2022-2023学年广东省梅州市梅县区东山中学等2校高二（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2022-2023学年广东省梅州市梅县区东山中学等2校高二（上）期末物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.2022年10月12日，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲在太空通过电磁波给地面的学生授课，下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 只要有磁场就能产生电磁波
B. 电磁波不能在真空中传播
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在
D. 法拉第用实验证实了电磁波的存在
2.在北京冬奥会短道速滑接力赛上，在光滑的冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员，则在交接的过程中( )
A. 两运动员的总机械能守恒
B. 两运动员的总动量增大
C. 两运动员的动量变化相同
D. 两运动员所受推力的冲量大小相同
3.在下列现象中，不能用多普勒效应解释的有( )
A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B. 超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
C. 观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低
D. 天文学上根据星球上某些元素发出的光波的频率，可以算出星球靠近或远离我们的速度
4.如图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法不正确的是( )
A. 松开按钮过程，螺线管中产生感应电流B. 按下按钮过程，螺线管中产生感应电流
C. 按住按钮不动，螺线管中产生感应电流D. 按住按钮不动，螺线管中不产生感应电流
5.钓鱼可以修身养性、陶冶情操，有助于提高人们的生活乐趣，而鱼漂是钓具里面必不可少的。某鱼漂的示意图如图所示O、M、N为鱼漂上的三个点。当鱼漂静止时，水面恰好过点O。某鱼咬钩后将鱼漂向下拉了一下，使点M到达水面，但鱼随后脱钩，鱼漂便上下运动，上升到最高处时，点N到达水面。假设水面静止，鱼漂在M、N间的横截面积不变不考虑阻力的影响，下列说法正确的是( )
A. 鱼漂的上下运动不一定是简谐运动
B. 点N过水面时，鱼漂有向下方向的最大加速度
C. 点M到达水面时，鱼漂具有向上的最大位移
D. 鱼漂由下往上运动时，速度越来越大
6.2020年，“救命神器”--自动体外除颤仪(AED)，被山西省人民政府列为在人流密集场所配置的设备项目之一。AED，是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15μF，充电至3.0kV的电压，如果电容器在0.9ms的时间内完成放电，则本次实验通过人体的电荷量及放电的平均电流分别为( )
A. 0.045C，50AB. 0.045C，5AC. 45C，5AD. 45C，50A
7.如图所示，电荷量分别为q和−q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，则( )
A. a点和b点的电势相等
B. a点和b点的电场强度大小相等
C. 将正电荷从b点移到a点，电势能不变
D. 将负电荷从a点移到b点，电势能增加
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )
A. 摩擦使笔套带电
B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出同号电荷
C. 圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力
D. 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
9.燃气管道漏气会带来极大的危险，检测燃气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中燃气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了如图所示的电路，电源内阻不计，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报，则( )
A. 燃气浓度越低，电源的功率越大
B. 燃气浓度越高，流过R1的电流越小
C. 燃气浓度越高，a、b间电压越高
D. 调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
10.有一列沿x轴传播的简谐横波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，M和N是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点N在一段时间内的振动图像，如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A. 图甲所示时刻M和N两质点的速度都为零
B. 该列简谐横波正以1.0m/s的速度沿x轴负方向传播
C. t=2s时质点M距离平衡位置最远，其加速度最大，加速度方向沿y轴正方向
D. 该波在传播过程中若遇到直径d=7m的圆形障碍物，能发生明显衍射现象
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)实验中要求调节轨道末端，使其水平；两个小球的质量大小关系是m1 ______ m2(选填“大于”或“等于”)。
(2)在不放小球m2时，小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的______ 点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的______ 点。
(3)用天平测量两个小球的质量m1、m2，实验中分别找到m1碰前和m1、m2相碰后平均落地点的位置，测量平抛水平射程OP−、OM−、ON−，则动量守恒的表达式为：______ (用测量的量表示)。
12.在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
①用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L.再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如图1所示，则这次测量的读数D= ______ mm．

②为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表(×1挡)粗测拟接入电路的金属丝的阻值R.欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图2所示，则这次测量的读数R= ______ Ω.
③使用电流表和电压表精确测量金属丝的阻值．为了安全、准确、方便地完成实验，除电源(电动势为4V，内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用______ ，电流表应选用______ ，滑动变阻器应选用______ (选填图3方框中器材前面的序号字母)．

④若采用图4所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的______ 点相连(选填“a”或“b”).若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量(D、L、U、I)写出电阻率ρ的计算式：ρ= ______ ．
四、简答题：本大题共2小题，共26分。
13.如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V，0.4W”字样，开关S接1，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光.现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，电动机的内阻为R0=1Ω，求：
(1)小灯泡L的额定电流I；
(2)电源的内阻r；
(3)正常工作时电动机的输出功率P。
14.如图所示，长为R的轻质细线一端固定在O1点，细线的下端系一质量为m，电荷量为q的带电小球。现将小球从细线处于水平状态由静止释放，小球运动到B点时，绳子断裂，刚好在B处水平抛出。带电小球抛出后经过一匀强电场区域(只存在于BC之间)，恰好从C点沿切线方向进入固定在水平地面上的半径为r的光滑圆弧形槽，槽的圆心在O2点，D点为最低点，且∠CO2D=37°。已知BD两点的高度差为hBD=r，r=1.25R，重力加速度为g，不计空气阻力.(sin37°=0.6,cs37°=0.8)
(1)求小球在B点的速度大小；
(2)若小球最终停在距离D处4R的Q点(小球在DQ间的运动视为滑动)，求水平面与小球间的动摩擦因数μ；
(3)求匀强电场场强E的大小，并判断小球带何种电荷？
五、计算题：本大题共1小题，共12分。
15.如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x1=1.6m，弹珠B与坑的间距x2=0.4m。某同学将弹珠A以v0=5m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t1=0.4s与弹珠B正碰(碰撞时间极短)，碰后瞬间弹珠A的速度大小为vA′=1m/s，方向向右，且不再与弹珠B发生碰撞。已知两弹珠的质量均为10g，重力加速度g取10m/s2，将弹珠的运动视为滑动，且弹珠A、B与地面间的动摩擦因数相同。
(1)求碰撞前瞬间弹珠A的速度大小vA和弹珠在地面上运动时的加速度大小a；
(2)求两弹珠构成的系统碰撞过程中的机械能损失；
(3)通过计算判断该同学能否胜出。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，就形成电磁波，故只要有磁场就能产生电磁波的说法错误，故A错误；
B.电磁波可以在真空中传播，故B错误；
CD.根据物理学史可知，麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C正确，D错误。
故选：C。
根据电磁场理论判断；根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题关键要记住电学的一些常见的物理学史，需要学生平时加强积累。
2.【答案】D
【解析】解：A.在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员，要消耗体内的化学能，转化为系统的机械能，导致总机械能增加，故A错误；
B.两运动员组成的系统所受合外力矢量和为零，系统动量守恒，故B错误；
C.系统动量守恒，所以两个运动员的动量变化量等大反向，变化量不相同，故C错误；
D.两运动员间的相互作用力大小相同，力的作用时间相同，所以每个运动员所受推力的冲量大小相同，故D正确。
故选：D。
忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，甲、乙组成的系统动量守恒，由动量守恒定律分析动量变化的关系，根据动量守恒关系分析动能变化量间的关系。
本题要明确两运动员组成的系统合外力为零，系统的总动量守恒。要知道在相互作用的过程中，他们间的相互作用力为作用力与反作用力，大小相等、方向相反、作用时间相等，应用动量守恒定律与冲量的定义即可解题。
3.【答案】A
【解析】解：A.先看到后听到雷声是因为光的传播速度大于声音传播速度，故A错误；
B.超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板等细胞的运动会使得反射声波的频率发生变化，是多普勒效应引起的，故B正确；
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，由于列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，使得音调会变低，是多普勒效应引起的，故C正确；
D.测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较可以根据光的多普勒效应判断星球靠近或远离，当接收到的光的频率变大则星球在靠近，频率减小则星球远离，故D正确。
故选：A。
多普勒效应：当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。
本题考查多普勒效应及其运用，属于简单题目。
4.【答案】C
【解析】解：A.松开按钮的过程中，磁铁远离螺线管，穿过螺线管中磁通量发生变化，螺线管中产生感应电流，故A正确；
B.按下按钮的过程中，磁铁靠近螺线管，穿过螺线管中磁通量发生变化，螺线管中产生感应电流，故B正确；
CD.按住按钮不动，穿过螺线管中磁通量不发生变化，螺线管中不产生感应电流，故C错误，D正确。
本题选不正确的，
故选：C。
分析穿过闭合线圈内磁场是否变化，然后根据产生感应电流的条件判断即可。
解答本题时，要知道穿过闭合线圈中磁通量变化时，才会有感应电流。
5.【答案】B
【解析】解：A.鱼漂在水中受到了浮力的作用，由阿基米德浮力定律可知，浮力的大小与鱼漂进入水面的深度成正比，鱼漂所受的重力为恒力，以静止时O点所处位置为坐标原点，则合力的大小与鱼漂的位移大小成正比，方向总是与位移方向相反，所以鱼漂做简谐运动，故A错误；
B.点N过水面时，重力大于浮力，且浮力达到最小值，此时恢回复力F=mg−F浮=ma，加速度最大，方向向下，故B正确；
C.点M到达水面时，鱼漂达到了向下的最大位移，故C错误；
D.由简谐运动的特点可知，鱼漂由下往上运动时，速度越来越大，达到最大后则开始减小，故D错误。
故选：B。
鱼漂在水中受到了浮力的作用，由阿基米德浮力定律可知，浮力的大小与鱼漂进入水面的深度成正比，鱼漂所受的重力为恒力；合力为0时，a为0；鱼漂达到了向下的最大位移，所受合力方向向上，所以具有向上的加速度。
此题是跟据实际生活考查简谐振动，注意回复力为0则加速度为0．
6.【答案】A
【解析】解：根据电容器的电容定义式C=QU，可得本次实验通过人体的电荷量为：Q=CU=15×10−6×3.0×103C=0.045C
根据电流强度的定义式I=Qt，可得放电的平均电流为：I=Qt=0.0450.9×10−3A=50A，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据电容器的电容定义式C=QU求解本次实验通过人体的电荷量；根据电流强度的定义式I=Qt求出放电的平均电流。
本题以，“救命神器”--自动体外除颤仪(AED)为背景，考查电容器的电容定义式和电流定义式简单计算，属于基础题目，对学生要求较低。
7.【答案】B
【解析】解：ACD、等量异种电荷形成的电场线如下图所示：
规定无穷远处电势为零，由图可知，虚线左侧靠近正电荷，电势大于零，虚线右侧靠近负电荷，电势小于零，
由几何关系可知，题目图中a点靠近负电荷，而b点靠近正电荷，所有a点电势一定小于b点电势，正电荷在a点电势能一定小于在b点电势能，负电荷在a点电势能一定大于在b点电势能，所以将正电荷从b点移到a点，电势能减小，将负电荷从a点移到b点，电势能也减小，故ACD错误；
B、由E=kQr2可知正点电荷在a点产生的场强与负点电荷在b点产生的场强大小相等，同理可知正点电荷在b点产生的场强与负点电荷在a点产生的场强大小相等
a、b两点是两电荷单独在两点形成的电场强度的叠加，场强方向如下图所示：
由图可知，正负点电荷在两点处的两分场强恰好相同，由平行四边形定则可知合场强一定大小相等，方向也相同，故B正确。
故选：B。
ABC、根据等量异种电荷电场线以及等势面的特点可确定a、b两点电势高低，再根据电荷正负可确定电势能的高低；
D、由E=kQr2可确定两点电荷在a、b两点产生场强大小关系，根据立体图上两点电荷在a、b两点产生场强的方向可得结论。
本题考查等量异电电荷电场的分布特点，解题的关键是熟悉等量异种电荷电场线和电势的分布特点，能在立体图中画出两点电荷在a、b两点产生的场强的大小和方向。
8.【答案】AC
【解析】解：A.笔套与头发摩擦，根据摩擦起电可知，摩擦使笔套带电，故A正确；
B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷，故B错误；
C.当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，圆环做加速运动，此时静电力大于重力，故C正确；
D.笔套碰到圆环后，根据接触起电可知，笔套所带电荷没有被中和，所以仍然带电，故D错误。
故选：AC。
摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同，能力强的得电子带负电，能力弱的失电子带正电，实质是电子的转移；感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分；根据圆环的运动确定其受力情况；根据电荷守恒定律可知笔套碰到圆环后电荷没有被中和。
本题主要考查的是物体带电的本质和电荷间的相互作用规律，解题关键是掌握摩擦起电和感应起电的本质。
9.【答案】CD
【解析】解：A、煤气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率P=EI越小，故A错误；
BC、煤气浓度越高，气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，流过R1的电流越大，变阻器两端电压U=IR变大，即a、b间电压越高，故B错误，C正确；
D、调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，会影响报警器的灵敏度，故D正确。
故选：CD。
煤气浓度越低时，电路中的电阻变大，电路中的电流变小，根据公式P=EI分析出电源的功率变化；煤气浓度越高时，气敏电阻的阻值越小，结合电路分析出ab间的电压以及电路中的电流变化；调整变阻器的阻值时会影响a、b两端的电压从而影响到报警器的灵敏度。
本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，根据煤气的浓度分析出电阻的变化，结合欧姆定律完成对电路的分析。
10.【答案】BCD
【解析】解：A.图甲所示时刻M和N两质点都在各自振动的平衡位置，此时的速度最大，故A错误；
B.由图甲可知，该波的波长为λ=8m，由图乙可知该波的周期为T=8s，则该波的波速为v=λT=88m/s=1m/s
由图乙可知，N质点在t=0时刻向y轴的正方向振动，由同侧法判定，该简谐横波沿x轴负方向传播，故B正确；
C.在t=0时刻，质点M从平衡位置向y轴的负方向振动，该波的周期为8s，因此t=2s时质点M距离平衡位置最远，在y轴负方向的最大位移处，则其加速度最大，加速度方向沿y轴正方向，故C正确；
D.发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或者与波长差不多，波长为7m，因此该波在传播过程中若遇到直径d=7m的圆形障碍物，能发生明显衍射现象，故D正确。
故选：BCD。
由图得到波长、周期，然后求得波速，然后根据波的传播得到质点振动；根据质点的振动周期性，可以知道某时刻质点的位置，然后判断速度，加速度及位移。根据波的传播方向确定质点M点的振动方向，判定在t=2s时的位置，确定其加速度大小和方向；发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或者与波长差不多。
本题主要考查了波的图像和振动图像的分析，波的图像往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。同时，熟练要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况是解题关键。
11.【答案】大于 P M m1OP−=m1OM−+m2ON−
【解析】解：(1)为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1>m2；
(2)小球m1和小球m2相撞后，小球m1的速度减小，小球m2的速度增大，且小球m2的速度大于小球m1的速度，都做平抛运动，所以碰前小球m1的落点在图中的P点，碰撞后m1球的落地点是M点，m2球的落地点是N点。
(3)设碰撞前m的速度大小为v0，碰撞后m1的速度大小是v1，碰撞后m2的速度大小是v2，以向右为正方向，由动量守恒定律得
m1v0=m1v1+m2v2
两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，则
OP−=v0t，OM−=v1t，ON−=v2t
整理得
m1OP−=m1OM−+m2ON−。
故答案为：(1)大于；(2)P；M；(3)m1OP−=m1OM−+m2ON−
(1)本实验要求两小球碰后均做平抛运动，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量；
(2)根据入射小球碰后速度减小，被碰小球碰后速度大于入射小球碰后的速度判断两小球的落点；
(3)根据动量守恒定律列出表达式，做平抛运动下落的高度相同，时间相同，可用平抛运动的水平位移代替速度，整理即可得出验证的表达式。
本题考查验证动量守恒定律的实验，学生熟练掌握实验原理、数据处理是解题的关键。
12.【答案】0.518；3.0；A；C；E；b；πD2U4IL
【解析】解：①由图1所示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+1.8×0.01mm=0.518mm；
②欧姆表选择×1挡，由图2所示欧姆表可知，其示数为3.0×1=3.0Ω；
②电源电动势为4V，电压表应选A；电路最大电流约为I=UR=33=1A，电流表应选C；为方便实验操作，滑动变阻器应选E；
④待测金属丝定值约为3Ω，电压表内阻约为3000Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻远大于待测金属丝电阻，电流表应采用外接法，即接b点；
待测电阻阻值：R=UI，由电阻定律可知：R=ρLS=ρLπ(D2)2，解得：ρ=πD2U4IL；
故答案为：①0.518(0.515−0.519均正确)；②3.0；③A；C；E；④b；πD2U4IL．
①螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；
②欧姆表指针示数与挡位乘积是欧姆表示数；
③根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器；
④根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法；应用欧姆定律与电阻定律求出电阻率的表达式．
本题考查了螺旋测微器示数、欧姆表示数、选择实验器材、电流表接法等问题，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数，螺旋测微器需要估读．
13.【答案】解：(1)小灯泡L的额定电流为
I=PLUL=0.42A=0.2A
(2)开关S接1时，根据闭合电路欧姆定律有
E=UL+IR+Ir
解得：r=1Ω
(3)将开关S接2时，电动机两端电压为
U=E−UL−Ir=3V−2V−0.2×1V=0.8V
电动机输入的电功率为
P电=UI
电动机的输出功率为
P=UI−I2R0
解得：P=0.12W
答：(1)小灯泡L的额定电流I为0.2A；
(2)电源的内阻r为1Ω；
(3)正常工作时电动机的输出功率P为0.12W。
【解析】(1)根据功率公式P=UI求小灯泡L的额定电流I；
(2)开关S接1时，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻r；
(3)将开关S接2时，根据闭合电路欧姆定律求出电动机的电压，再求正常工作时电动机的输出功率P。
本题考查闭合电路欧姆定律和功率公式，要注意电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，不能对整个电路运用闭合电路欧姆定律求电路中电压或电流，只能用E=U+Ir或者运用能量守恒定律列式求电路中电压或电流。
14.【答案】解：(1)小球从A到B的过程中机械能守恒，则有
12mvB2=mgR
解得：vB= 2gR
(2)小球恰好从C点进入圆弧轨道，在水平方向有
vx=vB= 2gR
根据速度关系有
vxvC=cs37°
解得：vC=54 2gR
小球由C点到D点，机械能守恒，有
12mvc2+mgr(1−cs37°)=12mvD2
由D到Q，据动能定理有
−4μmgR=0−12mvD2
解得：μ=2964≈0.45
(3)小球恰好从C点进入圆弧轨道，则有
tan37°=vyvx=34
在竖直方向有
hBC=rcs37°=R
据运动学规律有
vy= 2ahBC= 2aR
联立解得：a=916g
小球从B到C的过程中，根据牛顿第二定律，则有
mg−Eq=ma
E=7mg16q
解得小球的加速度小于重力加速度，因此小球受电场力方向向上，所以，带电小球带正电。
答：(1)小球在B点的速度大小为 2gR；
(2)若小球最终停在距离D处4R的Q点(小球在DQ间的运动视为滑动)，水平面与小球间的动摩擦因数为0.45；
(3)匀强电场场强E的大小为7mg16q，小球带正电。
【解析】(1)小球从A到B的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律列式得出小球的速度；
(2)根据类平抛运动的特点结合几何关系得出小球在C点的速度，结合机械能守恒定律和动能定理联立等式得出μ的大小；
(3)根据几何关系结合牛顿第二定律得出物块的加速度，并由此得出小球的电性。
本题主要考查了带电粒子在电场和重力场中的运动，根据动能定理列式得出物体的速度，结合牛顿第二定律联立等式即可完成分析。
15.【答案】解：(1)弹珠A运动位移x1的过程做匀减速直线运动，有x1=v0+vA2t1
可得：vA=3m/s
由v1=v0−at1解得：a=5m/s2
(2)设弹珠A与B碰撞后B的速度为vB，取向右方向为正方向，根据动量守恒定律可得；
mvA=mvA′+mvB
解得：vB=2m/s
两弹珠构成的系统碰撞过程中的机械能损失为
ΔE=12mvA2−(12mvA′2+12mvB2)
其中m=10g=0.01kg
解得：ΔE=2×10−2J
(3)碰撞后弹珠B运动过程，由动能定理得
−μmgx=0−12mvB2
又μmg=ma
解得：x=0.4m=x2
所以弹珠B能进坑，故该同学能胜出。
答：(1)碰撞前瞬间弹珠A的速度大小vA为3m/s，弹珠在地面上运动时的加速度大小a为5m/s2；
(2)两弹珠构成的系统碰撞过程中的机械能损失为2×10−2J；
(3)该同学能胜出。
【解析】(1)根据位移等于平均速度与时间的乘积求碰撞前瞬间弹珠A的速度大小vA。由加速度的定义式求弹珠在地面上运动时的加速度大小a。
(2)根据动量守恒定律求碰撞后弹珠B的速度大小，由能量守恒定律得出机械能损失。
(3)由动能定理求出碰撞后弹珠B滑行的最大距离，再判断该同学能否胜出。
解决本题时，要理清两弹珠的运动情况，把握每个过程的物理规律，特别是要灵活选择运动学公式。