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【高考真题】2022年高考物理真题试卷（重庆卷）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2022·重庆）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（ ）
A．大小等于 B．大小等于
C．方向竖直向上 D．方向水平向左
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】由于做匀速直线运动所以合力为0，所以摩擦力与重力，拉力的合力等大反向，根据平行四边形定则可求重力拉力的合力大小为mg，方向斜向下与水平方向成45度角，所以摩擦力大小为mg，方向斜向上与水平方向成45度角。故ACD错误，B正确。
故答案为：B。
【分析】根据三个力的合力为0，可知第三个力与那两个力的合力等大反向可求。
2．（2022·重庆）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（ ）
A．材料竖直方向尺度减小 B．极板间电场强度不变
C．极板间电场强度变大 D．电容器电容变大
【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】 两极板间电压不变 ， 极板上所带电荷量变少， 根据公式得：C减小，所以D错误。根据可知d增大，有，U不变，d增大，所以E减小。所以BC错误。d增大，材料竖直方向尺度减小，故A正确。
故答案为：A。
【分析】电压不变，电容器定义式与决定式的结合，解决电容器问题。
3．（2022·重庆）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为
B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C．流过卤素灯的电流为
D．卤素灯的电阻为
【答案】B
【知识点】变压器原理；交流电的最大值与有效值
【解析】【解答】A，卤素灯两端的电压值12v就是电压的有效值，故A 错误。
B，变压器原，副线圈的匝数比等于电压之比，故B正确。
C，卤素灯的电流，故C错误。
D，卤素灯是非线性元件，电阻随电压而改变，所以D错误。
故答案为：B
【分析】理想变压器原副线圈电压关系应用，部分电路的欧姆定律应用，线性非线性元件的区分。
4．（2022·重庆）在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线（如图）。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，假人头部（ ）
A．速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积
B．动量大小先增大后减小
C．动能变化正比于曲线与横轴围成的面积
D．加速度大小先增大后减小
【答案】D
【知识点】动量；动能与重力势能
【解析】【解答】 AC，若假人头部只受到安全气囊的作用 ，则图像中F为合力，那么曲线与横轴围成的面积为合冲量，根据动量定理，合冲量等于动量的变化，所以AC错误。
B，根据图像一直在时间轴上方可知动量一直在增加。故B错误。
D，根据牛顿第二定律，可知，a随F变化，F先增大后减小，所以a先增大后减小。故D正确。
故答案为：D。
【分析】曲线与时间轴围成的面积为合冲量，根据动量定理可知动量的变化，根据牛顿第二定律可知a变化。
5．（2022·重庆）2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（ ）
A．电场力的瞬时功率为
B．该离子受到的洛伦兹力大小为qv1B
C．v2与v1的比值不断变大
D．该离子的加速度大小不变
【答案】D
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A．根据瞬时功率的计算公式可知P = Fvcosθ，正离子所受电场力方向水平向有，与速度v1同向，故电场力的瞬时功率为，A不符合题意；
B．因速度v1与磁场B平行，即离子在水平方向上不受力，根据洛伦兹力的计算公式有，B不符合题意；
C．根据运动的合成原理可知，离子在洛伦兹力作用下，垂直于纸面做匀速圆周运动，在电场力作用下，沿水平方向做加速运动，则v1增大，v2不变，v2与v1的比值不断变小，C不符合题意；
D．离子受到的洛伦兹力不变，电场力不变，则该离子所受合力不变，根据牛顿第二定律，加速度大小不变，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据瞬时功率、洛伦兹力的计算公式，求解电场力的瞬时功率及洛伦兹力大小；根据运动的合成判断v2与v1的比值；根据粒子所受合力，判断其加速度的大小变化。
6．（2022·重庆）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（ ）
A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】由题可知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，再根据题中所给蓝光及紫光的能量范围可知，只有n = 4，跃迁到n = 2的光子能量满足条件。则处于基态的氢原子被激发后迁跃至n=4能级， 则激发氢原子的光子能量。
故答案为：C
【分析】根据氢原子获得能量由低能级向高能级迁跃，由高能级向低能级迁跃释放能量，吸收或释放的能量等与两能级的能量差，通过计算，推出激发氢原子的光子能量。
7．（2022·重庆）如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（ ）
A．k = 2、m = 2、n = 2 B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电磁感应与电路；电磁感应中切割类问题
【解析】【解答】由题可知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v= 0时分别有；
杆从静止开始运动相同位移分别有；，则时间之比；
两次拉动导体杆过程，根据牛顿第二定律有，即，整理有，则F-v图像斜率为；
根据图2，有；
故答案为：C
【分析】根据图2特殊点的坐标，分别求出两次拉动导体杆的加速度，根据两次拉动位移相等求出两次世间之比n；根据牛顿第二定律推出F-v函数关系，根据斜率之比推出磁感应强度大小之比k与电阻的阻值之比m的关系。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2022·重庆）如图为两点电荷Q、的电场等势面分布示意图，Q、位于x轴上，相邻等势面的电势差为。若x轴上的M点和N点位于等势面上，P为某等势面上一点，则（ ）
A．N点的电场强度大小比M点的大 B．Q为正电荷
C．M点的电场方向沿x轴负方向 D．P点与M点的电势差为
【答案】A,D
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A．等差等势面的疏密程度反应电场强度的大小，由图可知N点的等差等势面比M点的更密，所以N点的电场强度大小比M点的大，故A符合题意；
B．由题可知N点电势为0V，N点右端等势面为3V，根据沿着电场线的方向电势逐渐降低，可知电场线由N点指向Q，则Q为负电荷，故B不符合题意；
C．根据B项分析，Q为负电荷，电场线均指向Q，M点在Q点右侧， 故M点的电场方向沿x轴正方向，C不符合题意；
D．由题可知为等差等势面，相邻等势面的电势差为3V，P点与N点的等势线间隔4个，则P点与M点的电势差为12V；故D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据等差等势线疏密，判断场强大小；根据沿着电场线的方向电势逐渐降低，结合电势高低推出场线方向及电荷电性； 根据相邻等势面的电势差为3V，推出两点间电势差。
9．（2022·重庆）我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动，运行周期为T，轨道半径约为地球半径的倍，已知地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（ ）
A．漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力
B．空间站绕地球运动的线速度大小约为
C．地球的平均密度约为
D．空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍
【答案】B,D
【知识点】天体的匀速圆周运动的模型；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，只是所受引力为其提供向心力，宇航员做匀速圆周运动而处于完全失重状态，A不符合题意；
B． 因空间站绕地球近似做匀速圆周运动 ，可知空间站绕地球运动的线速度大小约为，B符合题意；
C．设空间站的质量为m，其所受万有引力为其提供向心力，有；
地球的平均密度约为，C不符合题意；
D．根据万有引力为空间站提供向心力，有；则空间站绕地球运动的向心加速度大小为；
根据“黄金代换式”地表的重力加速度为，可得；
即空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】空间站依然受到地球引力，只是处于完全失重状态；根据物体做圆周运动的线速度计算式求解出空间站绕地球运动的线速度；根据万有引力为空间站提供向心力，可推出中心天体即地球的质量，进而求出地球密度；根据向心加速度计算式及黄金代换式，求出空间站向心加速度与地表加速度之比。
10．（2022·重庆）一物块在倾角为的固定斜面上受到方向与斜面平行、大小与摩擦力相等的拉力作用，由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，物块与斜面间的动摩擦因数处处相同。若拉力沿斜面向下时，物块滑到底端的过程中重力和摩擦力对物块做功随时间的变化分别如图曲线①、②所示，则（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数为
B．当拉力沿斜面向上，重力做功为时，物块动能为
C．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块的加速度大小之比为1∶3
D．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块滑到底端时的动量大小之比为
【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律；功的计算；动量
【解析】【解答】A.由题可知，拉力大小与摩擦力相等，有；根据力的平衡关系可知，物体与斜面的正压力等于物体重力垂直于斜面的分力：，联立解得
重力平行斜面的分力大小为，物体下滑时由牛顿第二定律有，解得；
设物块滑到底端的时间为t，结合图示该过程中重力和摩擦力对物块做功，有：
；
；
联立解得；A不符合题意；
B．当拉力沿斜面向上时，有，解得；
设物体向上运动位移为x，则重力做功为；
合力做功为；
则二者比值为；
故重力做功为9J时，合外力做功为3J；
由动能定理；
可得物体动能为，B符合题意；
C．由A、B两项分析可知拉力沿斜面向上和向下时，物块的加速度大小之比为，C符合题意；
D．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块滑到底端时的速度大小为，根据动量计算式P=mv，物块滑到底端时的动量大小之比等于其速度的大小之比：，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据牛顿第二定律，分别求出拉力沿斜面向下和向上时的物体加速度大小；根据做功公式求出重力做功与合力做功之比；根据动能定理求出物体动能大小；根据物块滑到底端时的速度大小，求出物体动量大小。
三、非选择题：共57分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
11．（2022·重庆）某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。
（1）用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0μA，须调节 （选填一种给定的实验器材）。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻 （选填“远大于”“接近”“远小于”）RT阻值的电压表。
（2）测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0℃变化到40.0℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是 （保留2位有效数字）。
【答案】（1）可变电阻R1；远大于
（2）1.2
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】（1）由题知恒压直流电源E的电动势不变，电流表的示数恒为50.0μA，故电路的总电阻应保持不变。用加热器调节RT的温度后，RT阻值发生变化，则此时需调节可变电阻R1，对RT的阻值变化进行平衡，以保证电路的总电阻不变；
连接电压表前，电流变测量流经RT的电流。连接电压表后，电流表示数显著增大，是因为电压表与RT并联后，R总减小，则根据并联电阻的关系有；
为保证R总不变，即仍等于原来的RT，要求上述关系中的分母接近1，故需将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表。
（2）实验设定电流恒定为50.0μA，由图可得温度为35.0℃时电压表的电压为1.6V，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻；
同理温度为40.0℃时电压表的电压为1.3V，可知此时热敏电阻；
则温度从35.0℃变化到40.0℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是。
【分析】 为满足“实验设定恒定电流为50.0μA ”，可通过调节可变电阻R1实现；实验电路采用外接法时，待测电阻和电压表的电流都会通过电流表，使得电流表示数变大 ，为减小该系统误差，应满足电压表内阻远大于RT阻值；根据图示，求出 RT的阻值随温度的平均变化率 。
12．（2022·重庆）如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。
（1）要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是 。
（2）为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做 运动。
（3）测得滑块B的质量为，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示，其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B碰前的动量为 （保留2位有效数字），滑块A碰后的图线为 （选填“②”“③”“④”）。
【答案】（1）天平
（2）匀速直线
（3）-0.011；③
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）根据动量计算式P=mv，测量滑块的动量需要测量滑块的速度及质量，因气垫导轨带有刻度尺及计时功能摄像机，速度可求，故还需要的器材是天平，用来测量滑块质量；
（2）为了减小重力对实验的影响，应该让气垫导轨处于水平位置，使滑块所受重力与气垫导轨对其支持力平衡，合力为0，故调节气垫导轨后要使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动；
（3）根据x-t图斜率为物体运动速度， 由题可知 ①为滑块B碰前的图线 ，则滑块B碰前的速度为；
滑块B碰前的动量为；
由题意“滑块A碰前的运动方向为正方向”可知④图线为碰前A物块的图线，由图可知碰后两物体均向负方向运动，且③图线的速度大于② 图线的速度，根据碰撞速度“后不超前”（“不发生二次碰撞”）的原则可知，③为碰后A物块的图线。
【分析】根据动量的定义，判断测量动量所需器材；根据x-t图斜率为物体运动速度，求出物体速度、动量；根据物体碰撞速度的合理性，结合图像，判断物体速度对应图像。
13．（2022·重庆）某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示，戒指可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求：
（1）戒指中的感应电动势和电流；
（2）戒指中电流的热功率。
【答案】（1）解：设戒指的半径为 ，则有
磁感应强度大小在 时间内从0均匀增加到 ，产生的感应电动势为
可得
戒指的电阻为
则戒指中的感应电流为
（2）解：戒指中电流的热功率为
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1）已知介质的半径，结合法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势的大小，再利用欧姆定律可以求出感应电流的大小；
（2）已知电流的大小，结合热功率的表达式可以求出热功率的大小。
14．（2022·重庆）小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏，游戏中蛙和虫都在竖直平面内运动。虫可以从水平x轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动，每次运动的加速度大小恒为（g为重力加速度），方向均与x轴负方向成斜向上（x轴向右为正）。蛙位于y轴上M点处，，能以不同速率向右或向左水平跳出，蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点，取。
（1）若虫飞出一段时间后，蛙以其最大跳出速率向右水平跳出，在的高度捉住虫时，蛙与虫的水平位移大小之比为，求蛙的最大跳出速率。
（2）若蛙跳出的速率不大于（1）问中的最大跳出速率，蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻，虫能被捉住，求虫在x轴上飞出的位置范围。
（3）若虫从某位置飞出后，蛙可选择在某时刻以某速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为；蛙也可选择在另一时刻以同一速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为。求满足上述条件的虫飞出的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。
【答案】（1）解：虫子做匀加速直线运动，青蛙做平抛运动，由几何关系可知
青蛙做平抛运动，设时间为 ，有
联立解得 ，
（2）解：设蛙和虫若同时开始运动时间均为 ，相遇时有
解得
则最小的位置坐标为
而蛙和虫不同时刻出发时需要轨迹相切，青蛙的平抛运动有 ，
可得轨迹方程为
虫的轨迹方程为
两轨迹相交，可得
整理可知
令 ，即
解得
虫在x轴上飞出的位置范围为
（3）解：设蛙的运动时间为 ，有
解得 ，
而
解得 ，
而
解得 ，
【知识点】位移的合成与分解；追及相遇问题
【解析】【分析】（1）虫子做匀加速直线运的，青蛙做平抛运动，利用水平方向的位移公式结合竖直方向的位移公式可以求出蛙的最大跳出速度的大小；
（2）当蛙和虫子开始运动到相遇时，利用竖直方向的位移公式可以求出相遇的时间，结合位移公式可以求出虫子最小的横坐标大小；结合蛙做平抛运动的位移公式可以求出对应的轨迹方程，结合与虫子运动轨迹相切可以求出虫子的最大横坐标的大小；
（3）当已知蛙运动时，结合位移公式可以求出相遇的竖直方向的方程可以求出对应的运动时间，结合水平方向的位移公式可以求出蛙的速度及虫子飞出的坐标。
四、【选修3-3】
15．（2022·重庆）
（1）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
（2）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为的等容过程，当温度为时气体的压强为；图线Ⅱ描述的是压强为的等压过程。取为，求
①等容过程中，温度为时气体的压强；
②等压过程中，温度为时气体的体积。
【答案】（1）C
（2）解：①在等容过程中，设0℃时气体压强为p0；根据查理定律有
解得
②当压强为p2，温度为0℃时，设此时体积为V2，则根据理想气体状态方程有 解得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体的状态方程
【解析】【解答】（1）由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据理想气体的气态方程，可知温度降低、体积不变时，艇内气体压强减小，故气体内能减小；根据热力学第一定律可知，气体放出热量。
故答案为：C。
（2）在等容过程中，设0℃时气体压强为p0，结合图像，根据查理定律有 ，解得 ；
等压过程中，当压强为p2，温度为0℃时，设此时体积为V2，则根据理想气体状态方程有 解得 。
【分析】根据理想气体气态方程、热力学第一定律判断气体压强、温度、体积、及内能的变化；找准气体不同条件下的各物理量，根据理想气体气态方程，求解气体的压强、体积。
五、【选修3-4】
16．（2022·重庆）
（1）某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则（ ）
A．浮标的振动周期为 B．水波的传播速度大小为
C．时刻浮标沿y轴负方向运动 D．水波的波长为
（2）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为和。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为，
①求蓝灯到水面的最大距离；
②两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
【答案】（1）A
（2）解：①为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从水平折射出去，以红光为例，当折射角最大达到临界角 时，光线平行水面折射出去，光路图如图所示
假设半球半径为 ，根据全反射定律和几何关系可知
同理可知蓝光
两式联立解得
②蓝光的折射率 大于红光的折射率 ，根据（1）问结果变形
结合 可知
所以蓝灯应该在红灯的下方
【知识点】横波的图象；光的折射；光的全反射
【解析】【解答】（1）A．根据振动图像可知，波源在t=0时刻振动，波形经过传递到浮标处，浮标的振动周期为T=4t1；A符合题意；
B．波源的振动情况经过t1传到距离L处的浮标，可知波速大小为，B不符合题意；
C．根据虚线图像可知浮标在时刻沿Y轴正方方向运动，C不符合题意；
D．水波的波长为；D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据振动图像横、纵坐标物理意义判断物体振动位置、方向及周期等物理量；根据波的波长、波速、周期关系，计算水波的波长、波速。
根据光的折射率公式及全反射临界关系，画出光路图，根据几何关系，计算出蓝灯到水面的最大距离及光源位置。
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【高考真题】2022年高考物理真题试卷（重庆卷）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2022·重庆）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（ ）
A．大小等于 B．大小等于
C．方向竖直向上 D．方向水平向左
2．（2022·重庆）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则（ ）
A．材料竖直方向尺度减小 B．极板间电场强度不变
C．极板间电场强度变大 D．电容器电容变大
3．（2022·重庆）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为
B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C．流过卤素灯的电流为
D．卤素灯的电阻为
4．（2022·重庆）在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线（如图）。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，假人头部（ ）
A．速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积
B．动量大小先增大后减小
C．动能变化正比于曲线与横轴围成的面积
D．加速度大小先增大后减小
5．（2022·重庆）2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（ ）
A．电场力的瞬时功率为
B．该离子受到的洛伦兹力大小为qv1B
C．v2与v1的比值不断变大
D．该离子的加速度大小不变
6．（2022·重庆）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（ ）
A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV
7．（2022·重庆）如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（ ）
A．k = 2、m = 2、n = 2 B．
C． D．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2022·重庆）如图为两点电荷Q、的电场等势面分布示意图，Q、位于x轴上，相邻等势面的电势差为。若x轴上的M点和N点位于等势面上，P为某等势面上一点，则（ ）
A．N点的电场强度大小比M点的大 B．Q为正电荷
C．M点的电场方向沿x轴负方向 D．P点与M点的电势差为
9．（2022·重庆）我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动，运行周期为T，轨道半径约为地球半径的倍，已知地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（ ）
A．漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力
B．空间站绕地球运动的线速度大小约为
C．地球的平均密度约为
D．空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍
10．（2022·重庆）一物块在倾角为的固定斜面上受到方向与斜面平行、大小与摩擦力相等的拉力作用，由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，物块与斜面间的动摩擦因数处处相同。若拉力沿斜面向下时，物块滑到底端的过程中重力和摩擦力对物块做功随时间的变化分别如图曲线①、②所示，则（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数为
B．当拉力沿斜面向上，重力做功为时，物块动能为
C．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块的加速度大小之比为1∶3
D．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块滑到底端时的动量大小之比为
三、非选择题：共57分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
11．（2022·重庆）某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。
（1）用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0μA，须调节 （选填一种给定的实验器材）。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻 （选填“远大于”“接近”“远小于”）RT阻值的电压表。
（2）测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0℃变化到40.0℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是 （保留2位有效数字）。
12．（2022·重庆）如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。
（1）要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是 。
（2）为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做 运动。
（3）测得滑块B的质量为，两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示，其中①为滑块B碰前的图线。取滑块A碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块B碰前的动量为 （保留2位有效数字），滑块A碰后的图线为 （选填“②”“③”“④”）。
13．（2022·重庆）某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示，戒指可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求：
（1）戒指中的感应电动势和电流；
（2）戒指中电流的热功率。
14．（2022·重庆）小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏，游戏中蛙和虫都在竖直平面内运动。虫可以从水平x轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动，每次运动的加速度大小恒为（g为重力加速度），方向均与x轴负方向成斜向上（x轴向右为正）。蛙位于y轴上M点处，，能以不同速率向右或向左水平跳出，蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点，取。
（1）若虫飞出一段时间后，蛙以其最大跳出速率向右水平跳出，在的高度捉住虫时，蛙与虫的水平位移大小之比为，求蛙的最大跳出速率。
（2）若蛙跳出的速率不大于（1）问中的最大跳出速率，蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻，虫能被捉住，求虫在x轴上飞出的位置范围。
（3）若虫从某位置飞出后，蛙可选择在某时刻以某速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为；蛙也可选择在另一时刻以同一速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为。求满足上述条件的虫飞出的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。
四、【选修3-3】
15．（2022·重庆）
（1）2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（ ）（视为理想气体）
A．吸收热量 B．压强增大 C．内能减小 D．对外做负功
（2）某同学探究一封闭气缸内理想气体的状态变化特性，得到压强p随温度t的变化如图所示。已知图线Ⅰ描述的是体积为的等容过程，当温度为时气体的压强为；图线Ⅱ描述的是压强为的等压过程。取为，求
①等容过程中，温度为时气体的压强；
②等压过程中，温度为时气体的体积。
五、【选修3-4】
16．（2022·重庆）
（1）某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则（ ）
A．浮标的振动周期为 B．水波的传播速度大小为
C．时刻浮标沿y轴负方向运动 D．水波的波长为
（2）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为和。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为，
①求蓝灯到水面的最大距离；
②两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】由于做匀速直线运动所以合力为0，所以摩擦力与重力，拉力的合力等大反向，根据平行四边形定则可求重力拉力的合力大小为mg，方向斜向下与水平方向成45度角，所以摩擦力大小为mg，方向斜向上与水平方向成45度角。故ACD错误，B正确。
故答案为：B。
【分析】根据三个力的合力为0，可知第三个力与那两个力的合力等大反向可求。
2．【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】 两极板间电压不变 ， 极板上所带电荷量变少， 根据公式得：C减小，所以D错误。根据可知d增大，有，U不变，d增大，所以E减小。所以BC错误。d增大，材料竖直方向尺度减小，故A正确。
故答案为：A。
【分析】电压不变，电容器定义式与决定式的结合，解决电容器问题。
3．【答案】B
【知识点】变压器原理；交流电的最大值与有效值
【解析】【解答】A，卤素灯两端的电压值12v就是电压的有效值，故A 错误。
B，变压器原，副线圈的匝数比等于电压之比，故B正确。
C，卤素灯的电流，故C错误。
D，卤素灯是非线性元件，电阻随电压而改变，所以D错误。
故答案为：B
【分析】理想变压器原副线圈电压关系应用，部分电路的欧姆定律应用，线性非线性元件的区分。
4．【答案】D
【知识点】动量；动能与重力势能
【解析】【解答】 AC，若假人头部只受到安全气囊的作用 ，则图像中F为合力，那么曲线与横轴围成的面积为合冲量，根据动量定理，合冲量等于动量的变化，所以AC错误。
B，根据图像一直在时间轴上方可知动量一直在增加。故B错误。
D，根据牛顿第二定律，可知，a随F变化，F先增大后减小，所以a先增大后减小。故D正确。
故答案为：D。
【分析】曲线与时间轴围成的面积为合冲量，根据动量定理可知动量的变化，根据牛顿第二定律可知a变化。
5．【答案】D
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A．根据瞬时功率的计算公式可知P = Fvcosθ，正离子所受电场力方向水平向有，与速度v1同向，故电场力的瞬时功率为，A不符合题意；
B．因速度v1与磁场B平行，即离子在水平方向上不受力，根据洛伦兹力的计算公式有，B不符合题意；
C．根据运动的合成原理可知，离子在洛伦兹力作用下，垂直于纸面做匀速圆周运动，在电场力作用下，沿水平方向做加速运动，则v1增大，v2不变，v2与v1的比值不断变小，C不符合题意；
D．离子受到的洛伦兹力不变，电场力不变，则该离子所受合力不变，根据牛顿第二定律，加速度大小不变，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据瞬时功率、洛伦兹力的计算公式，求解电场力的瞬时功率及洛伦兹力大小；根据运动的合成判断v2与v1的比值；根据粒子所受合力，判断其加速度的大小变化。
6．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】由题可知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，再根据题中所给蓝光及紫光的能量范围可知，只有n = 4，跃迁到n = 2的光子能量满足条件。则处于基态的氢原子被激发后迁跃至n=4能级， 则激发氢原子的光子能量。
故答案为：C
【分析】根据氢原子获得能量由低能级向高能级迁跃，由高能级向低能级迁跃释放能量，吸收或释放的能量等与两能级的能量差，通过计算，推出激发氢原子的光子能量。
7．【答案】C
【知识点】电磁感应与电路；电磁感应中切割类问题
【解析】【解答】由题可知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v= 0时分别有；
杆从静止开始运动相同位移分别有；，则时间之比；
两次拉动导体杆过程，根据牛顿第二定律有，即，整理有，则F-v图像斜率为；
根据图2，有；
故答案为：C
【分析】根据图2特殊点的坐标，分别求出两次拉动导体杆的加速度，根据两次拉动位移相等求出两次世间之比n；根据牛顿第二定律推出F-v函数关系，根据斜率之比推出磁感应强度大小之比k与电阻的阻值之比m的关系。
8．【答案】A,D
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A．等差等势面的疏密程度反应电场强度的大小，由图可知N点的等差等势面比M点的更密，所以N点的电场强度大小比M点的大，故A符合题意；
B．由题可知N点电势为0V，N点右端等势面为3V，根据沿着电场线的方向电势逐渐降低，可知电场线由N点指向Q，则Q为负电荷，故B不符合题意；
C．根据B项分析，Q为负电荷，电场线均指向Q，M点在Q点右侧， 故M点的电场方向沿x轴正方向，C不符合题意；
D．由题可知为等差等势面，相邻等势面的电势差为3V，P点与N点的等势线间隔4个，则P点与M点的电势差为12V；故D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据等差等势线疏密，判断场强大小；根据沿着电场线的方向电势逐渐降低，结合电势高低推出场线方向及电荷电性； 根据相邻等势面的电势差为3V，推出两点间电势差。
9．【答案】B,D
【知识点】天体的匀速圆周运动的模型；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，只是所受引力为其提供向心力，宇航员做匀速圆周运动而处于完全失重状态，A不符合题意；
B． 因空间站绕地球近似做匀速圆周运动 ，可知空间站绕地球运动的线速度大小约为，B符合题意；
C．设空间站的质量为m，其所受万有引力为其提供向心力，有；
地球的平均密度约为，C不符合题意；
D．根据万有引力为空间站提供向心力，有；则空间站绕地球运动的向心加速度大小为；
根据“黄金代换式”地表的重力加速度为，可得；
即空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】空间站依然受到地球引力，只是处于完全失重状态；根据物体做圆周运动的线速度计算式求解出空间站绕地球运动的线速度；根据万有引力为空间站提供向心力，可推出中心天体即地球的质量，进而求出地球密度；根据向心加速度计算式及黄金代换式，求出空间站向心加速度与地表加速度之比。
10．【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律；功的计算；动量
【解析】【解答】A.由题可知，拉力大小与摩擦力相等，有；根据力的平衡关系可知，物体与斜面的正压力等于物体重力垂直于斜面的分力：，联立解得
重力平行斜面的分力大小为，物体下滑时由牛顿第二定律有，解得；
设物块滑到底端的时间为t，结合图示该过程中重力和摩擦力对物块做功，有：
；
；
联立解得；A不符合题意；
B．当拉力沿斜面向上时，有，解得；
设物体向上运动位移为x，则重力做功为；
合力做功为；
则二者比值为；
故重力做功为9J时，合外力做功为3J；
由动能定理；
可得物体动能为，B符合题意；
C．由A、B两项分析可知拉力沿斜面向上和向下时，物块的加速度大小之比为，C符合题意；
D．当拉力分别沿斜面向上和向下时，物块滑到底端时的速度大小为，根据动量计算式P=mv，物块滑到底端时的动量大小之比等于其速度的大小之比：，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据牛顿第二定律，分别求出拉力沿斜面向下和向上时的物体加速度大小；根据做功公式求出重力做功与合力做功之比；根据动能定理求出物体动能大小；根据物块滑到底端时的速度大小，求出物体动量大小。
11．【答案】（1）可变电阻R1；远大于
（2）1.2
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】（1）由题知恒压直流电源E的电动势不变，电流表的示数恒为50.0μA，故电路的总电阻应保持不变。用加热器调节RT的温度后，RT阻值发生变化，则此时需调节可变电阻R1，对RT的阻值变化进行平衡，以保证电路的总电阻不变；
连接电压表前，电流变测量流经RT的电流。连接电压表后，电流表示数显著增大，是因为电压表与RT并联后，R总减小，则根据并联电阻的关系有；
为保证R总不变，即仍等于原来的RT，要求上述关系中的分母接近1，故需将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表。
（2）实验设定电流恒定为50.0μA，由图可得温度为35.0℃时电压表的电压为1.6V，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻；
同理温度为40.0℃时电压表的电压为1.3V，可知此时热敏电阻；
则温度从35.0℃变化到40.0℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是。
【分析】 为满足“实验设定恒定电流为50.0μA ”，可通过调节可变电阻R1实现；实验电路采用外接法时，待测电阻和电压表的电流都会通过电流表，使得电流表示数变大 ，为减小该系统误差，应满足电压表内阻远大于RT阻值；根据图示，求出 RT的阻值随温度的平均变化率 。
12．【答案】（1）天平
（2）匀速直线
（3）-0.011；③
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）根据动量计算式P=mv，测量滑块的动量需要测量滑块的速度及质量，因气垫导轨带有刻度尺及计时功能摄像机，速度可求，故还需要的器材是天平，用来测量滑块质量；
（2）为了减小重力对实验的影响，应该让气垫导轨处于水平位置，使滑块所受重力与气垫导轨对其支持力平衡，合力为0，故调节气垫导轨后要使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动；
（3）根据x-t图斜率为物体运动速度， 由题可知 ①为滑块B碰前的图线 ，则滑块B碰前的速度为；
滑块B碰前的动量为；
由题意“滑块A碰前的运动方向为正方向”可知④图线为碰前A物块的图线，由图可知碰后两物体均向负方向运动，且③图线的速度大于② 图线的速度，根据碰撞速度“后不超前”（“不发生二次碰撞”）的原则可知，③为碰后A物块的图线。
【分析】根据动量的定义，判断测量动量所需器材；根据x-t图斜率为物体运动速度，求出物体速度、动量；根据物体碰撞速度的合理性，结合图像，判断物体速度对应图像。
13．【答案】（1）解：设戒指的半径为 ，则有
磁感应强度大小在 时间内从0均匀增加到 ，产生的感应电动势为
可得
戒指的电阻为
则戒指中的感应电流为
（2）解：戒指中电流的热功率为
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1）已知介质的半径，结合法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势的大小，再利用欧姆定律可以求出感应电流的大小；
（2）已知电流的大小，结合热功率的表达式可以求出热功率的大小。
14．【答案】（1）解：虫子做匀加速直线运动，青蛙做平抛运动，由几何关系可知
青蛙做平抛运动，设时间为 ，有
联立解得 ，
（2）解：设蛙和虫若同时开始运动时间均为 ，相遇时有
解得
则最小的位置坐标为
而蛙和虫不同时刻出发时需要轨迹相切，青蛙的平抛运动有 ，
可得轨迹方程为
虫的轨迹方程为
两轨迹相交，可得
整理可知
令 ，即
解得
虫在x轴上飞出的位置范围为
（3）解：设蛙的运动时间为 ，有
解得 ，
而
解得 ，
而
解得 ，
【知识点】位移的合成与分解；追及相遇问题
【解析】【分析】（1）虫子做匀加速直线运的，青蛙做平抛运动，利用水平方向的位移公式结合竖直方向的位移公式可以求出蛙的最大跳出速度的大小；
（2）当蛙和虫子开始运动到相遇时，利用竖直方向的位移公式可以求出相遇的时间，结合位移公式可以求出虫子最小的横坐标大小；结合蛙做平抛运动的位移公式可以求出对应的轨迹方程，结合与虫子运动轨迹相切可以求出虫子的最大横坐标的大小；
（3）当已知蛙运动时，结合位移公式可以求出相遇的竖直方向的方程可以求出对应的运动时间，结合水平方向的位移公式可以求出蛙的速度及虫子飞出的坐标。
15．【答案】（1）C
（2）解：①在等容过程中，设0℃时气体压强为p0；根据查理定律有
解得
②当压强为p2，温度为0℃时，设此时体积为V2，则根据理想气体状态方程有 解得
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体的状态方程
【解析】【解答】（1）由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据理想气体的气态方程，可知温度降低、体积不变时，艇内气体压强减小，故气体内能减小；根据热力学第一定律可知，气体放出热量。
故答案为：C。
（2）在等容过程中，设0℃时气体压强为p0，结合图像，根据查理定律有 ，解得 ；
等压过程中，当压强为p2，温度为0℃时，设此时体积为V2，则根据理想气体状态方程有 解得 。
【分析】根据理想气体气态方程、热力学第一定律判断气体压强、温度、体积、及内能的变化；找准气体不同条件下的各物理量，根据理想气体气态方程，求解气体的压强、体积。
16．【答案】（1）A
（2）解：①为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从水平折射出去，以红光为例，当折射角最大达到临界角 时，光线平行水面折射出去，光路图如图所示
假设半球半径为 ，根据全反射定律和几何关系可知
同理可知蓝光
两式联立解得
②蓝光的折射率 大于红光的折射率 ，根据（1）问结果变形
结合 可知
所以蓝灯应该在红灯的下方
【知识点】横波的图象；光的折射；光的全反射
【解析】【解答】（1）A．根据振动图像可知，波源在t=0时刻振动，波形经过传递到浮标处，浮标的振动周期为T=4t1；A符合题意；
B．波源的振动情况经过t1传到距离L处的浮标，可知波速大小为，B不符合题意；
C．根据虚线图像可知浮标在时刻沿Y轴正方方向运动，C不符合题意；
D．水波的波长为；D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据振动图像横、纵坐标物理意义判断物体振动位置、方向及周期等物理量；根据波的波长、波速、周期关系，计算水波的波长、波速。
根据光的折射率公式及全反射临界关系，画出光路图，根据几何关系，计算出蓝灯到水面的最大距离及光源位置。
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