《2025年高中阶段三测卷高一物理必修第一册人教版》

6. 一个可视为质点的小物体受到两个力的作用，这两个力的大小分别为$F_{1}=4\text{ N}$和$F_{2}=2\text{ N}$，则此二力的合力与$F_{1}$的夹角可能为
A. 60°
B. 45°
C. 35°
D. 25°

答案：
根据三角形法则可知，这两个力和合力可以构成一个封闭的矢量三角形，如图所示，当$F_{2}$与合力$F$垂直时，合力$F$与$F_{1}$的夹角最大，设此时的夹角大小为$\theta_{m}$，则$\sin\theta_{m}=\frac{F_{2}}{F_{1}}$，解得$\theta_{m}=30^{\circ}$，当$F_{1}$和$F_{2}$共线时，合力与$F_{1}$的夹角为$0$，则$0\leq\theta\leq30^{\circ}$，D正确，A、B、C错误。

7. 如果将一外力F分解为两个力$F_{1}、F_{2}$，则下列说法正确的是
A. 如果$F_{1}$增大，$F_{2}$一定也增大
B. 如果$F_{1}$增大，$F_{2}$可能减小
C. 如果$F_{1}$的大小和方向一定，则$F_{2}$只有一个解
D. $F_{1}、F_{2}$可能同时小于$\frac{F}{2}$

答案： 当两个分力同向时，一个分力变大，另一个分力变小，当两个分力反向时，一个分力变大，另一个分力也变大，A错误，B正确；若已知一个分力的大小和方向，则另一个分力的解唯一，C正确；由合力和分力的大小关系可知$|F_{1}-F_{2}|\leq F\leq F_{1}+F_{2}$，故不可能同时存在$F_{1}＜\frac{F}{2}$且$F_{2}＜\frac{F}{2}$，D错误。

8. 如图所示的四副图中，$F_{1}=12\text{ N}、F_{2}=10\text{ N}、F_{3}=20\text{ N}$，下列说法正确的是
　　　　　　　　
A. 图1中，三个力的合力为零
B. 图2中，三个力的合力大小为24 N
C. 图3中，三个力的合力为40 N
D. 图4中，三个力的合力为20 N

答案： 题图1中，$F_{1}$、$F_{2}$的合力与$F_{3}$大小相等、方向相同，所以三个力的合力大小为$F_{合}=2F_{3}=40\ N$，A错误；题图2中，$F_{2}$、$F_{3}$的合力与$F_{1}$大小相等、方向相同，所以三个力的合力大小为$F_{合}=2F_{1}=24\ N$，B正确；题图3中，$F_{1}$、$F_{2}$的合力与$F_{3}$大小相等、方向相反，所以三个力的合力大小为零，C错误；图4中，$F_{1}$、$F_{3}$的合力与$F_{2}$大小相等、方向相同，所以三个力的合力大小为$F_{合}=2F_{2}=20\ N$，D正确。

9. 现将一个沿水平方向、大小为$F = 100\text{ N}$的力分解成两个分力，已知一个分力大小未知，方向斜向右上方且与水平方向成30°夹角，则关于另一个分力的说法正确的是
A. 当另一个分力的大小为110 N时，有两组解
B. 当另一个分力的大小为50 N时，有唯一解
C. 当另一个分力的大小为80 N时，有两组解
D. 当另一个分力的大小为60 N时，无解

答案：
设方向已知的分力为$F_{1}$，如图所示，则$F_{2}$的最小值为$F_{2min}=F\sin30^{\circ}=50\ N$，此时$F_{2}$有唯一解，方向与$F_{1}$垂直，B正确；当$50\ N＜F_{2}＜100\ N$时，$F_{1}$、$F_{2}$和$F$可构成如图所示的两个矢量三角形，此时存在两组解，当$F_{2}\geq100\ N$时，$F_{2}$仅有唯一解，C正确，A、D错误。

10. 如图所示，用夹角为$\theta = 37^{\circ}$的木楔来固定某木制品，某次敲打时锤子对木楔的作用力水平向右，大小为150 N。已知$\sin37^{\circ}=0.6,\cos37^{\circ}=0.8$，下列说法正确的是
A. 该次敲打时，木楔的上侧面对木制品的压力大小为250 N
B. 该次敲打时，木楔的下侧面对木制品的压力大小为120 N
C. $\theta$越小，木楔的上侧面对木制品的压力越大
D. $\theta$越小，木楔的下侧面对木制品的压力越小

答案：
将锤子对木楔的作用力沿垂直上下两侧面的方向分解，如图所示，由几何关系可得，$F_{1}=\frac{F}{\sin\theta}=250\ N$，$F_{2}=\frac{F}{\tan\theta}=200\ N$，A正确，B错误；由$F_{1}=\frac{F}{\sin\theta}$可知，$\theta$越小，$\sin\theta$越小，即木楔的上侧面对木制品的压力越大，C正确；由$F_{2}=\frac{F}{\tan\theta}$可知，$\theta$越小，$\tan\theta$越小，即木楔的下侧面对木制品的压力越大，D错误。

11. (9分)小明同学寒假在家中利用身边的器材做验证力的平行四边形定则实验。他找了两根细绳、秤砣、塑料轻质小环、铅笔、刻度尺、白纸和弹簧测力计，由于只找到一只弹簧测力计，他进行了如下的实验操作：
①先把白纸固定在竖直墙壁上，再把秤砣用一端带有小环的细绳拴住，用另一条长细绳穿过小环并固定在竖直墙壁的A点，另一端用弹簧测力计拉住；
②调节两细绳间的夹角，等稳定后如图1所示，在白纸上记下小环与圆心O的位置、三段细绳的拉力方向，读出弹簧测力计的示数；
③用弹簧测力计测秤砣的重力，等稳定后如图2所示，记录此时弹簧测力计的示数F，在白纸上选好标度，由O点作出这个力F的图示；
④根据选好的标度，由O点出发沿细绳拉力方向作出步骤②中细绳两端的拉力$F_{1}、F_{2}$的图示，并以这两个力为邻边作平行四边形，画出所夹对角线，在其末端标上箭头表示为$F'$；
⑤比较F与$F'$，得出结论。
　　
完成下列问题：
(1)步骤②中弹簧测力计的读数为__________N，步骤③中弹簧测力计的读数为$F =$__________N，请在图3所示的方框内作出步骤②③中细绳两端拉力$F_{1}、F_{2}$及F的图示，并作出步骤④中$F'$的图示(作用点O的位置与步骤②中细绳两端的方向已在图中表示出)。
(2)第②步实验中若调节两端细绳的夹角使弹簧测力计的读数减小，则应__________(选填“增大”或“减小”)两端细绳的夹角。

答案：
答案
(1)$2.4$(2分) $2.5$(2分) 如图所示(3分)

(2)减小(2分)
解析
(1)题图1中弹簧测力计的读数为$2.4\ N$，题图2中弹簧测力计的读数为$2.5\ N$。选取合适的分度值，分别作出两分力的图示，然后由力的平行四边形定则作出其合力$F'$的图示，而其合力的实际值为题图3中力的图示，且该力的方向沿竖直方向向上，如答案图所示。
(2)在合力不变的情况下，两细绳间的夹角越小，分力越小，弹簧测力计的读数越小。