21.(8分)質(zhì)量為m的均勻方形木塊在平靜的水面上處于平衡狀態(tài)，用力F緩慢向下壓木塊使之向下移動(dòng)距離d，然后松開(kāi)手，不計(jì)水的粘滯作用，木塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).
(1)當(dāng)木塊正好經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，某同學(xué)開(kāi)始觀察木塊的振動(dòng)過(guò)程，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)0.5 s后木塊第一次回到平衡位置.已知d=2 cm，取豎直向上為正方向，請(qǐng)?jiān)趫D甲中將該同學(xué)觀察到的木塊的振動(dòng)過(guò)程用振動(dòng)圖象描述出來(lái)。另一位同學(xué)在該同學(xué)觀察3.5 s后開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出后一位同學(xué)觀察的振動(dòng)圖象。(請(qǐng)至少畫出一個(gè)周期)
(2)如果由于該木塊的振動(dòng)，在水面形成機(jī)械波，3.5 s內(nèi)傳播了3.5 m，則該波的波長(zhǎng)是多少?
22.(8分)如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈向右以速度v0射入木塊中。設(shè)子彈在木塊中所受阻力不變，且子彈未射穿木塊。若子彈射入木塊的深度為d，求：
(1)木塊最終速度為多少?
(2)求子彈受到的阻力的大小和方向。
23.(9分)1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了太陽(yáng)能汽車，該車是以太陽(yáng)能電池將所接受的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能而提供給電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。已知車上太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng)光能的板面面積為8 m2，正對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)生120 V的電壓，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供10 A的電流，電動(dòng)機(jī)的直流電阻為4Ω，而太陽(yáng)光照射到地面處時(shí)單位面積上的輻射功率為103W/m2.
(1)太陽(yáng)光的能量實(shí)際上是由質(zhì)子所參與的一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的，即在太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地進(jìn)行著熱核反應(yīng)，4個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)?個(gè)氦核( )，寫出核反應(yīng)方程;
(2)該車的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化太陽(yáng)光能的效率η1是多少?
(3)若質(zhì)子、氦核、正電子的靜止質(zhì)量分別為mp=1.6726×10-27kg、mα=6.6425×10-27kg、me=0.0009×10-27 kg，則m=1 kg的質(zhì)子發(fā)生上述熱核反應(yīng)所釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)該車的輸出機(jī)械功，能夠維持該車行駛的時(shí)間是多少?
(4)已知太陽(yáng)每秒釋放的能量為3.8×1026J，則太陽(yáng)每秒減少的質(zhì)量為多少千克?若太陽(yáng)質(zhì)量減少萬(wàn)分之三，熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，計(jì)算太陽(yáng)能存在多少年?(太陽(yáng)的質(zhì)量為2×1030kg，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
