2022屆福建省長(zhǎng)泰縣一中高一物理第二學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷請(qǐng)考生注意：1．請(qǐng)用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請(qǐng)用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無(wú)效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)下列物理量中，用來(lái)描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的是A．電場(chǎng)力 B．電場(chǎng)強(qiáng)度C．電勢(shì) D．電勢(shì)能2、(本題9分)一物體從空中某點(diǎn)以一定的初速度v0做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)的水平位移為s，記錄下該平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，并按照1：1的比例制作成了一條鋼制拋物線軌道，如圖所示?，F(xiàn)讓一個(gè)鐵環(huán)從拋物線軌道頂端從靜止滑下，不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力和空氣阻力，重力加速度為g，當(dāng)鐵環(huán)滑落到拋物線軌道末端時(shí)，下面說(shuō)法正確的是A．鐵環(huán)的水平速度等于B．鐵環(huán)的豎直速度等于C．鐵環(huán)的末速度等于D．鐵環(huán)的末速度等于3、(本題9分)如圖所示，兩個(gè)相同的小球A與B分別用一根輕繩和輕彈簧的一端連接，輕繩和輕彈簧的另一端被懸掛在同一高度．現(xiàn)將兩個(gè)小球都拉至相同的高度，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為原長(zhǎng)且與繩長(zhǎng)相等．靜止釋放兩個(gè)小球以后，下列正確的說(shuō)法是（）A．兩小球運(yùn)動(dòng)到各自的最低點(diǎn)時(shí)的速度相同B．與輕繩連接的小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度較大C．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球A的機(jī)械能不守恒D．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球B的機(jī)械能不守恒4、把一個(gè)小球以一定的初速度從O點(diǎn)水平拋出，飛行一段時(shí)間后，小球經(jīng)過(guò)空中P點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度等于水平分速度的4倍，不計(jì)空氣阻力，則A．從O點(diǎn)到P點(diǎn)小球的豎直方向的分位移等于水平方向的分位移的4倍B．小球在P點(diǎn)的速度方向與直線OP共線C．從O點(diǎn)到P點(diǎn)小球的平均速度的大小等于初速度大小的倍D．下落過(guò)程中從起點(diǎn)到任意時(shí)刻速度方向的偏轉(zhuǎn)角與飛行時(shí)間t成正比5、(本題9分)以初速v0豎直上拋一小球。若不計(jì)空氣阻力,在上升過(guò)程中,從拋出到小球動(dòng)能減少一半所經(jīng)過(guò)的時(shí)間是（）A．v0gB．v02g6、(本題9分)狗拉雪橇沿位于水平面內(nèi)的圓弧形道路勻速率行駛，如圖為4個(gè)關(guān)于雪橇受到的牽引力F及摩擦力Ff的示意圖(圖中O為圓心)，其中正確的是()A．B．C．D．7、(本題9分)如圖所示，在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車?，F(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小球以的水平速度沿切線水平的槽口向小車滑去（不計(jì)一切摩擦），到達(dá)某一高度后，小球又返回小車右端，則下列判斷正確的是A．小球在小車上到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為0B．小球離車后，對(duì)地將向右做平拋運(yùn)動(dòng)C．小球離車后，對(duì)地將做自由落體運(yùn)動(dòng)D．此過(guò)程中小球?qū)囎龅墓?、(本題9分)質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90○

(大小不變)后，物體可能做（）A．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng) B．加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．勻速直線運(yùn)動(dòng)9、(本題9分)兩個(gè)小球A、B在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，已知它們的質(zhì)量分別是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s(設(shè)為正)，B的速度v2＝－3m/s，則它們發(fā)生正碰后，其速度可能分別是()A．均為1m/sB．＋4m/s和－5m/sC．＋2m/s和－1m/sD．－1m/s和＋5m/s10、(本題9分)根據(jù)新華社報(bào)道，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，又稱“人造太陽(yáng)”，已完成了首次工程調(diào)試，下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”的說(shuō)法正確的是()A．“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是1B．“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是92C．“人造太陽(yáng)”釋放的能量大小計(jì)算公式是ΔE=ΔmD．“人造太陽(yáng)”核能大小計(jì)算公式是E=11、(本題9分)關(guān)于加速度的定義式為,下列說(shuō)法正確的是(

)A．a(chǎn)與△v成正比,與△t成反比B．物體的加速度大小可由△v、△t算出C．a(chǎn)的方向與△v的方向相同,與v的方向無(wú)關(guān)D．叫速度的變化率,在速度-時(shí)間圖像中與其斜率相對(duì)應(yīng)12、如圖所示,公園蹦極跳床深受兒童喜愛(ài).一小孩系好安全帶后靜止時(shí)腳剛好接觸蹦床,將小孩舉高至每根輕質(zhì)彈性繩都處于原長(zhǎng)時(shí)由靜止釋放,對(duì)小孩下落過(guò)程的分析,下列說(shuō)法正確的是A．小孩一直處于失重狀態(tài)B．.彈性繩對(duì)小孩的作用力一直增大C．小孩的加速度一直增大D．小孩的機(jī)械能一直減小二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）如圖甲所示，是用電火花計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，電火花計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，重物質(zhì)量為0.2kg.(1)下列操作中正確的是___________.A．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接6V交流電源B．應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源打點(diǎn)C．需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間D．測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)間的距離，可知重物相應(yīng)的下落高度(2)某同學(xué)按照正確的操作，得到一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，如圖乙所示.如果打O點(diǎn)時(shí)重物速度為0，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)，計(jì)算B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度時(shí)，甲同學(xué)用，乙同學(xué)用vB=，你贊成___________(選填“甲”或“乙”)同學(xué)的計(jì)算方法.(3)該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C的距離，并記錄在圖乙中(單位cm).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)重物的動(dòng)能為_(kāi)__________J，從O到B過(guò)程中重物重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)__________J(計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字).14、（10分）(本題9分)平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，可以分解為水平方向上的__________________運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的__________________運(yùn)動(dòng)；小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)在坐標(biāo)紙上描出一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的一些點(diǎn)，O點(diǎn)為平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)，每一小方格邊長(zhǎng)為5厘米g=10m/s2。請(qǐng)?jiān)谙聢D中描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，并求出小球的初速度v0=__________________。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、（12分）如題圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道平滑連接，半圓形軌道的半徑R=0.40m．一輕質(zhì)彈簧的左端固定在墻M上，右端連接一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg的小滑塊．開(kāi)始時(shí)滑塊靜止在P點(diǎn)，彈簧正好處于原長(zhǎng)．現(xiàn)水平向左推滑塊壓縮彈簧，使彈簧具有一定的彈性勢(shì)能Ep，然后釋放滑塊，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA=3.0m/s．已知水平軌道MP部分是光滑的，滑塊與水平軌道PB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15，PB=1.0m，取g=l0m/s1．求：（1）滑塊在圓弧軌道起點(diǎn)B的速度vB．（1）滑塊由A點(diǎn)拋出后，落地點(diǎn)與A點(diǎn)間的水平距離x．（3）若要求滑塊過(guò)圓弧軌道最高點(diǎn)A后，落在水平面PB段且最遠(yuǎn)不超過(guò)P點(diǎn)，求彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep的范圍．16、（12分）(本題9分)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一初速度從A點(diǎn)水平拋出，恰好從圓管BCD的B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧，經(jīng)BCD從圓管的最高點(diǎn)D射出，恰好又落到B點(diǎn)．已知圓弧的半徑為R且A與D在同一水平線上，BC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=60°，不計(jì)空氣阻力．求：（1）小球從A點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0的大小；（2）小球在D點(diǎn)時(shí)的速度大?。唬?）在D點(diǎn)處小球?qū)鼙诘淖饔昧Φ拇笮『头较颍?7、（12分）如圖所示，質(zhì)量為M=2kg、左端帶有擋板的長(zhǎng)木板放在水平面上，板上貼近擋板處放有一質(zhì)量為m=1kg的物塊，現(xiàn)用一水平向右大小為9N的拉力F拉長(zhǎng)木板，使物塊和長(zhǎng)木板一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.1，長(zhǎng)木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.2，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后撤去F，最后物塊恰好能運(yùn)動(dòng)到長(zhǎng)木板的右端，木板長(zhǎng)L=4.8m，物塊可看成質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)擋板的厚度，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=10m/s2，求：(1)撤去F的瞬間，物塊和板的加速度；(2)拉力F作用的時(shí)間；(3)整個(gè)過(guò)程因摩擦產(chǎn)生的熱量。

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、B【解析】

用來(lái)描述電場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的是電場(chǎng)強(qiáng)度；A.電場(chǎng)力，與結(jié)論不相符；B.電場(chǎng)強(qiáng)度，與結(jié)論相符；C.電勢(shì)，與結(jié)論不相符；D.電勢(shì)能，與結(jié)論不相符；2、C【解析】

設(shè)鐵環(huán)落地速度為，根據(jù)機(jī)械能守恒，，鋼制軌道的高度可根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求得，，，因此鐵環(huán)落地速度。速度方向與水平方向的夾角：，則；A.鐵環(huán)的水平速度等于，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.鐵環(huán)落地的合速度等于，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.鐵環(huán)的末速度等于，選項(xiàng)C正確；D.鐵環(huán)的末速度不等于，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3、D【解析】

對(duì)A球最低點(diǎn)動(dòng)能等于重力勢(shì)能的減小量，對(duì)B球其動(dòng)能等于重力勢(shì)能減少量與彈簧彈性勢(shì)能增加量之差，但兩球的重力勢(shì)能減少量不相同，故兩小球運(yùn)動(dòng)到各自的最低點(diǎn)時(shí)的速度不一定相同，速度大小關(guān)系不確定，故AB錯(cuò)誤；A球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，小球A的機(jī)械能守恒，故C錯(cuò)誤；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧對(duì)球B做功，小球B的機(jī)械能不守恒．故D正確．4、C【解析】

A.小球經(jīng)過(guò)空中P點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度等于水平分速度的4倍，豎直方向平均速度是，豎直方向位移是水平位移的2倍，A錯(cuò)誤；B.小球在P點(diǎn)的速度是軌跡的切線，B錯(cuò)誤；C.從O到P飛行時(shí)間，水平位移，豎直位移，平均速度，C正確；D.，可見(jiàn)與飛行時(shí)間成正比，而不是與飛行時(shí)間成正比，D錯(cuò)誤.5、D【解析】根據(jù)Ek=12m6、C【解析】

雪橇沿位于水平面內(nèi)的圓弧形道路勻速率行駛，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其合力提供向心力，即合力指向圓心．雪橇受到向后的滑動(dòng)摩擦力，拉力的分力指向圓心．【詳解】A、f與F的合力不指向圓心，沒(méi)有力提供向心力．故A錯(cuò)誤．B、f與F的合力不指向圓心，雪橇受到的滑動(dòng)摩擦力不應(yīng)指向圓心，故B錯(cuò)誤．C、雪橇受到向后的滑動(dòng)摩擦力，因?yàn)檠┣劣邢蛲膺\(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則會(huì)受到指向圓心的靜摩擦力，所以摩擦力合效果偏向圓心，故C錯(cuò)誤．D、f與F的合力指向圓心，雪橇受到向后的滑動(dòng)摩擦力，因?yàn)檠┣劣邢蛲膺\(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則會(huì)受到指向圓心的靜摩擦力，所以摩擦力合效果偏向圓心，拉力跟運(yùn)動(dòng)方向相同，故D正確．故選D7、CD【解析】

當(dāng)小球與小車的水平速度相等時(shí)，小球弧形槽上升到最大高度，設(shè)該高度為h，則：mv0=2mv，解得：，故A錯(cuò)誤；設(shè)小球離開(kāi)小車時(shí)，小球的速度為v1，小車的速度為v2，整個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒，得：mv0=mv1+mv2，由動(dòng)能守恒得：，聯(lián)立解得：v1=0，v2=v0，即小球與小車分離后二者交換速度；所以小球與小車分離后做自由落體運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，C正確；對(duì)小車運(yùn)用動(dòng)能定理得，小球?qū)π≤囎龉Γ?，故D正確。所以CD正確，AB錯(cuò)誤。8、BC【解析】

物體在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，三力平衡，必有F3與F1、F2的合力等大反向，當(dāng)F3大小不變，方向改變90°時(shí)，F(xiàn)1、F2的合力大小仍為F3，方向與改變方向后的F3夾角為90°，故，加速度，但因不知原速度方向，故力改變后的初速度方向與F合的方向間的關(guān)系未知，可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，也有可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故BC正確，AD錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵先根據(jù)平衡條件得出力F3變向后的合力大小和方向，然后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：當(dāng)物體受到的合外力恒定時(shí)，若物體受到的合力與初速度不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)；若合力與初速度共線，物體做直線運(yùn)動(dòng)．9、AD【解析】

由動(dòng)量守恒，可驗(yàn)證四個(gè)選項(xiàng)都滿足要求。再看動(dòng)能情況：×2×9J＝27J；；由于碰撞過(guò)程動(dòng)能不可能增加，所以應(yīng)有Ek≥Ek′，可排除選項(xiàng)B；選項(xiàng)C雖滿足Ek≥Ek′，但A、B沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞后各自仍能保持原來(lái)速度方向(vA′＞0，vB′＜0)，這顯然是不符合實(shí)際的，因此C錯(cuò)誤；驗(yàn)證選項(xiàng)A、D均滿足Ek≥Ek′，故答案為選項(xiàng)A(完全非彈性碰撞)和選項(xiàng)D(彈性碰撞)。10、AC【解析】A、人造太陽(yáng)的核聚變是氘核和氚核進(jìn)行的核聚變反應(yīng)，故A正確；

B、質(zhì)量較重的鈾核通過(guò)核反應(yīng)產(chǎn)生兩個(gè)中等質(zhì)量的鋇核和氪核，屬于重核的核裂變，故B錯(cuò)誤；

C、核聚變過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc點(diǎn)睛：本題考查核聚變與核裂變的定義，核聚變的核反應(yīng)方程，愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，多讀課本，掌握了基礎(chǔ)知識(shí)才能順利解決此類問(wèn)題。11、BCD【解析】

ABC.公式是加速度的定義式，是采用比值定義法定義的，所以與、不存在比例關(guān)系，只是的大小可由、算出，且的方向與的方向相同，故A錯(cuò)誤，BC正確；D.叫速度的變化率，即為加速度，在速度-時(shí)間圖像中與其斜率相對(duì)應(yīng)，故D正確。12、BD【解析】

A項(xiàng)：由于初始時(shí)刻彈性繩處于原長(zhǎng)，彈力為零，小孩加速度向下，最后接觸蹦床，速度一定會(huì)減小至零，故小孩先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)：隨著小孩的下落，彈性繩伸長(zhǎng)彈力增大，彈力之間夾角減小，彈性繩合力增大，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)：小孩加速下落時(shí)，mg－F彈=ma，加速度減小，當(dāng)接觸蹦床后，做減速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)蹦+F彈－mg=ma，加速度增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)：由于彈性繩和蹦床都會(huì)對(duì)小孩做負(fù)功，所以小孩的機(jī)械能一直減小，D項(xiàng)正確。故選：BD。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、D乙0.3690.376【解析】

第一空.A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，故A錯(cuò)誤；B.開(kāi)始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開(kāi)紙帶讓重物下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，故B錯(cuò)誤；C.我們可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，不需要秒表，故C錯(cuò)誤；D.測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)跡間的距離，可知重物相應(yīng)的下落高度，故D正確.故填D.第二空.計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí)，若按甲同學(xué)的方法用，即認(rèn)為紙帶下落的加速度為g，則不需要計(jì)算速度vB的值也會(huì)有：，故甲的數(shù)據(jù)處理方法錯(cuò)誤，應(yīng)該選用乙同學(xué)的：某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，，故乙同學(xué)正確.第三空.B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：，那么此時(shí)重物的動(dòng)能.第四空.從初始位置O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重錘的重力勢(shì)能的減少量為：△Ep=mgh=0.2×9.8×0.192J≈0.376J.14、勻速直線自由落體2.0m/s【解析】

平拋運(yùn)動(dòng)是初速度時(shí)水平方向，只受重力的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。水平方向有：，豎直方向有：，由軌跡圖可知，，；由上述數(shù)據(jù)可得：。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、（1）vB=5m/s（1）x=1.1m（3）3J≤Ep≤5.1J【解析】

(1)對(duì)滑塊，由B到A過(guò)程，根據(jù)機(jī)械能守恒得：代入數(shù)據(jù)，解得：vB=5m/s(1)滑塊從A點(diǎn)拋出后，滿足：水平方向：x=vAt豎直方向：代入數(shù)據(jù)，解得：x=1.1m(3)①當(dāng)滑塊經(jīng)過(guò)圓軌道時(shí)，剛好通過(guò)最高點(diǎn)A，A點(diǎn)由牛頓第二定律帶入數(shù)據(jù)，得最小速度v1=1m/s過(guò)A點(diǎn)后，做平拋運(yùn)動(dòng)帶入數(shù)據(jù)得，落地時(shí)間t=0.4s最小位移x1=0.8m＜1.1m全程，由功能關(guān)系代入數(shù)據(jù)，得彈簧彈性勢(shì)能最小值Ep1=3J②當(dāng)滑塊過(guò)A點(diǎn)后，做平拋運(yùn)動(dòng)，時(shí)間t=0.4s不變，落地點(diǎn)在最遠(yuǎn)位置P點(diǎn)x1=v1t帶入數(shù)據(jù)得v1=5m/s全程，由功能關(guān)系代入數(shù)據(jù)，得彈簧彈性勢(shì)能最大值Ep1=5.1J所以，彈簧的彈性勢(shì)能范圍為：3J≤Ep≤5.1J16、（1）；（2）；（3），方向豎直向下【解析】

根據(jù)幾何關(guān)系求出平拋運(yùn)動(dòng)下降的高度，從而求出豎直方向上的分速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解求出初速度的大??；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出小球在D點(diǎn)的速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出管壁對(duì)小球的彈力作用．