专题2.3 力的合成（有解析）--2024高考模拟题汇编

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2024高考物理模拟题分类解析
第二部分 相互作用
专题2.3 力的合成
1. . （2024河南漯河高中期末质检）在下列共点力中，可能使物体处于平衡状态的是（　　）
A. 1N、1N、3N B. 2N、6N、7N
C. 3N、6N、2N D. 18N、6N、11N
【参考答案】B
【名师解析】
选项A．1N与1N合力的范围为，3N不在合力范围内，不能使物体处于平衡状态，故A项错误；
选项B．2N与6N合力的范围为，7N在合力范围内，能使物体处于平衡状态，故B项正确；
选项C．2N与3N合力范围为，6N不在合力范围内，不能使物体处于平衡状态，故C项错误；
选项D．6N与11N合力的范围为，18N不在合力范围内，不能使物体处于平衡状态，故D项错误。
2 . (2024重庆3月模拟))破冰船可以滑上冰层借助自身重力破冰。在破冰船的船头相对冰层向上滑动的瞬间，船头受到冰层的支持力和摩擦力作用，题图所示的a、b、c、d四个方向中，这两个力的合力方向可能是（ ）
A. a B. b C. c D. d
【参考答案】C
【名师解析】
由题意可知
船头受到冰层的支持力垂直于冰面向上，摩擦力力沿着冰面向下，根据平行四边形定则可知，这两个力的合力方向可能是c。故选C。
。
3. （2024广东佛山重点高中3月质检）杆秤是延续千年的华夏国粹，如图所示，三根轻绳与秤盘的捆绑点E、F、G将秤盘三等分，捆绑点到结点O的长度均为26cm，秤盘的直径为20cm，质量为80g，重力加速度g取．某次称量药材时，保持杆秤静止，称得盘中药材的质量为120g，则此时每根绳子的拉力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
对结点O受力分析，如图所示
杆秤静止，根据平衡条件可知结点O受到向上的力等于杆秤和盘中药材的总重力，设绳子的拉力，与竖直方向的夹角为，根据平衡条件和力的合成可得
即
代入数据得
解得
故选C。
4. （2024浙江金华期末）如图为某人佩戴口罩示意图，其一侧的口罩带是由直线、曲线和直线组成，和两段口罩带与水平方向的夹角分别为和。每只耳朵受到口罩带的作用力大小为，假设口罩带是遵循胡克定律的弹性轻绳，同侧口罩带涉及的作用力均在同一平面内，不计摩擦，则单侧口罩带上的弹力大小为（　　）
A. B. C. D.
【参考答案】A
【名师解析】
由于同一根口罩带上弹力相等，受力分析如图所示
根据几何关系有
解得 ， 故选A。
5. （2024山西三重教育联盟9月联考）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石磁与水平地面间的动摩擦因数为μ。工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石礅时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是（ ）
A. 减小夹角θ，轻绳的合拉力一定减小
B. 轻绳的合拉力最小时，地面对石礅的摩擦力也最小
C. 轻绳的合拉力大小为
D. 轻绳的合拉力大小为
【参考答案】D
【名师解析】
对石墩受力分析，由平衡条件可知
联立解得
故C错误，D正确；
合拉力的大小为
其中，可知当时，拉力有最小值，即减小夹角，轻绳的合拉力不一定减小，故A错误；
摩擦力大小为
可知增大夹角，摩擦力一直减小，当趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故B错误；
6.（2024四川成都一诊） 图（a）为某型号家用全自动波轮洗衣机，图（b）为洗衣机内部结构剖面图，其内桶由四根相同的轻质吊杆前、后、左、右对称悬挂（悬点可自由转动），内筒静止时每根吊杆与竖直方向夹角均为α，内桶总质量为m，重力加速度大小为g，每根吊杆的拉力大小为（　　）
A. B.
C. D.
【参考答案】B
【名师解析】内筒受力平衡，根据平衡条件可得
每根吊杆的拉力大小为
故选B。
7. （2024河北金科1月大联考如图所示，橡皮筋一端连接在天花板上，另一端连接在滑轮上，与竖直方向夹角为θ；绕过滑轮的轻绳一端悬挂一重物，另一端施加水平力F，物块保持静止，现保持F大小不变，使其在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过60°，不计滑轮质量及一切摩擦，橡皮筋始终在弹性限度内，此过程中，下列说法正确的是（　　）
A. θ变小，橡皮筋长度变短
B. θ变小，橡皮筋长度变长
C. θ变大，橡皮筋长度变短
D. θ变大，橡皮筋长度变长
【参考答案】C
【名师解析】
拉力转动过程中，滑轮两边绳间的夹角变大，两边绳上拉力的合力减小，根据力的平衡可知，橡皮筋的弹力变小，长度变短，橡皮筋与竖直方向的夹角等于滑轮两边绳夹角的一半，因此θ变大。故选C。
8．(2024湖南顶级名校质检)岳阳楼是中国传统建筑的杰出代表，采用了瓦片屋顶，屋顶结构可简化为如图，弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为，瓦片质量为，重力加速度为，则（ ）
A．每根椽子对瓦片的摩擦力大小为
B．每根椽子对瓦片的支持力大小为
C．椽子对瓦片支持力的合力大小为
D．椽子对瓦片作用力的合力大小为
【参考答案】．A
【名师解析】两根橡子对瓦片的摩擦力的合力为，摩擦力方向与橡子平行，所以每根橡子对瓦片的摩擦力大小为0.5。A正确；两根橡子对瓦片的支持力的合力大小为mgcosθ，但是两根橡子对瓦片的支持力不平行，所以每根椽子对瓦片的支持力大小大于0.5 mgcosθ，B错误；橡子对瓦片的作用力包括支持力和摩擦力，合力大小为。CD错误。
9. （2024重庆八中一诊）如图所示，轻质细线AB间的O点有一个重力为G的静止溜溜球，已知，不计摩擦。则此时溜溜球所受的细线弹力合力大小是（　　）
A. B. C. D.
【参考答案】A
【名师解析】
由题知，溜溜球静止于O点，则处于平衡状态，如图所示，细线OA、OB弹力的合力大小与重力大小相等，方向相反。故细线弹力合力大小等于G。A正确。
。
10. . （2024浙江金华期末）运动员在水平地面上做“一字马”动作的过程中，初始时静止在图甲所示高度，下压腿后静止在图乙所示高度，对于甲、乙两图，下列说法正确的是（　　）
A. 甲图中人受到地面的作用力更大
B. 乙图中单脚对地面的作用力更小
C. 甲图中单脚对地面的压力较大
D. 乙图中单脚对地面的摩擦力较大
【参考答案】D
【名师解析】
对人整体进行分析，人受到重力与地面对人的作用力，根据平衡条件可知，地面对人的作用力大小等于重力，方向竖直向上，即甲、乙两图中人受到地面的作用力相等，故A错误；
根据对称性，地面对人左右两脚的支持力大小相等，在竖直方向上，根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可知，单脚对地面的压力
即甲、乙图中单脚对地面的压力相等，故C错误；
令人腿与竖直方向夹角为，为了便于分析求解，与人的质量相比，忽略脚的质量，对人脚进行分析，腿对脚有沿腿向下的弹力，该弹力使脚面有向外侧运动的趋势，地面对脚有向内侧的静摩擦力，如图所示
根据平衡条件有
结合上述解得
乙图中腿与竖直方向的夹角大一些，则乙图中地面对单脚的摩擦力较大，根据牛顿第三定律可知，乙图中单脚对地面的摩擦力较大，故D正确；
根据上述可知，地面对单脚有支持力与摩擦力，地面对脚的作用等于支持力与摩擦力的合力，根据平衡条件可知，该力等于
乙图中腿与竖直方向的夹角大一些，可知，乙图中地面对单脚的作用力更大，根据牛顿第三定律可知，乙图中单脚对地面的作用力更大，故B错误。
11. （2024安徽六校期末联考）如图所示，火星车静止在火星水平地面上，由四个支撑脚支撑.已知火星车在地球表面的重力为G，火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的倍，则火星地面对其中一个支撑脚的支持力大小约为（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】.D
【名师解析】设每个支撑脚对火星车的支持力为F，则有，解得，选项D正确.
12. （2024山西大同期末）一个质点受到三个水平力的作用，这三个力的大小分别为3N、4N和5N。这三个力合力的最小值和最大值分别为（ ）
A. 0，10N B. 2N，10N C. 0，12N D. 2N，12N
【参考答案】C
【名师解析】
根据两个分力的合理范围
可知3N、4N两个力合力的范围为
同理得出与5N合力取得最小值时的大小为5N，所以与5N合力的最小值为0N；的大小为7N时与5N合力取得最大值，即12N。C正确。
13. (2024安徽芜湖3月质检)两个力和之间的夹角为，其合力为。下列说法中正确的是（　　）
A. 若和大小不变，角减小，则合力一定增大
B. 合力总比分力和中的任何一个力都大
C. 若不变，大小不变，增大，则合力一定增大
D. 若，则合力大小的变化范围是
【参考答案】A
【名师解析】
若和大小不变，角减小，根据平行四边形定则可知合力一定增大，故A正确；
合力不一定比分力和中的任何一个力都大，故B错误；
若不变，大小不变，增大，若大于，则合力不一定增大，故C错误；
若，则合力大小的变化范围为
故D错误。
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