪灾的救援行动中，千斤顶发挥了很大作用。如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为 1.0×105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为 120∘，则下列判断正确的是
A. 此时两臂受到的压力大小均为 1.0×105 N
B. 此时千斤顶对汽车的支持力为 1.0×105 N
C. 若继续摇动把手，两臂受到的压力将增大
D. 若继续摇动把手，两臂受到的压力将减小
答案
第一部分
1. B
2. D
【解析】由题意可知，闭合线框 abcd 在磁场中的有效长度为零，所以其所受安培力的合力为零，选项D正确。
3. A
【解析】先确定 F1 、 F2 的合力范围：3 N≤F12≤13 N，当 F12 取 10 N 时，使其与 F3 反向，则三力合力为 0，当 F12 取 13 N 时，使其与 F3 同向，则三力合力最大为 23 N，故 0≤F≤23 N，A正确。
4. C
【解析】由几何知识得，力 F1 与 F3 垂直，以 F1 、 F3 为邻边作平行四边形，如图所示，则 F1 、 F3 的合力大小可用 PC 线段的长表示，由于 PC=2PO，即 F1 、 F3 的合力大小等于 2F2，故三个力的合力为 3F2，C正确。
5. B
【解析】以 P 点为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得，轻绳 PB 的拉力 T 等于重物的重力，N 和 F 的合力与轻绳 PB 的拉力 T 大小相等、方向相反，作出力的合成图如图，由三角形相似法得，FAP=TAO，当杆 OP 和竖直方向的夹角 α（0<α<π）缓慢增大时，AP 增大，而 T 、 AO 不变，则 F 逐渐增大，故选B。
6. B
【解析】对结点受力分析，如图：
由于为同一根绳子，故 F1=F2=F，设 F1 与 F2 夹角为 θ，则 F1=F2=mg2csθ2，在重物被吊起的过程中，θ 变大，故 F1 与 F2 同时变大；对人受力分析，N+F2=Mg，可见 N 变小。
7. C
8. B
【解析】 O 结点处有四根网绳，是 ∠dOe=∠bOg=120∘，因此每根绳中承受力为 F2。注意冲击力 F 中已包含 mg 的作用效果。
9. C
10. A
【解析】拉升拉链时，三角形的物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形的物体上产生了两个分力，如图甲所示，在 α 角很小的情况下，F1=F2>F，即分力大于手的拉力，所以很难直接分开的拉链很容易地被三角形物体分开。合上拉链时，手的拉力在三角形物体上产生的拉拉链的两分力，如图乙所示，根据边角关系，仍有 F1=F2>F ，即增大了合上的力。
11. A
【解析】物体 M 受四个力作用，支持力和重力都在竖直方向上，故推力 F 与摩擦力的合力一定在竖直方向上，由于推力 F 的方向斜向下，由此可断定力 F 与摩擦力的合力一定竖直向下。
12. D
【解析】力的分解和力的合成都遵循乎行四边形定则，互为逆过程，A、C两项正确；把一个力分解为两个分力，由合力和分力的定义可知，这两个分力共同作用的效果与该力作用的效果相同，B项正确；由合力的取值范围 ∣F1−F2∣≤F≤F1+F2 可知分力不一定小于合力，D项错误。
13. A
【解析】将楔形石块重力 mg 按效果分解如图所示，由几何关系知 N=mg2sinα。
14. D
【解析】当两臂间的夹角为 120∘ 时，两臂受到的压力为 N1=G2cs60∘=G，对 N 点分析，N 点受到螺纹轴的作用力为 F1=2N1cs30∘=3G，当两臂间的夹角为 60∘ 时，两臂受到的压力为 N2=G2cs30∘=33G，对 N 点分析，N 点受到螺纹轴的作用力为 F2=2N2cs60∘=33G，则有 F1F2=3:1，故A、B、C错误，D正确。
15. B
16. D
【解析】设 OA 的拉力为 FA，OB 的拉力为 FB，重物 C 的质量为 m，因 O 点始终处于平衡状态，根据平衡条件有：FAcsθ−mg=0，FAsinθ−FB=0 解得：FA=mgcsθ，FB=mgtanθ。当健身者缓慢向右移动时，θ 角变大，则 FA 、 FB 均变大，故A错误；当健身者缓慢向左移动时，θ 角变小，则 FA 、 FB 均变小，因为健身者所受到的摩擦力与 OB 绳拉力相等，故健身者与地面间的摩擦力变小，故B错误，D正确；不论健身者向哪个方向移动，绳 OA 、 OB 拉力的合力大小一定等于重物 C 的重力 mg，故C错误。
17. C
【解析】B、C.对 B 球受力分析，受到重力 mg 、 A 对 B 的支持力 Nʹ 和墙壁对 B 球的支持力 N，如图。
当 A 球向左移动后，A 球对 B 球的支持力 Nʹ 的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可以知道 A 球对 B 球的支持力 Nʹ 和墙壁对 B 球的支持力 N 都在不断减小，则 B 对 A 的作用力也减小，故B错误，C正确；
A、D.再对 A 和 B 整体受力分析，受到总重力 G 、地面支持力 FN，推力 F 和墙壁的弹力 N，如图
根据平衡条件，有 F=N 及 FN=G，
故地面对 A 的支持力保持不变，推力 F 随着墙壁对 B 球的支持力 N 的不断减小而不断减小，故AD错误。
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。
19. B
【解析】以小球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知，绳的拉力 T 和 F 的合力与重力 mg 大小相等、方向相反，作出 F 在三个不同方向力的合成图，由下图可知，当 F 与 T 垂直时，F 有最小值，此时 θ=15∘。故选B项。
第二部分
20. A， D
【解析】对小球受力分析，受细线的拉力、重力、水平拉力 F，
如图所示：
根据平衡条件，有：
F=mgtanθ，
T=mgcsθ，
向左拉小球的过程中，θ 逐渐增大，tanθ 增大，所以 F 逐渐增大；csθ 减小，所以拉力 T 增大，A正确，B错误。
以整体为研究对象，根据平衡条件，水平方向有：
Ff=F，
竖直方向有：
FN=(M+m)g，
因 F 逐渐增大，所以小车所受地面的摩擦力 Ff 逐渐增大；支持力 FN 保持不变，则小车对地面的压力不变，C错误，D正确。
21. A， D
【解析】对小船进行受力分析，因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡状态，合力为零。
设拉力与水平方向的夹角为 θ，有：
Fcsθ=f ⋯⋯①
Fsinθ+F浮=mg ⋯⋯②
船在匀速靠岸的过程中，θ 增大，阻力不变，绳子的拉力增大，所以船所受的浮力减小。故A、D正确，B、C错误。
22. A， D
【解析】以小球为研究对象，受力分析知小球受重力、两轻绳的拉力作用，两轻绳拉力的合力方向竖直向上，大小与重力相等；小球的重力保持不变，作出 b 绳在三个不同位置时，两轻绳拉力的变化，如图所示，由图得到，T1=T3>T2，轻绳 a 的拉力减小。
23. B， C
【解析】对小球 A 受力分析，由平行四边形定则可知，当 A 球到达虚线位置时斜面对 A 的弹力 NA 减小，两球之间的库仑力减小，根据库仑定律可知，两球间距变大，选项A、D错误；对 A 、 B 整体受力分析可知：水平面对 B 的支持力 NB 与斜面对 A 的弹力 NA 的竖直分量之和等于 A 、 B 的重力之和，NA 减小，则 NA 的竖直分量减小，则 NB 增大，选项B正确；对 B 受力分析可知，F 等于库仑力 F库 的水平分量，因 F库 减小且 F库 与水平方向的夹角变大，则 F库 的水平分量减小，即 F 减小，选项C正确。
24. B， C
【解析】本题易错点是不能灵活选择研究对象和不会判断静摩擦力的方向。对整体分析，地面对斜面的摩擦力等于外力 F 在水平方向的分力，所以摩擦力逐渐减小，选项A错，B对；当外力 F 为 F0 时，假如物块受的摩擦力方向沿斜面向上，则随着外力 F 减小，物块对斜面的摩擦力就会一直增大，C项正确；当外力 F 为 F0 时，假如物块受的摩擦力方向沿斜面向下，则随着外力 F 减小，物块对斜面的摩擦力就会先减小后增大，D项错误。
25. B， D
26. A， D
27. B， D
【解析】设物体水平方向运动速度为 v，则物体 B 沿绳方向速度为 vcsα，其中 α 在变化，因此物体 A 不做匀速直线运动，故A错误；
由于随物块 B 滑动，α 在减小，因此 vcsα 增加，即物块A在做加速运动，绳子拉力始终大于物体 A 所受的重力，故B正确；
物块 B 做匀速运动，受力平衡，所以绳子拉力水平分量等于 F，绳子拉力为 F拉=Fcsα，所以绳子对 A 物体的拉力逐渐减小，故C错误，D正确。
28. 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。
29. 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
30. A， B， D
【解析】千斤顶受的压力与车的重力大小相等，将此压力按效果分解，两臂的分力与压力等大，故A项对。支持力与压力等大，故 B项对。继续摇动手把，两臂夹角变小，则两臂受的力会减小，D项对。