23.(15分)如图13所示，在位于竖直平面内的直角坐标系中，第二象限区域内有一个沿+y轴方向的匀强电场，场强E₁=50N/C,还有一个与x轴相切于Q点的圆形有界匀强磁场，磁感应强度B₁=500T，方向垂直纸面向里，在x轴下方区域内有垂直底面向外的匀强磁场B₂=2.5T,还有一个匀强电场。今有一质量m=1.0×10^-5kg，电量为q₁=+2.0×10^-6C的带电小球Ⅰ，从y轴上的P点以初速度v₀=40m/s，斜射入第二象限，经过圆形有界磁场时偏转了60⁰角，恰与x轴上静止于Q点的另一质量也为m的带电小球Ⅱ相碰，小球Ⅱ的带电量q₂=-6×10^-6C,两球相碰后粘合在一起，问：

（1）在第二象限内圆形磁场区域的半径多大？

（2）欲使磁后小球沿直线做匀速运动，x轴下方匀强电场的场强E₂如何？（取g=10m/s²）

22（13分）河水流量为4m/s²,水流下落高度为5m，现在利用它来发电，设所用发电机总效率为50%，求：（1）发电机的输出功率。（2）设发电机输出电压为350V，在输送途中允许的电阻为4Ω，许可损耗的功率5%，问在用户需用电压220V时，所用升压变压器和降压器匝数之比。（g=9.8m/s²）

21（12分）设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图12所示，为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功，返回舱与人的总质量为m，火星表面的重力加速度为g，火星的半径为R，轨道舱到火星中心的距离为r，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响，则该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？

20（10分）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象，在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路。一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n.(1)在图11上画出该光线的射入水珠内经一次反射后双从水珠中射出的光路图。（2）求这速光线从射向水珠到射出水珠每次偏转的角度。

19（10分）有一种“傻瓜”相机的曝光时间（快门打开到关闭的时间）是固定不变的，为了估测相机曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：他从墙上A点的正上方与A相距H=1.5m处，使一个小石子自由下落，在小石子通过A点时后，立即按下快门，对小石子拍照，得到如下图所示的照片，由于石子的运动，它在照片上留下如图10所示的照片，由于石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹CD，已知每块砖的平均厚度是6cm。请从上述信息和照片上选取估算相机曝光时间必要的物理量，用符号表示，如H等，推出计算曝光时间的关系式，并估算出这个“傻瓜”相机的曝光时间，要求保留1位有效数字。

18．（8分）校医室有一台测体重的台秤，一只篮球，一张白纸，一盆清水。请设计一个实验方法，粗略测出篮球击打地面时对地的冲击力。

⑶若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑷若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：___________，____________，____________。

⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者___________。

⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_____表笔经______插孔流入电表。

17（8分）多用电表表头的如图9所示。在正确操作的情况下：

⑴若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑵若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电路图。安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V；滑动变阻器最大阻值20Ω。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为ρ=__________。