(10分)如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过绳子连结在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l=4m，现从静止释放圆环。不计定滑轮和空气的阻力，取g=10m/s2，求：
（1）为使圆环能下降h =3m，两个物体的质量应满足什么关系？
（2）若圆环下降h =3m时的速度v=5m/s，则两个物体的质量有何关系？
有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4＝220V，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路输送电能的效率多大；
（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4；
处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱．氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末—里德伯公式来表示
n，k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数．
，对于每一个k，有
，R称为里德伯常量，是一个已知量．对于
的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；
的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系．
用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U1，当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U2． 已知电子电量的大小为
，真空中的光速为
，试求：普朗克常量和该种金属的逸出功．
一木块位于光滑的水平桌面上，木块上固定一支架。木块与支架的总质量为M，一摆球挂于支架上，摆球质量为m,m<（1/2）M。摆线的质量不计，初始时，整个装置处于静止，现有一颗质量也为m子弹以速率V0水平射入摆球并立即停留在球内，摆球与子弹便一起运动，已知摆球摆起的最大的角度小于90度。运动过程中支架不会倾倒。
求：1.摆球上升的最大高度 ？ 2.木块运动过程中的最大速率？3.摆球在最低处的速度大小和方向？
太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和
、
等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是
释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成。
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度 g＝10 m/s2，1年约为3.2×107秒，试估算目前太阳的质量M。
（2）已知质子质量mp＝1.6726×10－27 kg，质量mα＝6.6458×10－27 kg，电子质量 me＝0.9×10－30 kg，光速c＝3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）
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