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第二章 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·陕西·榆林市教育科学研究所二模）一矿泉水瓶如图所示，其外壳是由食品级的弹
性塑料制成的。下列说法正确的是（ ）
A．手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变为非弹性形变
B．手对矿泉水瓶的作用力是由矿泉水瓶的形变而产生的
C．矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹是为了增大最大静摩擦力
D．矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
A．手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变在手离开瓶后还能恢复原状，为弹性形变，故A错
误；
B．手对矿泉水瓶的作用力是由手的形变而产生的，故B错误；
C．矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹，增加了瓶盖和瓶身的粗糙程度，手握瓶时可以增
大最大静摩擦力，故C正确；
D．矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对相互作用力，故D错
误。
故选C。
2.（2022·福建省龙岩第一中学模拟）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。
3.（2022·浙江·丽水第二高级中学高三模拟）某研究小组利用所学物理知识，研究篮球鞋的
防滑性能。同学将球鞋置于斜面上，逐渐增大斜面与水平面之间夹角，当夹角等于37°时，
篮球鞋恰好开始滑动，设篮球鞋滑动摩擦力等于其最大静摩擦力，下列说法正确的是（
）
A．需测量篮球鞋质量后，才能求得篮球鞋与斜面间动摩擦因数
B．鞋子与斜面间动摩擦因数为0.6
C．人穿上鞋子踩在相同材料板上时，压力增大，动摩擦因数也会变大
D．篮球鞋开始滑动前，摩擦力随夹角增大而变大
【答案】D
【解析】
AB．设鞋子与斜面间动摩擦因数为μ，由题意可得
解得故AB错误；
C．动摩擦因数取决于材料表面的粗糙程度，与压力大小无关，故C错误；
D．篮球鞋开始滑动前，摩擦力大小为
即f随θ的增大而变大，故D正确。
故选D。
4.（2022·江苏·高三学业考试）如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，
则推力在水平方向的分力为（ ）
A．Fsinα B．Fcosα C． D．
【答案】B
【解析】
根据正交分解法可知，推力F在水平方向的分力为 Fcosα。
故选B。
5.（2022·天津河西·高三期中）2018年10月24日港珠澳大桥正式通车它是世界最长的跨海
大桥为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。港珠澳大桥的一部分如图所示这部分
斜拉桥的一根塔柱两侧共有8对钢索每一对钢索等长。每一条钢索与塔柱成α角，若不计
钢索的自重，且每条钢索承受的拉力为F，则该塔柱所承受的拉力为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
由题知，每一条钢索与塔柱成α角，将每一对钢索的力F沿竖直方向和水平方向分解，则
水平方向的力相互抵消，竖直方向的力对塔柱有拉力作用，故16条钢索对塔柱的拉力为故选C。
6.（2022·北京大兴精华学校三模）如图所示，一个质量为m的均匀光滑球放在倾角
的斜面上，并被斜面上一个竖直挡板挡住，处于平衡状态，则（ ）
A．球对斜面的压力大小为 B．球对斜面的压力大小为2mg
C．球对挡板的压力大小为 D．球对挡板的压力大小为
【答案】C
【解析】
球受三个力：重力G、挡板对球的支持力F、斜面对球的支持力F。如图
1 2
根据平衡条件得
由牛顿第三定律，球体对挡板的压力大小
方向水平向左；球体对斜面的压力的大小
方向垂直斜面向下。故C正确，ABD错误。
故选C。
7.（2022·安徽·合肥市第六中学模拟）如图所示，横截面为直角三角形的斜劈A与光滑的小
球B放置在水平面与粗糙的竖直墙壁之间，斜劈A的一个底面与墙壁接触，其斜面紧靠小
球B。水平向右指向球心的力F作用在B上，系统处于静止状态。当F减小时，系统仍保
持静止。则下列说法正确的是（ ）A．墙面对斜劈A的摩擦力可能增大
B．斜劈A对竖直墙壁的压力可能增大
C．斜劈A所受合力减小
D．小球B对地面的压力一定不变
【答案】A
【解析】
C．当F减小时，系统仍保持静止，所以斜劈A所受合力仍为零，故C错误；
B．以整体为研究对象，受力分析如图1所示，在水平方向上根据平衡条件可知斜劈A受
到竖直墙壁的支持力F 与F始终大小相等，则斜劈A对竖直墙壁的压力减小，故B错误；
N
D．对B受力分析如图2所示，根据平衡条件，在水平方向有
在竖直方向有
根据以上两式可知，因为F减小，所以 减小，则N减小，小球B对地面的压力减小，故
D错误；
A．对A受力分析如图3所示，假设开始时A所受摩擦力竖直向上，则根据平衡条件有
由于 减小，所以 增大，故A正确。
故选A。12．（2022·山东日照·三模）如图所示，轻绳的一端与静止在斜面上的物块a相连，另一
端通过滑轮与静止在弹簧上的容器b相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦。现缓慢向容器b中
加水，在物块a保持静止状态的过程中（ ）
A．轻绳的拉力逐渐增大
B．弹簧的弹力逐渐增大
C．物块a受到的摩擦力逐渐增大
D．轻绳对滑轮的作用力保持不变
【答案】A
【解析】
AB．由题意，a保持静止，说明轻绳未移动，b保持静止，则弹簧弹力不变，对b受力分
析可知，加入水后向下的力增大，则轻绳向上的拉力增大，A正确，B错误；
C．a初状态平衡，受斜面摩擦力可能沿斜面向下，可能为零，也可能沿斜面向上，所以细
绳拉力增大，摩擦力可能沿斜面向下增大，也可能沿斜面向上减小，C错误；
D．两部分轻绳拉力大小增大，夹角不变，则合力增大，所以对滑轮的作用力增大，D错
误。
故选A。
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·天津·高三期末）如图所示，木块a与木块b叠放在水平地面上，分别受到水平向
右和水平向左、大小均为F的力作用，且保持静止状态，则（ ）
A．a对b的摩擦力水平向右 B．a对b的摩擦力为零
C．地面对b的摩擦力水平向右 D．地面对b的摩擦力为零
【答案】AD
【解析】AB．对a受力分析，水平方向受到向右的力F，则还受到b对a向左的静摩擦力，大小
f =F；则a对b的摩擦力水平向右，大小f =F，选项A正确，B错误；
ba ab
CD．对整体受力分析，水平方向两边的力F等大反向，则合力为零，则地面对b的摩擦力
为零，选项C错误，D正确。
故选AD。
10．（2022·四川·石室中学三模）卡车沿平直公路运输质量为m的匀质圆筒状工件，将工
件置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°，重
力加速度为g，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为 、 。则（ ）
A．当卡车匀速行驶时 B．当卡车匀速行驶时
C．卡车安全启动的最大加速度为 D．卡车安全刹车的最大加速度为
【答案】AD
【解析】
AB．当卡车匀速行驶时，圆筒处于平衡状态，将重力进行分解如图所示
根据几何关系可得
故A正确，B错误；
C．当匀质圆筒状工件对斜面Ⅱ压力为0时，启动加速度最大，根据牛顿第二定律则有
得
故C错误；
D．当匀质圆筒状工件对斜面I压力为0时，刹车加速度最大，根据牛顿第二定律则有得
故D正确。
故选AD。
11．（2021·天津·南开中学高三模拟）如图所示为缓慢关门时（图中箭头方向）门锁的示
意图，锁舌尖角为 ，此时弹簧弹力为 ，锁舌表面较光滑，摩擦不计，已知
， ，则下列说法正确的是（ ）
A．关门过程中锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大
B．关门过程中锁壳碰锁舌的弹力保持不变
C．此时锁壳碰锁舌的弹力为
D．此时锁壳碰锁舌的弹力为
【答案】AD
【解析】
AB．关门时，锁舌受到锁壳的作用力，弹簧被压缩，处于压缩状态，则弹力增大，故A正
确B错误；
CD．对锁舌，受到弹簧弹力，锁壳的作用力，受力平衡，则有
因此
故C错误D正确。
故选AD。
12.（2022·山东·胜利一中模拟）“血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度，在医学中
具有重要意义。测量“血沉”可将经过处理后的血液放进血沉管内，由于有重力以及浮力
的作用，血液中的红细胞将会下沉，且在下沉的过程中红细胞还会受到血液的粘滞阻力。
已知红细胞下落受到血液的粘滞阻力表达式为 ，其中 为血液的粘滞系数， 为
红细胞半径， 为红细胞运动的速率。设血沉管竖直放置且足够深，红细胞的形状为球体，
若某血样中半径为 的红细胞，由静止下沉直到匀速运动的速度为 ，红细胞密度为 ，
血液的密度为 。以下说法正确的是（ ）A．该红细胞先做匀加速运动，后做匀速运动
B．该红细胞的半径可表示为
C．若血样中红细胞的半径较大，则红细胞匀速运动的速度较小
D．若采用国际单位制中的基本单位来表示 的单位，则其单位为
【答案】BD
【解析】
A．下落过程中，红细胞的速度增大，粘滞阻力增大，合外力逐渐减小，加速度逐渐减小，
该红细胞先做加速度减小的加速运动，当合外力等于零时，红细胞做匀速运动，A错误；
B．匀速运动的速度为 ，根据受力平衡可得
解得
B正确；
C．红细胞匀速运动的速度 与红细胞的半径 的关系式为
可得
可知血样中红细胞的半径较大时，则红细胞匀速运动的速度较大，C错误；
D．根据
得
采用国际单位制中的基本单位来表示 的单位，则其单位为 ，D正确；
故选BD。
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·山东济南·二模）某物理小组通过查阅资料得知，弹性材料的弹性系数 ，
其中 是弹性材料未受力时的长度， 是横截面积， 是由材料决定的一个常数，材料力学上称之为杨氏模量，在国际单位制中单位为 。该物理小组通过如图甲所示的实验装置
测量橡皮绳的杨氏模量，同学们将橡皮绳上端固定，刻度尺贴近橡皮绳竖直放置。在橡皮
绳下端逐一增挂钩（质量均为 ），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮绳伸长量，同时
根据平衡条件计算出橡皮绳的拉力，实验数据如下：
钩码个数 1 2 3 4 5 6
拉力 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94
伸长量 1.00 1.98 3.02 4.00 5.60 7.95
（1）小李同学通过观察实验数据，发现前四次实验中拉力每增加 ，橡皮绳伸
长量的变化量 几乎不变，为减小实验误差，小李同学利用“测量匀变速直线运动的加速
度”时用过的“逐差法”来计算 的平均值，并得出弹性系数的表达式为 ________。
（用前四次实验橡皮绳的伸长量 、 、 、 以及 表示）
（2）小赵同学利用图像法处理数据，请根据表格中的实验数据在图乙的坐标系中标出后3
组数据对应的坐标点并画出 图像。( )
（3）测得实验所用橡皮绳未受力时的长度为 ，直径为 。橡皮绳
在伸长量较小时，横截面积变化很小，近似满足胡克定律。根据乙图所绘图像计算橡皮绳
在近似满足胡克定律时的杨氏模量为________ 。（结果保留一位有效数字）
【答案】 1
【解析】
（1）[1]橡皮绳伸长量的变化量 的平均值为
根据胡克定律可得解得
（2）[2] 图像如图所示
（3）[3]由 图像可知，伸长量为 时，橡皮绳的弹性系数为
根据
可得
14.（2022·四川自贡·三模）某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实
验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿圆弧边缘移动的拉力传感器A、B，传感器的挂
钧系着轻绳，轻绳的另一端系在一起形成结点O，且O点在刻度盘的圆心。在O点挂上重
G＝5.00N的钩码，记录A、B的示数 、 和轻绳与竖直方向的夹角 、 ，用力的图示
法验证力的平行四边形定则。
（1）当 、 ， 、 时，请在图乙中用力的图示法作图，
画出两绳拉力的合力F，并求出合力F＝___________N。（结果保留三位有效数字）
（2）在实验中，某位同学将传感器A固定在一个位置后，再将传感器B从竖直位置的P点
缓慢顺时针旋转，得到了如图丙所示的 - 图象，由图丙可知传感器A所处位置的角度
________，当传感器A的示数最大时 _________【答案】 5.80 30 90
【解析】
° °
（1）[1]做出两绳拉力的合力F如图；求得的合力为F=5.80N
（2）[2][3]由于可知当θ=0时F=F=5N，θ=60 时此时F 最小值为F=2.5N，则此时两个
2 2 2 2 2
分力FF 是垂直的，则
1 2 °
即
θ=30
1
根据实验装置图可知，当传感器B顺时针旋转90 时传感器A的示数最大，此时θ=90
° 2
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．（2021·河南·商丘市柘城县行知高级中学高三期中）如图所示，物块的质量 ，
细绳一端与物块相连，另一增绕过光滑的轻质定滑轮，当质量为 的人用
的力竖直向下拉绳子时，滑轮左侧细绳与水平方向的夹角为 ，物体在水平面上保特静
止，（已知 ，g取 ），求：
（1）人对地面的压力大小；
（2）物块对地面的弹力大小和摩擦力大小；
（3）细绳对滑轮的压力大小和方向。
【答案】（1） ；（2） ， ；（3） ，与竖直方向
成18.5°斜向左下方
【解析】
（1）人受重力、拉力和支持力，根据平衡条件，有根据牛顿第三定律可知人对地面的压力大小为
（2）物体受力如图
设地面对物体的弹力大小为N，地面对物体的摩擦力大小为f，由共点力平衡条件有，竖直
方向上有
代入数据得
水平方向上有
根据牛顿第三定律可知，物块对地面的弹力大小和摩擦力大小分别为
（3）细绳对滑轮的压力大小等于两边绳子拉力的合力，在水平方向上
方向为水平向左。竖直方向上
方向为竖直向下。因此细绳对滑轮的压力大小为
设 与竖直方向夹角为 ，则
因此
即细绳对滑轮的压力方向与竖直方向成18.5°斜向左下方。
16．（2021·重庆市朝阳中学高三开学考试）如图小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光
滑斜面上，设小球质量m，斜面倾角 ，悬线与竖直方向夹角 ，光滑斜面的质量为 ，置于粗糙水平面上，重力加速度为g。求：
（1）当斜面体静止时，悬线对小球拉力大小；
（2）当斜面体静止时，地面对斜面的摩擦力的大小和方向。
（3） 若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小的拉力的大小。
【答案】（1） ；（2） ，方向水平向左；（3）
【解析】
（1）设支持力为F，绳子的拉力为T，则
可得
（2）以小球和斜面的整体为研究对象，则
方向水平向左；
（3）要能够把小球拉离斜面，当所用的拉力与绳子垂直斜向左上方时，根据平衡条件可得
拉力的最小值为
F =mgsin30°= mg
min
17．（2021·重庆市求精中学校高三模拟）如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，
当斜面倾角为 时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F、方向水平向右的恒力，
物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某
一临界角θ 时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，求：
0
（1）物体与斜面间的动摩擦因数；
（2）水平向右的恒力F的大小；
（3）这一临界角θ 的大小。
0【答案】（1） （2） （3）60°
【解析】
（1）斜面倾角为 时，物体恰能匀速下滑，满足
解得
（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件
解得
当 时
（3）若物体不能沿斜面上滑，则需满足
由上式可知，若
则F→∞物体也不能上滑，即不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行。引入辅
助角 ，上述方程可表示为
又因为
所以
故临界角
18．（2022·北京市第四十三中学高三期中）如图1，一杂技演员利用动滑轮让自己悬挂在
细绳的最低点以完成各种杂技表演。绳子两端分别固定在两根竖直杆上的a、b两点，绳子
的质量可忽略不计，绳子不可伸长。已知杂技演员的质量为m，重力加速度为g。当杂技演员静止不动时，绳与水平方向夹角为α。不计动滑轮重力和动滑轮与绳间的摩擦。
（1）若保持绳子a端、b端在杆上位置不变，将右侧杆向左缓慢平移到虚线位置，使两杆
之间的距离减小。请分析判断此过程中：
①夹角α大小的变化情况，并画出杆在虚线位置时，绳子和杂技演员的位置分布图景；
②两绳上张力F的合力的变化情况；
③每根绳子上张力F大小的变化情况；
（2）若保持杆不动，将绳的右端缓慢上移到b′位置，请分析判断此过程中：
①夹角α大小的变化情况，并画出绳的右端在b′位置时，绳子和杂技演员的位置分布图景；
②两绳上张力F的合力的变化情况；
③每根绳子上张力F大小的变化情况。
【答案】（1）①夹角α变大， ；②两绳上张力F的
合力保持不变；③每根绳子上张力F变小；（2）①夹角α不变；
；②两绳上张力F的合力保持不变；③每根绳子上张
力F不变
【解析】
（1）①如图所示由于滑轮与绳子间没有摩擦力，所以两边绳子与水平方向的夹角应该相等。设改变前两边
绳子的长度分别为L、L，绳子与水平方向的夹角为α，两杆之间的水平距离为x；改变后
1 2
两边绳子的长度分别为L′、L′，绳子与水平方向的夹角为α′，两杆之间的水平距离为x′。
1 2
则有
， ，
因
所以
即夹角α变大。
②由力的平衡可知，两绳上张力F的合力等于杂技演员的重力，保持不变。
③由力的平衡可知，每根绳子上的张力F大小相等。设改变前每根绳子上的张力为F，改
变后每根绳子上的张力为F′。则有
因夹角变大，则每根绳子上张力F变小。
（2）①如图所示
由于滑轮与绳子间没有摩擦力，所以两边绳子与水平方向的夹角应该相等。设改变前两边
绳子的长度分别为L、L，绳子与水平方向的夹角为α，两杆之间的水平距离为x；改变后
1 2
两边绳子的长度分别为L′、L′，绳子与水平方向的夹角为α′，两杆之间的水平距离为x′，
1 2
则有
， ，因
则
即夹角α保持不变。
②由力的平衡可知，两绳上张力F的合力等于杂技演员的重力，保持不变。
③由力的平衡可知，每根绳子上的张力F大小相等。设改变前每根绳子上的张力为F，改
变后每根绳子上的张力为F′。则有
因夹角α保持不变，则每根绳子上张力F不变。
