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综合测试02 相互作用 运动与力的关系
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、
学号填写在试卷上。
2．回答第I 卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II 卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48 分）
一、选择题（共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1-8 题只有一项符合题目
要求，第9-12 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。）
1．随着瑜伽的普及，人们开始逐渐喜欢并认可了这一健身运动.某瑜伽运动员以如图所示的姿势保持身体
平衡在水平地面上，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员一定受到摩擦力
B．运动员受到的支持力和重力是一对平衡力
C．运动员所受支持力就是重力
D．运动员受到的支持力是由于手掌形变产生的
【答案】B
【详解】A．运动员以题图所示的姿势在水平地面上，处于平衡状态，在水平方向没有相对运动，也没有
相对运动的趋势，因此不受摩擦力的作用，故A 错误；
B．运动员受到的支持力和重力大小相等，方向相反，是一对平衡力，故B 正确；
C．运动员所受的支持力是水平地面的形变产生的作用，重力是地球的吸引力产生，因此所受支持力不是
重力，故C 错误；
D．运动员受到的支持力是由于水平地面的形变产生的，故D 错误。
故选B。
2．《考工记》是春秋战国时期齐国人的一部科技著作，是古代手工技术规范的汇集。其中的《辀人篇》
中记载：“劝登马力，马力既竭，辀尤能一取焉。”意思是：马拉车的时候，马停止用力了，车还能前进
一段距离，这是世界上对惯性现象的最早论述。下列说法正确的是（ ）
1
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A．马停止用力，车在短时间内还受到向前拉力，所以还能继续前进一段距离
B．马停止用力，由于车的惯性，所以车仍能继续前进一段距离才停下来
C．车停下来的过程中，随着速度逐渐减小，车的惯性也逐渐减小
D．车完全停下来后，处于平衡状态，根据牛顿第一定律，车不受任何外力的作用
【答案】B
【详解】A．马停止用力，车就不再受到向前拉力作用，由于车的惯性，所以车还能继续前进一段距离，A
错误；
B．马停止用力，由于车的惯性，所以车仍能继续前进一段距离才停下来，B 正确；
C．质量是惯性的唯一的量度，因此车停下来的过程中，随着速度逐渐减小，可车的质量不变，车的惯性
大小不变，C 错误；
D．车完全停下来后，处于平衡状态，车只是在运动的方向上不受力作用，可在竖直方向上，车仍受到重
力与地面的支持力的作用，这两个力大小相等方向相反，合力是零，D 错误。
故选B。
3．一些巧妙的工业设计能极大地为人们的生活提供便利。如图是竖直放置的某款可调角度的简便磨刀器，
该磨刀器左右两侧对称，通过调整磨刀角度可以使该磨刀器的两侧面与刀片尖端的两侧面紧密贴合，就可
以轻松满足家庭日常的各种磨刀需求。关于在使用磨刀器的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．向后轻拉刀具，磨刀器受到的摩擦力向前
B．若水平匀速向后拉动刀具，则磨刀器对刀具的作用力竖直向上
C．加速后拉刀具，刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力
D．对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时，磨刀器的夹角越小，越难被拉动
【答案】D
【详解】A．磨刀过程中，向后轻拉刀具，刀具受到的摩擦力的合力向前，根据牛顿第三定律，磨刀器受
到的摩擦力向后，故A 错误；
B．若水平匀速向后拉动刀具，从两个方向看，受力分析如图示
2
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磨刀器对刀具的作用力是指两个接触面的支持力与摩擦力的合力，方向应向前方偏上，故B 错误；
C．根据牛顿第三定律可知，刀具受到的摩擦力等于磨刀器受到的摩擦力，故C 错误；
D．刀具对磨刀器正压力的两分力夹角应为磨口角的补角，故磨刀器的夹角越小，正压力的两分力夹角越
大，当施加相同的正压力时，则两分力越大，故拖动时的滑动摩擦力越大就越难被拉动，故D 正确。
故选D。
4．如图，完全相同的A、B 两物体放在水平面上，且与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，每个物体重G
＝10 N，设物体A、B 与水平面间的最大静摩擦力均为Fmax＝2.5 N，若对A 施加一个向右的由零均匀增大到
6 N 的水平推力F，则A 所受的摩擦力fA随水平推力F 变化的图象正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】①当水平推力F 小于A 与水平面间的最大静摩擦力2.5 N 时，A 受到水平面的静摩擦力作用，随水
平推力的增大而增大，且与水平推力大小相等；
②当水平推力2.5 N<F≤5 N 时，A、B 两物体仍静止，此过程中A 受到的摩擦力为最大静摩擦力2.5 N 不变；
③当水平推力F>5 N 时，A、B 两物体相对水平面滑动，A 物体受滑动摩擦力，大小为
f=μG＝2N
故C 正确，ABD 错误。
5．帆船是人类的伟大发明之一，船员可以通过调节帆面的朝向让帆船逆风行驶，如图所示为帆船逆风行
驶时的简化示意图，此时风力
方向与帆面的夹角
，航向与帆面的夹角
，风力在垂
直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶。已知
，则帆船在沿航向方向获得的动力为（ ）
3
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A．200N
B．400N
C．600N
D．800N
【答案】C
【详解】对风力
在沿着帆面和垂直于帆面方向进行分解，根据力的平行四边形法则可得其垂直于帆面的
分力
再对垂直作用于帆面上的风力
沿帆船航向方向和垂直航向方向进行分解，则帆
船在沿航向方向获得的动力为
故选C。
6．如图所示，夏日的风中，有四个固定连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状态，此时悬挂最上面灯笼
的绳子与竖直方向的夹角为
，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4，每个灯笼质量均为
，假设每
个灯笼所受的风力大小均为
，重力加速度为
，则下列说法正确的是（ ）
A．每根绳与竖直方向的夹角均不相同
B．四个灯笼所受到的风力之和可能等于
C．2 号灯笼与3 号灯笼之间的作用力大小等于
D．3 号、4 号灯笼之间的作用力为
【答案】B
【详解】A．对4 个灯笼的组成的整体受力分析可知
对下面的n 个灯笼（n<4）组成的整体分析
可知
可知
即每根绳与竖直方向的夹角均相同，故A 错误；
B．根据
可知当
时四个灯笼所受到的风力之和等于
，故B 正确；
C．2 号灯笼与3 号灯笼之间的作用力等于
故C 错误；
D．对4 号灯笼受力分析可知，3 号、4 号灯笼之间的作用力为
故D 错误。故选B。
4
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7．如图所示，跨过光滑定滑轮的轻绳a 一端竖直悬挂物块A，另一端与轻绳b 拴接于O 点，b 的另一端连
接水平地面上的物块B 且竖直，用与水平方向成
角的力F 作用在O 点，两物块均静止，两绳各部分均伸
直，且定滑轮右侧的轻绳a 与竖直方向的夹角也为
。现将F 从图示的位置顺时针缓慢转动
的过程中
（结点O 的位置始终保持不变），下列说法正确的是（ ）
A．轻绳a 上的拉力逐渐增大
B．轻绳b 上的拉力逐渐增大
C．力F 先减小后增大
D．物块B 对地面的压力逐渐减小
【答案】C
【详解】A．轻绳
上拉力始终等于物块
的重力，大小不变，故A 错误；
BCD．对
点受力分析，如图所示
由矢量三角形可知，
从图中所示的状态顺时针转动
的过程中，力
先减小后增大，轻绳
的拉力减
小，则物块B 对地面的压力增大，故C 正确，BD 错误。
故选C。
8．2024 年4 月25 日晚，神舟18 号载人飞船成功发射，在飞船竖直升空过程中，整流罩按原计划顺利脱
落。整流罩脱落后受空气阻力与速度大小成正比，它的
图像正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】空气阻力与速度大小成正比，设空气阻力为
上升阶段由牛顿第二定律
随着速度
5
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的减小，加速度逐渐减小，上升阶段做加速度逐渐减小的减速运动。在最高点加速度为
下降阶段由
牛顿第二定律
随着速度的增大，加速度继续减小，下降阶段做加速度逐渐减小的加速运动。
故选A。
9．如图甲所示，平行于倾角为
固定斜面向上的拉力
使小物块沿斜面向上运动，运动过程中加速
与
的关系如图乙。图线的斜率为
，与
轴交点坐标为，与
轴交点为
。由图可知（ ）
A．小物块的质量对
B．小物块的质量为
C．摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为
D．摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为
【答案】BD
【详解】以物块为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
结合
图
像可得
，
可知小物块的质量为
摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为
故选BD。
10．某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度
随时间的变化曲线如图所示，
、
、
、
为曲线上的点，
、
段可视为两段直线，其方程分别为
和
，无人机及其载物
的总质量为
，取竖直向上为正方向。则（ ）
A．
段无人机的速度大小为
B．
段无人机的货物处于失重状态
C．
段无人机处于超重状态
D．
段无人机处于失重状态机
【答案】AB
【详解】AC．根据
图像中斜率表示速度，由
直线方程可知，
段无人机做匀速直线运动，速度
6
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大小为
，
段无人机处于平衡状态，故C 错误，A 正确；
B．根据
图像中斜率表示速度，由图可知，无人机先向上做减速运动，然后向下做加速运动，则无人
机在
段具有向下的加速度，处于失重状态，故B 正确；
D．根据
图像中斜率表示速度，由
直线方程可知，
段无人机做匀速直线运动，处于平衡状态，
故D 错误。
故选AB。
11．如图所示，静止的倾斜传送带的倾角
，两传动轮间的皮带长L=4.35m，且两传动轮的大小可不
计，在传送带的底端静置一物块，物块与传送带间的动摩擦因数
。现给物块沿传送带向上的初速度
的同时，让传送带以加速度
顺时针启动，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度
g 取
。则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块一直做匀减速直线运动
B．物块运动的最小速度为1m/s
C．物块运动到传送带顶端时的速度大小为1.6m/s
D．物块从传送带底端运动到顶端所经历的时间为2.5s
【答案】CD
【详解】设经过时间
物块与传送带达到共速
，则有
对物块有
，
联立方程可解得
，
，
假设共速后物块与皮带相对静止一起
加速，有
解得
可见共速后，物块相对皮带会继续发生相对运动，故此后物块将做加速运动。设物块运动到传送带顶端时
的速度大小为v，则对物块有
，
，
联立方程可解得
，
可知物块先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动，运动的最小速度为
，运
动到传送带顶端时的速度大小为
，从传送带底端运动到顶端所用的时间为
综合以上分
析，故选CD。
12．如图所示，一轻弹簧放在倾角
且足够长的光滑斜面上，下端固定在斜面底端的挡板上，上端与
放在斜面上的物块A 连接，物块B 与物块A（质量均为m，且均可视为质点）叠放在斜面上且保持静止，
现用大小为
的恒力平行于斜面向上拉物块B。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，重
力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
7
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A．刚施加恒力的瞬间，物块B 的加速度大小为
B．刚施加恒力的瞬间，物块A 给物块B 的弹力大小为
C．物块B 与物块A 分离的瞬间，弹簧的弹力大小为
D．物块B 从开始运动到与物块A 分离的过程中，运动的距离为
【答案】AC
【详解】AB．刚施加恒力的瞬间，对A、B 整体分析，由牛顿第二定律可得
解得
对物块
B 分析，设刚施加恒力的瞬间，物块A 给物块B 的弹力大小为
，由牛顿第二定律有
解得
故A 正确，B 错误；
C．物块A 与物块B 分离瞬间，物块A 对物块B 的弹力恰好为零，此时刻二者加速度相同，则对B 由牛顿第
二定律有
解得
即此时B 的速度达到最大值，而对A 由牛顿第二定律有
解得
此时A 速度同样达到了最大值，故C 正确；
D．未施加恒力时，A、B 整体处于静止状态，根据平衡条件有
解得
当A、B 分离瞬
间，根据胡克定律有
解得
由此可知，物块B 从开始运动到与物块A 分离的过程中，运动
的距离为
故D 错误。故选AC。
第II 卷（非选择题 共52 分）
二、实验题（满分14 分）
13．某同学采用自制弹簧测力计，其弹力与弹簧长度的关系图像如图所示，做“探究共点力合成的规律”
实验。
8
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（1）用来制作弹簧测力计的弹簧有两种型号，则选用 型号弹簧做测力计精确度高；
（2）该同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡
皮条与细绳的结点，
和
为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
①按照正常实验操作，图乙中的F 与
两力中，方向一定沿
方向的是 ；
②某同学认为在此过程中必须注意以下几项其中正确的是 （填入相应的字母）
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
【答案】 b
DE/ED
【详解】（1）[1]图像的斜率表示弹簧的劲度系数，可知b 型号的弹簧劲度系数比a 的小。弹簧测力计精确
度取决于弹簧测力计的分度值，分度值越小精确度越高，由于b 型号的弹簧劲度系数比a 的小，当受到相
同拉力时b 型号的弹簧伸长量大，b 型号的弹簧制作的测力计的相邻两条刻度线之间的距离表示的力小，
精度更高。
（2）①[2]图乙中的F 与
中，F 是由平行四边形得出的，而
是通过实验方法得出的，其方向一定与橡
皮筋的方向相同，一定与
共线的是
。
②[3] A．实验时，为了便于确定两分力的方向，两根细绳应适当长一些，但不需要一定等长，故A 错误；
B．弹簧OA 显示的是OB、OC 的合力，不需要确保与两绳夹角的平分线在同一直线上。故B 错误；
C．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意拉力不能太大,不能超过弹簧的弹性限度，不需要使两个弹簧秤的
读数一定相等，故C 错误；
D．为了确保作图时，弹簧弹力大小的准确性，减小误差，在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平
行，故D 正确；
9
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E．为了确保分力与合力的效果相同，在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将弹簧OA 的另一端拉到用一个弹
簧秤拉时记下的位置，故E 正确。
故选DE。
14．某同学设计了如图甲所示的实验装置，该装置既可以验证牛顿第二定律，也可以测量凹形滑块的质量
与当地的重力加速度，实验器材有加速度传感器、质量已知的钩码、木板（左端带定滑轮）、轻质细线。
实验步骤如下：
①调节滑轮使细线与木板平行，然后调整木板的倾角来平衡木板对滑块的摩擦力；
②挂上钩码，由静止释放滑块，记录加速度传感器的示数以及相应的钩码质量；
③改变悬挂钩码的个数，重复步骤②，得到多组加速度a 与相应悬挂的钩码总质量M
④画出
的函数关系图像如图乙所示。
回答下列问题：
(1)在平衡木板对滑块的摩擦力时 （填“需要”或“不需要”）在细线的下端挂上钩码，本实验
（填“需要”或“不需要”）滑块的质量远大于所悬挂钩码的质量。
(2)设当地的重力加速度为g，滑块的质量为m，写出图乙的函数表达式 （用g、m、M、a 来表
示）。
(3)由图乙可得
（用b 来表示），
（用b、c、d 来表示）。
【答案】(1) 不需要 不需要(2)
(3)
【详解】（1）[1]在平衡木板对滑块的摩擦力时不需要在细线的下端挂上钩码，以使得滑块的重力下滑分
力恰好等于摩擦力；
[2]本实验通过传感器读出加速度，数据处理时可以将钩码的质量考虑进去，不需要用钩码的重力代替滑块
所受的合外力，不需要滑块的质量远大于所悬挂钩码的质量。
（2）对整体应用牛顿第二定律可得
变形可得
（3）[1][2]由图乙可得
，
解得
，
三、计算题（满分38 分）
15．在水平道路上行驶的汽车，挡风玻璃与水平面成
，无风的天气里，车辆行驶时，静止在挡风玻
璃上的树叶受到水平方向的空气推力，推力方向与车前进方向相反，大小由车速v 决定，且满足
。
只讨论树叶沿挡风玻璃向下或向上的运动，横向运动可视为静止，已知树叶的质量
10
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，g 取
。
（1）若忽略树叶与挡风玻璃间的摩擦力，求树叶静止在挡风玻璃上时车匀速运动的速度大小
；
（2）若树叶与挡风玻璃间有摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某次经精密测量发现当匀速运动的
车速为
时，原来静止在挡风玻璃上的树叶恰好要开始沿挡风玻璃向上运动，求树叶与挡风玻璃间的
动摩擦因数μ。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）树叶静止时受力平衡，沿玻璃斜面方向有
又
解得
（2）当车速为
时，发现树叶恰好向上运动，此时为临界状态，树叶加速度为0，则
，
，
联立解得
16．如图所示，竖直墙面上有一悬物架，悬物架由三根轻质细杆构成，三根细杆的一端连接到同一顶点
O，另一端分别连接到竖直墙壁上的A、B、C 三个点，O、A、B、C 点处分别是四个可以向各个方向自由
转动的轻质光滑铰链（未画出）。在O 点用轻绳悬挂一个质量为m 的重物，已知AB=AC=BO=CO，
所在的面为水平面，∠BOC=60°，重力加速度为g，求：
（1）OA 杆对墙壁的作用力大小；
（2）OB 杆对墙壁的作用力大小。
【答案】（1）
；（2）
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【详解】（1）O、A、B、C 点处分别是四个可以向各个方向自由转动的轻质光滑铰链，则轻杆作用力方向
只能沿杆，根据几何知识可知△BOC 和△ABC 为全等的正三角形，两三角形所在平面相互垂直，故可知
AO 杆与竖直方向夹角为45°，对O 点，根据竖直方向平衡条件
解得
结合牛顿第
三定律可知OA 杆对墙壁的作用力大小为
（2）对O 点，根据水平方向平衡条件可得OB 和OC 杆合力为
根据力的分解，可知
OB 杆对O 的作用力大小为
结合牛顿第三定律可知OB 杆对墙壁的作用力大小
。
17．中国人民解放军的口号是“首战用我，用我必胜！”为此人民解放军在平时进行刻苦训练。如图为一
名解放军战士在负重训练的过程中，拖着一个质量为
的轮胎，轮胎与水平地面之间的动摩擦因数为
，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度
。不计绳子质量，绳长可自由调节。
（1）当绳子与地面的夹角为
，且刚好能拉动轮胎时，求绳子对轮胎的拉力大小（
，
）；
（2）已知某次解放军战士对轮胎的拉力为
，A、B 两地相距
，为使轮胎从A 处运到B 处，则该
战士用力拉轮胎的最短作用时间是多少？
【答案】（1）240N；（2）9s
【详解】（1）对轮胎恰好被拉动时，受力如图所示
根据受力分析可知
，
，
联立解得
（2）由题意知撤去拉力前轮胎以最大加速度运动，撤去拉力刚好滑行停在B 处时，战士拉轮胎时间最短。
设拉力与地面的夹角为
，其受力如图所示
12
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根据受力分析可知
解得
由数学关系解得最大加
速度为
撤去拉力后减速
解得
设撤去拉力时速度大小为
v，则有
解得
则
解得
。
18．如图所示，长木板C 静置于足够大的光滑水平地面上，C 最左端放置一小物块A，小物块B 在A 右侧
L0=4.5m 处，B 与C 右端的距离足够长。在t=0 时刻，一大小为20N、方向水平向右的恒定推力F 作用于
A，经过一段时间后撤去推力，此时A 与B 恰好发生弹性正碰，碰撞时间极短。已知A 的质量mA=4kg、B 的
质量mB=2kg、C 的质量mC=2kg，A 与C 动摩擦因数
。B 与C 间的动摩擦因数
，最大静摩擦
力等于滑动摩擦力，g 取10m/s2，A、B 均可视为质点。求：
（1）t=0 时A 的加速度大小；
（2）碰前瞬间A、B 的速度大小。
【答案】（1）
；（2）
，
【详解】（1）假设A、B、C 相对静止，且此种情况下共同加速度大小为
，根据牛顿第二定律得
解得
对A 有
解得
则假设不成立；因
此施加推力时，设A 的加速度大小为
，则有
解得
（2）由于
可知A、B 碰撞前，BC 一起运动，对BC 整体有
解得
设从A 开始运动到A 与B 碰撞所经历的施加为
，对A 有
，
对BC 整体有
，
又
联立解得
，
13
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14
