2024高考物理模拟题分类解析
第二部分 相互作用
专题2.9 探究合力与分力的关系
1．（7分）（2024广东名校联盟4月二轮复习联考）小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。
（1）如图甲所示，先把两根橡皮筋和细绳的一端连接，结点记为。
（2）用刻度尺测量橡皮筋的原长，记为。
（3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的点固定橡皮筋的上端，用手拉动橡皮筋的自由端，记录此时橡皮筋的长度和结点的位置。
（4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋的自由端，右手拉动细线，使得点两次位置重合，记录此时橡皮筋的长度和__________。
（5）把橡皮筋和细线互换位置再拉动，使________________________________________，记录________________________________________。
（6）根据胡克定律可知，橡皮筋的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力、及，根据记录的信息作出平行四边形，比较对角线与的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。
【参考答案】11．（4）与的方向
（5）点位置再次重合且拉动方向均不变 橡皮筋的长度
（叙述合理即可得分，写不全得1分）
【名师解析】（4）实验时要记录力的大小和方向，力的大小可以通过橡皮笳的形变量获得，力的方向可以沿橡皮鄃画点连线获得。
（5）把橡皮筋和细线互换位置再拉动，需要使两次力的作用效果相同，故再次使点位置重合且拉动方向均不变，需要记录橡皮筋的长度。
2. （2024广东佛山重点高中3月质检）某实验小组为“验证力的平行四边形定则”，设计了如下三个实验方案：
方案一：实验装置如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，OA为橡皮条，OB和OC为细绳。用两只弹簧秤分别拉和将橡皮条与细绳的结点拉到O点。本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差___________；
A．拉橡皮筋的细绳要稍短一些
B．两个细绳间的夹角越小越好
C．两个弹簧秤的示数要适当大些
D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
方案二：实验装置如图乙所示，弹簧测力计挂于固定点，下端用细线挂一重力为的重物M，弹簧测力计的一端用细线系于点，手持另一端水平向左拉，使结点静止在某位置，在贴于竖直木板的白纸上记录点位置和细线方向，图中弹簧测力计B示数为___________N，此时弹簧测力计示数约为___________N；
方案三：实验装置如图丙所示，在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮和，将绳子打一个结点，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，钩码不会碰到滑轮，改变钩码个数，实验不能完成的是___________。
A．钩码的个数
B．钩码的个数，
C．钩码的个数，，
D．钩码的个数，，
【参考答案】 ①. CD##DC ②. 3.6 ③. 6.0 ④. D
【名师解析】
[1] A．拉橡皮条的细绳要稍长一些，这样描出两点画出拉力方向时更准确，故A错误；
B．两个细绳间的夹角大小适当，在作图时有利于减小误差即可，并非越大或越小越好，故B错误；
C．两个弹簧秤的示数大小要适当大些，可以减小偶然误差，故C正确；
D．为了减小实验中摩擦对测量结果影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，同时读数时注意视线要正对弹簧刻度，故D正确。
故选CD。
[2] 根据弹簧秤的读数方法可知，弹簧秤的示数为。
[3]由于重物M的重力竖直向下，测力计B的拉力水平向左，由力的合成可知，测力计示数约为
[4] 对O点受力分析，OA、OB、OC分别表示三个力的大小，因为三共点力处于平衡，所以三个力的大小构成一个力的三角形。满足任意两力之和大于第三个力，即任意两细绳中的钩码个数之和大于另外一个细绳上钩码的个数。经计算可知，A、B、C三项中数据均满足条件，D项数据不满足条件。
本题选择不能完成实验的，故选D。
3. （2024浙江舟山期末）某实验小组要自主完成“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验：
（1）某次实验中，一弹簧测力计指针的位置如图所示，其读数为______；
（2）实验时，在白纸上留下的标注信息有：结点位置O、弹簧测力计的示数、确定细绳方向所描的点、力的标度。下列四幅图中，最合理的是______；
A.B.C.D.
（3）在本实验中，若将与弹簧测力计连接的细绳换成细橡皮绳并完成实验，A______（选填“能”或“不能”）得到相同的实验结论。
【参考答案】 ①. 2.20 ②. C ③. 能
【名师解析】
（1）[1]弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为2.20N。
（2）[2]实验中，在不超过弹簧测力计量程的情况下，拉力尽量大些；确定拉力的方向时所描点与O点的距离大些，两绳的夹角不能过大或者过小，选取的标度越小，精度越高。故选C。
（3）[3]可以用橡皮绳代替细绳，只要拉力大小一定，结点处仍然被拉至同一位置，只是细绳换成橡皮绳时，橡皮绳的长短要恰当，故选能。
4. （2024年1月福建部分重点高中期末）某学习小组在进行“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。图甲中，橡皮条的一端连着轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为。图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉住小圆环，使小圆环处于点，橡皮条伸长的长度为。图丙中，用一个力单独拉住小圆环。仍使它处于点。
（1）关于本实验，下列说法正确的有__________。
A．需要记录甲图中点的位置
B．乙图中，实验时两细绳必须垂直
C．应在细绳上用笔尖记录间距较近两点来确定细绳的方向
D．乙图和丙图中小圆环都处于点表明：图中单独作用的效果与和共同作用的效果相同
（2）丙图中，弹簧测力计的示数如右侧放大图所示，读数为__________N。
（3）若乙图中两弹簧测力计的读数分别为、，且、的夹角为锐角。则__________（填“能”或“不能”）用一个量程为10N的弹簧测力计测出、的合力。
【参考答案】 ①. D ②. 3.70 ③. 不能
【名师解析】
（1）[1]A．橡皮条的长度为GE，只需控制两次实验橡皮条的形变量相同，不需要记录甲图中E点的位置，只需记录两次结点的位置O，故A错误；
B．乙图中，实验时两细绳的夹角表示两个分力的夹角，两细绳不需要垂直，故B错误；
C．为了减小实验误差，应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，故C错误；
D．乙图和丙图中小圆环都处于点表明：图中单独作用的效果与和共同作用的效果相同，故D正确。
故选D。
（2）[2]弹簧测力计的示数为
（3）[3]若、的夹角为，、的合力为
若、的夹角为锐角，、的合力大于，故不能用一个量程为10N的弹簧测力计测出、的合力。
5. （2024陕西商洛尖子生学情诊断）如图a所示，为了探究合力与分力的关系，某实验小组的同学将一张白纸用四个图钉固定在水平的平板上，另用一图钉将橡皮筋固定在A点，橡皮筋的另一端栓接两细绳套，将两只弹簧测力计甲和乙分别挂在两细绳套上，使其沿平行于平板的方向将两条细绳拉开一定的角度，并将结点拉到白纸上的O点。
（1）图a中弹簧测力计甲的读数为________N，弹簧测力计乙的读数为________N。
（2）在完成该实验时，为了保证每次操作的实验效果相同，下列措施必须的是________。
A.任何一次操作都应保持两细绳套的角度相同
B.任何一次操作都应将结点拉到同一位置O点
C.任何一次操作结束后，读数时应正视弹簧测力计的示数
D.任何一次操作都应记录细绳的方向
（3）该小组的同学完成某次操作后，将记录的实验数据描绘在白纸上，作出的图如图b所示，则________是理论值，________是实际值.（均填“F”或“F＇”）
【参考答案】 ①. 4.00 ②. 2.50 ③. CD##DC ④. F ⑤.
【名师解析】
（1）[1][2]图a中弹簧测力计甲的读数为，弹簧测力计乙的读数为；
（2）A．任何一次操作不需要保持两细绳套的角度相同，只需要在合适的范围内即可，故A错误；
B．任何一次操作不需要将结点拉到同一位置O点，只需要保证同一组实验中单独一个力作用和两个力作用时拉到的结点位置相同即可，不一定非得是固定的O点，故B错误；
C．为保证实验的准确性，读数时应正视弹簧测力计的示数，故C正确；
D．实验中验证力的平行四边形法则，任何一次操作都应记录细绳的方向来表示力的方向，故D正确。
（3）[4][5]理论值是通过平行四边形法则得到的，故是F，实际值是单独一个力作用时的效果，方向必定与AO共线，故是。
6. . (2024安徽芜湖3月质检)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，他用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上的点，另一端系两个细绳套，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度施加拉力，使橡皮条伸长，让结点到达纸面上某位置，记为，然后撤去两个力，再用一个弹簧测力计把结点拉到位置，如图甲所示。
（1）某次实验中，一弹簧测力计的指针位置如图乙所示，读数为______。
（2）关于该实验的操作，下列说法中正确的是______。
A．实验中，弹簧测力计的外壳可以与纸面接触
B．把结点拉到点位置时，两个弹簧测力计之间夹角应取，以便算出合力大小
C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点在同一位置
（3）某次实验作出力的平行四边形如图丙所示，在与两力中，方向一定沿方向是______（填“”或“”）。
（4）实验中与的夹角为，保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，的大小将______。
A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
【参考答案】 ①. 3.00##2.98##2.99##3.01##3.02 ②. A ③. ④. A
【名师解析】
（1）[1]图中弹簧测力计的分度值为，由图可知读数为。
（2）A．实验中，弹簧测力计的外壳可以与纸面接触，故A正确；
B．把结点拉到点位置时，两个弹簧测力计之间夹角适当就好，不需要取，故B错误；
C．改变拉力，进行多次实验，不同次实验时，点不需要在同一位置，故C错误。
故选A。
（3）[3]由图丙可知，是通过作出力的平行四边形得到的合力理论值，由于存在误差，不一定沿方向；是一个弹簧测力计拉橡皮条得到的合力实验值，根据二力平衡可知，方向一定沿方向是。
（4）[4]与的夹角为（），保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，即与的合力不变，由力三角形法作图如下
可知的大小将一直增大。故选A。
7. .(2024广东中山期末)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并___________。（多选，填正确答案标号）
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到_________，由测力计的示数得到拉力的大小，沿细线标记此时的方向。
④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图，得出合力的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力的图示。
⑤比较和的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
【参考答案】 ②.CD ③相同位置 . ⑤大小和方向
【名师解析】
②[1]将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。
故选CD。
③[2]撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位置，由测力计的示数得到拉力的大小，沿细线标记此时的方向；
⑤[3]比较和的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
8．（6分）（2024辽宁部分重点高中3月联考）某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”。在水平的圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮固定在桌子边，滑轮、可沿桌边移动。
步骤如下：
①在三根轻绳上挂一定数量的钩码，调整滑轮、位置并使结点O静止；
②在白纸上描出O点的位置和三根绳子的方向，从O点开始，用同一标度作出三个拉力的图示；
③以绕过滑轮、两根绳的拉力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
④检验对角线的长度和绕过滑轮绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。
（1）关于本次实验操作，下列说法正确的是______。
A．每次实验必须将绳子结点O调整至圆桌桌面的圆心处
B．在实验中为减小误差，应将滑轮、摆放距离越大越好
C．某次实验中，结点O已静止，如在每个滑轮上同时增加一个相同的钩码，结点O一定仍保持静止
D．实验中应调整滑轮高度，使三根绳子尽可能与桌面平行
（2）第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为2m，另一根绳挂的钩码质量为3m，则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系______；
（3）第二次实验时，改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点______（填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点位置相同，实验中，若桌面倾斜，______（填“会”或“不会”）影响实验的结论。
【参考答案】．（1）D（2分） （2）（2分） （3）不必（1分） 不会（1分）
【名师解析】（1）本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳同时拉，结点所在位置就记为O，所以O点的位置可以改变，A项错误；在实验中为减小误差，将滑轮、摆放距离并不是越大越好，只要角度适当即可，B项错误；根据力的合成法则可知，某次实验中，结点O已静止，如在每个滑轮上同时增加一个相同的钩码，结点O不一定仍保持静止，C项错误；为了更好的验证三根绳子的拉力作用效果，应使三根绳子都尽可能与桌面平行，D项正确。
（2）第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为2m，另一根绳挂的钩码质量为3m，则第三根绳挂的质量范围在m~5m之间。
（3）每次实验只要三力平衡即可，不要求O点位置相同，桌面不平，绳的拉力也等于所挂钩码的重力，不影响实验结果。
9.（8分）（2024安徽六校期末联考）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳.
（1）本实验主要采用的科学方法是 （填选项前的字母）.
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
（2）图乙是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为 N.
（3）在实验过程中，下列做法有利于减小实验误差的是 （填选项前的字母）.
A.两细绳必须等长
B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
D.用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大
（4）根据实验数据，该同学作出实验结果图如图丙所示，则 （填“F”或“F'”）一定沿AO方向.
【参考答案】.（1）B（2分） （2）3.6（2分） （3）BC（2分） （4）（2分）
【名师解析】：（1）本实验采用的主要的科学方法是等效替代法，选项B正确
（2）弹簧测力计每小格代表的0.2N，图乙中的示数为3.6N.
（3）为减小实验误差，两细绳不必等长，但要适当长些，选项A错误；应尽可能使实验过程中，各个力保持在同一平面，故弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，选项B正确；为了记录的方向准确，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，选项C正确；为了减小做合力等效图时带来的误差，用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能小，选项D错误
（4）图丙中，F是根据平四边形定则作出的两个力的合力，则F'应是记录一个力将橡皮条拉到O点时的拉力，方向一定沿OA方向.
10. （2024浙江金华期末）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中
（1）图甲中A、B是两个带细绳套的橡皮筋，为了减少实验误差，选择______（选填“A”或“B”）更合适。
（2）下列说法正确的是_________。
A.应选择劲度系数相同的弹簧测力计
B.细绳与弹簧测力计的轴线应尽可能共线
C.重复多次实验，都应将橡皮筋结点拉到点
D.应作出力的示意图来探究合力与分力的关系
（3）将橡皮筋的一端用图钉固定，另一端用两个弹簧测力计通过细绳将结点拉到点，标记点及两拉力的方向，读出弹簧测力计的读数为，弹簧测力计的读数如图乙所示，其读数为______。现改用一个弹簧测力计仍将结点拉到点，则该弹簧测力计读数可能是如图中的______。
（4）若要测量该弹簧测力计中弹簧的劲度系数，还必须用到的器材是_________。
A.钩码 B.铁架台 C.刻度尺
【参考答案】 ①. A ②. B ③. 1.50 ④. B ⑤. C
【名师解析】
（1）[1]在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，为减小实验误差，细绳要长一些，带细绳套的橡皮筋应选A。
（2）[2]A．实验通过弹簧测力计测量细绳的拉力，不需要选择劲度系数相同的弹簧测力计，故A错误；
B．为减小实验误差，细绳与弹簧测力计的轴线应尽可能共线，故B正确；
C．重复多次实验，不需要将橡皮筋结点拉到点，只需保证每一组实验中，将橡皮筋结点拉到同一点，故C错误；
D．应作出力的图示来探究合力与分力的关系，故D错误。
故选B。
（3）[3]弹簧测力计的读数为
[4]根据平行四边形定则，、合力范围为
即
图A弹簧测力计示数为，图B弹簧测力计示数为，图C弹簧测力计示数为，故该弹簧测力计读数可能是图B。
故选B。
（4）[5]若要测量该弹簧测力计中弹簧的劲度系数，还必须用到刻度尺测量弹簧的形变量，不需要使用钩码、铁架台。故选C。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "()
" ()
