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高二物理暑假作业：简答题

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21.(8分)质量为m的均匀方形木块在平静的水面上处于平衡状态，用力F缓慢向下压木块使之向下移动距离d，然后松开手，不计水的粘滞作用，木块做简谐运动.

(1)当木块正好经过平衡位置向下运动时，某同学开始观察木块的振动过程，该同学发现经过0.5 s后木块第一次回到平衡位置.已知d=2 cm，取竖直向上为正方向，请在图甲中将该同学观察到的木块的振动过程用振动图象描述出来。另一位同学在该同学观察3.5 s后开始计时，请在图乙中画出后一位同学观察的振动图象。(请至少画出一个周期)

(2)如果由于该木块的振动，在水面形成机械波，3.5 s内传播了3.5 m，则该波的波长是多少?

22.(8分)如图所示，质量为M的木块放在光滑水平面上，现有一质量为m的子弹向右以速度v0射入木块中。设子弹在木块中所受阻力不变，且子弹未射穿木块。若子弹射入木块的深度为d，求：

(1)木块最终速度为多少?

(2)求子弹受到的阻力的大小和方向。

23.(9分)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的。已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8

m2，正对太阳能产生120 V的电压，并对车上的电动机提供10 A的电流，电动机的直流电阻为4Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103W/m2.

(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着热核反应，4个质子聚变为1个氦核( )，写出核反应方程;

(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1是多少?

(3)若质子、氦核、正电子的静止质量分别为mp=1.6726×10-27kg、mα=6.6425×10-27kg、me=0.0009×10-27 kg，则m=1 kg的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的输出机械功，能够维持该车行驶的时间是多少?

(4)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为多少千克?若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年?(太阳的质量为2×1030kg，结果保留一位有效数字)