4. 如图所示的装置叫溜豆机，在农业上用来分拣优劣豆子，将豆子从入口倒入，优质豆子和劣质豆子会从不同出口滑出。关于溜豆机分拣豆子的过程，下列说法正确的是()

A.豆子从高处下落的过程中，机械能变大
B.豆子从高处下落的过程中，重力势能转化为动能
C.豆子落到地上弹跳过程中，机械能守恒
D.豆子质量越大，下落前具有的动能一定越大

4.B

【分析】
本题结合溜豆机的实际装置，考查机械能相关知识，需逐一分析选项，明确机械能的转化、守恒条件，以及动能的影响因素，从而判断各选项的正误。
【解析】
对各选项逐一分析：
A选项：豆子下落过程中，会克服空气阻力和装置间的摩擦力做功，机械能会转化为内能，因此机械能减小，并非变大，A错误；
B选项：豆子下落时，质量不变，高度降低则重力势能减小，速度增大则动能增大，所以重力势能转化为动能，B正确；
C选项：豆子弹跳过程中，会受空气阻力，且与地面碰撞时存在能量损失，机械能不守恒，C错误；
D选项：动能大小由质量和速度共同决定，公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$，仅质量大、速度不确定时，动能不一定大，D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械能转化、动能与势能
【点评】
本题结合实际应用考查机械能相关基础知识点，需掌握机械能转化规律、守恒条件及动能的影响因素，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5

5.如图所示，完全相同的两个小球A、B分别与轻质细线和轻质弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方向上，此时弹簧处于原长状态，且弹簧长度小于细线长度。由静止释放后，两球运动到最低点时在同一水平面上（不计空气阻力），请你判断两个小球在最低点时速度关系$v_A$ （选填“＞”“＜”或“=”）$v_B$，B小球的机械能 （选填“增大”“减少”或“不变”）。

5.＞ 减少

【分析】
要判断两球在最低点的速度关系，需分析两球运动过程中的能量转化：小球A连接细线，运动时细线拉力不做功，仅重力做功，机械能守恒；小球B连接弹簧，运动时弹簧被拉长，弹簧弹力对B做功，B的机械能会转化为弹簧的弹性势能，机械能不守恒。初始时两球高度相同，重力势能相等，到最低点时，A的重力势能全部转化为自身动能，B的重力势能部分转化为自身动能、部分转化为弹簧弹性势能，由此可比较速度；再根据弹力做功与机械能变化的关系判断B的机械能变化。
【解析】
1. 小球A的能量转化：小球A运动过程中，细线拉力方向始终与速度方向垂直，拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒。设初始位置相对最低点的高度为$h$，初始重力势能为$mgh$，到最低点时重力势能全部转化为动能，即：
$mgh = \frac{1}{2}mv_A^2$，解得$v_A = \sqrt{2gh}$。
2. 小球B的能量转化：小球B运动过程中，弹簧被拉长，弹簧弹力对B做负功，B的机械能（动能+重力势能）会减少，减少的机械能转化为弹簧的弹性势能。初始时B的重力势能也为$mgh$，到最低点时，重力势能减少量$mgh$一部分转化为B的动能，另一部分转化为弹簧弹性势能，即：
$mgh = \frac{1}{2}mv_B^2 + E_{弹}$，因此$\frac{1}{2}mv_B^2 ＜ mgh$，即$v_B ＜ \sqrt{2gh}$，故$v_A ＞ v_B$。
3. B的机械能判断：根据“除重力外，其他力做功等于机械能变化”，弹簧弹力对B做负功，所以B的机械能减少。
【答案】
＞；减少
【知识点】
机械能守恒、能量转化、弹力做功与机械能变化
【点评】
本题考查机械能守恒条件及弹力做功对机械能的影响，关键是区分细线（拉力不做功）和弹簧（弹力做功）的差异，明确两者能量转化的不同，是力学中易混的基础知识点，需仔细分析受力与做功情况。
【难度系数】
0.5

6.物体在空中飞行过程中(不计空气阻力),动能$E_k$随时间t变化的曲线如图所示,运动的物体可能是()

A.由静止下落的乒乓球
B.竖直向上垫起的排球
C.从地面斜向上踢出的足球
D.从肩上斜向上投掷出去的铅球

6.D

【分析】
首先观察Ek-t图像特征：物体动能先随时间减小，后随时间增大，且动能最小值不为0（最低点在t轴上方），说明运动中速度不会减为0，后期动能大于初始动能。结合不计空气阻力时只有重力做功、机械能守恒的规律，通过分析各选项物体运动过程的动能变化匹配图像特征。
【解析】
选项A：由静止下落的乒乓球，下落时重力做正功，速度持续增大，动能应一直增大，与图像“先减小”不符，排除。
选项B：竖直向上垫起的排球，做竖直上抛运动，最高点速度为0，动能为0，即Ek会减至t轴处，与图像“最低点在t轴上方”不符，排除。
选项C：从地面斜向上踢出的足球，初始位置在地面（势能为0），斜抛下落至地面时，动能等于初始动能，Ek最终会回到初始值，不会大于初始动能，与图像“后期动能大于初始动能”不符，排除。
选项D：从肩上斜向上投掷的铅球，初始位置有一定高度（势能不为0），上升时速度减小，动能减小；下落时落到比初始位置更低处，重力势能持续转化为动能，后期动能（落地时）大于初始动能，符合图像特征，正确。
【答案】
D
【知识点】
动能与速度、机械能守恒、抛体运动
【点评】
本题结合Ek-t图像考查抛体运动的动能变化，核心是利用机械能守恒分析斜抛过程的动能趋势，易错点是忽略初始高度对动能的影响，需明确不同抛体的运动场景差异。
【难度系数】
0.5

7.把一个石块竖直向上抛出，运动到最高点并下落。A、B是石块运动轨迹中的两个点，石块在这两点的动能和重力势能如表中所示，则石块在B点处的运动方向可能的情况是()


A.下降
B.上升
C.上升或下降
D.在最高点

7.B

【分析】
要判断石块在B点的运动方向，需结合竖直上抛过程中动能、重力势能的变化规律，以及机械能的变化特点：
1. 重力势能与高度正相关，高度越高，重力势能越大；动能与速度正相关，速度越大，动能越大。
2. 竖直上抛时，上升过程：高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，同时受空气阻力，机械能减少；下落过程：高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，受空气阻力，机械能也减少。
3. 先对比A、B两点的能量：B点动能9J＞A点7J，说明B点速度更大、位置更低；B点重力势能5J＜A点6J，也说明B点高度更低。再计算总机械能：A点为7+6=13J，B点为9+5=14J，B点机械能更大，说明B点离最高点更远（上升时越靠近最高点机械能越小，下落时越远离最高点机械能越小）。
4. 若B点为上升方向，石块会向A点（上方）运动，动能从9J减到7J、势能从5J增到6J，符合上升的能量变化，且机械能减少符合阻力做功的规律；若B点为下落方向，机械能应比A点更小，但B点机械能更大，不符合规律，排除下落。最高点动能为0，B点动能不为0，排除该选项。
【解析】
根据竖直上抛运动的能量变化规律：
1. 重力势能由高度决定，B点重力势能（5J）小于A点（6J），说明B点高度低于A点；动能由速度决定，B点动能（9J）大于A点（7J），说明B点速度更大、位置更低。
2. 总机械能=动能+重力势能，A点机械能为13J，B点为14J，B点机械能更大，说明B点距离最高点更远。
3. 若石块在B点上升，将向A点（上方）运动，此过程中动能减小、重力势能增大，符合上升时动能转化为重力势能的规律，且机械能减少符合空气阻力导致机械能减少的实际情况；若石块在B点下落，机械能应比A点更小，但B点机械能更大，不符合规律，排除下落。最高点动能为0，B点动能不为0，排除D选项。因此石块在B点的运动方向是上升。
【答案】
B
【知识点】
动能与势能转化、竖直上抛运动、机械能变化
【点评】
本题结合竖直上抛运动考查动能、重力势能的变化规律，需结合机械能的变化分析运动方向，易错点在于忽略阻力对机械能的影响，误判运动过程，属于中等难度的能量分析题。
【难度系数】
0.5