试题分析：A、连接OP，过P点作AB的垂线，垂足为D，如图所示：
两球在竖直方向运动的位移相等，所以运动时间相等，两球水平方向做运动直线运动，所以
而AD+BD=2R，所以
，所以
，所以cos∠AOP=
即∠AOP=60°，故A错误；
B、若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点，则A球水平方向位移增大，B球水平位移减小，而两球运动时间相等，所以应使v
1增大，v
2减小，故B错误；
C、要两小球落在弧面上的同一点，则水平位移之和为2R，则（v
1+v
2）t=2R，落点不同，竖直方向位移就不同，t也不同，所以v
1+v
2也不是一个定值，故C错误；
D、若只增大v
1，而v
2不变，则两球运动轨迹如图所示，由图可知，两球必定在空中相遇，故D正确．
故选D
