四川省綠然國(guó)際學(xué)校高三二診模擬考試新高考物理試卷及答案解析

四川省綠然國(guó)際學(xué)校高三二診模擬考試新高考物理試卷考生請(qǐng)注意：1．答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫(xiě)在試卷密封線(xiàn)內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫(xiě)在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫(xiě)在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，在x>0、y>0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于xOy平面向里。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子，從x軸上的某點(diǎn)P沿著與x軸成角的方向射人磁場(chǎng)。不計(jì)重力影響，則可以確定的物理量是（）A．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B．粒子運(yùn)動(dòng)的半徑C．粒子從射入到射出的速度偏轉(zhuǎn)角 D．粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期2、電動(dòng)平衡車(chē)因?yàn)槠潇趴岬牟僮?，被年輕人所喜歡，變成了日常通勤的交通工具。平衡車(chē)依靠人體重心的改變，來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的啟動(dòng)、加速、減速、停止等動(dòng)作。下表所示為某款電動(dòng)平衡車(chē)的部分參數(shù)，若平衡車(chē)以最大速度行駛時(shí)，電機(jī)恰好達(dá)到額定功率，則下列說(shuō)法中正確的是（）電池輸出電壓36V電池總?cè)萘?0000mA·h電機(jī)額定功率900W最大速度15km/h充電時(shí)間2~3小時(shí)百公里標(biāo)準(zhǔn)耗電量6kW·hA．電池最多輸出的電能約為1800JB．充滿(mǎn)電的平衡車(chē)以額定功率行駛的最長(zhǎng)時(shí)間約為2hC．該平衡車(chē)以最大速度行駛時(shí)牽引力約為60ND．該平衡車(chē)在標(biāo)準(zhǔn)情況下能騎行的最大里程約為3km3、如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑固定軌道由一個(gè)半徑為R的圓弧AB和另一個(gè)圓弧BC組成，兩者在最低點(diǎn)B平滑連接。一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌道下滑，恰好能通過(guò)C點(diǎn)，則BC弧的半徑為（）A． B． C． D．4、小球P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示，將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點(diǎn)()A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能C．P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度5、如圖所示，四根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)L1、L2、L3、L4，其橫截面構(gòu)成一角度為的菱形，均通有相等的電流I，菱形中心為O。L1中電流方向與L2中的相同，與L3、L4，中的相反，下列說(shuō)法中正確的是（）A．菱形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零B．菱形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿OL1C．L1所受安培力與L3所受安培力大小不相等D．L1所受安培力的方向與L3所受安培力的方向相同6、在軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷、，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)在軸上的分布情況如圖所示，則（）A．和帶有同種電荷B．處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C．將一負(fù)電荷從處移動(dòng)到處，其電勢(shì)能增加D．將一負(fù)電荷從處移到處，電場(chǎng)力做功為零二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、下列說(shuō)法中正確的是__________。A．光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，其頻率不變B．對(duì)同一種光學(xué)材料，不同顏色的光在該材料中的傳播速度相同C．雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象D．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的衍射現(xiàn)象E.光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理8、如圖，兩個(gè)線(xiàn)圈繞在同一根鐵芯上，其中一線(xiàn)圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線(xiàn)圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線(xiàn)連接成回路．將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線(xiàn)正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說(shuō)法正確的是（）A．開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)9、如圖甲所示，輕彈簧下端固定在傾角37°的粗糙斜面底端A處，上端連接質(zhì)量3kg的滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)），斜面固定在水平面上，彈簧與斜面平行。將滑塊沿斜面拉動(dòng)到彈簧處于原長(zhǎng)位置的D點(diǎn)，由靜止釋放到第一次把彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，其加速度a隨位移x的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列說(shuō)法正確的是（）A．滑塊先做勻加速后做勻減速運(yùn)動(dòng)B．滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1C．彈簧的勁度系數(shù)為180N/mD．滑塊在最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為3.12J10、如圖所示，粗糙水平圓盤(pán)上，質(zhì)量均為m的A、B兩物塊疊放在一起，距軸心距離為L(zhǎng)，隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知圓盤(pán)與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，假如最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．物塊A、B一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中加速度恒定B．物塊A、B一起轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所需向心力大小相等C．AB一起轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為D．當(dāng)A、B恰發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)圓盤(pán)對(duì)B的摩擦力為2mg三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11．（6分）某學(xué)習(xí)小組通過(guò)如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。A是固定在水平桌面上光滑的斜槽，斜槽末端與水平桌面平行，B是氣墊導(dǎo)軌，C是光電門(mén)，D是帶有小孔的滑塊（孔內(nèi)粘有膠帶，小球進(jìn)入小孔即粘在膠帶上），滑塊上方有一窄擋光片。實(shí)驗(yàn)前將斜槽固定在水平桌面上，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的高度，使滑塊小孔與斜槽末端在同一高度處，同時(shí)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，多次改變小球釋放高度h，得到擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，做出圖象。小球質(zhì)量為m，滑塊總質(zhì)量為m0，擋光片寬度為d，重力加速度為g（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量擋光片的寬度，如圖乙所示，寬度d=______cm（2）只要滿(mǎn)足關(guān)系式h=______（用題中所給的物理量符號(hào)表示），就可以說(shuō)明在誤差允許范圍內(nèi)碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒（3）如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的________（填寫(xiě)“傾斜直線(xiàn)”或“拋物線(xiàn)”），同樣可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒12．（12分）在一次課外活動(dòng)中，某同學(xué)用圖甲所示裝置測(cè)量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知鐵塊A的質(zhì)量mA＝0.5kg，金屬板B的質(zhì)量mB＝1kg。用水平力F向左拉金屬板B，使其一直向左運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖甲所示，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________（g取10m/s2）。該同學(xué)還將紙帶連接在金屬板B的后面，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一系列的點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，圖中各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，可求得拉金屬板的水平力F＝________N。四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球A、B固定在彎成直角的絕緣輕桿兩端，AB=OB=l，可繞過(guò)O點(diǎn)且與紙面垂直的水平軸無(wú)摩擦地在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，空氣阻力不計(jì)。A球帶正電，B球帶負(fù)電，電量均為q，整個(gè)系統(tǒng)處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)E=。開(kāi)始時(shí)，AB水平，以圖中AB位置為重力勢(shì)能和電勢(shì)能的零點(diǎn)，問(wèn)：(1)為使系統(tǒng)在圖示位置平衡，需在A(yíng)點(diǎn)施加一力F，則F至少多大？方向如何？(2)若撤去F，OB轉(zhuǎn)過(guò)45°角時(shí)，A球角速度多大？此時(shí)系統(tǒng)電勢(shì)能總和是多大？(3)若撤去F，OB轉(zhuǎn)過(guò)多大角度時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能最大？最大值是多少？14．（16分）如圖所示，長(zhǎng)度為l=2m的水平傳送帶左右兩端與光滑的水平面等高，且平滑連接。傳送帶始終以2m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。傳送帶左端水平面上有一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端固定，右端與質(zhì)量為mB物塊B相連，B處于靜止?fàn)顟B(tài)。傳送帶右端水平面與一光滑曲面平滑連接。現(xiàn)將質(zhì)量mA、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從曲面上距水平面h=1.2m處由靜止釋放。已知物塊"與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，mB=3mA，物塊A與B發(fā)生的是彈性正撞。重力加速度g取10m/s2。(1)求物塊A與物塊B第一次碰撞前瞬間的速度大小；(2)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明物塊A與物塊B第一次碰撞后能否回到右邊曲面上；(3)如果物塊A、B每次碰撞后，物塊B再回到最初靜止的位置時(shí)都會(huì)立即被鎖定，而當(dāng)他們?cè)俅闻鲎睬八查g鎖定被解除，求出物塊A第3次碰撞后瞬間的速度大小。15．（12分）如圖所示，AB為一光滑固定軌道，AC為動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25的粗糙水平軌道，O為水平地面上的一點(diǎn)，且B、C、O在同一豎直線(xiàn)上，已知B、C兩點(diǎn)的高度差為h，C、O兩點(diǎn)的高度差也為h，AC兩點(diǎn)相距s＝2h.若質(zhì)量均為m的兩滑塊P、Q從A點(diǎn)以相同的初速度v0分別沿兩軌道滑行，到達(dá)B點(diǎn)或C點(diǎn)后分別水平拋出．求：(1)兩滑塊P、Q落地點(diǎn)到O點(diǎn)的水平距離．(2)欲使兩滑塊的落地點(diǎn)相同，滑塊的初速度v0應(yīng)滿(mǎn)足的條件．(3)若滑塊Q的初速度v0已滿(mǎn)足(2)的條件，現(xiàn)將水平軌道AC向右延伸一段L，要使滑塊Q落地點(diǎn)距O點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)，L應(yīng)為多少？

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解析】

AC．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由于P點(diǎn)位置不確定，粒子從x軸上離開(kāi)磁場(chǎng)或粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸相切時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角最大，為粒子在磁場(chǎng)中的最長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間粒子最小的圓心角為P點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合，最小圓心角粒子在磁場(chǎng)中的最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間為說(shuō)明無(wú)法確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和粒子的偏轉(zhuǎn)角，故AC錯(cuò)誤；B．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由于P點(diǎn)位置不確定，粒子的偏轉(zhuǎn)角不確定，則無(wú)法確定粒子的運(yùn)動(dòng)半徑，故B錯(cuò)誤；D．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，則且則得說(shuō)明可確定粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，故D正確。故選D。2、B【解析】

A．電池最多儲(chǔ)存的電能為故A錯(cuò)誤；B．由儲(chǔ)存的電能除以額定功率可求得時(shí)間為故B正確；C．根據(jù)功率公式則有故C錯(cuò)誤；D．由電池總電量除以百公里標(biāo)準(zhǔn)耗電量即可求出故D錯(cuò)誤。故選B。3、A【解析】

設(shè)BC弧的半徑為r。小球恰好能通過(guò)C點(diǎn)時(shí)，由重力充當(dāng)向心力，則有：小球從A到C的過(guò)程，以C點(diǎn)所在水平面為參考平面，根據(jù)機(jī)械能守恒得：聯(lián)立解得：A．，與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B．，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A。4、C【解析】從靜止釋放至最低點(diǎn)，由機(jī)械能守恒得：mgR=mv2，解得：，在最低點(diǎn)的速度只與半徑有關(guān)，可知vP＜vQ；動(dòng)能與質(zhì)量和半徑有關(guān)，由于P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短，所以不能比較動(dòng)能的大小．故AB錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)，拉力和重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得：F-mg=m，解得，F(xiàn)=mg+m=3mg，，所以P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力，向心加速度兩者相等．故C正確，D錯(cuò)誤．故選C．點(diǎn)睛：求最低的速度、動(dòng)能時(shí)，也可以使用動(dòng)能定理求解；在比較一個(gè)物理量時(shí)，應(yīng)該找出影響它的所有因素，全面的分析才能正確的解題．5、A【解析】

AB．根據(jù)安培定則，L2、L4導(dǎo)線(xiàn)在菱形中心O處的磁應(yīng)強(qiáng)度方向沿OL3斜向上，L3、L1導(dǎo)線(xiàn)在菱形中心O處的磁應(yīng)強(qiáng)度方向沿OL2斜向下，由疊加原理可知，菱形中心O處的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，且不沿OL1方向，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)同向電流相互吸引，反向電流相互排斥，L1與L3受力如圖所示，由各導(dǎo)線(xiàn)中電流大小相等，則每?jī)蓪?dǎo)線(xiàn)間的作用力大小相等，由平行四邊形定則合成可知，L1所受安培力與L3所受安培力大小相等，方向相反，故CD錯(cuò)誤。故選A。6、D【解析】

A．由圖知處的電勢(shì)等于零，所以q1和q2帶有異種電荷，A錯(cuò)誤；B．圖象的斜率描述該處的電場(chǎng)強(qiáng)度，故處場(chǎng)強(qiáng)不為零，B錯(cuò)誤；C．負(fù)電荷從移到，由低電勢(shì)向高電勢(shì)移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；D．由圖知，負(fù)電荷從處移到處，電勢(shì)不變，則電勢(shì)能不變，電場(chǎng)力做功為零。所以D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ACE【解析】

A．光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，其頻率不變，選項(xiàng)A正確；B．對(duì)同一種光學(xué)材料，不同顏色的光在該材料中的傳播速度不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；D．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；E．光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理，選項(xiàng)E正確；故選ACE。8、AD【解析】

A．?dāng)喑鲋睂?dǎo)線(xiàn)中電流方向?yàn)橛赡舷虮?，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確；BC．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，左側(cè)線(xiàn)圈中磁通量不變，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線(xiàn)中電流為零，小磁針恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，BC錯(cuò)誤；D．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后再斷開(kāi)后的瞬間，左側(cè)的線(xiàn)圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向?yàn)橛杀毕蚰?，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確．9、BD【解析】

A．因滑塊的加速度先減小后反向增加，可知滑塊先做變加速后做變減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，加速度為a=5.2m/s2，由牛頓第二定律解得μ=0.1選項(xiàng)B正確；C．由圖像可知，彈簧被壓縮x=0.1m時(shí)滑塊的加速度減為零，則解得k=156N/m選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由能量關(guān)系可知，滑塊在最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為解得EP=3.12J選項(xiàng)D正確。故選BD。10、BC【解析】

A．兩物體做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度大小恒定，方向始終指向圓心不恒定，故A錯(cuò)誤；

B．根據(jù)向心力公式Fn＝mLω2可知，物塊A、B一起轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所需向心力大小相等，故B正確；

CD．對(duì)AB整體分析，當(dāng)最大靜摩擦力提供向心力，有μ?2mg=2mωB2L解得對(duì)A分析，B對(duì)A的最大靜摩擦力提供向心力，有0.5μ?mg=mωA2L解得AB一起轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為，此時(shí)圓盤(pán)對(duì)B的摩擦力為故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：BC。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11、2.150傾斜直線(xiàn)【解析】

(1)[1]螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為；(2)[2]根據(jù)動(dòng)能定理得得小球下滑到斜面底端的速度為小球與斜槽到光電門(mén)的速度為由動(dòng)量守恒定律可得即整理得(3)[3]由可知，成正比，所以圖象是一條傾斜直線(xiàn)時(shí)同樣可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒12、0.504.50【解析】

（1）[1]A處于平衡狀態(tài)，所受摩擦力等于彈簧秤示數(shù)根據(jù)得μ＝0.50[2]由題意可知，金屬板做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)其中，T＝0.1s解得根據(jù)牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得F＝4.50N四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13、（1）；方向與AB成角斜向上（2）；（3）90°；【解析】

(1)當(dāng)垂直于時(shí)力最小，根據(jù)力矩平衡：已知：可以求出：方向與成角斜向上(2)對(duì)系統(tǒng)列動(dòng)能定理可得：其中：，可得：此時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)球做正功，則有：電場(chǎng)力對(duì)球做負(fù)功，則有：則電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功：則系統(tǒng)電勢(shì)能：(3)電勢(shì)能最小時(shí)，機(jī)械能最大，由(2)的結(jié)論，系統(tǒng)電勢(shì)能總和為：即當(dāng)，電勢(shì)能最?。撼跏嘉恢脮r(shí)，電勢(shì)能