4.如图为单板滑雪运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是
（）


A.运动员从a处到b处重力势能转化为动能
B.运动员在a处和c处的重力势能相等
C.运动员在b处时处于平衡状态
D.运动员从b处到d处动能逐渐减小

4. B

【分析】要解答本题，需掌握动能、重力势能的影响因素，平衡状态的判断，以及机械能转化的规律：动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关；不计空气阻力时，机械能守恒；平衡状态是物体所受合力为零（静止或匀速直线运动）。接下来逐一分析选项：
1. 分析选项A：运动员从a到b，高度升高，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能转化为重力势能，而非重力势能转化为动能，故A错误。
2. 分析选项B：重力势能由质量和高度决定，a、c两处等高，运动员质量不变，因此a处和c处的重力势能相等，故B正确。
3. 分析选项C：运动员在b处（轨迹最高点）时，只受重力作用，合力不为零，不处于平衡状态，故C错误。
4. 分析选项D：运动员从b到d，高度降低，重力势能转化为动能，速度增大，动能逐渐增大，故D错误。
【解析】根据动能、重力势能的影响因素及平衡状态的判断规则，对各选项逐一分析：
选项A：a到b过程中，运动员高度升高，重力势能增加，速度减小，动能减少，是动能转化为重力势能，A错误；
选项B：重力势能公式为$E_p = mgh$，a、c两处等高，运动员质量$m$不变，$g$为常量，因此两处重力势能相等，B正确；
选项C：平衡状态要求合力为零，运动员在b处仅受重力，合力不为零，不是平衡状态，C错误；
选项D：b到d过程中，高度降低，重力势能转化为动能，速度增大，动能逐渐增大，D错误。
【答案】B
【知识点】重力势能、动能、机械能转化
【点评】本题结合滑雪运动轨迹考查机械能相关基础概念，需准确掌握动能、重力势能的影响因素及平衡状态的判断，侧重知识应用，难度适中。
【难度系数】0.6

5. 物理学与工程实践 我国古代科学著作《天工开物》中记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧（jiǎn，引水的竹、木管子）内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”这段文字描述的是筒车这样一种以水流为动力来取水的机械（简化图如图所示），筒车的转动速度不变。下列说法不正确的是 （）


A.水流速度越大，筒车转动速度越大，提水的功率越大
B.筒车转动过程中，筒内的水在取水处时重力势能最小
C.从取水处到倒水处，筒中水的动能转化为重力势能
D.筒车工作时，水流的机械能转化为筒车和筒内水的机械能

5. C

【分析】
本题考查筒车工作过程中的物理知识应用，需结合重力势能、动能、功率及能量转化的相关知识，逐一分析每个选项，找出说法不正确的选项。首先明确各物理量的影响因素：重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关，功率反映做功的快慢，能量转化需判断消耗和获得的能量。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：水流速度越大，对筒车的冲击力越大，筒车转动速度越大，单位时间内提升水的质量越多，提水的功率越大，该说法正确。
选项B：重力势能与高度有关，筒内的水在取水处时高度最低，因此重力势能最小，该说法正确。
选项C：筒车转动速度不变，筒内水的速度不变，动能不变；从取水处到倒水处，水的高度增加，重力势能增加，此过程中动能并未转化为重力势能，该说法错误。
选项D：筒车工作时，消耗水流的机械能，转化为筒车和筒内水的机械能，该说法正确。
综上，不正确的选项是C。
【答案】
C
【知识点】
机械能转化、重力势能、功率
【点评】
本题结合古代科技发明筒车考查物理知识，将物理概念与实际工程应用结合，需要准确理解各物理量的影响及能量转化的判断，是一道联系实际的基础题。
【难度系数】
0.6

6.如图所示是古代炼铁工艺的示意图，匠人在打铁成型时，会将手中的重锤高高举起，增大重锤的能，然后重重落下，重锤的这一能量将转化为能，使得铁器在受到重锤打击时能够发生形变，达到成型的目的。

6. 重力势 动

【分析】
要解决这道题，需掌握重力势能和动能的影响因素及能量转化规律。首先，重锤被高高举起时，质量不变，高度增加，根据重力势能的决定因素，此时重锤的重力势能会增大；当重锤落下时，高度降低、速度增大，重力势能会转化为动能，以此实现对铁器的打击作用。
【解析】
1. 重力势能的大小由物体的质量和被举高的高度决定，公式为$E_p = mgh$。重锤被高高举起时，其质量不变，高度增大，因此重锤的重力势能增大。
2. 重锤下落过程中，高度减小，重力势能减小；同时速度增大，动能增大，所以重锤的重力势能转化为动能，利用该动能使铁器发生形变，达到成型目的。
【答案】
重力势；动
【知识点】
重力势能、动能、能量转化
【点评】
本题结合古代炼铁的实际场景，考查基础的能量转化知识点，贴近生活，侧重对核心概念的理解应用，难度较低。
【难度系数】
0.7

7.如图所示，光滑弧形轨道AOB与粗糙斜面BC相连，钢球自C点由静止释放，经过最低点O，然后到达另一侧与B等高的点A。从C点到B点的过程中，重力势能变化量（选填“大于”“小于”或“等于”）动能变化量。整个运动过程从C点到A点小球机械能变化情况。

7. 大于 先变小后不变

【分析】
要解决本题，需分两段分析能量转化与机械能变化：1. 从C到B的过程：BC是粗糙斜面，钢球下滑时受摩擦力作用，重力势能除转化为动能外，还有一部分转化为内能；2. 从B到A的过程：AOB是光滑弧形轨道，无摩擦力，机械能守恒。首先明确重力势能与动能的关系：重力势能的减少量等于动能增加量与克服摩擦产生的内能之和，因此重力势能变化量大于动能变化量；再分析机械能变化：粗糙段机械能减小，光滑段机械能不变，由此得出整个过程的机械能变化。
【解析】
1. 从C点到B点的过程：
钢球沿粗糙斜面运动，需要克服摩擦力做功，根据能量守恒定律，重力势能的减少量 = 动能的增加量 + 克服摩擦力产生的内能，因此重力势能变化量（减少量）大于动能变化量。
2. 从C点到A点的整个过程：
C到B阶段，斜面粗糙，摩擦力持续做功，机械能不断减小；B到O再到A阶段，轨道AOB光滑，无摩擦力做功，机械能保持不变。因此整个过程中小球的机械能先变小后不变。
【答案】
大于 先变小后不变
【知识点】
机械能转化、能量守恒定律
【点评】
本题结合不同性质的轨道，考查能量转化与机械能变化规律，需注意粗糙面有能量损耗、光滑面机械能守恒的特点，是基础的能量分析题。
【难度系数】
0.5

8. 在同一粗糙水平面固定两个表面粗糙程度不同、倾角相同的斜面，小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动，用频闪照相机每隔0.1 s拍摄了小球滚动时的不同位置，图上数字为闪光时刻编号，位置间距如图所示。

(1)比较(甲)、(乙)两图，A、B两小球可能做匀速直线运动的是（选填“A”或“B”）球；(乙)图中B小球从位置1到达位置4整个过程的平均速度为 m/s。
(2)(乙)图中小球B沿斜面运动过程中的动能，重力势能，机械能。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
(3)若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞，经分析碰撞之后图［选填“(甲)”或“(乙)”］中木块运动距离较大。

8. (1) A 0.6 (2) 增大 减小 减小 (3) (乙)

【分析】
判断匀速直线运动的依据是相同时间内通过的路程相等（频闪间隔固定，相邻位置间距相等）；计算平均速度需确定总路程和总时间；分析动能、重力势能、机械能变化时，需结合其影响因素，同时考虑斜面粗糙时的能量损耗；碰撞木块时，小球动能越大，木块运动距离越大，需比较两球到达斜面底的动能大小。
【解析】
(1) 匀速直线运动的特点是相同时间内通过的路程相等。甲图中A球相邻闪光时刻的位置间距均为5cm，说明相同时间（0.1s）内路程相等，故A球可能做匀速直线运动；乙图中B球相邻间距逐渐增大，做加速运动。
乙图中，B球从位置1到4的总时间t=3×0.1s=0.3s，总路程s=2cm+6cm+10cm=18cm=0.18m，平均速度v=s/t=0.18m/0.3s=0.6m/s。
(2) B球加速运动，质量不变，速度增大，动能增大；高度降低，重力势能减小；斜面粗糙，小球运动时克服摩擦做功，机械能转化为内能，故机械能减小。
(3) B球做加速运动，到达斜面底时速度比A球大，动能更大，碰撞木块时做功更多，木块运动距离更大，故图(乙)中木块运动距离较大。
【答案】
(1) A；0.6 (2) 增大；减小；减小 (3) (乙)
【知识点】
匀速直线运动；平均速度；机械能变化
【点评】
本题结合频闪照片考查运动状态判断、平均速度计算、机械能变化及动能影响因素，需掌握匀速直线运动的判断方法，明确能量转化关系，是力学基础综合题。
【难度系数】
0.5