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2025-2026学年河南省郑州市惠济区星源外国语学校等校高二（下）期中物理试卷（C卷）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
B. 接收电磁波时通过改变接收电路的固有频率，使之与入射电磁波频率相同，从而产生电谐振
C. 电磁波在介质中的传播速度大于在真空中的传播速度
D. 电磁波不能产生偏振现象
2.图甲为某静电除尘器的原理示意图。平行的集尘极板接电源正极，在集尘极板之间放置若干电晕极，电晕极接电源负极，中间形成的电场如图乙所示。当含尘空气进入除尘器后，其中的尘埃颗粒与电离的空气分子撞击而带电，在电场力作用下运动到集尘极上。当集尘极上的灰尘积累较多时，在重力的作用下落入灰斗。关于该静电除尘器，下列说法正确的是( )
A. 空气分子的电离发生在电晕极附近
B. 越靠近集尘极，电场强度越大
C. 积累到集尘极上的灰尘带正电
D. 为提高除尘效率，可将电晕极制成与集尘极相同的金属板
3.游隼具有高超的空中捕猎技能。在某次捕获猎物过程中，捕获猎物前瞬间，游隼的速度沿水平方向，大小为；猎物的速度方向竖直向下，大小为，游隼质量为，猎物质量为。游隼捕获猎物的过程时间极短，则游隼捕获猎物后瞬间的速度大小为( )
A. B. C. D.
4.健身挥拳力量测试仪的核心部件为平行板电容器，固定极板与可动极板的正对面积保持不变，极板间介质为空气。挥拳冲击可动极板时，可认为极板间距减小，放开手后，在绝缘弹簧的作用下极板间距恢复。测试前先将电容器充电，随后断开电源。若测试仪表可视为并联在两极板间的理想电压表改装而成，则挥拳力量越大( )
A. 极板间场强越大 B. 极板间场强越小
C. 理想电压表的示数越大 D. 理想电压表的示数越小
5.如图甲所示，在竖直方向放置的光滑管内有一个下端固定在水平面上的轻弹簧，在管的上方某位置处由静止释放一个物块可视为质点。取物块运动的最低点为坐标原点，质点在竖直方向的坐标随时间的变化图像如图乙所示，其中段为抛物线，段为正弦曲线的一部分，处曲线斜率的绝对值最大，则下列说法中正确的是( )
A. 时刻物块的速度最大 B. 时刻物块的加速度为零
C. D.
6.如图所示，在天花板上点通过两根长度分别为、的细绳悬挂两个带电小球、，静止时两根细绳与竖直方向之间的夹角分别为和，已知，，则、质量之比为( )
A. ：
B. ：
C. ：
D. ：
7.如图所示的电路中，电源的电动势、内阻，小灯泡和分别标有“，”、“，
”字样，电动机的内阻为。闭合开关，调节电阻箱的阻值，两灯泡均正常发光、电动机能正常工作。则下列说法正确的是( )
A. 流过电动机的电流为
B. 电动机的输出功率为
C. 电动机的效率为
D. 电源的效率为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，两根完全相同的无限长直导线、平行正对固定，两根导线中通有如图所示的等大反向的恒定电流，为、形成的平面内垂直于两导线的直线上的两点，点到导线的距离与点到导线的距离相等。则( )
A. 、所受安培力相同
B. 、所受安培力不同
C. 点的磁场垂直于纸面向外
D. 点的磁场垂直于纸面向里
9.一只蜜蜂悬停在平静水面上，双翅同时上下振动，在水面形成以、为波源的两列同频率、同振幅的水波，其频率为，振幅为，波长为。水面上的另外一点处的振幅始终为零。则下列说法正确的是( )
A. 点与、两点之间的距离差为的偶数倍
B. 点与、两点之间的距离差为的奇数倍
C. 若蜜蜂双翅振动的频率增大，则水波向外的传播速度不变
D. 若蜜蜂双翅振动的频率增大，则点的振幅仍一定为零
10.如图所示，两光滑平行金属导轨固定放置在绝缘水平面内，导轨间距，导轨右侧通过细导线连接电动势、内阻的电源，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。在导轨上距离电源足够远处垂直导轨放置一质量、长度略大于的导体棒，导体棒从静止开始运动，运动过程中的终与导轨垂直且接触良好。导体棒和导轨电阻不计，在导体棒由静止开始运动到匀速运动的整个过程中，下列说法正确的是( )
A. 在由静止开始运动瞬间，导体棒的加速度大小
B. 导体棒匀速运动的速度大小
C. 通过导体棒某一横截面的电荷量
D. 回路产生的焦耳热
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.小明用气垫导轨、数字计时器、光电门、滑块、两个相同的遮光片等器材验证动量守恒定律。
为调节气垫导轨水平，启动气泵后，调节气垫导轨的调平螺丝。向右轻推滑块，使其先后通过两个光电门的时间 填“”“”或“”，表明气垫导轨已经水平。
将滑块放在两个光电门之间，轻推滑块，记录滑块通过光电门的挡光时间为，之后发现滑块与滑块碰撞一次后再次通过光电门的挡光时间为，滑块通过光电门的挡光时间为，则滑块的质量与滑块的质量应满足的关系为 填“”“”或“”。
根据以上实验过程，若表达式 成立，则验证了系统动量守恒用、、、、表示。
12.某实验小组尝试将灵敏电流计改装成为“”“”两个挡位的欧姆表，他们设计的电路图如图所示。实验室可供选用的器材如下：
A.灵敏电流计最大电流为、内阻为
B.滑动变阻器
C.滑动变阻器
D.定值电阻阻值为
E.定值电阻阻值为
F.号干电池一节电动势为，内阻很小
G.单刀双掷开关一个、导线若干
单刀双掷开关接 填“”或“”为“”挡位；
应选用定值电阻 填“”或“”；
滑动变阻器应选用 填“”或“”；
单刀双掷开关接，先将短接，调节滑动变阻器，使满偏，再在间接入某未知电阻，发现电流计示数为，则该电阻 。
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
13.图甲是法拉第发明的铜盘发电机，图乙是利用这种发电机给的电阻供电的电路图，半径为的铜盘安装在水平轴上，外电路通过、分别与盘边缘和转轴相连接，铜盘接入电路的等效电阻为，导线电阻不计。空间中存在垂直于铜盘平面向右的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆盘沿顺时针方向从左向右看以角速度匀速转动。求：
通过电阻的电流大小和方向；
内电阻中产生的热量。
14.如图所示，在直角坐标系中存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，在处放置一个足够大的垂直于轴的挡板。在点有一粒子源，能够沿坐标平面向各个方向均匀发射速率均为的相同带正电粒子，粒子的比荷为。已知磁感应强度大小，不计粒子重力及粒子间的相互作用力，粒子打在挡板上后立刻被吸收并导走。求：
能够打在挡板上的粒子运动的最短时间；
挡板上有粒子打中的区域长度。
15.如图所示，在水平光滑直杆上穿一个质量为的小球，通过长为的细线连接一个质量为的小球，在的正下方，、间的距离为。开始时用销钉将固定在直杆上，现给一平行于直杆的速度。已知重力加速度大小取，，。不计空气阻力，细线绷紧后始终处于拉紧状态。所有结果均保留两位有效数字
求细线绷紧前瞬间的速度大小；
求细线绷紧后瞬间的速度大小；
拔去销钉，以相同的初速度将水平抛出，求细线绷紧瞬间小球的速度大小。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：、均匀变化的磁场会产生稳定的电场，故A错误；
B、根据电磁波的接受可知，接收电磁波时通过改变接收电路的固有频率，使之与入射电磁波频率相同，从而产生电谐振，故B正确；
C、电磁波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，故C错误；
D、电磁波是横波，能产生偏振现象，故D错误。
故选：。
均匀变化的磁场会产生稳定的电场；根据电磁波的接受判断；根据电磁波的传播特点，光在真空中、介质中的传播速度关系；电磁波是横波。
本题考查电磁场和电磁波的分析，注意周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场。
2.【答案】
【解析】解：、根据电场线的分布特点，电晕极附近电场较强，空气分子的电离发生在电晕极附近，故A正确，B错误；
C、电晕极接电源负极，积累到集尘极上的灰尘带负电，故C错误；
D、若将电晕极制成与集尘极相同的金属板，将形成匀强电场，无法使空气电离，故D错误。
故选：。
结合静电除尘的原理，根据电场线分布判断电场强度大小，分析空气电离位置、粉尘带电情况，再判断各选项说法的正误。
本题以静电除尘器为背景，考查静电场的实际应用，结合电场强度、电离、带电粒子受力等知识点，能有效检验对静电除尘原理的理解。
3.【答案】
【解析】解：游隼捕捉猎物的过程历时极短，内力远超过外力，系统在水平与竖直两个方向上的总动量均保持不变。
由于游隼速度沿水平方向，猎物速度沿竖直方向，两者速度方向彼此垂直。
设游隼质量为，水平速度；猎物质量为，竖直速度。
依据动量守恒定律，系统水平方向动量，解得：。系统竖直方向动量，解得：。
捕获猎物后系统的总动量大小为，解得：。
根据动量守恒关系，代入数据解得游隼捕获猎物后瞬间的速度大小为。故ABD错误，C正确。
故选：。
题目描述游隼与猎物在捕获前速度方向相互垂直，过程时间极短意味着系统内力远大于重力等外力，因此在水平与竖直两个方向上分别满足动量守恒。需要分析捕获后两者的共同速度，其动量等于捕获前系统在水平与竖直方向上的动量矢量和。已知游隼与猎物的质量与速度，可分别计算水平方向总动量与竖直方向总动量，再根据矢量和求得总动量大小，最后利用总质量与总动量关系求出共同速度大小。
本题以游隼捕猎为情境，考查动量守恒定律的应用，属于力学中的核心内容。题目将动量守恒置于两个相互垂直的方向上分别处理，有效考查学生对动量守恒矢量性的深刻理解以及将复杂运动分解为独立方向进行分析的建模能力。题目计算量适中，但要求学生准确判断系统动量守恒的条件，并熟练运用矢量合成与分解的方法。其中，将初态动量视为两个垂直分动量，再通过平行四边形定则求合动量，是解决此类问题的关键策略。
4.【答案】
【解析】解：、挥拳力量越大，则极板间距会越小，根据
可知电容越大，根据
可知极板间电压越小，故电压表示数变小，故C错误，D正确；
、挥拳力量越大，则极板间距会越小，不变，根据，，
解得，故极板间场强不变，故AB错误。
故选：。
电容器充电后断开电源，电荷量保持不变；挥拳力量越大，极板间距越小，结合场强和电压的相关公式，分析极板间距变化时场强和电压的变化情况。
本题以挥拳测试仪为背景，考查平行板电容器的动态分析，核心是抓住电荷量不变的条件，分析场强和电压与极板间距的关系，侧重对电容器公式的理解与应用。
5.【答案】
【解析】解：由图像可知，物块从静止释放，段呈抛物线，表明物块进入管内至接触弹簧前做自由落体运动；段为正弦曲线，表明物块接触弹簧后做简谐运动。
A、图像的斜率表示速度，点处曲线斜率的绝对值最大，说明时刻物块速度最大，此时物块处于平衡位置重力与弹力平衡，而时刻物块刚接触弹簧，合力向下，速度继续增大，故A错误；
B、时刻物块到达最低点，此时位移最大，速度为零，弹簧压缩量最大，弹力大于重力，合力向上且达到最大，根据牛顿第二定律可知加速度最大且向上，不为零，故B错误；
、设物块接触弹簧时的速度为，自由下落时间为。进入简谐运动阶段后，平衡位置在点。在简谐运动中，从平衡位置运动到最低点所需时间为其中为周期，即；而从接触点运动到平衡位置的过程是简谐运动的一部分，其时间满足关系，由于此时已有初速度，可知该段位移对应的平均速度大于从到过程的平均速度。数学推导表明，由于存在前期的自由落体时间，且在到阶段加速度由逐渐减小到，其总时间会大于从平衡位置到达最低点的时间，即，整理得，故C错误，D正确。
故选：。
物块从静止释放，段为抛物线对应自由落体运动，段为正弦曲线对应接触弹簧后的简谐运动。图像的斜率表示速度，处斜率绝对值最大表明时刻速度最大，此时物块处于简谐运动的平衡位置，合力为零。时刻物块刚接触弹簧，速度仍在增加；时刻物块到达最低点，位移最大，速度为零，弹簧压缩量最大，弹力大于重力，合力向上且最大，加速度最大不为零。比较时间关系需分析简谐运动的对称性，物块从接触弹簧到平衡位置的时间由于初速度不为零且加速度从重力加速度逐渐减小，该段时间大于从平衡位置到最低点的时间，由此可得与的大小关系。
本题以物块在竖直光滑管内与弹簧相互作用为背景，巧妙地将自由落体与简谐运动相结合，并通过坐标时间图像呈现运动过程，综合考查了运动学图像分析、简谐运动的基本规律以及动力学推理能力。题目难度中等偏上，计算量不大，但对物理过程的理解深度和逻辑分析能力要求较高。学生需要准确解读图像各段对应的物理过程，明确斜率代表速度，并能将简谐运动的对称性、平衡位置、时间关系等核心概念灵活应用于非标准情境中。尤其亮点在于通过比较自由落体接触弹簧后至平衡位置的时间与平衡位置至最低点的时间，推导出与的大小关系，这一过程需要学生深入理解简谐运动中时间与位移的非线性关系，并运用平均速度或动力学特征进行定性比较，有效锻炼了学生的物理建模和逻辑推理能力。
6.【答案】
【解析】解：设两个电荷间的库仑力为，对受力分析，根据几何关系，可得
同理，对物体分析，有
且，解得，故A正确，BCD错误。
故选：。
这道题考查共点力平衡与相互作用力的应用，解题关键是：明确库仑力是相互作用力，大小相等；利用力矩平衡或水平方向受力平衡列方程；结合三角函数关系，准确代入角度的正弦正切值。
本题综合考查了受力分析、共点力平衡、相互作用力及三角函数的应用，是力学平衡的典型题目。
7.【答案】
【解析】解：对小灯泡，可得流过的电流为，对小灯泡，可得流过的电流为，可得流过电动机的电流为，故A错误；
B.小灯泡的电阻为，电动机两端的电压，电动机输出的机械功率，故B错误；
C.电动机效率为，故C正确；
D.电源的路端电压，电源的效率为，故D错误。
故选：。
根据功率公式结合并联电路的特点列式求解；根据欧姆定律和闭合电路的欧姆定律以及电动机的输出功率的公式列式解答；根据电动机的效率公式列式求解；根据闭合电路的欧姆定律和电源的效率公式列式解答。
考查闭合电路的欧姆定律和欧姆定律的应用，理解非纯电阻电路的特点，涉及知识点较多，需平时注意相关知识的积累，属于中等难度考题。
8.【答案】
【解析】解：根据牛顿第三定律，、所受的安培力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，不可能相同，故A错误，B正确；
C.根据右手定则，在点产生的磁场垂直于纸面向外，在点产生的磁场垂直于纸面向里，但在点产生的磁感应强度大于在点产生的磁感应强度，其合磁感应强度垂直于纸面向外，故C正确；
D.根据右手定则，在点产生的磁场垂直于纸面向里，在点产生的磁场垂直于纸面向外，但在点产生的磁感应强度大于在点产生的磁感应强度，其合磁感应强度垂直于纸面向外，故D错误。
故选：。
根据牛顿第三定律进行分析解答；根据右手定则结合磁感应强度的矢量性特点进行分析解答。
考查牛顿第三定律和右手定则的应用，知道磁感应强度的矢量性特点，属于基础题。
9.【答案】
【解析】解：已知点的振幅始终为零，说明点是两列相干水波的振动减弱点。对于由同一蜜蜂双翼形成的、同频率、同相位的相干波源、，振动减弱的条件为到两波源的路程差为半波长的奇数倍，即，所以点与、两点之间的距离差为的奇数倍，故A错误，B正确。
C.机械波的传播速度由介质决定，水波在水中的传播速度仅与水的性质有关，与波源的振动频率无关，即使蜜蜂双翅振动的频率增大，水波向外的传播速度也保持不变，故C正确。
D.根据波速公式，当频率增大、波速不变时，波长会减小。点到两波源的路程差是固定的，原来满足减弱条件，当波长入减小时，该路程差不再是新波长半波长的奇数倍，所以点不再是振动减弱点，振幅也不再为零，故D错误。
故选：。
根据点振幅始终为零，判断其为两列相干波的振动减弱点，结合相干波源的减弱条件分析路程差与半波长的关系；依据机械波传播速度由介质决定的特点，判断频率变化对波速的影响；结合波速公式分析频率增大、波长减小时，点的减弱条件是否依然成立。
本题考查相干波的干涉现象，涵盖振动减弱点的路程差条件、机械波传播速度的决定因素，以及频率变化对干涉减弱条件的影响，是机械波干涉规律的综合应用。
10.【答案】
【解析】解：在导体棒从静止启动至达到稳定速度的过程中，系统遵循电磁感应与动力学规律。
A、初始瞬间，导体棒速度为零，感应电动势为零，回路电流，代入数据解得，安培力，代入数据解得，根据牛顿第二定律，代入数据解得，故A错误；
B、当导体棒匀速运动时，合力为零，安培力为零，回路电流为零，电源电动势与感应电动势相等，即，代入数据解得，故B正确；
C、对导体棒从静止到匀速的过程应用动量定理，水平向右为正方向，有，其中通过横截面的电荷量，联立解得，代入数据解得，故C错误；
D、此过程中，电源提供的总能量，根据能量守恒，该能量一部分转化为导体棒的动能，另一部分转化为回路焦耳热，即，代入数据解得，故D正确。
故选：。
导体棒从静止启动，初始瞬间速度为零，感应电动势为零，回路电流由电源电动势和内阻决定，安培力提供加速度。匀速运动时合力为零，安培力为零，电源电动势与感应电动势平衡，可确定匀速速度。从启动到匀速过程中，对导体棒应用动量定理，安培力的冲量对应动量变化，由此关联电荷量与速度关系。整个系统能量由电源提供，转化为导体棒动能和回路焦耳热，通过能量守恒可确定焦耳热。
本题综合考查电磁感应与动力学、能量和动量观点的应用，是一道综合性较强的中上难度题目。题目涉及导体棒在恒定电源驱动下的变加速运动过程，需要学生准确分析初始时刻与稳定状态的受力与电路特点。计算量适中，但要求学生能够灵活运用、动量定理及能量守恒等多个核心规律。解答过程需注意区分瞬时值与过程量，例如初始加速度由安培力单独决定，而电荷量求解需借助安培力冲量与动量变化的关系。本题能有效锻炼学生的物理建模、逻辑推理及综合分析能力。
11.【答案】

【解析】解：根据光电门测速原理：，滑块先后通过两个光电门的时间相等时，即时，可说明其先后通过两个光电门的速度相等，滑块做匀速运动，可表明气垫导轨已经水平。
由题意可知滑块碰撞滑块后被反弹，可说明滑块的质量小于滑块的质量，即。
根据以上实验过程，可得碰撞前滑块的速度大小为：
碰撞后滑块的速度大小为：
碰撞后滑块的速度大小为：
若碰撞过程满足系统动量守恒，以碰撞前滑块的速度方向为正方向，则有：
联立可得表达式为：
故答案为：；；。
根据光电门测速原理，滑块先后通过两个光电门的时间相等时，可表明滑块做匀速运动。
由题意可知滑块碰撞滑块后被反弹，由此可说明滑块的质量较小。
根据光电门测速原理，求得碰撞前滑块的速度大小，以及碰撞后滑块、的速度大小。根据动量守恒定律求得需验证的表达式。
本题考查了验证动量守恒定律的实验，掌握光电门测速原理。要注意动量为矢量，应用动量守恒定律列式时要确定动量的正负。
12.【答案】

【解析】解：接时干路电流的最大值大于接时干路电流的最大值，结合欧姆表的内阻可知，接时为“”挡位，接时为“”挡位。
若与相连，满偏电流为
若与相连，满偏电流为
由于接时为“”挡位，接时为“”挡位，则根据可知，可知应选用阻值为的定值电阻。
由，与相连欧姆表的内阻为，与相连欧姆表的内阻为，可知滑动变阻器应选用。
表示数为，根据闭合电路欧姆定律，代入数据解得。
故答案为：；；；。
根据欧姆表的原理分析判断；
计算与相连和与相连时电流关系判断选用的定值电阻；
根据闭合电路欧姆定律计算与相连和与相连时欧姆表的内阻判断；
根据闭合电路欧姆定律计算。
本题关键掌握欧姆表的原理、由原理判断挡位的方法。
13.【答案】通过电阻的电流大小为，方向为从流向 分钟内电阻中产生的热量为
【解析】解：将转动的铜盘等效为无数条半径切割磁感线的导体，可得感应电动势
外电路电阻，铜盘接入电路的等效内阻，电路总电阻
根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小；
根据右手定则，电流从点流出，经电阻流向点，即通过电阻的电流方向为从流向。
根据焦耳定律，电阻在时间内产生的热量。
答：通过电阻的电流大小为，方向为从流向。
分钟内电阻中产生的热量为。
将转动铜盘等效为无数条半径切割磁感线的导体，利用公式计算感应电动势；结合铜盘的等效内阻，根据闭合电路欧姆定律求出电路电流；利用右手定则判断电流方向。
根据焦耳定律直接计算电阻在规定时间内产生的热量。
本题考查圆盘发电机模型的电磁感应问题，涵盖动生电动势的计算、闭合电路欧姆定律的应用、电流方向判断，以及焦耳热的求解，是电磁感应与恒定电流结合的应用。
14.【答案】能够打在挡板上的粒子运动的最短时间为 挡板上有粒子打中的区域长度为
【解析】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力得：
，已知：
解得圆周运动半径为：
粒子打在挡板上的位置在点正下方时轨迹的弧长最短，运动的时间最短，此时轨迹对应的圆心角为，轨迹弧长为，如下图中轨迹所示。
运动的最短的时间为：
粒子的运动轨迹如上图中的轨迹时，轨迹与挡板相切，粒子打在左侧最远处，此处与轴的距离为：
粒子的运动轨迹如上图中轨迹所示时，连线为直径，粒子打在右侧最远处，此处与轴的距离为：
挡板上有粒子打中的区域长度为：
答：能够打在挡板上的粒子运动的最短时间为；
挡板上有粒子打中的区域长度为。
粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力求得圆周运动的半径，粒子打在挡板上的位置在点正下方时轨迹的弧长最短，运动的时间最短，依据此轨迹对应的圆心角和轨迹弧长求解运动的最短的时间；
根据几何关系确定粒子打在左侧最远的位置与右侧最远的位置，这两个位置的距离即为挡板上有粒子打中的区域长度。
本题考查了带电粒子在磁场中的运动问题，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，结合几何关系解答。
15.【答案】细线绷紧前瞬间的速度大小约为 细线绷紧后瞬间的速度大小为 细线绷紧瞬间小球的速度大小约为
【解析】解：小球在细线拉直前做平抛运动，设从抛出到细线绷紧经历的时间为。在此过程中，的水平位移为，竖直位移为。
由几何关系可得，代入数据解得：。此时的竖直分速度，代入数据解得，其合速度大小为。
细线绷紧前瞬间，细线与竖直方向夹角满足，代入得，，代入得。由于销钉固定，细线绷紧瞬间沿细线方向的速度分量突变为零，此后瞬间的速度大小等于其垂直细线方向的分速度，即，代入数据解得：。
拔去销钉后，在细线绷紧前，小球保持静止。绷紧瞬间，、系统受到细线冲量作用，系统在水平方向动量守恒，有；
对在竖直方向应用动量定理，有；对应用动量定理，有；
绷紧后瞬间，、沿细线方向的速度分量相等，即。联立以上方程，解得：。
答：细线绷紧前瞬间的速度大小约为。
细线绷紧后瞬间的速度大小为。
细线绷紧瞬间小球的速度大小约为。
分析从初速度开始到细线绷紧前的运动过程，此阶段做平抛运动，水平方向匀速，竖直方向自由落体。已知初始位置与的水平距离为，绷紧时细线长度为定值，通过几何关系建立平抛运动水平位移、竖直位移与细线长度的联系，即可求出运动时间，进而由平抛运动规律求出绷紧前瞬间的合速度。
细线绷紧瞬间，由于销钉固定，不动，细线对的冲量沿细线方向，导致沿细线方向的速度分量瞬间损失。需先确定绷紧前瞬间细线的空间方向，将绷紧前的速度分解为沿细线和垂直细线两个分量，绷紧后的速度仅保留垂直细线方向的分量，由此可求得绷紧后瞬间的速度大小。
拔去销钉后，不再固定。细线绷紧前，静止，仍做平抛运动。绷紧瞬间，系统在水平方向不受外力，水平方向动量守恒。同时，绷紧后瞬间与沿细线方向的速度分量必须相等。对和分别应用动量定理，结合绷紧前后速度变化关系与沿细线方向速度相等的约束条件，建立方程组，可求解出绷紧瞬间小球的速度。
本题综合考查平抛运动、动量守恒定律、动量定理以及速度分解等多个力学核心知识点，计算量较大，属于中等偏上的难题。题目巧妙地将多阶段运动过程和瞬时作用相结合，重点考查学生的多过程分析能力与建模能力。第问通过平抛运动与几何约束求解时间与速度，需要学生准确建立运动方程并解方程；第问涉及绷紧瞬间速度的突变与分解，考查对速度突变模型的理解；第问拔去销钉后系统动量守恒与沿绳速度关联条件的综合应用，是本题的难点与亮点，要求学生能对两个物体在绷紧瞬间分别应用动量定理，并正确建立沿绳速度相等的约束关系，对逻辑推理和公式灵活应用能力提出了较高要求。
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