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专题02 相互作用
质量检测卷
（时间：90分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对
得4分，选错得0分。
1．（2022·福建省龙岩第一中学模拟预测）木块A、B的质量分别为5kg和6kg，它们与水平地面
之间的动摩擦因数均为 0.25。夹在 A、B 之间的轻质弹簧被压缩了 2cm，弹簧的劲度系数为
400N/m，初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成 60°的拉力F＝6N作用在木块
B上，如图所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10m/s2，则在力F作用后（
）
A．木块A所受摩擦力的方向向左 B．木块A所受摩擦力大小是12.5N
C．木块B所受摩擦力大小是11N D．木块B所受摩擦力大小是15N
【答案】 C
【解析】
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以A受到的最大静摩擦为
B受到的最大静摩擦为
此时弹簧的弹力为
弹簧的弹力的大小小于物体受到的最大静摩擦力的大小，物体处于静止状态，根据平衡条件，A
受到的摩擦力大小为8N，方向向右，B受到的摩摩擦力也是8N，方向向左，当与水平方向成60°
的拉力
作用在木块B上，假设物体B仍静止，则B受到的摩擦力为11N，此时小于最大静摩擦，则B仍
然静止，摩擦力方向向左，施加F后，弹簧的形变量不变，则A受力情况不变，A受到的摩擦力
大小仍为8N，方向向右，C正确。
故选C。
2．（2022·江苏·二模）哥伦比亚大学的工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，用合成“肌肉”做成的“手臂”ced的d
端固定一滑轮，c端固定于墙壁，足够长的细绳绕过 d端滑轮，一端也固定于墙壁，另一端连接
质量为m的物体，合成“肌肉”的c和e处类似于人手臂的关节，由“手臂”合成“肌肉”控制。
设cd的连线与竖直墙壁ac夹角为 ，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法不正确的是（ ）
𝜃
A．撤除轻质细杆ce瞬间物体的下落加速度为重力加速度g
B．若保持θ＝90°，增大cd长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向
C．若保持ac等于ad，增大cd长度，细绳对滑轮的力始终沿dc方向
D．若θ从90°逐渐变为零，cd长度不变，且保持ac＞cd，则细绳对滑轮的力先增大后减小
【答案】 B
【解析】
A．撤除轻质细杆ce瞬间，细绳ad的拉力也瞬时变为零，则物体的下落加速度为重力加速度 g，
选项A正确；
B．保持 ，增大cd长度，则 变小，绳中张力大小不变，因细绳对滑轮的力沿 的平
分线，可知细绳对滑轮的力的方向要改变，则B错误；
C．保持ac等于ad， ，即dc为 的角平分线，绳中张力不变，方向沿着 dc，
C正确；
D．cd长度不变， 点的轨迹如图虚线所示，为一段圆弧当 的位置满足 与圆相切时， 最小，此时细绳对滑轮的力最大，因此 从90°逐渐变为零，
细绳对滑轮的力先增大后减小，D正确。
故选B。
3．（2022·湖南岳阳·模拟预测）如图所示，质量为 的物块A静置于水平台面上，质量为 的
半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B（可视为质点）放在半球体C上，P点为三
根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO
竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角 。已知物块A与台面间的动摩
擦因数为 ，重力加速度大小为g，则（ ）
A．绳 的拉力大小为
B． 受到的摩擦力大小为
C． 受到的摩擦力大小为
D．地面对 的支持力大小为
【答案】 B
【解析】
A．对小球B受力分析如图，PB受到的拉力大小
对P点受力分析可知， 受到的拉力大小
A错误；C．对物体A受力分析可知，物体A所受摩擦力大小等于PA绳子的拉力
C错误；
B．对整体受力分析可知，半球C受到的摩擦力大小等于A所受摩擦力
B正确；
D．对整体受力分析可知，地面对半球C的支持力大小为
D错误。
故选B。
4．（2022·湖北·黄冈中学二模）如图所示，水平地面上叠放着矩形物体A和B，细线一端连接
A，另一端跨过光滑定滑轮连接着物体C，A、B、C均静止。下列说法正确的是（ ）
A．A可能受到三个力作用
B．B可能受到四个力作用
C．适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，则A对B的摩擦力不变
D．适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，B对地面的压力增大
【答案】 D【解析】
A．物体A受力分析如图
共受到四个力，故A错误；
B．物块B受力分析如图
共受到五个力，故B错误；
CD．适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，可知T减小， 不变，由
可知，则B对A的摩擦力减小，则A对B的摩擦力减小；因为
T减小， 不变，可知适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，B对地面的压力增大，
故C错误，D正确。
故选D。
5．（2022·陕西西安·高三期末）物体受到同一平面上三个共点力作用而做匀速运动，这三个共点
力的大小不可能是以下哪一组（ ）
A．3N、8N、7N B．3N、5N、9N
C．2N、2N、3N D．10N、20N、30N
【答案】 B
【解析】三力中某两个力的合力|F -F |≤ ≤F +F ，若另一个力F 的大小在 的取值范围内，则这三个力
1 2 1 2 3
的合力可能为零，物体就处于平衡状态而做匀速直线运动。
A．5N≤ ≤11N，F =7N在这范围内，故A不符题意；
3
B．2N≤ ≤8N，F =9N不在这范围内，故B符合题意；
3
C．0N≤ ≤4N，F =3N在这范围内，故C不符题意；
3
D．10N≤ ≤30N，F =30N在这范围内，故D不符题意；
3
故选B。
6．（2022·河北·高三期中）如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负
荷训练，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高。两绳间的夹角为 ，所构成的平面
与水平面间的夹角恒为 ，轮胎重为G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff，则每根绳的拉
力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】 C
【解析】
设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力
方向沿绳子所组成角的角平分线，与水平面的夹角为α，受力分析如图所示对轮胎
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
7．（2022·江苏淮安·模拟预测）如图所示，两金属杆构成十字架竖直放置，其中 PQ杆粗糙，两
根相同的轻弹簧一端固定在A点，另一端各连接质量为m的小球，小球穿过PQ杆，且与MN杆
距离相等。十字架绕MN分别以 、 运动时，小球均相对于杆静止。若 ，则与以 匀速
转动时相比，以 匀速转动时（ ）
A．两球间的距离一定变大
B．弹簧弹力一定变大
C．小球所受摩擦力一定变大
D．小球所受合力一定变大
【答案】 D
【解析】
A．因为小球与杆之间有摩擦力，则当角速度变大时，小球仍可能相对于杆静止，故两球间的距离不变，故A项错误；
B．因为若小球相对于杆静止，故弹簧形变量不变，根据胡克定律
所以弹簧弹力不变，故B项错误；
C．小球所受静摩擦力的方向未知，若静摩擦力方向向右，则摩擦力变小，若静摩擦力方向向左，
则摩擦力变大，故C项错误；
D．小球所受合力提供小球的向心力，与以 匀速转动时相比，以 匀速转动时所需向心力变大，
即小球所受合力变大，故D项正确。
故选D。
8．（2022·湖北省鄂州高中模拟预测）如图所示，倾角 的斜面固定在水平地面上。质量分
别为0.1kg、0.2kg的两物块A、B置于斜面上，质量为0.025kg的物块C穿在固定在地面上的光滑
竖直杆上，A与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接，滑轮左侧的细线水平，滑轮右侧的细线与
竖直方向的夹角 ，A、B、C均处于静止状态，B的上表面水平A与B、B与斜面之间的动
摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 ，则（
）
A．斜面与B之间存在3对作用力与反作用力
B．斜面对B的作用力大小为 N，方向垂直斜面向上
C．剪断细线后，A、B之间摩擦力的大小为0.16N
D．剪断细线后，B对A的支持力的大小为0.8N
【答案】 C
【解析】
A． 依题意，将A、B两物体视为一整体，由于静止，B物体与斜面之间存在着支持力与正压力
这一对作用力与反作用力，还可能与斜面间有相互的静摩擦力，即最多只有两对作用力与反作用
力，故A错误；
B．依题意有，以C为研究对象对其受力分析，设绳子张力为T，杆对C的作用力为N ，则有
1解得
将A、B视为一整体，对其受力分析有，由于整体重力沿斜面向下的分力为
绳子拉力沿斜面向上的分力为
因整体静止且 ，可知斜面对B物体有一个沿斜面向上的静摩擦力，将 A、B视为一整体，
设斜面对其支持力为N，静摩擦力为f，对其受力分析如图所示，则有
解得
则斜面对B的作用力大小为
根据平行四边形法则，F的方向介于N与f之间，并不是垂直于斜面向上，故B错误；
C．将A、B视为一整体，剪断细线后，假设水平方向上没有相对滑动，则有共同的加速度沿斜面
下滑，设为 a，有
解得
则在竖直方向的分加速度为
B、A之间的正压力为 ，则有
解得在水平方向的分加速度为
以物体A为研究对象可知
从上式可以看出说明假定成立，即在水平方向上A、B没有相对滑动，它们以相同的加速度
沿斜面下滑，由于A在水平方向的加速度是由于B对A在水平方向的静摩擦力提供的，据牛顿第
二定律有
故C正确；
D．据前面分析，对A受力分析，设B对A的支持力为 ，在竖直方向上根据牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部
选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．（2022·湖南娄底·模拟预测）如图所示，质量为M的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上，
BC面与水平地板间的动摩擦因数为 ，楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔
形物体AC面与竖直墙壁之间，放置一个质量为m的光滑球体，同时给楔形物体一个向右的水平
力，楔形物体与球始终处于静止状态。已知 AC面倾角 ， ，重力加速度为g，则
（ ）
A．楔形物体对地板的压力大小为Mg
B．当 时，楔形物体与地板间无摩擦力
C．向右的水平力F的最小值一定是零D．向右的水平力F的最大值为
【答案】 BD
【解析】
A．将M、m视为一个整体可知，楔形物体对地板的压力大小为 ，故A错误；
B．球体对AC面的弹力大小为
当
时，楔形物体水平方向上受到的合力为零，没有运动趋势，摩擦力为零。故B正确；
C．斜面体受到的最大静摩擦力
当水平向右的外力最小（设为 ）时，斜面体可能有向左运动趋势，当
时
当
时
故C错误；
D．当水平向右的外力最大（设为 ）时，斜面体有向右运动趋势，由平衡条件有
解得
故D正确。
故选BD。
10．（2022·湖南·雅礼中学二模）如图1所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质
量为m可视为质点的小球，从离弹簧上端高为x 处由静止下落，接触弹簧后继续向下运动。若以
0小球开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下建立坐标轴 Ox，作出小球的加速度a随小球位置坐
标x的变化关系如图2所示，弹簧被压缩至最低点时小球所在位置坐标为x ，不计空气阻力，重
2
力加速度为g。以下判断正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数 B．弹簧的劲度系数
C．x =2x -x D．
2 1 0
【答案】 AD
【解析】
AB．由图2可知
解得
故A正确，B错误；
C小球落到弹簧上有初速度，从接触弹簧到最低点，以x 为分界点，上下压缩量不对称，即
1
故C错误；
D．从初始位置到最低点，由能量守恒可得
即
解得
故D正确。故选AD。
11．（2022·广东·高三阶段练习）如图所示，水平地面上静置一质量为M的斜面体，斜面的倾角
为θ，质量为m的玩具鼠静止在斜面上，玩具鼠与斜面间的动摩擦因数为 ，已知最大静摩擦力
等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．玩具鼠对斜面的压力大小为mgsinθ
B．斜面对玩具鼠的作用力竖直向上且大小等于mg
C．玩具鼠与斜面间的动摩擦因数
D．地面对斜面体的摩擦力大小为
【答案】 BC
【解析】
A．对玩具鼠进行受力分析，斜面体对玩具鼠的支持力大小为 ，由牛顿第三定律得玩具鼠
对斜面体的压力大小为 ，A错误；
B．玩具鼠静止在斜面上，斜面体对玩具鼠的作用力是支持力和摩擦力的合力，与玩具鼠所受重
力等大反向，故B正确；
C．由静止的条件
得玩具鼠与斜面体间的动摩擦因数
C正确；
D．对整体分析可知，水平方向无外力，则整体没有水平的运动趋势，故地面与斜面体之间无摩
擦力，D错误；
故选BC。
12．（2022·湖南·邵阳市第二中学模拟预测）如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道
是光滑的，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点（O、A等高，不计A处摩擦），
轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在
轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，α=30°，β=45°。则（ ）A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变
B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移
C．静止时剪断A处轻绳瞬间，小球P的加速度为
D．小球P与小球Q的质量之比为
【答案】 AC
【解析】
A．绳子 B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P球没有发生位移，因此AQB变成了晾衣
架问题，绳长不会变化，A到右边板的距离不变，因此角度 不会发生变化，即绳子的张力也不
会变化；选项A正确。
B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时，如果 P向下移动一段距离，绳子AP拉力变小，绳
长AP变长，而 AB之间的绳子长度变短，则角度 变大，绳子 AB之间的张力变大，AP的张力
也变大，产生矛盾；B错误。
C．剪断 A处细绳，拉力突变为零，小球 P只受重力的分力，所以加速度为
C正确。
D．根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结所以绳子的张力都是相同， 则
又由于
由两式可得
故 D错误。
故选AC。
三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13．（2022·四川·成都七中模拟预测）一个实验小组在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中：
（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的 F－x图像，其中F为弹簧弹力，x
为弹簧长度。请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长 x ＝________ cm，弹簧的劲度系数k＝
0
________ N/m。该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图乙所示时，该弹
簧的长度x＝________ cm。
（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的关系图像如图丙所示。下列
表述正确的是________。
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
【答案】 8 25 20 B
【解析】
（1）当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为
在F－x图像中斜率表示弹簧的劲度系数，则
题图乙中弹簧测力计的示数 ，根据 ，可知
故此时弹簧的长度
（2）由图可知
A.在题图丙中，图线与L轴的交点横坐标表示弹簧原长，故b的原长大于a的原长，A错误；
BC.图线斜率表示劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，B正确，C错误；
D.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，D错误。
故选B。14．（2022·湖北·蕲春县第一高级中学三模）一实验小组用如图所示装置验证力的平行四边形定
则。所用的实验器材有：贴有白纸的方木板、铁钉、弹簧测力计、动滑轮和重物、轻质细线，量
角器。
请将实验步骤中的空白补充完整：
（1）将方木板竖直固定，将连接有弹簧测力计的细线一端固定在 O处的铁钉上，另一端绕过挂
有重物的动滑轮用手拉住，调整手的拉力方向，使绕过滑轮的细线和悬挂重物的细线均与木板平
行，如实验装置图所示。
（2）保持重物静止，读出弹簧测力计的示数 F，在白纸上描出装置图中细线 AO和BC的方向，
用量角器量出 AO与BC间所夹角α，另外还需测出_________（写出需要测量的物理量及其符
号）的大小。
（3）改变α值，重复实验。若在误差允许的范围内总能满足Fcosα=________（用所测物理量的
符号表示），即可验证力的平行四边形定则。
【答案】 重物与滑轮的总重力G
【解析】
（2）用量角器量出AO与BC间所夹角α，另外还需测出重物与滑轮的总重力G，原因如下：
（3）如图所示，根据平衡条件
解得
由此可知，需要测出滑轮与重物总重力G。四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45
分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数
值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为
3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k， 一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一
端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态．已知重力加速度为g，忽略一切摩擦．
（1）求物体B对地面的压力；
（2）把物体C的质量改为5m，这时，C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时
B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度．
【答案】 （1）4mg （2）
【解析】
（1）对AB整体：mg＋F ＝5mg
N
所以F ＝4mg
N
（2）对C：F ＝5mg 对A：F ＝F ＋2mg
T T k
所以F ＝3mg 即kx ＝3mg ；x ＝
k 1 1
开始时，通过对 A 受力分析可知，弹簧弹力大小为 mg，弹簧的压缩量为 x ，则 kx ＝mg，
2 2
所以A上升的高度为：h ＝x ＋x ＝
A 1 2
16．（2022·江苏·模拟预测）在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为 a、质量为M的正
方体ABCD，在墙 壁和正方体之间放置一半径为 R、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止
如图所 示。球的球心为 O，OB与竖直方向的夹角为，正方体的边长a>R，正方体与水平地面的动摩擦因数为 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2
（1）正方体和墙壁对球的支持力N 、N 分别是多大?
1 2
（2）若 ，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球质量的
最大值为多少?（tan =1）。
【答案】 （1） （2）
【解析】
（1）对球受力情况如图所示，根据平衡条件知
解得
（2）对整体受力分析如图
则有三式联立得
解得
17．（2022·江苏·高三专题练习）如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有
一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为3kg，A、B的质量都为2kg，与地面间的动摩擦因数
均为 。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）未拉A时，C受到B的作用力大小；
（2）动摩擦因数的最小值 。
【答案】 （1） N；（2）
【解析】
（1）C受力平衡有
得
（2）C恰好降到地面时，B受C压力的水平分量最大
B受地面最大摩擦力
由题意可知，动摩擦因数为最小值时应有
解得
18．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，物体A、B叠放在倾角 ＝ 的斜面上（斜面保持不动，质量为 ），并通过跨过光滑轻质滑轮的细线相连，细线与斜面平行。两物体的质
量分别 ， ，B 与斜面间的动摩擦因数 ，（ 取 ， ，
），问：
（1）如果A、B间动摩擦因数 ＝ ，为使A能平行于斜面向下做匀速运动，应对A施加一平
行于斜面向下的多大 的拉力？此时斜面对地面的压力 多大？
（2）如果AB间摩擦因数不知，为使AB两个物体一起静止在斜面上，AB间的摩擦因数 应满
足什么条件。（认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力）
【答案】 （1） ， ；（2）
【解析】
（1）对A受力分析得
对B受力分析得
整体受力分析得
联立解得
，
（2）对A受力分析得
对B受力分析得
联立解得
所以
