2025版高考物理全程一轮复习训练题课时分层精练九力的合成与分解

这是一份2025版高考物理全程一轮复习训练题课时分层精练九力的合成与分解，共7页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。
1．两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F.以下说法正确的是( )
A．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
B．合力F一定总比分力F1和F2中的一个力大
C．若F1和F2大小不变，θ越小，合力F就越大
D．如果夹角θ不变，若F1的大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大
2．[2024·邯郸模拟]在平面内有作用于同一点的四个力，以力的作用点为坐标原点O，四个力的方向如图所示，其中F1＝6 N，F2＝8 N，F3＝4 N，F4＝2 N.这四个力的合力方向指向( )
A．第一象限
B．第二象限
C．第三象限
D．第四象限
3．推进“健康中国”建设，是全面提升中华民族健康素质、实现人民健康与经济社会协调发展的国家战略．其中单杠是一项大众喜闻乐见的体育健身运动，如图所示，健身者上杠后，双手缓慢向外分开的过程中，下列说法正确的是( )
A．健身者所受的合力增大
B．健身者手臂所受的拉力增大
C．健身者所受重力是手臂拉力的分力
D．健身者所受重力和双臂的合力是一对作用力和反作用力
4．射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目，中国队有较强的实力．如图甲所示，射箭时，刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N，对箭产生的作用力为120 N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示，则弓弦的夹角α应为(cs 53°＝0.6)( )
A．53° B．127° C．143° D．106°
5.
[2024·湖南名校联考]如图所示，水平长为L、重为G的长方体工件放在水平地面上，弹性绳(可等效成轻弹簧)两端系在工件的两端，用光滑吊钩吊着弹性绳，当弹性绳刚要绷紧时，吊钩两侧弹性绳与水平方向的夹角θ为37°，将吊钩缓慢向上提起，当工件刚好要离开地面时，吊钩两侧弹性绳与水平方向的夹角θ为53°，弹性绳始终在弹性限度内，sin 37°＝0.6，则弹性绳的劲度系数为( )
A． eq \f(G,2L) B． eq \f(G,L) C． eq \f(3G,2L) D． eq \f(2G,L)
6.
如图所示，在两竖直墙面间的同一竖直面内有两根等长细绳AO和BO连接于O点，O点的下方用绳子CO悬挂一重物，D点在B点正下方，且A、O、D在等高处，物体处于静止状态，绳BO与竖直墙面的夹角θ＝37°，此时绳AO的张力为T1.现在把绳子端点B移到D点，静止时绳子AO的张力为T2，则下列结论正确的是( )
A．T1＝ eq \f(4,3)mg B．T1＝ eq \f(4,5)mg
C．T2＝ eq \f(5,6)mg D．T2＝mg
7．[2024·上海杨浦统考二模]如图，在直角坐标系的第一象限内有两个作用点都在原点O的力F1、F2，要使F1、F2在坐标平面内过原点O的某直线上分力之和最小，则该直线( )
A.可能经过第一、三象限
B．可能经过第二、四象限
C．一定经过第一、三象限
D．一定经过第二、四象限
8．(多选)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 eq \f(\r(3),3)F，方向未知，则F1的大小可能是( )
A． eq \f(\r(3)F,3) B． eq \f(\r(3)F,2)C． eq \f(2\r(3)F,3) D． eq \r(3)F
9.
剪式千斤顶的截面图如图所示．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∶1 B．1∶3C． eq \r(3)∶1 D．3∶1
10. (多选)某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α＝60°，使飞行器恰恰与水平方向成β＝30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°，同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是( )
A．加速时合力的大小为mg
B．加速时动力的大小等于mg
C．减速时动力的大小等于 eq \f(\r(3),2)mg
D．减速时合力的大小为 eq \f(1,2)mg
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11．[2024·安徽皖北协作区联考]航母阻拦索用于拦停高速着舰的舰载机，被喻为“舰载机生命线”，如图所示为其结构简图，滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上，阻拦索绕过滑轮组后闭合．某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的夹角时，舰载机受到阻拦索的合力大小为F.不考虑阻拦索、滑轮的质量及一切摩擦，则此时单个柱塞所受阻拦索的合力大小为( )
A． eq \f(F,3) B． eq \f(\r(3)F,3)C．F D． eq \r(3)F
12．(多选) [2024·广东六校联考]在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个轻质滑轮b，质量为m1的重物A悬挂在另一个轻质滑轮c上，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在质量为m2的重物B上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，一切摩擦均不计，整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是( )
A．整个装置稳定时，α角一定等于β角
B.若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，A高度上升
C.若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，A高度上升
D．存在某一方向，往该方向缓慢平移轻杆时，A的位置保持不变
13.
一质量为m的小球通过短轻绳和光滑铰链(不计质量)与两根过球心的轻杆连接，轻杆通过光滑铰链分别与固定点O和O′连接，如图所示，已知两轻杆与水平地面和竖直墙壁的夹角都为30°，重力加速度为g，则下面轻杆和上面轻杆受到铰链的作用力大小分别为( )
A． eq \r(3)mg，mg B．mg， eq \r(3)mg
C． eq \f(\r(3),2)mg，mg D．mg， eq \f(\r(3),2)mg
课时分层精练（九） 力的合成与分解
1．解析：二力平衡时，合力为零，此时合力F比分力中的任何一个力都小，A、B错误；若F1和F2大小不变，θ越小，合力F越大，C正确；如果夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，合力F可能减小，也可能增大，故D错误．
答案：C
2．解析：F1＝6 N，方向沿x轴的正向；F3＝4 N，沿x轴负向；故F1与F3的合力F13沿着x轴的正方向，为2 N；F2＝8 N，沿y轴正向；F4＝2 N，沿y轴负向；故F2与F4的合力F24为6 N，沿着y轴正方向；最后再将F13与F24合成，故合力F为2 eq \r(10) N，指向第一象限，选项A正确，B、C、D错误．
答案：A
3．解析：根据题意知，健身者双手缓慢分开的过程中，健身者处于平衡状态，所受的合力为零，A错误；由于双臂与竖直方向夹角增大，由力的平衡可知健身者手臂所受的拉力增大，B正确；健身者所受重力是由于地球的吸引而受到的力，方向竖直向下，手臂拉力斜向上方，重力不是手臂拉力的分力，C错误；健身者所受重力和双臂的合力不是一对作用力和反作用力，是一对平衡力，D错误．
答案：B
4.
解析：弓弦拉力的合成如图所示，由于F1＝F2，由几何关系得2F1cs eq \f(α,2)＝F，有cs eq \f(α,2)＝ eq \f(F,2F1)＝ eq \f(120 N,2×100 N)＝0.6，所以 eq \f(α,2)＝53°，即α＝106°，故D正确．
答案：D
5．解析：当工件刚要离开地面时，弹性绳的伸长量为x＝ eq \f(L,cs 53°)－ eq \f(L,cs 37°)＝ eq \f(5,12)L，设弹性绳上的弹力为F，则有2F sin 53°＝G，解得F＝ eq \f(5,8)G，则弹性绳的劲度系数为k＝ eq \f(F,x)＝ eq \f(3G,2L).
答案：C
6．解析：绳子端点B在最初位置时，根据平衡条件可得T1＝mg tan θ＝ eq \f(3,4)mg，设细绳AO长度为L，据几何关系可知两竖直墙面间的距离为d＝L＋L sin θ＝1.6L，绳子端点B移到位置D点时，绳子AO与竖直墙面间的夹角为α，由几何知识得sin α＝ eq \f(\f(1,2)d,L)＝0.8，此时有2T2cs α＝mg，得T2＝ eq \f(5,6)mg，所以C正确，A、B、D错误．
答案：C
7．解析：由题图可知，由于F1、F2的大小、方向都确定，因此由力合成的平行四边形定则可知，两力的合力大小和方向确定，则有在沿合力方向的直线上两力的分力之和最大，此时可知在过原点O且垂直合力方向的直线上分力的合力是零，且分力之和最小，则该直线一定经过第二、四象限，A、B、C错误，D正确．故选D.
答案：D
8．解析：如图所示，
因为F2＝ eq \f(\r(3),3)F>F sin 30°，故F1的大小有两种可能情况，由ΔF＝ eq \r(F eq \\al(2,2) －（F sin 30°）2)＝ eq \f(\r(3),6)F，即F1的大小分别为F cs 30°－ΔF和F cs 30°＋ΔF，即F1的大小分别为 eq \f(\r(3),3)F和 eq \f(2\r(3),3)F，A、C正确．
答案：AC
9．解析：当两臂间的夹角为120°时，两臂受到的压力为N1＝ eq \f(G,2cs 60°)＝G，对N点分析，N点受到螺纹轴的作用力为F1＝2N1cs 30°＝ eq \r(3)G，当两臂间的夹角为60°时，两臂受到的压力为N2＝ eq \f(G,2cs 30°)＝ eq \f(\r(3),3)G，对N点分析，N点受到螺纹轴的作用力为F2＝2N2cs 60°＝ eq \f(\r(3),3)G，则有 eq \f(F1,F2)＝3∶1，故A、B、C错误，D正确．
答案：D
10.
解析：加速起飞时，飞行器受重力和发动机提供的动力，两力的合力与水平方向成30°角斜向上，设动力为F，如图所示，在△OFF合中，由几何关系得F合＝mg，F＝ eq \r(3)mg，故A正确，B错误；将动力的方向沿逆时针旋转60°，合力的方向与水平方向成30°角，斜向下，动力F′与合力F′合垂直，如图所示，此时F′合＝mg sin 30°＝ eq \f(1,2)mg，F′＝mg cs 30°＝ eq \f(\r(3),2)mg，故C、D正确．
答案：ACD
11．解析：某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的60°夹角，由于挂钩两侧阻拦索中拉力相等，由2F′cs 30°＝F，解得阻拦索中的拉力F′＝ eq \f(\r(3)F,3).由于柱塞两侧阻拦索中拉力相等，其合力方向在两侧阻拦索拉力所成夹角的角平分线上，所以单个柱塞所受阻拦索的合力大小为F合＝2F′cs 60°＝F′＝ eq \f(\r(3)F,3)，选项B正确．
答案：B
12．解析：滑轮b、c均为“活结”，结合对B的受力分析知整个装置稳定时各部分绳的拉力均等于m2g，则ac、bc两部分绳拉力的合力一定在它们的角平分线上，由于它们的合力与A的重力大小相等，方向相反，则合力竖直向上，故ac、bc两部分绳子与竖直方向的夹角α和β相等，选项A正确．整个装置稳定时，α角一定等于β角，ac、bc绳拉力一定等于m2g，拉力的合力一定与A的重力等大反向，则α、β有恒定值θ，故a、b水平距离d＝Lacsin θ＋Lbcsin θ，解得Lac＋Lbc＝ eq \f(d,sin θ).若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，由于d和θ都不变，故Lac＋Lbc不变，因定滑轮b位置上升了，分析可知A高度上升；同理，若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，θ不变，d变大，则Lac＋Lbc变大，定滑轮b高度不变，分析可知A高度下降，选项B正确，C错误．沿cb方向缓慢平移轻杆时，轻绳各部分的拉力大小和方向均不变，则A的位置保持不变，选项D正确．
答案：ABD
13．解析：由题可知，两轻杆为两个“动杆”，而“动杆”上弹力方向沿轻杆．对铰链进行受力分析，铰链所受轻绳拉力大小为mg，方向竖直向下，下面轻杆对铰链的弹力方向沿轻杆斜向下，设为F1，上面轻杆对铰链的弹力方向沿轻杆斜向上，设为F2，如图所示，在力的矢量三角形中，由正弦定理有 eq \f(F1,sin 30°)＝ eq \f(mg,sin 30°)＝ eq \f(F2,sin 120°)，解得F1＝mg，F2＝ eq \r(3)mg，选项B正确．
答案：B