2025屆山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清第一中學(xué)大學(xué)科技園校區(qū)高三物理第一學(xué)期期末聯(lián)考模擬試題含解析

2025屆山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清第一中學(xué)大學(xué)科技園校區(qū)高三物理第一學(xué)期期末聯(lián)考模擬試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫(xiě)考場(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。2．試題所有答案必須填涂或書(shū)寫(xiě)在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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，斜面置于粗糙水平地面上，在斜面的頂角處，固定一個(gè)小的定滑輪，質(zhì)量分別為m1、m2的物塊，用細(xì)線(xiàn)相連跨過(guò)定滑輪，m1擱置在斜面上．下述正確的是（）A．如果m1、m2均靜止，則地面對(duì)斜面沒(méi)有摩擦力B．如果m1沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)，則地面對(duì)斜面有向右的摩擦力C．如果m1沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，則地面對(duì)斜面有向左的摩擦力D．如果m1沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，則地面對(duì)斜面有向右的摩擦力2、甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一條直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)甲做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)乙做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其中圖線(xiàn)甲為拋物線(xiàn)的左半支且頂點(diǎn)在15s處，圖線(xiàn)乙為一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．t=5s時(shí)乙車(chē)的速度為2m/s，甲車(chē)的速率為2m/sB．t=0時(shí)刻甲、乙兩車(chē)之間的距離為25mC．t=0時(shí)刻甲車(chē)的速度大小為4m/sD．甲車(chē)的加速度大為0.1m/s23、1789年英國(guó)著名物理學(xué)家卡文迪許首先估算出了地球的平均密度．根據(jù)你所學(xué)過(guò)的知識(shí)，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半徑R=6400km，萬(wàn)有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）A．5.5×103kg/m3 B．5.5×104kg/m3 C．7.5×103kg/m3 D．7.5×104kg/m34、如圖所示，一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)．一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線(xiàn)框，由位置1（左）沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2（右）．取線(xiàn)框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)（t=0），規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，則圖中能正確反映線(xiàn)框中電流號(hào)時(shí)間關(guān)系的是（）A． B． C． D．5、一個(gè)單擺在海平面上的振動(dòng)周期是T0，把它拿到海拔高度很高的山頂上，該單擺的振動(dòng)周期變?yōu)門(mén)，關(guān)于T與T0的大小關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）A．TT0 B．TT0C．TT0 D．無(wú)法比較T與T0的大小關(guān)系6、如圖所示，物體自O(shè)點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，途經(jīng)A、B、C三點(diǎn)，其中A、B之間的距離l1＝3m，B、C之間的距離l2＝4m．若物體通過(guò)l1、l2這兩段位移的時(shí)間相等，則O、A之間的距離l等于()A．m B．mC．m D．m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、如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線(xiàn)圈（線(xiàn)圈電阻不計(jì)）繞垂直于磁感線(xiàn)的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈通過(guò)電刷與理想變壓器原線(xiàn)圈相連，副線(xiàn)圈接一滑動(dòng)變阻器R，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為n1、n2。要使電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，下列措施可行的是A．n2增大為原來(lái)的2倍，ω、R不變B．ω增大為原來(lái)的2倍，n2、R不變C．ω和R都增大為原來(lái)的2倍，n2不變D．n2和R都增大為原來(lái)的2倍，ω不變8、如圖所示，小車(chē)質(zhì)量為，小車(chē)頂端為半徑為的四分之一光滑圓弧，質(zhì)量為的小球從圓弧頂端由靜止釋放，對(duì)此運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，下列說(shuō)法中正確的是（g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋ǎ〢．若地面粗糙且小車(chē)能夠靜止不動(dòng)，則地面對(duì)小車(chē)的靜摩擦力最大為B．若地面粗糙且小車(chē)能夠靜止不動(dòng)，則地面對(duì)小車(chē)的靜摩擦力最大為C．若地面光滑，當(dāng)小球滑到圓弧最低點(diǎn)時(shí)，小車(chē)速度為D．若地面光滑，當(dāng)小球滑到圓弧最低點(diǎn)時(shí)，小車(chē)速度為9、下列說(shuō)法中正確的是（）A．熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．液體表面張力的方向與液面垂直C．液體表面張力的大小是跟分界線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比的D．水銀滴在玻璃板上將成橢球狀，所以說(shuō)水銀是一種不浸潤(rùn)液體E.相對(duì)濕度100%，表明在當(dāng)時(shí)的溫度下，空氣中的水汽已達(dá)到飽和狀態(tài)10、如圖所示，圓形區(qū)域直徑MN上方存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同?，F(xiàn)有兩個(gè)比荷相同的帶電粒子a、b，分別以v1、v2的速度沿圖示方向垂直磁場(chǎng)方向從M點(diǎn)入射，最終都從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，則（）A．粒子a、b可能帶異種電荷B．粒子a、b一定帶同種電荷C．v1:v2可能為2:1D．v1:v2只能為1:1三、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）測(cè)量玩具遙控汽車(chē)的額定功率實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)要步驟如下：A．測(cè)出小車(chē)質(zhì)量為0.6kg。B．在小車(chē)尾部系一條長(zhǎng)紙帶，讓紙帶穿過(guò)電源頻率為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。C．使小車(chē)以額定功率沿水平面加速到最大速度，繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后關(guān)閉小車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，讓其在水平面上滑行直到停止。D．取下紙帶進(jìn)行研究。測(cè)得的數(shù)據(jù)如圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)由紙帶知遙控汽車(chē)的最大速度為_(kāi)___________，汽車(chē)滑行時(shí)的加速度為_(kāi)___________；(2)汽車(chē)滑行時(shí)的阻力為_(kāi)___________；其額定功率為_(kāi)___________。12．（12分）某同學(xué)要測(cè)量一節(jié)舊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)器材有一個(gè)電流表、一個(gè)電阻箱R、一個(gè)1Ω的定值電阻R0，一個(gè)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干，該同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345R（Ω）4.010.016.022.028.0I（A）1.000.500.340.250.20(1)該同學(xué)為了用作圖法來(lái)確定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，若將R作為直角坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)，則應(yīng)取____________作為橫坐標(biāo)。(2)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在給出的直角坐標(biāo)系上畫(huà)出正確的圖象__________________。(3)由圖象可知，該電池的電動(dòng)勢(shì)E=_________V，內(nèi)電阻r=_________Ω。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）如圖所示，在光滑水平面上距離豎直線(xiàn)MN左側(cè)較遠(yuǎn)處用彈簧鎖定不帶電絕緣小球A，彈性勢(shì)能為0.45J，A球質(zhì)量M＝0.1kg，解除鎖定后與靜止在M點(diǎn)處的小球B發(fā)生彈性正碰，B球質(zhì)量m＝0.2kg、帶電量q＝＋10C。MN左側(cè)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，MN右側(cè)空間區(qū)域范圍內(nèi)存在豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)大小E1＝0.2N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。（g＝10m/s2，不計(jì)一切阻力）求：(1)解除鎖定后A球獲得的速度v1；(2)碰后瞬間B球速度v2；(3)E2大小滿(mǎn)足什么條件時(shí)，B球能經(jīng)電場(chǎng)E2通過(guò)MN所在的直線(xiàn)；（不考慮B球與地面碰撞再次彈起的情況）(4)在滿(mǎn)足(3)問(wèn)情景下B球在電場(chǎng)E2中與MN的最大距離。14．（16分）如圖甲所示，在邊界為L(zhǎng)1L2的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.02T，在L1的左側(cè)充滿(mǎn)斜向上與水平方向夾角為45°的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1（E1大小未知）。一帶正電的微粒從a點(diǎn)由靜止釋放，微粒沿水平直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到L1邊界上的b點(diǎn)，這時(shí)開(kāi)始在L1L2之間的區(qū)域內(nèi)加一豎直方向周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，E2隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示（E2>0（1）微粒的比荷qm（2）a點(diǎn)到b點(diǎn)的距離；（3）將邊界L2左右移動(dòng)以改變正交場(chǎng)的寬度，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)的區(qū)域，求電場(chǎng)E2變化周期15．（12分）如圖，在xOy平面直角坐標(biāo)系中，第一象限有一垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二象限有一平行于x軸向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一重力可忽略不計(jì)的帶電粒子，質(zhì)量為m，帶電荷量為q，該粒子從橫軸上x(chóng)=－d處以大小為v0的速度平行于y軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，從縱軸上y=2d處射出勻強(qiáng)電場(chǎng)。(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；(2)已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，求帶電粒子從x軸射出磁場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo)。

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、A【解析】

如果m1、m2均靜止或m1沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)，以m1、m2和斜面組成的整體為研究對(duì)象，整體的為合力都為零，其受力情況如圖1，由平衡條件得知，地面對(duì)斜面沒(méi)有摩擦力．故A正確，B錯(cuò)誤．如果m1沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，將m1的加速度分解為水平和豎直兩個(gè)方向如圖2，根據(jù)牛頓第二定律可知，整體有水平向右分加速度，則地面對(duì)斜面有向右的摩檫力．故C錯(cuò)誤．與C項(xiàng)同理可知，如果m1沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，其加速度沿斜面向下，整體有水平向左的分加速度，根據(jù)牛頓第二定律得知，地面對(duì)斜面有向左的摩檫力．故D錯(cuò)誤．故選A.2、A【解析】

AD．乙車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度為甲車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其圖線(xiàn)在15s時(shí)與橫軸相切，則t=15s時(shí)甲車(chē)的速度為零，利用逆向思維將甲車(chē)看成反向初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，據(jù)位移時(shí)間公式，結(jié)合圖象有解得a=0.2m/s2所以t=5s時(shí)甲車(chē)的速率故A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；B．t=15s時(shí)甲車(chē)的速度為零，利用逆向思維將甲車(chē)看成反向初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，據(jù)，根據(jù)圖象有則t=0時(shí)刻甲、乙兩車(chē)之間的距離為22.5m，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．t=15s時(shí)甲車(chē)的速度為零，利用逆向思維將甲車(chē)看成反向初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則0時(shí)刻甲車(chē)的速度大小為故C項(xiàng)錯(cuò)誤。3、A【解析】

由黃金代換可得地球質(zhì)量，地球體積公式可得密度，故A正確BCD錯(cuò)誤。4、A【解析】

先由楞次定律依據(jù)磁通量的變化可以判定感應(yīng)電流的方向，再由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式和歐姆定律，分段分析感應(yīng)電流的大小，即可選擇圖象．【詳解】線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向外，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，電流i應(yīng)為正方向，故BC錯(cuò)誤；線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，線(xiàn)框有效的切割長(zhǎng)度先均勻增大后均勻減小，由E=BLv，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻增大后均勻減小；線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生．線(xiàn)框穿出磁場(chǎng)的過(guò)程，磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向里，由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，電流i應(yīng)為負(fù)方向；線(xiàn)框有效的切割長(zhǎng)度先均勻增大后均勻減小，由，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻增大后均勻減小，故A正確，D錯(cuò)誤．5、B【解析】

單擺的周期公式，其放在高度很高的山頂上，重力加速度變小，其振動(dòng)周期一定大，即故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。6、D【解析】

設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a，通過(guò)O、A之間的距離l的時(shí)間為t，通過(guò)l1、l2每段位移的時(shí)間都是T，根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，l＝at2l＋l1＝a(t＋T)2l＋l1＋l2＝a(t＋2T)2l2－l1＝aT2聯(lián)立解得l＝m．A.m，選項(xiàng)A不符合題意；B.m，選項(xiàng)B不符合題意；C.m，選項(xiàng)C不符合題意；D.m，選項(xiàng)D符合題意；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、BD【解析】

線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電壓有效值為：根據(jù)理想變壓器的規(guī)律：根據(jù)歐姆定律：聯(lián)立方程解得：，ω增大為原來(lái)的2倍，n2、R不變、n2和R都增大為原來(lái)的2倍，ω不變均可電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，BD正確，AC錯(cuò)誤。故選BD。8、BC【解析】

AB．若地面粗糙且小車(chē)能夠靜止不動(dòng)，設(shè)圓弧半徑為R，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到半徑與豎直方向的夾角為θ時(shí)，速度為v．

根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mv2=mgRcosθ由牛頓第二定律有：N-mgcosθ=m解得小球?qū)π≤?chē)的壓力為：N=3mgcosθ其水平分量為Nx=3mgcosθsinθ=mgsin2θ根據(jù)平衡條件知，地面對(duì)小車(chē)的靜摩擦力水平向右，大小為：f=Nx=mgsin2θ可以看出：當(dāng)sin2θ=1，即θ=45°時(shí)，地面對(duì)車(chē)的靜摩擦力最大，其值為fmax=mg．故A錯(cuò)誤，B正確．CD．若地面光滑，當(dāng)小球滑到圓弧最低點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度設(shè)為v′，小球的速度設(shè)為v．小球與小車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv-Mv′=0；系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則得：mgR=mv2+Mv′2，解得：v′=．故C正確，D錯(cuò)誤．故選BC．【點(diǎn)睛】本題中地面光滑時(shí)，小車(chē)與小球組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，但系統(tǒng)的總動(dòng)量并不守恒．9、ACE【解析】

A．熱力學(xué)第二定律的一種表述為：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響，即無(wú)論采用任何設(shè)備和手段進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，總是遵循“機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”，A正確；BC．液體表面張力產(chǎn)生在液體表面層，它的方向平行于液體表面，而非與液面垂直，其大小跟分界線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比，B錯(cuò)誤C正確；D．浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)是由液體和固體共同決定的。液體浸潤(rùn)固體，附著層面積要擴(kuò)張，不浸潤(rùn)固體附著層面積要收縮；水銀不浸潤(rùn)玻璃，但可能浸潤(rùn)其他固體，D錯(cuò)誤；E．相對(duì)濕度=空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)/同溫度下水的飽和氣壓，當(dāng)相對(duì)濕度為100%，表明在當(dāng)時(shí)的溫度下，空氣中的水汽已達(dá)到飽和狀態(tài)，故E正確。故選ACE。10、BC【解析】

AB．兩粒子都從M點(diǎn)入射從N點(diǎn)出射，則a粒子向下偏轉(zhuǎn)，b粒子向上偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知兩粒子均帶正電，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．設(shè)磁場(chǎng)半徑為R，將MN當(dāng)成磁場(chǎng)的邊界，兩粒子均與邊界成45°入射，由運(yùn)動(dòng)對(duì)稱(chēng)性可知出射時(shí)與邊界成45°，則一次偏轉(zhuǎn)穿過(guò)MN時(shí)速度偏轉(zhuǎn)90°；而上下磁場(chǎng)方向相反，則兩粒子可以圍繞MN重復(fù)穿越，運(yùn)動(dòng)有周期性，設(shè)a粒子重復(fù)k次穿過(guò)MN，b粒子重復(fù)n次穿過(guò)MN，由幾何關(guān)系可知()()由洛倫茲力提供向心力，可得而兩個(gè)粒子的比荷相同，可知如，時(shí)，，如，時(shí)，，則v1:v2可能為1:1或2:1，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、1.00m/s－1.73m/s1.04N1.04W【解析】

(1)[1][2]．汽車(chē)的最大速度為紙帶上最后6段對(duì)應(yīng)汽車(chē)做關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)做減速運(yùn)動(dòng)，加速度為(2)[3][4]．根據(jù)牛頓第二定律得

f=ma=0.6×（-1.73）N≈-1.04N當(dāng)汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力與阻力大小相等，即有F=f

則汽車(chē)的額定功率為P=Fvm=fvm=1.04×1W=1.04W12、I-1/A-16.0（5.8~6.2）1.0（0.8.~1.2）【解析】

(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律，有公式變形，得到所以若將R作為直角坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)，則應(yīng)取作為橫坐標(biāo)；(2)[2]運(yùn)用描點(diǎn)法作出圖象：

(3)[3][4]對(duì)比一次函數(shù)y=kx+b，R相當(dāng)于y，E相當(dāng)于k，相當(dāng)于x，（-r-R0）相當(dāng)于b；故E=k-r-R0=b解得：E=kr=-b-R0所以由圖象可知，該電池的電動(dòng)勢(shì)E=6.0V，內(nèi)電阻r=1.0Ω。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)3m/s，方向水平向右；(2)2m/s，方向水平向右；(3)E2≥0.283V/m；(4)0.142m【解析】

(1)球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒得即解除鎖定后獲得的速度大小為3m/s，方向水平向