高中物理人教版(2019) ● 必修第一册3.4力的合成和分解同步练习

试卷更新日期：2023-07-28 类型：同步测试

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一、选择题

1. 下列物理量是基本量且为矢量的是（）

A、质量 B、时间 C、位移 D、力

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2. “探究两个互成角度的力的合成规律”实验过程如图所示。图甲中，轻质小圆环连在长度为GE的橡皮条的上端，下端固定；图乙中，用两个弹簧测力计把小圆环拉到O点，两测力计的示数分别为 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ ；图丙中，用一个弹簧测力计把小圆环拉到O点，示数为 $F_{3}$ 。关于该实验的有关说法正确的是（）

A、记录分力 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 时，只需记录两力的大小 B、记录合力 $F_{3}$ 时，只需要记录该力的方向 C、两次拉橡皮条时，必须把小圆环拉到同一点 D、分力 $F_{1}$ 与 $F_{2}$ 的代数和等于合力 $F_{3}$ 的大小

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3. 工人将重物从高台运送到地面，如图所示，轻绳穿过与重物固定连接的光滑圆环，一端固定在A点，另一端被建筑工人握住，工人站在B点缓慢放长轻绳，使重物缓慢下降。在工人释放一小段轻绳的过程中，以下说法正确的是（　　）

A、绳对工人的拉力变大 B、高台对工人的作用力变小 C、高台对工人的摩擦力变大 D、高台对工人的支持力变大

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4. 一质点在N个共点力作用下处于静止状态，其中某一个力 $F_{1}$ 的大小为3N，若保持其他力的大小和方向不变，仅将 $F_{1}$ 的方向旋转一个 $θ$ 角，若 $120 ° \geq θ \geq 60 °$ ，则物体合力的大小不可能是（）

A、3N B、2N C、 $3 \sqrt{2} N$ D、4N

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5. 斜坡型的房顶具有保温、节能、美观等优点，农村的平房大都采用这种房顶，城市中的一些居民楼也进行了“平改坡”的改造．在进行这种斜坡型房顶的设计中，考虑到下雨时落至房顶的雨水要能尽快地淌离房顶，以减少房顶漏水的可能．在下面所示的四种情景中最符合上述要求的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多项选择题

6. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，下列操作正确的是（）

A、测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦 B、描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些 C、用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个时的拉力 D、使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线，读数时视线应正对刻度

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7. 质量1kg的物体在光滑水平面内受到两个水平力的作用，大小分别为 $F_{1} = 4 N$ ， $F_{2} = 6 N$ ，则这个物体的加速度大小不可能为（）

A、1m/s² B、6m/s² C、9m/s² D、12m/s²

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8. 如图所示，某同学探究两个互成角度力的合成规律，A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细线的结点，OB与OC为细线。下列不必要的实验要求是（　　）

A、弹簧测力计应在使用前校零 B、实验中两根细线要与木板平行 C、OB与OC应关于OA对称 D、改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

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9. 如图所示是许多家庭使用的四个支撑腿等长的“人字梯”，可通过改变支撑腿之间的距离L来调节梯子的高度。当人坐在梯子的最高处时，增大L，下列说法正确的是（　　）

A、“人字梯”对地面的压力增大 B、“人字梯”对地面的压力不变 C、四个支撑腿所受地面的支持力的合力减小 D、四个支撑腿所受地面的支持力的合力不变

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三、非选择题

10. 描述矢量场的两个重要特征量是通量和。

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11. 对于下列物理量：“5秒末”；“4秒初”；“9点45分”；“第7秒内”；“一节课45分钟”，属于时刻概念的有．对于下列5个物理量：“位移”；“路程”；“时间”；“速度”；“加速度”，属于矢量概念的有．

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12. 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：

(1)、若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为N.

(2)、若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”“变小”或“不变”)．

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13. 某实验小组用一把弹簧测力计和一个量角器验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的装置。固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋（原长小于AO）的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2。

(1)、主要步骤如下：
①弹簧挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点处弹簧测力计的示数F；
②手拉着绳套1弹簧测力计挂在绳套2上，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达处，此时绳套1沿0°方向；绳套2沿120°方向，记下弹簧测力计的示数 $F_{2}$ ；
③根据力的平行四边形定则利用拉绳套2的弹簧测力计示数计算橡皮筋的拉力 $F^{'}$ 为（用 $F_{2}$ 表示）
④比较F与 $F^{'}$ 的大小和方向；
⑤改变绳套2的方向，重复上述步骤，得出结论。

(2)、将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向，此过程中保持橡皮筋的结点在0处不动，绳套1和绳套2的夹角120°不变，则弹簧测力计示数的变化情况是____（填字母序号）。

A、逐渐增大 B、逐渐减小 C、先增大后减小 D、先减小后增大

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14. 同学们利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。他们首先在竖直放置的木板上铺上白纸，并用图钉固定。然后在木板上等高的A、C两处固定两个光滑的小滑轮。将三根轻绳在O点打结，并挂上适当数量的等重钩码，使系统达到平衡。

(1)、实验中，以下操作必要的是（）

A、记录结点O的位置以及OA，OB，OC绳的方向 B、测量OA，OB，OC绳的长度 C、测出钩码的质量

(2)、同学们用各绳上钩码的个数来衡量该绳中拉力的大小，完成了本实验，并作图验证力的平行四边形定则，下图中的虚线y为铅垂线方向，则（填“甲”或“乙”）是合理的。

(3)、小南同学进行的某次实验中，系统平衡时，a、c、b三处分别挂了2、3、4个钩码，可知此时绳OA与OC之间的夹角约为（）

A、30° B、60° C、75°

(4)、小开同学进行的某次实验中，系统平衡时，a处有3个钩码，c处有5个钩码，则b处的钩码个数可能是（）

A、3个 B、5个 C、8个

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15. 在验证力的平行四边形定则实验中，某同学分别用弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O，记下（甲）图中弹簧秤的拉力： $F_{1} = 2.0$ N、 $F_{2} = 2.6$ N；（乙）图中弹簧秤的拉力： $F^{'} = 3.6$ N，力的方向分别用虚线OB、OC和OD表示．请你按图中的比例尺（1cm代表1N），在图（丙）中作出F₁、F₂的合力F与 $F^{'}$ 的图示．

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16. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：
a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。
b．分别沿着两个方向同时拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两拉力的方向。
c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。

(1)、实验中确定分力方向时，图甲中的b点标记得不妥，其原因是。

(2)、图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中是 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 合力的实际测量值。

(3)、在该实验中，下列说法正确的是____（单选）；

A、拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数应相同 B、分别沿两个方向同时拉弹簧测力计时，两绳套之间的夹角越小越好 C、测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦 D、测量时，橡皮条、绳套和弹簧测力计应贴近并平行于木板

(4)、若只有一个弹簧测力计，为了完成该实验至少需要（填“2”“3”或“4”）次把橡皮筋的活动端拉到O点。

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17. 在“探究求合力的方法”实验中，橡皮条一端固定于A点。同时使用两个弹簧测力计通过细绳套将橡皮条的另一端拉至 $O$ 点，其中一只弹簧测力计的示数如图所示，则其示数为 $N$ ；当换用一个弹簧测力计去拉时，（选填“需要”或“不需要”）将橡皮条的另一端拉至 $O$ 点。

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18. 如图所示，力G=100N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为20N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力的大小为N，合力大小为N。

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19.
如图所示，质量为M=6kg的物体处于静止状态，OB细绳与水平方向夹角为37°。

求：OA、OB两根细绳的拉力大小。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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20. 如图所示，物体受到4个力作用，它们分别分布在两条互相垂直的直线上，F₁＝5N，F₂＝8N，F₃＝7N，F₄＝11N，求它们的合力的大小和方向（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。

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21. “探究合力与分力的关系”的实验如图甲所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，P 为橡皮条与细绳的结点，用两把互成角度的弹簧秤把结点 P 拉到位置 O．

(1)、从图甲可读得弹簧秤 B 的示数为N．

(2)、为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的(填“图示”或“示意图”)来表示分力与合力．

(3)、图乙中方向一定沿 AO 方向的力是(填“F”或“F′”)．

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22. 如图所示，重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，细线另一端连接重物B，重物B置于倾角θ=30°的固定斜面上，刚好不沿斜面上滑。小滑轮P被一根斜拉短线系于天花板上的O点。不计小滑轮的重力以及滑轮与细线间的摩擦，且滑轮P与重物B之间的细线与斜面平行。已知重物A、B的质量均为m=2kg，重物B与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s² ．求：

(1)、悬挂小滑轮的斜线OP的拉力大小；

(2)、重物B与斜面间的动摩擦因数。

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23.

某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。

②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O₁、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O₁、O₂间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：

置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F_OA ， OB段的拉力记为F_oB。

完成下列作图和填空：

(1)、利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出F—l图线，根据图线求得l0= cm。

(2)、测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为 N。

(3)、根据给出的标度，在答题卡上作出F_OA和F_oB的合力 $F^{'}$ 的图示。

(4)、通过比较 $F^{'}$ 与的大小和方向，即可得出实验结论。

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24. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，

(1)、某同学准备了方木板一块、白纸、图钉、弹簧测力计（两个）、细绳套（两个），三角板一副、量角器、刻度尺、铅笔，其中缺少的一个器材是。

(2)、如图甲所示，图中表示该同学在实验过程中通过一个弹簧秤测得的合力是。（选填F或F'）

(3)、如图乙是某次实验中小李、小张、小王三位同学通过两块三角板推平行四边形的情况，其中正确的是__

A、小李同学固定b三角板，移动a三角板 B、小张同学固定a三角板，移动b三角板 C、小王同学固定b三角板，移动a三角板

(4)、在某次实验中测得两个弹簧秤的读数分别为 $F_{1} = 2.00 N$ 、 $F_{2} = 1.50 N$ ，两个分力的夹角为70°，该同学通过作图测得的合力可能是_________

A、2.90N B、2.50N C、3.50N

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25. 物体受到F₁、F₂两个力的作用，F₁=40N、F₂=20N 、夹角α=60°，求这两个力的合力？

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26. 两个共点力F₁和F₂的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示（F₁、F₂的大小不变，且F₁>F₂）。则F₁的大小为N，F₂的大小为N。

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27. 如图所示，一个重为100N的小球被夹在竖直墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ＝60°，所有接触点和面均不计摩擦．试计算小球对墙面的压力F₁和对A点的压力F₂_．

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28. 如图，一倾角 $θ = 37 °$ 的粗糙斜面静置在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，一端悬挂质量m = 1kg的物体P，另一端与轻质弹簧相连，轻质弹簧另一端连接质量为M的物体Q，系统处于静止状态，Q与斜面间恰好没有摩擦力，此时弹簧的伸长量 $Δ L_{1} = 2 c m$ 。现用水平向左的拉力缓慢拉动P，直至悬挂P的细绳与竖直方向成 $α = 60 °$ 角时，Q刚好发生滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知斜面体始终保持静止，重力加速度g = 10m/s² ， sin37° = 0.6，cos37°= 0.8。

(1)、求Q的质量M；

(2)、Q与斜面体间的动摩擦因数 $μ$ ；

(3)、Q刚要滑动时，求：
①弹簧的伸长量 $Δ L_{2}$ ；
②地面受到的摩擦力F_f。

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29. 某人拉着旅行箱匀速出站，拉杆与水平地面的夹角 $θ = 53 °$ ，此时人对旅行箱的拉力恰好沿拉杆方向。已知旅行箱的总质量m=15kg，旅行箱运动时受到的阻力大小f等于地面对旅行箱支持力大小 $F_{N}$ 的 $\frac{1}{10}$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， $\sin 53 ° = 0.8$ 。求人对旅行箱的拉力大小F。（结果保留两位有效数字）

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