第二章相互作用

質(zhì)量檢測卷

（時間：90分鐘分值：100分）

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每個題目只有一個選項符

合要求，選對得4分，選錯得0分。

1.（2022.陜西?榆林市教育科學(xué)研究所二模）一礦泉水瓶如圖所示，其外殼是由食品級的彈

性塑料制成的。下列說法正確的是（）

A.手輕握礦泉水瓶時外殼發(fā)生的形變?yōu)榉菑椥孕巫?/p>

B.手對礦泉水瓶的作用力是由礦泉水瓶的形變而產(chǎn)生的

C.礦泉水瓶的瓶蓋以及瓶身上的條紋是為了增大最大靜摩擦力

D.礦泉水瓶里的水對瓶底部的作用力與瓶底部對水的作用力是一對平衡力

【答案】C

【解析】

A.手輕握礦泉水瓶時外殼發(fā)生的形變在手離開瓶后還能恢復(fù)原狀，為彈性形變，故A錯

誤；

B.手對礦泉水瓶的作用力是由手的形變而產(chǎn)生的，故B錯誤；

C.礦泉水瓶的瓶蓋以及瓶身上的條紋，增加了瓶蓋和瓶身的粗糙程度，手握瓶時可以增

大最大靜摩擦力，故C正確；

D.礦泉水瓶里的水對瓶底部的作用力與瓶底部對水的作用力是一對相互作用力，故D錯

誤。

故選Co

2.（2022?福建省龍巖第一中學(xué)模擬）木塊A、2的質(zhì)量分別為5kg和6kg,它們與水平地面

之間的動摩擦因數(shù)均為0.25。夾在A、8之間的輕質(zhì)彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)

為400N/m,初始時兩木塊在水平地面上靜止不動。現(xiàn)用與水平方向成60。的拉力P=6N作

用在木塊8上，如圖所示。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取g=10m/s2,則

在力尸作用后（）

A.木塊A所受摩擦力的方向向左B.木塊A所受摩擦力大小是12.5N

C,木塊8所受摩擦力大小是1IND.木塊B所受摩擦力大小是15N

【答案】C

【解析】

最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，所以A受到的最大靜摩擦為

工1A0.25x50=12.5N

2受到的最大靜摩擦為

降=〃％=0.25x60=15N

此時彈簧的彈力為

格=6=4000x0.02=8N

彈簧的彈力的大小小于物體受到的最大靜摩擦力的大小，物體處于靜止狀態(tài)，根據(jù)平衡條

件，A受到的摩擦力大小為8N,方向向右，3受到的摩摩擦力也是8N,方向向左，當(dāng)與

水平方向成60。的拉力

F=6N

作用在木塊2上，假設(shè)物體8仍靜止，則2受到的摩擦力為UN,此時小于最大靜摩擦，

則8仍然靜止，摩擦力方向向左，施加尸后，彈簧的形變量不變，則A受力情況不變，A

受到的摩擦力大小仍為8N,方向向右，C正確。

故選C。

3.(2022?浙江?麗水第二高級中學(xué)高三模擬)某研究小組利用所學(xué)物理知識，研究籃球鞋的

防滑性能。同學(xué)將球鞋置于斜面上，逐漸增大斜面與水平面之間夾角，當(dāng)夾角等于37°

時，籃球鞋恰好開始滑動，設(shè)籃球鞋滑動摩擦力等于其最大靜摩擦力，下列說法正確的是

()

A.需測量籃球鞋質(zhì)量后，才能求得籃球鞋與斜面間動摩擦因數(shù)

B.鞋子與斜面間動摩擦因數(shù)為0.6

C.人穿上鞋子踩在相同材料板上時，壓力增大，動摩擦因數(shù)也會變大

D.籃球鞋開始滑動前，摩擦力隨夾角增大而變大

【答案】D

【解析】

AB.設(shè)鞋子與斜面間動摩擦因數(shù)為〃，由題意可得

mgsin37°=jumgcos37°

解得

3

ju=tan37°=—

故AB錯誤；

C.動摩擦因數(shù)取決于材料表面的粗糙程度，與壓力大小無關(guān)，故C錯誤;

D.籃球鞋開始滑動前，摩擦力大小為

f=mgsin0

即7隨6的增大而變大，故D正確。

故選D。

4.（2022.江蘇?高三學(xué)業(yè)考試）如圖所示，某工人正在修理草坪，推力廠與水平方向成a

角，則推力在水平方向的分力為（）

F

A.FsinaB.FcosaC.------D.-------

sinacosa

【答案】B

【解析】

根據(jù)正交分解法可知，推力尸在水平方向的分力為Fcosao

故選B。

5.（2022?天津河西.高三期中）2018年10月24日港珠澳大橋正式通車它是世界最長的跨海

大橋為香港、澳門、珠海三地提供了一條快捷通道。港珠澳大橋的一部分如圖所示這部分

斜拉橋的一根塔柱兩側(cè)共有8對鋼索每一對鋼索等長。每一條鋼索與塔柱成a角，若不計

鋼索的自重，且每條鋼索承受的拉力為R則該塔柱所承受的拉力為（）

A.-------B.-------C.16/cosaD.8Fcosa

cosacosa

【答案】c

【解析】

由題知，每一條鋼索與塔柱成a角，將每一對鋼索的力/沿豎直方向和水平方向分解，則

水平方向的力相互抵消，豎直方向的力對塔柱有拉力作用，故16條鋼索對塔柱的拉力為

F'=16Fcosa

故選C。

6.（2022?北京大興精華學(xué)校三模）如圖所示，一個質(zhì)量為機的均勻光滑球放在傾角，=30。

的斜面上，并被斜面上一個豎直擋板擋住,處于平衡狀態(tài)，則（）

A.球?qū)π泵娴膲毫Υ笮楹鮩g

B.球?qū)π泵娴膲毫Υ笮?〃zg

C.球?qū)醢宓膲毫Υ笮槿諜CgD.球?qū)醢宓膲毫Υ笮間n7g

【答案】C

【解析】

球受三個力：重力G、擋板對球的支持力B、斜面對球的支持力無。如圖

根據(jù)平衡條件得

r{=mgtanu=mg

尸mg2s/3mg

r-,=------=----------

~cos33

由牛頓第三定律，球體對擋板的壓力大小

月=Fi=—mg

方向水平向左；球體對斜面的壓力的大小

口，口2A/3

F2=Fi=—^mg

方向垂直斜面向下。故C正確，ABD錯誤。

故選Co

7.（2022?安徽?合肥市第六中學(xué)模擬）如圖所示，橫截面為直角三角形的斜劈A與光滑的小

球B放置在水平面與粗糙的豎直墻壁之間，斜劈A的一個底面與墻壁接觸，其斜面緊靠小

球B。水平向右指向球心的力尸作用在B上，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。當(dāng)/減小時，系統(tǒng)仍保

持靜止。則下列說法正確的是（）

A.墻面對斜劈A的摩擦力可能增大

B.斜劈A對豎直墻壁的壓力可能增大

C.斜劈A所受合力減小

D.小球B對地面的壓力一定不變

【答案】A

【解析】

C.當(dāng)產(chǎn)減小時，系統(tǒng)仍保持靜止，所以斜劈A所受合力仍為零，故C錯誤；

B.以整體為研究對象，受力分析如圖1所示，在水平方向上根據(jù)平衡條件可知斜劈A受

到豎直墻壁的支持力FN與尸始終大小相等，則斜劈A對豎直墻壁的壓力減小，故B錯

誤；

圖1

D.對B受力分析如圖2所示，根據(jù)平衡條件，在水平方向有

F=F；sin。

在豎直方向有

F；cosO+〃％g=N

根據(jù)以上兩式可知，因為尸減小，所以竭減小，則N減小，小球B對地面的壓力減小,

故D錯誤；

N

A.對A受力分析如圖3所示，假設(shè)開始時A所受摩擦力豎直向上，則根據(jù)平衡條件有

支sin（9+4=mAg

由于《減小，所以工增大，故A正確。

故選Ao

Ft

圖3

12.（2022?山東日照?三模）如圖所示，輕繩的一端與靜止在斜面上的物塊a相連，另一端

通過滑輪與靜止在彈簧上的容器b相連，不計輕繩與滑輪間的摩擦。現(xiàn)緩慢向容器6中加

水，在物塊。保持靜止狀態(tài)的過程中（）

C.物塊。受到的摩擦力逐漸增大

D.輕繩對滑輪的作用力保持不變

【答案】A

【解析】

AB.由題意，a保持靜止，說明輕繩未移動，6保持靜止，則彈簧彈力不變，對b受力分

析可知，加入水后向下的力增大，則輕繩向上的拉力增大，A正確，B錯誤；

C.。初狀態(tài)平衡，受斜面摩擦力可能沿斜面向下，可能為零，也可能沿斜面向上，所以細

繩拉力增大，摩擦力可能沿斜面向下增大，也可能沿斜面向上減小，c錯誤；

D.兩部分輕繩拉力大小增大，夾角不變，則合力增大，所以對滑輪的作用力增大，D錯

誤。

故選Ao

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題

目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9.（2022?天津?高三期末）如圖所示，木塊。與木塊b疊放在水平地面上，分別受到水平向

右和水平向左、大小均為E的力作用，且保持靜止狀態(tài)，則（）

F

a-------?

A.a對6的摩擦力水平向右B.a對b的摩擦力為零

C.地面對6的摩擦力水平向右D.地面對6的摩擦力為零

【答案】AD

【解析】

AB.對。受力分析，水平方向受到向右的力憶則還受到b對。向左的靜摩擦力，大小

fha=F；則。對b的摩擦力水平向右，大小fab=F,選項A正確，B錯誤；

CD.對整體受力分析，水平方向兩邊的力尸等大反向，則合力為零，則地面對6的摩擦力

為零，選項C錯誤，D正確。

故選AD?

10.（2022?四川?石室中學(xué)三模）卡車沿平直公路運輸質(zhì)量為機的勻質(zhì)圓筒狀工件，將工

件置于兩光滑斜面之間，如圖所示。兩斜面I、II固定在車上，傾角分別為30。和60。，重

力加速度為g,圓筒對斜面I、II壓力的大小分別為耳、F2O則（）

A.當(dāng)卡車勻速行駛時「=*機g

B.當(dāng)卡車勻速行駛時巴

C.卡車安全啟動的最大加速度為6gD.卡車安全剎車的最大加速度為也g

【答案】AD

【解析】

AB.當(dāng)卡車勻速行駛時，圓筒處于平衡狀態(tài)，將重力進行分解如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可得

Ft=mgcos30°=-^-mg

F2=7ngsin3OO=gmg

故A正確，B錯誤；

c.當(dāng)勻質(zhì)圓筒狀工件對斜面n壓力為o時，啟動加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律則有

mgtan300=ma

得

出

a=~S

故C錯誤；

D.當(dāng)勻質(zhì)圓筒狀工件對斜面I壓力為0時，剎車加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律則有

mgtan60=ma

得

a=也g

故D正確。

故選AD?

11.（2021.天津.南開中學(xué)高三模擬）如圖所示為緩慢關(guān)門時（圖中箭頭方向）門鎖的示意

圖，鎖舌尖角為37。，此時彈簧彈力為30N,鎖舌表面較光滑，摩擦不計，已知

sin37°=0.6,cos37°=0.8,則下列說法正確的是（）

A.關(guān)門過程中鎖殼碰鎖舌的彈力逐漸增大

B.關(guān)門過程中鎖殼碰鎖舌的彈力保持不變

C.此時鎖殼碰鎖舌的彈力為40N

D.此時鎖殼碰鎖舌的彈力為50N

【答案】AD

【解析】

AB.關(guān)門時，鎖舌受到鎖殼的作用力，彈簧被壓縮，處于壓縮狀態(tài)，則彈力增大，故A

正確B錯誤；

CD.對鎖舌，受到彈簧彈力，鎖殼的作用力，受力平衡，則有

耳單=尸sin37°

因此

30

F=——=50N

0.6

故C錯誤D正確。

故選AD?

12.（2022?山東?勝利一中模擬）“血沉”是指紅細胞在一定條件下沉降的速度，在醫(yī)學(xué)中具

有重要意義。測量“血沉”可將經(jīng)過處理后的血液放進血沉管內(nèi)，由于有重力以及浮力的作

用，血液中的紅細胞將會下沉，且在下沉的過程中紅細胞還會受到血液的粘滯阻力。已知

紅細胞下落受到血液的粘滯阻力表達式為了=6叼”，其中〃為血液的粘滯系數(shù)，〃為紅細

胞半徑，v為紅細胞運動的速率。設(shè)血沉管豎直放置且足夠深，紅細胞的形狀為球體，若

某血樣中半徑為『的紅細胞，由靜止下沉直到勻速運動的速度為%，紅細胞密度為Pi，血

液的密度為。2。以下說法正確的是（）

A.該紅細胞先做勻加速運動，后做勻速運動

9〃%

B.該紅細胞的半徑可表示為r=

2gsi-⑷

C.若血樣中紅細胞的半徑較大，則紅細胞勻速運動的速度較小

D.若采用國際單位制中的基本單位來表示〃的單位，則其單位為國

m-s

【答案】BD

【解析】

A.下落過程中，紅細胞的速度增大，粘滯阻力增大，合外力逐漸減小，加速度逐漸減

小，該紅細胞先做加速度減小的加速運動，當(dāng)合外力等于零時，紅細胞做勻速運動，A錯

誤;

B.勻速運動的速度為%，根據(jù)受力平衡可得

43A43

g=67trjrvm+p2g--7ir

解得

9〃%

2g（01一夕2）

B正確；

C.紅細胞勻速運動的速度%與紅細胞的半徑r的關(guān)系式為

r=9〃%

Y2g（g-0）

可得

”_2g（月-2）/

Vm-Z

9〃

可知血樣中紅細胞的半徑較大時，則紅細胞勻速運動的速度較大，c錯誤;

D.根據(jù)

f=6〃77rv

得

67rrv

采用國際單位制中的基本單位來表示〃的單位，則其單位為反，D正確；

m-s

故選BD。

三'實驗題：本題共2小題，第13題6分，第14題9分，共15分。

<?

13.（2022?山東濟南?二模）某物理小組通過查閱資料得知，彈性材料的彈性系數(shù)左=丫三，

其中乙是彈性材料未受力時的長度，S是橫截面積，y是由材料決定的一個常數(shù)，材料力

學(xué)上稱之為楊氏模量，在國際單位制中單位為Pa。該物理小組通過如圖甲所示的實驗裝置

測量橡皮繩的楊氏模量，同學(xué)們將橡皮繩上端固定，刻度尺貼近橡皮繩豎直放置。在橡皮

繩下端逐一增掛鉤（質(zhì)量均為50g）,每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮繩伸長量，同時

根據(jù)平衡條件計算出橡皮繩的拉力，實驗數(shù)據(jù)如下：

甲乙

鉤碼個數(shù)123456

拉力尸網(wǎng)）0.490.981.471.962.452.94

伸長量x（cm）1.001.983.024.005.607.95

（1）小李同學(xué)通過觀察實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)前四次實驗中拉力每增加AF=0.49N,橡皮繩伸

長量的變化量Ar幾乎不變，為減小實驗誤差，小李同學(xué)利用“測量勻變速直線運動的加速

度”時用過的“逐差法”來計算Ax的平均值，并得出彈性系數(shù)的表達式為％==（用

前四次實驗橡皮繩的伸長量毛、4、％、尤4以及△尸表示）

（2）小趙同學(xué)利用圖像法處理數(shù)據(jù)，請根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)在圖乙的坐標系中標出后3

組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點并畫出歹-無圖像。（）

（3）測得實驗所用橡皮繩未受力時的長度為乙=20.00cm,直徑為。=4.000mm。橡皮繩

在伸長量較小時，橫截面積變化很小，近似滿足胡克定律。根據(jù)乙圖所繪圖像計算橡皮繩

在近似滿足胡克定律時的楊氏模量為Pao（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

【解析】

（1）口］橡皮繩伸長量的變化量Ax的平均值為

—^x4-x2+x3-x1

4

根據(jù)胡克定律可得

AF=k\x

解得

4AF

k=

x4-x2+x3-玉

（3）［3］由尸-%圖像可知，伸長量為1.00cm時，橡皮繩的彈性系數(shù)為

049

k=-------N/m=49N/m

1x10-2

根據(jù)

可得

kL_4kL4x49x0.215

--3.14x42x10-6Pa?8xl0Pa

14.(2022?四川自貢三模)某小組為了驗證力的平行四邊形定則，設(shè)計了如圖甲所示的實

驗：在一個半圓形刻度盤上安裝兩個可以沿圓弧邊緣移動的拉力傳感器A、B,傳感器的掛

鈞系著輕繩，輕繩的另一端系在一起形成結(jié)點。，且。點在刻度盤的圓心。在。點掛上重

G=5.00N的鉤碼，記錄A、8的示數(shù)百、工和輕繩與豎直方向的夾角4、為,用力的圖示

法驗證力的平行四邊形定則。

(1)當(dāng)月=3.60N、瑪=4.50N,4=60。、%=45°時，請在圖乙中用力的圖示法作

圖，畫出兩繩拉力的合力尸，并求出合力尸=N。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(2)在實驗中，某位同學(xué)將傳感器A固定在一個位置后，再將傳感器8從豎直位置的P

點緩慢順時針旋轉(zhuǎn)，得到了如圖丙所示的外為圖象，由圖丙可知傳感器A所處位置的角度

4=,當(dāng)傳感器A的示數(shù)最大時02=

【答案】5.8030°90°

【解析】

(1)口］做出兩繩拉力的合力尸如圖；求得的合力為尸=5.80N

(2)⑵［3］由于可知當(dāng)仇=0時尸2=F=5N,%=60。時此時B最小值為B=2.5N,則此時兩個

分力尸/尸2是垂直的，則

sin4=鼻==0.5

1F5

即

6＞；=30°

根據(jù)實驗裝置圖可知，當(dāng)傳感器B順時針旋轉(zhuǎn)90。時傳感器A的示數(shù)最大，此時%=90。

四、解答題：本題共4小題，第15題8分，第16題9分，第17題12分，第18題

16分，共45分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最

后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

15.(2021?河南?商丘市柘城縣行知高級中學(xué)高三期中)如圖所示，物塊的質(zhì)量

m=30kg,細繩一端與物塊相連，另一增繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪，當(dāng)質(zhì)量為M=50kg的人

用T=100N的力豎直向下拉繩子時，滑輪左側(cè)細繩與水平方向的夾角為53。，物體在水平

面上保特靜止，(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取lOm/s，),求：

(1)人對地面的壓力大??；

(2)物塊對地面的彈力大小和摩擦力大??；

(3)細繩對滑輪的壓力大小和方向。

【答案】(1)尺=400N；(2)M=220N,f'=60N；(3)F=60A/10N,與豎直方向

成18.5。斜向左下方

【解析】

(1)人受重力、拉力和支持力，根據(jù)平衡條件，有

FN=Mg-F=500N-100N=400N

根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面的壓力大小為

用=綜=400N

設(shè)地面對物體的彈力大小為N,地面對物體的摩擦力大小為力由共點力平衡條件有，豎直

方向上有

?/+rsin53°-mg=0

代入數(shù)據(jù)得

N=220N

水平方向上有

/=Tcos53°=60N

根據(jù)牛頓第三定律可知，物塊對地面的彈力大小和摩擦力大小分別為

N'=N=220N

/'=f=60N

（3）細繩對滑輪的壓力大小等于兩邊繩子拉力的合力，在水平方向上

Fv=Teos53°=0.67

方向為水平向左。豎直方向上

4,=Tsin53°+7=1.87

方向為豎直向下。因此細繩對滑輪的壓力大小為

設(shè)尸與豎直方向夾角為6,則

.aF*M

sine/=—=-----

F10

因此

0=arcsin?18.5°

10

即細繩對滑輪的壓力方向與豎直方向成18.5。斜向左下方。

16.（2021?重慶市朝陽中學(xué)高三開學(xué)考試）如圖小球被輕質(zhì)細繩系住斜吊著放在靜止的光

滑斜面上，設(shè)小球質(zhì)量優(yōu)，斜面傾角a=30，懸線與豎直方向夾角6=30，光滑斜面的質(zhì)

量為M=3帆，置于粗糙水平面上，重力加速度為g。求：

（1）當(dāng)斜面體靜止時，懸線對小球拉力大??；

（2）當(dāng)斜面體靜止時，地面對斜面的摩擦力的大小和方向。

（3）若另外用一個外力拉小球，能夠把小球拉離斜面，求最小的拉力的大小。

【解析】

（1）設(shè)支持力為死繩子的拉力為T,則

mgFT

sin120sin30°sin30

可得

口Tm

r=1=—^~mg

（2）以小球和斜面的整體為研究對象，則

/=Tsin30°=—~^g

6

方向水平向左；

（3）要能夠把小球拉離斜面，當(dāng)所用的拉力與繩子垂直斜向左上方時，根據(jù)平衡條件可得

拉力的最小值為

E"加=mgsin30°=-mg

17.（2021?重慶市求精中學(xué)校高三模擬）如圖所示，質(zhì)量為根的物體放在一固定斜面上，

當(dāng)斜面傾角為30時恰能沿斜面勻速下滑。對物體施加一大小為尸、方向水平向右的恒力，

物體可沿斜面勻速向上滑行。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)斜面傾角增大并超過某

一臨界角仇時，不論水平恒力P多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，求：

（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；

（2）水平向右的恒力尸的大??；

（3）這一臨界角%的大小。

【答案】（1）—（2）F=y/3mg（3）60°

3

【解析】

（1）斜面傾角為30時，物體恰能勻速下滑，滿足

mgsin30=jumgcos30

解得

（2）設(shè)斜面傾角為a,由勻速直線運動的條件

Feosa=mgsina+F(

=mgcosa+Fsina

耳=血

解得

mgsma+pimgcosa

r-

coscr-//sincr

當(dāng)a=30時

F=-J3mg

（3）若物體不能沿斜面上滑，則需滿足

F（cosa-//sintz）<mgsina+/nmgcosa

由上式可知，若

coscr-"sina=0

則歹一00物體也不能上滑，即不論水平恒力尸多大，都不能使物體沿斜面向上滑行。引入

輔助角/，上述方程可表示為

cosa-〃sine=Jl+）sin-a）=0

又因為

tan（3=—=

所以

a=夕=60°

故臨界角

4=60

18.