21．(13分)如图4-10，光滑水平面上，小车和铁块一起向右运动，小车与竖直墙壁相碰(碰撞中不计动能损失，小车足够长，且M>m)铁块与小车间摩擦因数为μ，求：小车弹回后运动多远铁块相对小车静止。

20．(13分)推行节水工程的转动喷水“龙头”如图4-9所示，“龙头”距地面h(m)，其喷灌半径可达10h(m)，每分钟喷水m(kg)，所用的水从地下H(m)深的井里抽取，设水以相同的速率水平喷出，水泵效率为η，不计空气阻力。试求：

　(1)水从水“龙头”喷出的速度；

　(2)水泵每分钟对水做的功；

　(3)带动水泵的电动机的最小输出功率。

19．(12分)已知氢原子基态的电子轨道半径为，量子数为n的能级值。求：

　(1)电子在基态轨道上运动的动能；

　(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线?

　(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条谱线()

18．(13分)一台直电动机两端加100V电压，若按住转子使它不能转动，这时流过电动机的电流25A；当电动机正常工作时，流过电动机的电流为5A，则此电动机的电阻多大?正常工作时电动机输出的机械功率为多少W？

17．(13分)光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速)

　(1)画出折射光路图；

　(2)求玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度

　(3)当入射角变为45°时，折射角等于多少?

　(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化?请说明理由。

16．(12分)如图4-8所示宽度为d的区域上方存在垂直纸面、方向向内、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，现有一质量为m，带电量为+q的粒子在纸面内以速度v从此区域下边缘上的A点射入，其方向与下边缘线成30°角，试求当v满足什么条件时，粒子能回到A。

15．(10分)宇航员在某星球表面，将一小球从离地面h高处以初速水平抛出，测出小球落地点与抛出点间的水平位移S，若该星球的半径为R，万有引力恒量为G，求该星球的质量。

14．(8分)在“研究平抛物体的运动”实验中(1)下列哪些因素会使实验误差增大

　A．小球与斜面间有摩擦

　B．安装斜糟时其末端切线不水平

　C．建立坐标时，x轴、y轴正交，但y轴不够竖直

　D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远

　(2)某同学做该实验时得到如图4-7所示图象，点和数据已标出，则平抛小球的初速度为______________。()

13．(8分)电场中等势线的描绘的实验装置如图4-6所示：

　(1)在图中a、b、c、d、e五个基准点中，电势最高的点是_____________点。

　(2)若电流表的两表笔分别接触图中d、f两点(f、d连线和A、B连线垂直)时，表针反偏(电流从红表笔流进时，表针正偏)，则电流表的红表笔接在____________点，要使表针仍指在零刻度，应将接f的探针(即表笔)向_____________(填“向左”或“向右”)移动。

12．(4分)宇宙飞船以v的速度在宇宙空间运动，飞船的横截面积为S，当进入有宇宙尘埃的区域时，单位体积的空间有n个小颗粒，每个小颗粒质量为m，若小颗粒碰到飞船时可认为是静止的，且碰上就粘在飞船上，为保持匀速运动，飞船发动机的牵引力大小等于___________。