17. 如图所示，2025 年 1 月 1 日，东南大学科研团队自主研发的飞行汽车“东大·鲲鹏 1 号”惊艳亮相.当该汽车加速升空时，它的（）

A.动能不变，重力势能增大，机械能增大
B.动能增大，重力势能减小，机械能不变
C.动能减小，重力势能不变，机械能减小
D.动能增大，重力势能增大，机械能增大

17. D 解析:当该汽车加速升空时,它的质量不变,速度变大,高度变大,则它的动能变大,重力势能变大,机械能等于动能与势能之和,所以机械能变大,D正确.

【分析】
这道题要判断飞行汽车加速升空时的能量变化，我们可以按三步思路来思考：第一步先回忆动能、重力势能的各自影响因素，动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定，机械能是动能和势能的总和；第二步提取题目给出的条件：汽车加速升空，说明它的质量不变、速度在变大、高度也在不断升高；第三步分别对应判断动能、重力势能的变化，再推导机械能的总变化，就能匹配出正确选项。
【解析】
我们按照能量的影响因素逐步分析：
1. 动能判断：飞行汽车质量不变，加速说明速度增大，因此动能增大；
2. 重力势能判断：飞行汽车质量不变，升空说明高度不断升高，因此重力势能增大；
3. 机械能判断：机械能等于动能与重力势能的总和，此时动能和重力势能都增大，因此汽车的机械能也增大。
综上A、B、C选项的描述都不符合推导结果，只有D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
动能的影响因素
重力势能的影响因素
机械能的概念
【点评】
本题属于机械能变化判断的基础题，解题核心是牢牢抓住质量、速度、高度三个变量的变化逐一分析能量变化，注意本题中汽车升空是动力驱动做功，并非仅受重力作用，因此机械能不守恒、整体增大，避免误选机械能不变的错误选项。
【难度系数】
0.9

18. 某兴趣小组将一张硬卡片对折,在开口的一边剪两个小豁口 A 和 B,然后套上橡皮筋,做成了一个会跳的卡片(如图所示).为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关,该兴趣小组提出了如下猜想:与卡片的质量有关;与橡皮筋的形变量有关;与橡皮筋的根数有关.
为了验证猜想,兴趣小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材质的卡片进行实验.
(1)将图中的卡片张开,把它放在桌面上用手向下压,使橡皮筋伸长,迅速松开手,观察到的现象是,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片,因此它具有弹性势能.
(2)探究跳起高度与质量是否有关时,应选择质量不同的卡片,控制其他实验条件相同.实验中将卡片张开,每次把它放在桌面上用手压平的目的是.
(3)要探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关,请你为该小组提供使橡皮筋形变量不同的两种方法:
①;
②.

18. (1)卡片跳起来 做功 (2)控制橡皮筋的形变量相同 (3)①分别压两个相同卡片时将一个卡片压平,另一个不压平 ②使两个相同卡片上豁口长度不同,用手压平(答案不唯一) 解析:(1)橡皮筋伸长说明橡皮筋发生了弹性形变,发生弹性形变的物体要恢复原状,就会对使它发生形变的物体施加力的作用,所以橡皮筋对卡片施力,使它弹起,卡片弹起即在力的方向上移动了距离,所以橡皮筋对卡片做功.(2)实验中将卡片张开,每次把它放在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同.(3)在探究卡片跳起高度与橡皮筋形变量是否有关时,应该控制卡片的质量与橡皮筋的根数不变,改变橡皮筋的形变量.

【分析】
这是一道结合趣味小制作的物理探究实验题，我们可以顺着实验逻辑逐步梳理思路：
1. 第一小问：回忆弹性形变的特点，被拉长的橡皮筋发生弹性形变，松手后要恢复原状，会对卡片施加向上的力，自然会观察到卡片跳起的现象；卡片在弹力的方向上移动了距离，说明橡皮筋对卡片做了功，也印证了发生弹性形变的橡皮筋储存了弹性势能。
2. 第二小问：探究跳起高度和卡片质量的关系时，要用到控制变量法，必须保证除卡片质量外所有可能影响结果的变量都一致，每次把卡片压平，就是为了让每次橡皮筋被拉伸的程度完全相同，也就是控制橡皮筋的形变量一致，排除形变量对实验结果的干扰。
3. 第三小问：要探究跳起高度和橡皮筋形变量的关系，需要控制卡片质量、橡皮筋根数等其他条件不变，仅改变橡皮筋的形变量，设计能让橡皮筋伸长量不同的合理操作即可。
【解析】
(1) 向下压卡片使橡皮筋伸长，橡皮筋发生弹性形变，松开手后橡皮筋要恢复原状，对卡片施加向上的弹力，因此可以观察到卡片跳起来；卡片在弹力的方向上向上移动了距离，说明发生弹性形变的橡皮筋对卡片做功，因此形变的橡皮筋具有弹性势能。
(2) 探究跳起高度与质量的关系时，根据控制变量法的要求，需要控制橡皮筋的形变量、橡皮筋根数等其他可能影响跳起高度的因素完全相同，每次把卡片压平的目的就是控制橡皮筋的形变量相同，确保实验只有卡片质量这一个变量不同。
(3) 探究跳起高度与橡皮筋形变量的关系时，需要控制卡片质量、橡皮筋根数等条件不变，仅改变橡皮筋的形变量，可行的操作方法有：
① 取两张完全相同的卡片，按压卡片时将其中一个完全压平，另一个不压平，两次橡皮筋的伸长量不同，形变量不同；
② 取两张完全相同的卡片，剪出长度不同的豁口，之后都将卡片完全压平，豁口更长的卡片上的橡皮筋拉伸程度更大，形变量不同。
【答案】
(1)卡片跳起来 做功 (2)控制橡皮筋的形变量相同 (3)①分别压两个相同卡片时将一个卡片压平,另一个不压平 ②使两个相同卡片上豁口长度不同,用手压平(答案不唯一，合理即可)
【知识点】
弹性势能，控制变量法，弹力做功
【点评】
本题结合生活化的趣味小实验考查弹性势能相关的探究内容，重点考查控制变量法在物理实验中的应用，既巩固了功和能量的基础概念，也锻炼了学生自主设计实验操作变量的能力，题目贴近生活，容易激发学生的探究兴趣。
【难度系数】
0.7

19. 如图甲所示,轻质弹簧竖直固定在水平面上.$t=0$时,将一个重力为$G$的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点,然后被弹簧弹起,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程中弹簧弹力$F$随时间$t$变化的关系图像,如图乙所示,则（）


A.在$t_1$时刻,小球的动能最大
B.在$t_1$时刻,小球的重力势能最大
C.小球在$t_2$时刻的机械能等于小球在$t_1$时刻的机械能
D.从开始下落到第一次到达最低点的过程中,小球内能的增加量小于小球机械能的减少量

19. D 解析:由题图乙可知,在$t_1$时刻,小球刚与弹簧接触,之后一段时间内小球所受的弹力小于重力,则小球仍然向下做加速运动,其动能变大,A错误;小球所处高度最高时,重力势能最大,则小球在$t=0$时的重力势能最大,B错误;在整个运动过程中,小球需要克服空气阻力做功,小球在$t_2$时刻的机械能小于小球在$t_1$时刻的机械能,C错误;从开始下落到第一次到达最低点的过程中,小球机械能的减少量等于小球内能的增加量与弹簧弹性势能的增加量之和,D正确.

【分析】
我们首先梳理小球的整个运动过程：t=0时刻小球从静止释放做自由落体运动，t₁时刻小球刚接触弹簧，之后弹簧弹力随压缩量增大逐渐升高，t₂时刻弹力达到最大值，对应弹簧压缩量最大，小球到达最低点，t₃时刻小球脱离弹簧。接下来逐个分析选项：
1. 判断动能最大的时刻：小球接触弹簧后，初始阶段弹力小于重力，合力向下，仍在加速，直到弹力等于重力时速度才达到最大，动能最大，因此t₁时刻动能不是最大，排除A。
2. 判断重力势能最大的时刻：重力势能随高度升高而增大，t=0时刻小球初始位置最高，重力势能最大，排除B。
3. 对比t₁和t₂时刻小球的机械能：从t₁到t₂过程中，弹簧弹力对小球做负功，同时运动过程中存在空气阻力做功消耗机械能，因此小球机械能持续减小，t₂时刻机械能小于t₁时刻，排除C。
4. 分析能量转化关系：从开始下落到第一次到最低点，根据能量守恒，小球减少的机械能，一部分转化为弹簧的弹性势能，另一部分克服阻力做功转化为内能，因此小球内能的增加量必然小于小球机械能的减少量，D正确。
【解析】
A选项：t₁时刻小球刚与弹簧接触，此时弹簧弹力小于小球重力，小球合力向下，仍向下做加速运动，动能持续增大，直到弹力与重力大小相等时动能才达到最大值，因此A错误。
B选项：重力势能与小球所处高度正相关，t=0时刻小球在初始释放位置，是整个过程的最高位置，此时重力势能最大，并非t₁时刻，因此B错误。
C选项：从t₁到t₂的过程中，弹簧弹力对小球做负功，同时运动过程中需要克服空气阻力做功，小球的机械能不断减小，因此t₂时刻小球的机械能小于t₁时刻的机械能，C错误。
D选项：根据能量守恒定律，从开始下落到第一次到达最低点的过程中，小球机械能的减少量，等于弹簧弹性势能的增加量与小球内能的增加量之和，因此小球内能的增加量小于小球机械能的减少量，D正确。
【答案】
D
【知识点】
动能势能变化，能量守恒定律，弹簧弹力做功
【点评】
本题结合弹力随时间变化的图像，考查小球与弹簧相互作用过程的运动和能量分析，易错点是误认为小球刚接触弹簧时动能就达到最大，同时需要注意区分小球单独的机械能和小球、弹簧组成系统的机械能，理清不同形式能量的转化关系即可顺利解题。
【难度系数】
0.6