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第二章 相互作用
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡
皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题，共40 分)
一、单项选择题(本题共4 小题，每小题4 分，共16 分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符
合题意；选对的得4 分，错选或不选的得0 分)
1．
年糕是我国很多地方传统的新年应时食品，打年糕时一般需要用木制榔头反复捶打石槽中煮
熟的糯米如图所示。用木制榔头捶打年糕的过程中，放在水平地面上的石槽始终未动，下列说法正确的是
（ ）
A．整个下降过程中榔头始终处于失重状态
B．榔头对年糕的弹力是年糕发生形变引起的
C．年糕凹陷，说明榔头对年糕的打击力大于年糕对榔头的支持力
D．榔头向下打击年糕时，地面对石槽的支持力大于石槽和年糕的总重力
【答案】D
【详解】A．下降过程中，榔头先加速后减速，向下加速过程，加速度向下，处于失重状态，向下减速过
程，加速度向上，处于超重状态，A 错误；
B．榔头对年糕的弹力是榔头发生形变引起的，B 错误；
C．由牛顿第三定律，榔头对年糕的打击力等于年糕对榔头的支持力，C 错误；
D．榔头向下打击年糕时，设榔头对年糕的冲击力为
,地面对石槽的支持力为
，石槽和年糕的总重力为
。则有
1
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D 正确。
故选D。
2．我国新开辟的北极航道，将我国至欧洲的航程缩短近3500 公里，降低15%-30%燃油成本，打破对传统
咽喉要道的依赖，被称作“冰上丝绸之路”。有一种破冰方式：坚固的破冰船滑上冰层借助自身重力破冰。
在船头相对冰层向上滑动时，船头对冰层的作用力方向，可能是（ ）
A．a
B．b
C．c
D．d
【答案】B
【详解】冰层受到船头压力垂直于冰面向下，摩擦力沿着冰面向上，根据平行四边形定则可知，这两个力
的合力方向可能是b。
故选B。
3．（2025·福建·高考真题）如图所示，山崖上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力是F1，当受到
一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动石的作用力是F2，以下说法正确的是（ ）
A．F2大于F1
B．F1大于F2
C．F1等于F2
D．F1和F2大小关系与风力大小有关
【答案】A
【详解】无风时，地面对风动石的作用力方向竖直向上，与重力平衡，大小为
当受到一个水平风力时，地面对风动石的作用力与竖直向下的重力及水平方向的风力F，三力平衡
2
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根据平衡条件可知，地面对风动石的作用力大小为
，故F2大于F1。
故选A。
4.如图所示，两个光滑的定滑轮（大小可忽略）分别置于同一水平线上的A 点和B 点，结点为C 的三根细
线分别与质量为
、
、
的物块相连，其中与质量为
、
的物块相连的细线分别跨过两个定滑轮。
系统静止时，
。则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】以结点C 为研究对象进行受力分析，三个力组成闭合的适量三角形，如图所示
由几何关系可得
，
，
所以
由此可得
3
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故选C。
二、多项选择题(本题共4 小题，每小题6 分，共24 分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合
题意，全部选对的得6 分，选对而不全的得3 分，错选或不选的得0 分)
5．如图所示，某同学用胶棉拖把擦黑板，拖把由拖杆和拖把头构成。设某拖把头的质量为
，拖杆质量
可忽略，拖把头与黑板之间的动摩擦因数为
，重力加速度为
。该同学用沿拖杆方向的力
推拖把，让
拖把头在竖直面内的照板上匀速移动，此过程拖杆与竖直方向的夹角为
。则（ ）
A．黑板受到的压力
B．拖把对黑板的摩擦力
C．下推时的推力
D．上推时的推力
【答案】AC
【详解】AB．根据题意，对拖把头受力分析，水平方向由平衡条件有
由牛顿第三定律可知，黑板受到的压力
拖把对黑板的摩擦力
，故A 正确，B 错误；
CD．根据题意，对拖把头受力分析，下推时，由平衡条件有
解得
4
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上推时，由平衡条件有
解得
，故C 正确，D 错误。
故选AC。
6．为研究球鞋的防滑性能，某同学将球鞋置于斜面上，逐渐增大斜面倾角，当球鞋刚好开始滑动时，斜
面倾角等于
。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知。
．下列说法正确的是
（ ）
A．球鞋与斜面间的动摩擦因数为0.75
B．在球鞋滑动前，增大斜面倾角时，球鞋对斜面的压力减小
C．在鞋内放置重物，逐渐增大斜面倾角，当球鞋刚好开始滑动时，斜面倾角大于
D．斜面倾角为
时，轻推球鞋使球鞋获得初速度沿斜面匀速下滑，此时地面对斜面有向左的滑动摩
擦力
【答案】AB
【详解】A．由平衡可知
可得球鞋与斜面间的动摩擦因数为
μ=0.75
选项A 正确；
B．在球鞋滑动前，球鞋对斜面的压力
增大斜面倾角时，球鞋对斜面的压力减小，选项B 正确；
C．在鞋内放置重物，逐渐增大斜面倾角，当球鞋刚好开始滑动时，则
可得斜面倾角
5
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α=37°
选项C 错误；
D．斜面倾角为
时，当不施加力时鞋子对斜面的摩擦力
对斜面的压力
两个力的合力竖直向下，可知此时地面对斜面体无摩擦力作用；轻推球鞋使球鞋获得初速度沿斜面匀速下
滑，斜面受力并未发生变化，则地面对斜面体仍无摩擦力作用，故D 错误。
故选AB。
7.某物理兴趣小组为了模拟机器人“手臂”，制作了如图所示装置，A、B 类似于人手臂的关节，能在竖直
面内自由转动，前臂BC 末端系一重物和一轻绳，轻绳另一端跨过滑轮牵拉前臂。初始时，关节A、B 均锁
定，前臂BC 水平。小组成员解除关节A 的锁定，通过拉绳缓慢提升重物，上臂AB 转过60°。不计“手
臂”重力及一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳CD 拉力一直减小
B．绳CD 拉力先增大后减小
C．前臂BC 受到的压力大小不变
D．前臂BC 受到的压力先减小后增大
【答案】AC
【详解】AB．对C 点受力分析，沿轻绳的拉力T，竖直向下大小为重物重力的拉力mg，沿AC 方向由A 指
向C 的支持力N，如图
6
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根据三力平衡的特点可知力的三角形与边的三角形相似，有
依题意，上臂AB 转过60°过程中，
保持不变，
减小。可知绳CD 拉力减小。故B 错误；
CD．同理，可得
上臂AB 转过60°过程中，
保持不变，
大小也保持不变。可知前臂BC 对C 点的支持力的大小不变。
根据牛顿第三定律可知，前臂BC 受到的压力大小不变。故C 正确；D 错误。
故选AC。
8．如图所示为内燃机中轻质活塞和曲柄连杆结构的示意图和简图。汽缸内高压气体推动活塞使其往复运
动，某时刻活塞的速度为
，连杆AO 与活塞轴线BO 垂直，汽缸中高压气体及外部大气对活塞作用力的
合力大小为F，已知
，不计一切摩擦，则此刻（ ）
A．活塞对连杆AB 的作用力为2F
B．汽缸壁对活塞的作用力为
7
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C．连杆AB 的A 端沿连杆AB 方向的线速度为
D．连杆OA 的A 端绕O 点转动的线速度为
【答案】BD
【详解】AB．连杆AO 与活塞轴线BO 垂直时，由几何关系可知BA 与BO 之间的夹角
由于是轻质活塞，所以活塞所受合外力为零，活塞受连杆AB 对其的推力
、汽缸壁对其的弹力
和高压
气体及外部大气对活塞的作用力作用，如图所示
根据平衡条件可得
解得
故A 错误，B 正确；
CD．
沿连杆AB 方向和垂直于连杆AB 方向分解，如图所示
8
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沿连杆AB 方向的速度
连杆OA 的A 端绕O 转动的线速度
故C 错误，D 正确。
故选BD.
第Ⅱ卷(非选择题，共60 分)
三、填空题(本题共3 小题，共9 分)
9．(3 分)如图，拖把由拖杆和拖把头构成。某拖把头的质量为m，忽略拖杆质量。沿拖杆方向推拖把，使
之在水平地板上匀速移动，已知拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，若拖杆与竖直方
向的夹角为θ，则推拖把的力为 （用题中所给符号表示）；若用大小恒定的力沿杆方向推拖把头，
但未推动拖把，逐渐减小θ 的过程中，地面对拖把头作用力 （填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】
增大
【详解】[1]对拖把头进行受力分析，如图所示
9
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根据受力分析有
，
，
综合解得
[2]若用大小恒定的力沿杆方向推拖把头，但未推动拖把，即受力平衡，则
，
可知
可知，在逐渐减小θ 的过程中，地面对拖把头作用力会增大。
10．(3 分)如图所示，滑块B 在外力F 作用下沿木板A 向右滑动，木板A 静止在地面上。已知木板A 的质量
为
，滑块B 的质量为
，A、B 间与地面间的动摩擦因数均为
，重力加速度为g，则在B 滑动过程中，
B 受到的摩擦力大小为 ；木块A 受到地面的摩擦力的大小为 、方向为
（选填“向左”或者“向右”）。
【答案】 μm2g μm2g 向左
【详解】[1]滑块B 在外力F 作用下沿木板A 向右滑动，在B 滑动过程中，B 受到的摩擦力大小为
fB=μm2g
[2][3]根据力的作用是相互的，所以B 对A 的摩擦力大小为
f1=fB=μm2g
方向向右；
木板A 静止在地面上，根据平衡条件得
f1=fA
10
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解得木块A 受到地面的摩擦力的大小为
fA=μm2g
方向向左。
11.(3 分)将4 个质量均为m、形状相同的木块依次排列用工具夹夹住，编号如图所示。若一起竖直向上匀
速提起，则此过程中木块3 对木块4 的摩擦力大小为 ；若一起竖直向上匀加速提起，则此过程中木
块2 对木块3 的摩擦力大小为 （重力加速度为g，不计空气阻力）
【答案】
0
【详解】[1]对4 个木块整体根据平衡条件得，工具夹对木块1 和木块4 的摩擦力均为2mg，对木块4 根据
平衡条件得，木块3 对木块4 的摩擦力大小为mg，方向向下；
[2]设加速度为a，木块2 对木块3 的摩擦力为f23，工具夹对木块1 和对木块4 的摩擦力相等，设为f4，对4
个木块整体根据牛顿第二定律得
对木块3 和木块4 根据牛顿第二定律得
解得
四、实验题(本题共2 小题，共16 分)
12.(8 分)关于“研究共点力的合成规律”的实验，请回答下列问题：
(1)在实验中我们采用的研究方法是_______（填字母）。
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A．等效替代法
B．理想实验法
C．理想模型法
D．控制变量法
(2)某同学做实验时有一个弹簧秤的示数如图乙所示，其读数为 N。
(3)某同学完成实验后得到的图形如图丙所示，在所画的“F”与“F' ”中，由一个弹簧测力计拉橡皮筋得到
的力是 。
(4)小李同学用如图丁所示的装置来做实验，三根绳套系在同一个节点O 处，用弹簧测力计A 和B 将重物M
悬挂起来，实验装置在同一竖直面内。在实验中利用弹簧测力计A 和B 测出两个拉力
的大小，
的方向沿细绳方向；接着只用弹簧测力计B 单独测量合力F 的大小，必须保证_______（填字母）。
A．O 点位置不变
B．悬挂的重物质量M 不变
C．悬挂的重物保持平衡
D．弹簧测力计示数为
大小之和
【答案】(1)A
(2)2.20
(3)F
(4)BC
【详解】（1）本实验采用的方法是等效替代法。
（2）由图乙可知，弹簧秤分度最小值是0.1N，故读数为2.20N。
（3）由图丙可知，F 是一个弹簧测力计拉橡皮筋的力，
是根据平行四边形定则作出的理论值。
（4）AB．在竖直面内通过悬挂重物验证力的平行四边形定则，因重物所受的重力大小和方向恒定，与它
等大反向的力即为两个弹簧秤拉力的合力，故同一次实验合力大小和方向一定，则O 点的位置可以变动，
只需要满足悬挂的重物质量M 不变即可，故A 错误，B 正确；
C．为了保证效果相同，需要重物的合力为零，则需悬挂的重物保持平衡，故C 正确；
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D．根据平行四边形法则可知，一个弹簧测力计的示数应为
的矢量之和，故D 错误。
故选BC。
13.(8 分)某同学用图甲装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。
(1)图示实验装置中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的
，（选填“上端”或“下端”）对齐；不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度
L0= cm。
(2)改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m 及弹簧的长度L，根据F=mg 求得弹
力（g 为重力加速度大小），根据x=L-L0。求出弹簧伸长量，根据求得的多组F、x 作F-x 图像，如图丙所
示。由图像可求得出弹簧的劲度系数为k= N/m（保留一位小数）。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略，不可视为轻质弹簧，若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂
时，弹簧呈现的形态如下图中的___________。
A．
B．
C．
【答案】(1) 上端 15.06
(2)312.5
(3)B
【详解】（1）[1]为了方便测出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的上端对齐；
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[2]由图乙可知,该刻度尺的最小分度值为lmm，则弹簧的长度L0=15.06cm
（2）根据胡克定律
可知，图像的斜率表示劲度系数，由图可得弹簧的劲度系数为
（3）当弹簧自身受到的重力相对其弹力较大时，如果把弹簧竖直县挂，则越靠近县挂点处的弹簧部位受
到下面部分的拉力越大，拉伸越明显；越靠近下端的弹簧部位受到下面部分的拉力越小，拉伸也就越小。
故AC 错误，B 正确。
故选B。
五、计算题(本题共3 小题，共35 分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
14．(9 分)如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块A 和悬挂的物体B 均处于静止状态。轻绳AO 绕过光滑
的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO 的上端连接于O 点，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC 段与竖直
方向的夹角θ=53°，斜面倾角α=37°，物块A 和B 的质量分别为mA=12kg、mB=3kg，弹簧的劲度系数
k=400N/m（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2），求：
(1)弹簧的伸长量x；
(2)物块A 受到的摩擦力。
【答案】(1)
(2)
，方向沿斜面向上
【详解】（1）根据题意，对结点O 受力分析，设弹簧的弹力为T，绳子的拉力为F，由平衡条件有
，
代入数据解得
由胡克定律可得，弹簧的伸长量
14
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（2）由于
则物块A 有沿斜面向下的运动趋势，受斜面沿斜面向上的静摩擦力，由平衡条件可得，物块A 受到的摩擦
力大小为
方向沿斜面向上。
15．(12 分)如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为
的圆环，地面上放
一质量为
的物块，物块与地面间的动摩擦因数为
，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳
相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为
，
。认为物块与地面间的最大静摩
擦力等于滑动摩擦力，且
，
，
，整个系统处于静止状态，求此时：
(1)绳子拉力大小；
(2)物块对地面的压力和摩擦力的大小；
(3)若m、M 大小可调，为保持系统的平衡，求
满足的范围。
【答案】(1)5N
(2)压力大小是22N，摩擦力的大小是4N
(3)
【详解】（1）圆环静止处于平衡状态，在竖直方向，由平衡条件得：
代入数据解得，绳子拉力大小：
15
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（2）物块M 静止处于平衡状态，由平衡条件得：
水平方向：
竖直方向：
代入数据解得：
，
（3）m、M 大小可调，以圆环为研究对象，可知绳子的拉力大小
对物块M，由平衡条件得：
竖直方向：
水平方向：
系统保持静止，则
解得：
代入数据解得：
16．(14 分)如图所示，质量为M 上表面光滑的半圆柱体P 放置于水平面上，一根轻质细线跨过大小可忽略
的光滑定滑轮
，一端和置于P 上的小球A（可视为质点）连结，另一端系在天花板上的
点，光滑的质
量不计的小动滑轮
置于
、
之间的细线上，下面通过轻质细绳挂着质量为m 的小球B。已知半圆柱
体P 及两小球A、B 均处于静止状态，定滑轮
在半圆柱体圆心O 的正上方，
与竖直方向成30°。
长度与半圆柱体半径相等，细线与天花板之间的夹角为37°，重力加速度为g，
，求
（1）小球A 的质量；
（2）圆柱体P 对水平面的摩擦力和压力大小。
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【答案】（1）
；（2）
，Mg+
【详解】（1）同一根细线上的拉力大小相等，设细线拉力大小为T，对小动滑轮O3和小球B 整体进行受
力分析，如图甲所示，根据平衡条件得
2Tsin37°= mg
解得
对小球 A，受力分析如图乙所示，根据平衡条件得
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FNA=T
（FNA+T）cos30°=mAg
解得
mA=
（2）对小球 A 和半圆柱体P 整体受力分析，如图丙所示，设P 受到摩擦力为f，支持力为FN，根据平衡条
件得
f = Tsin30°
FN+T cos30°=(M+ mA)g
解得
f=
FN=Mg+
由牛顿第三定律可得，P 对水平面的摩擦力和压力大小分别为
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f′=
，F′N= Mg+
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