浙江省宁波市镇海中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（解析版）

2023学年第一学期期末考试高二物理试题注：本试卷中的g取10m/s2。选择题部分一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分，请将你认为正确的答案填涂在答题卡相应位置）1.因受空气污染和氧化等因素影响，国际千克原器的质量出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求。因此科学界一直想用一种基于物理常数的定义来取代。2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即，该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后，国际单位中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了国际单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是（）A.普朗克常量h是个无单位的常量B.普朗克常量h的单位等效于C.普朗克常量h的单位等效于D.受外界因素的影响普朗克常量h的数值也会发生细微变化【答案】B【解析】【详解】A．根据，可得则普朗克常量h的单位为，故A错误；BC．根据牛顿第二定律可知则故B正确，C错误；D．据题意受空气污染和氧化等因素影响，国际千克原器的质量出现细微变化，但普朗克常量不变，故D错误。故选B。2.如图的轨道，物块以的初速度从A出发向右到B的速度为大小，时间；以同样的初速度从B出发向左到A的速度大小为，时间。则（）A.若接触面光滑，、相等时间大于B.若接触面光滑，、相等时间小于C.如果所有接触面粗糙程度一样，大于D.如果所有接触面粗糙程度一样，小于【答案】C【解析】【详解】AB．若接触面光滑，不管是从A到B还是从B到A，整个过程中外力做功为0，所以与相等，路程相等，则时间等于，故A、B错误；CD．如果所有接触面粗糙程度一样，从A到B经过凸面某一点的速度大于从B到A经过凸面该点的速度，则从A到B经过凸面某一点的支持力小于从B到A经过凸面该点的支持力，从A到B经过凸面某一点的摩擦力小于从B到A经过凸面该点的摩擦力，同理可得从A到B经过凹面某一点的摩擦力小于从B到A经过凹面该点的摩擦力，所以从A到B克服摩擦力做的功小于从B到A克服摩擦力做的功，大于，故C正确，D错误；故选C。3.如图所示，一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系于车厢中的A点和B点，OB水平，车厢由静止状态开始缓慢加速的过程中，下列说法正确的是（）A.若车厢向右加速，则绳2的张力增大，绳1的张力减小B.若车厢向右加速，则绳2的张力增大，绳1的张力不变C.若车厢向左加速，则绳1的张力增大，绳2的张力减小D.若车厢向左加速，则绳1的张力增大，绳2的张力不变【答案】B【解析】【详解】AB．受力分析如下图根据平衡条件得若使箱子水平向右加速运动，则在竖直方向上合力为零，有所以绳1的张力不变，绳2的张力增大，故A错误，B正确；CD．若使箱子水平向左加速运动，则在竖直方向上合力为零，有所以绳1的张力不变，绳2的张力减小，故C、D错误。故选B。4.如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示。已知，则（）A.时刻，小物块离A处的距离达到最大B.时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.时间内小物块受滑动摩擦力作用，时间内小物块受静摩擦力作用D.时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左【答案】B【解析】【详解】A．对小物块进行分析可知，小物块先向左做匀减速直线运动，减速至0后向右做匀加速直线运动，速度达到与传送带速度相等时，再向右做匀速直线运动，可知在速度减为0，即在时刻，小物块离A处的距离达到最大，故A错误；B．结合上述可知，在时间内小物块相对于传送带向左运动，在时间内小物块速度方向向右，大小小于传送带的速度，小物块仍然相对于传送带向左运动，小物块与传送带速度相等，小物块与传送带保持相对静止向右做匀速直线运动，该时间内没有发生相对运动，可知，时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；C．根据上述，时间内，小物块相对传送带向左运动，小物块受到向右的滑动摩擦力，在时间内，小物块向右做匀速直线运动，根据平衡条件可知，小物块受到的摩擦力为0，故C错误；D．根据上述可知，时间内，小物块相对传送带向左运动，小物块受到的滑动摩擦力方向始终向右，故D错误。故选B。5.如图所示，一只小船横渡一条河流。小船船头垂直于河岸，自A点出发沿直线抵达河对岸的B点，历时，且知与河岸的夹角，河水流速大小为，小船相对静水的速度不变。已知，下列判断中错误的是（）A.河流的宽度为B.小船相对静水速度的大小为C.只要调整小船的航向合适，小船可以沿直线抵达正对岸的C点D.无论怎样调整小船的航向，小船渡河的位移都不可能小于【答案】C【解析】【分析】【详解】A．根据位移关系有A正确，不符合题意；B．小船相对静水速度的大小为B正确，不符合题意；C．因为静水中的船速小于水速，所以小船无法沿直线到达正对岸。C错误，符合题意；D．当小船的船头与下游河岸的夹角满足小船过河的位移最小，最小为D正确，不符合题意。故选C。6.木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为，则（）A.木卫一轨道半径为 B.木卫二轨道半径为C.周期T与T0之比 D.木星质量与地球质量之比为【答案】D【解析】【详解】根据题意可得，木卫3的轨道半径为AB．根据万有引力提供向心力可得木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为,可得木卫一轨道半径为木卫二轨道半径为故AB错误；C．木卫三围绕的中心天体是木星，月球的围绕的中心天体是地球，根据题意无法求出周期T与T0之比，故C错误；D．根据万有引力提供向心力，分别有联立可得故D正确。故选D。7.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图所示，已知汽车的质量为，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取，则（）A.汽车在前5s内的位移为50mB.汽车在达到最大速度的过程中牵引力做的功为C.汽车的额定功率为60kWD.汽车的最大速度为15m/s【答案】C【解析】【详解】A．汽车在前5s内的位移为A错误；B．汽车在前5s内的牵引力所做的功为汽车在达到最大速度的过程中牵引力做的功一定大于，故B错误；C．汽车受到的阻力前5s内，由图知由牛顿第二定律：F−f=ma求得t=5s末功率达到额定功率故C正确；D．汽车的最大速度为故D错误；故选C。8.某静电场在x轴正半轴上的电势φ随x变化的关系如图所示，Ex为电场强度在x轴上的分量则（）A.在x1、x2两处，Ex1与Ex2方向相同B.在x1、x2两处，Ex1与Ex2大小相等C.若把带正电的粒子从x1处移到x2处，电场力先做正功再做负功D.同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于在x2处的电势能【答案】A【解析】【分析】【详解】A．在φ-x图像中，图线的斜率表示电场强度，由题图知，x1和x2处的斜率都是负值，说明电场强度方向相同，选项A正确；B．x1处的斜率的绝对值大于x2处的斜率的绝对值，说明x1处的电场强度大小大于x2处的电场强度大小，选项B错误；C．从x1处到x2处，电势逐渐降低，则移动正电荷，电场力一直做正功，电势能一直减小，选项C错误；D．根据Ep=qφ可知，正电荷在R处具有的电势能为零，在x2处的电势小于零，所以正电荷在此处具有的电势能小于零，电势能为标量，正负号表示大小，所以同一个带正电荷的粒子在R处具有的电势能大于在x2处的电势能，选项D错误。故选A。9.如图所示，电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，电压表内阻较大，电流表内阻不可忽略。闭合开关S，在增大电阻箱R的阻值的过程中，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列说法正确的是（）A.电容器电荷量的增加量等于B.电压表示数U和电流表示数I的比值不变C.和的比值大于rD.电源的效率和输出功率一定都增加【答案】C【解析】【详解】B．电压表测的是电阻箱R上的电压，电流表测的是通过电阻箱R的电流，根据欧姆定律可得它们的比值为电阻箱R的阻值，故B错误；C．根据闭合电路欧姆定律，可得电压表的示数U和电流表的示数I满足的关系为为电流表内阻，可知该图像的斜率即电压表示数的变化量的绝对值与电流表示数的变化量的绝对值之比为，故C正确；D．电源的效率在增大电阻箱R的阻值的过程中，回路中的总电阻增大，则回路中总电流减小，根据上式可知，当R增大时，电源的效率增大，而电源的输出功率令则有根据数学知识可知当时电源的输出功率有最大值，但因为不确定各个电阻阻值的关系，故不确定输出功率如何变化，故D错误；A．当电阻箱的阻值增大时，电阻箱的电压即电容器上的电压增大，电容器的电荷量增大，由选项B可知又故A错误。故选C。10.2020年9月1日消息，广东清远磁浮列车圆满完成整车静态调试运行试验如图1，图2是磁浮的原理图，图2中甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环乙水平放在磁铁甲上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中，若甲的N极朝上，在乙放入磁场向下运动的过程中（）A.俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流消失B.俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在C.俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流消失D.俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在【答案】B【解析】【详解】磁悬浮是利用了同性磁极相互排斥的原理，在乙放入磁场向下运动的过程中，圆环内的磁通量是增大的，由楞次定律可知图2中超导圆环乙中的感应电流所激发的磁场的N极是向下的，由右手螺旋定则可知俯视时感应电流沿着顺时针方向；由于超导体电阻为零，所以当乙稳定后感应电流将仍然存在。故ACD错误，B正确。故选B。11.下面为教材中的四副插图，下列关于这几幅图说法正确的是（）A.图甲为库仑扭秤装置，库仑通过此实验装置研究得出电荷之间的静电力与其之间距离成反比关系B.图乙为小磁针在通电导线下发生偏转，表明电流具有磁效应，法拉第最先发现电流的磁效应C.图丙是研究安培力方向与磁场方向关系演示实验，表明通电导线所受的安培力可能与磁场方向垂直D.图丁为回旋加速器装置，仅增大D形盒半径，则粒子能够获得的最大速度增大【答案】D【解析】【详解】A．库仑通过此实验装置研究得出电荷之间的静电力与其之间距离平方成反比关系，故A错误；B．小磁针在通电导线下发生偏转，表明电流具有磁效应，奥斯特最先发现电流的磁效应，故B错误；C．研究安培力方向与磁场方向关系演示实验，表明通电导线所受的安培力一定与磁场方向垂直，故C错误；D．回旋加速器装置，洛伦兹力提供向心力，则可得仅增大D形盒半径，则粒子能够获得的最大速度增大，故D正确。故选D。12.如图所示，A、B两物体质量分别为mA=5kg和mB=4kg，与水平地面之间的动摩擦因数分别为μA=0.4和μB=0.5，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上。现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。下列判断正确的是（）A.在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，两物体组成的系统动量不守恒B.在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统的机械能守恒C.在两物体被弹开的过程中，A、B两物体的机械能先增大后减小D.两物体一定不会同时停在地面上【答案】C【解析】【分析】【详解】A．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，A物体所受的滑动摩擦力大小为方向水平向右；B物体所受的滑动摩擦力大小为方向水平向左，可以知道两物体组成系统合外力为零，故两物体组成的系统动量守恒。故A错误；B．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统克服摩擦力做功，机械能减小转化为内能，故B错误。C．在两物体被弹开的过程中，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体先做加速运动后做减速运动，机械能先增大后减小，故C正确；D．对任一物体，根据动量定理得得物体运动的时间为由上分析可以知道，两个物体的动量P的大小相等，所受的摩擦力f大小相等，故滑行时间相等，应同时停止运动。故D错误。故选C。13.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、和是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在时刻，闭合开关S，电路稳定后在时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过、的电流方向为正，分别用、表示流过和的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】当闭合电键时，因为线圈与D1相连，所以电流I1会慢慢增大，D2这一支路立即就有电流，当电键断开时，线圈阻碍电流的减小，而且D1、D2、D3组成回路，所以通过D1的电流不会立即消失，会从原来慢慢减小，且方向不变，通过D1的电流也流过D2，I2反向，逐渐减小，由于电路稳定时通过D1的电流大于D2的电流，所以D2和D3都会闪亮一下。故选C。二、选择题Ⅱ（本大题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，选部分但正确的得2分，不选、多选、错选均不得分，请将你认为正确的答案填涂在答题卡相应位置）14.一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，ab为半径为R的半圆，ac、bd与直径ab共线，a、c间的距离等于半圆的半径R。一束质量均为m、电量均为q的带负电的粒子，在纸面内从c点垂直于ac以不同速度射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.可以经过半圆形边界的粒子的速率最小值为B.可以经过半圆形边界的粒子的速率最大值为C.在磁场中运动时间最短的粒子速率为D.在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为【答案】BD【解析】【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得，粒子的轨道半径粒子速度v越大，半径R越大。A．粒子在磁场中运动轨迹如图所示，在能达到半圆形边界的粒子中，经过a点的粒子半径最小，速度小，其轨如图中1所示，由得故A错误；B．经过b点的粒子半径最大，速度最大，其轨迹如图中2所示，由解得故B正确；C．轨迹圆弧所对应的弦与ab半圆形边界相切时，圆心角最小，运动时间最短，其轨迹如图中所示，圆心恰好位于a点，由解得故C错误；D．粒子在磁场中转过的最小圆心角为，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期粒子在磁场中的最短运动时间为故D正确。故选BD。15.如图所示，CN、DQ是两条足够长水平固定放置的阻值可忽略的光滑平行金属导轨，导轨间距为L，水平导轨所在区域存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。水平导轨的左端与一段半径为r的光滑圆弧轨道平滑连接，水平导轨的右端接入阻值为R的电阻。一质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒a静置于水平轨道最左端，将另一个与导体棒a完全相同的导体棒b从圆弧轨道上h（）高处由静止释放，b与a发生完全非弹性碰撞（粘连一起），运动过程中导体棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.b棒刚到达圆弧底端时对轨道的压力大小为3mgB.两棒最终停在CD右侧处C.整个过程中，通过b棒的电荷量为D.整个过程中，电阻R上产生的焦耳热为【答案】BD【解析】【详解】A．b导体棒在弯曲轨道上下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得b棒刚到达圆弧底端时根据牛顿第三定律可知，b棒刚到达圆弧底端时对轨道的压力大小为故A错误；D．b与a发生完全非弹性碰撞根据能量守恒，回路总产热电阻R上产生的焦耳热为故D正确；BC．对两棒碰后根据动量定理通过b棒的电荷量为根据得联立解得所以两棒最终停在CD右侧处。故B正确C错误。故选BD。非选择题部分三、非选择题（本大题共5小题，共55分）16.（1）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。己知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：①实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______（填“甲”、“乙”或“丙”）。②实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的图线如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是______。（选填“ABC”、“BCA”或“CAB”）。（2）小明同学采用（乙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是图（丁）中的一条直线，根据图线与横坐标的夹角求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。【答案】①.甲②.CAB③.【解析】【详解】（1）①[1]乙有弹簧测力计测量绳的拉力，丙有力的传感器测量绳的拉力，甲图中没有弹簧测力计，必须用重物的重力替代绳的拉力，为了使绳的拉力近似等于重物的重力，甲图必须满足“M远大于m”。②[2]根据牛顿第二定律，三个小车的加速度分别为乙的比例系数最大，斜率最大，对应图线A；甲和丙的比例系数相等，斜率相等，但是甲不能直接测量绳的拉力，用重物的重力替代，小车的加速度越大，重物的重力与绳的拉力相差越大，实验误差越大，图线弯曲程度越大，而丙有弹簧测力计直接测量绳的拉力，不产生实验误差，图线不发生弯曲，所以丙对应图线B，甲对应图线C。故甲、乙、丙对应图线C、A、B。（2）[3]由其中求得17.如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（）A.采用图1的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，引入系统误差的原因是电流表的分压作用B.图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线C.图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示测量图线，图线④表示真实图线D.图3和图4结合处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起的系统误差【答案】AB【解析】【详解】A．由于电表不是理想电表，则电流表存在电阻，电压表内阻不是无穷大；采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，引入系统误差的原因是电流表的分压作用。故A正确；B．采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，当外电路短路时，电压表分流为0，即图1方法中测量图线和真实图线与横轴交点相同；则图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线。故B正确；C．采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，当外电路断路时，电流表的分压为0，即图2方法中测量图线和真实图线与纵轴交点相同，则图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示真实图线，图线④表示测量图线。故C错误；D．利用图3中图线与横轴交点、图4中图线与纵轴交点，连接后可得出真实的图线，消除因电表不理想而引起的系统误差，故D错误。故选AB。18.某兴趣小组欲利用伏安法测量一未知电阻（阻值在0.4～0.6Ω之间），实验室提供如下器材：A.电压表（量程3V，内阻3kΩ）；B.电压表（量程3V，内阻3kΩ）；C.定值电阻（阻值4.5Ω）；D.电阻箱R（调节范围0～999.9Ω）；E.滑动变阻器（最大阻值10Ω）；F.电源E（电动势5V，内阻约1Ω）；G.开关一个；H.导线若干。（1）欲将电压表改装成量程为0.6A的电流表，需将电阻箱R调节至________Ω后与表并联（结果保留2位有效数字）。（2）由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻接入电路。图（a）所示电路图中合理的是________（选填“A”、“B”或“C”）；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到变阻器的最________（选填“左”或“右”）端。（3）按合理的电路图完成实验，绘制出两电压表示数的关系如图（b）所示。由此可计算出待测电阻________Ω（结果保留1位有效数字）。（4）电源内阻不是准确值，这对的测量结果________（选填“有”或“无”）影响。【答案】①.5.0②.A③.左④.0.5⑤.无【解析】【详解】（1）[1]根据电流表改装原理解得电阻箱电阻为（2）[2]由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻与待测电阻串联，并通过电压表测量定值电阻与待测电阻两端的电压。故选A。[3]为防止烧坏电表，待测电阻两端电压应从零开始，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到变阻器的最左端。（3）[4]根据电流关系可得整理得图象斜率为解得待测电阻为（4）[5]实验处理数据时，考虑了电表内阻的影响，的测量结果为准确值，且图象斜率与电源内阻无关，故电源内阻不是准确值，这对的测量结果无影响。19.电动自行车已成为城市出行的重要交通工具之一。某品牌电动自行车铭牌标识如下表所示，质量的同学骑着该电动自行车以额定功率沿平直公路从静止启动，电动车能够达到的最大速度。已知电动自行车所受的阻力是人和车总重力的0.05倍，。求：（1）电机的输出功率；（2）电机的线圈内阻R；（3）电动车速度为3m/s时的加速度大小a。规格后轮驱动直流电机车型：电动自行车额定功率整车质量额定工作电压【答案】（1）300W；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由匀速运动可知，牵引力其中电机输出功率解得（2）根据能量守恒有电动机的总功率为电机的热功率为联立解得（3）电机输出功率当时根据牛顿第二定律有解得20.如图所示，轨道ABCD由半径的光滑四分之一圆弧轨道AB、长度的粗糙水平轨道BC以及足够长的光滑水平轨道CD组成。质量的物块P和质量的物块Q压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不连接），三者静置于CD段中间，物块P、Q可视为质点。紧靠D的右侧水平地面上停放着质量的小车，其上表面EF段粗糙，与CD等高，长度；FG段为半径的四分之一光滑圆弧轨道；小车与地面间的阻力忽略不计。P、Q与BC、EF间的动摩擦因数均为，重力加速度，现解除弹簧锁定，物块P、Q由静止被弹出（P、Q脱离弹簧后立即撤走弹簧），其中物块P进入CBA轨道，而物块Q滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失。（1）若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块P通过B点时，物块P对圆弧轨道的弹力；（2）若物块P经过CB后恰好能到达A点，试分析物块Q能否冲出小车上的G点，若能冲出G点，求出物块Q从飞离G点到再次回到G点过程中小车通过的位移；若物块Q不能飞离G点，请说明理由；（3）若弹簧解除锁定后，物块Q向右滑上小车后能通过F点，并且后续运动过程始终不滑离小车，求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。【答案】（1）60N，方向竖直向下；（2）能，；（3）【解析】【详解】（1）物块P从B到A过程，根据动能定理有物块P在B点，根据牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小60N，方向竖直向下；（2）物块P被弹出到运动到A过程，根据动能定理有解得对P、Q构成的系统，根据动量守恒定律有解得对Q与小车构成的系统，在水平方向，根据动量守恒定律有解得根据能量守恒定律有解得物块P运动时间为（3）物块被弹开过程有当物块Q向右滑上小车后恰好到达F点与小车共速时，弹簧弹性势能最小，此时，对物块Q与小车有解得由于当物块Q冲上FG圆弧没有越过G点之后又返回E点与小车共速时，弹簧弹性势能达到最大值，则弹簧弹开两物块过程有当物块Q冲上FG圆弧没有越过G点之后又返回E点与小车共速过程有解得综合上述，被锁定弹簧的弹性势能的取值范围为21.如图所示，两对电阻不计、间距为L的光滑平行金属导轨，转角处用一小段光滑绝缘的弧形材料平滑连接。倾斜导轨与水平地面的夹角，上端连接电阻，大小的匀强磁场Ⅰ垂直于整个倾斜导轨向上。水平导轨上静置着U形导线框cdef，cd边和ef边均紧密贴合导轨，右侧MN和PQ之间有宽为2L、竖直向上的匀强磁场Ⅱ，大小未知，末端连接电阻。质量为m、电阻为、长也为L的导体棒ab垂直于倾斜导轨由静止释放，在到达底端前已开始匀速运动，后进入水平导轨与线框cdef发生碰撞，立即连成闭