2022年高考物理试卷（重庆）（解析卷）_物理历年高考真题_新·PDF版2008-2025·高考物理真题_物理（按试卷类型分类）2008-2025_自主命题卷·物理（2008-2025）

重庆市 2022 年普通高等学校招生统一考试物理试卷 注意事项： 1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。 2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。 3.考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。 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. 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mg B. 大小等于 2mg C. 方向竖直向上 D. 方向水平向左 【答案】B 【解析】 【详解】对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示 水平方向上拉力F 与擦窗工具所受滑动摩擦力 f 等大反向，竖直方向上重力mg与擦窗工具所受静摩擦 滑 力 f 等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中 f 所示，大小为 静 f = f 2 + f 2 = 2mg 滑 静 故选B。 2. 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， 第1页 | 共20页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 【解析】 Q 【详解】D．根据题意可知极板之间电压U 不变，极板上所带电荷量Q变少，根据电容定义式C = 可知 U 电容器得电容C减小，D错误； eS U BC．根据电容的决定式C = r 可知极板间距d增大，极板之间形成匀强电场，根据E = 可知极板 4pkd d 间电场强度E减小，BC错误； A．极板间距d增大，材料竖直方向尺度减小，A正确。 故选A。 3. 低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“12V 50W”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220V的交流电后能正常工作，则（ ） A. 卤素灯两端的电压有效值为6 2V 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0.24A D. 卤素灯的电阻为968W 【答案】B 【解析】 【详解】A．卤素灯上标记的额定电压12V即为卤素灯两端的电压有效值，A错误； B．根据理想变压器的原理可知 n U 220 55 1 = 1 = = n U 12 3 2 2 B正确； C．流过卤素灯的电流为 P 50W 25 I = = = A U 12V 6 第2页 | 共20页C错误； D．卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误。 故选B。 4. 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 【解析】 【详解】AB．由题知假人的头部只受到安全气囊的作用，则F—t图像的面积即合外力的冲量，再根据动 量定理可知F—t图像的面积也是动量的变化量，且图线一直在t轴的上方，则动量的大小一直增大，AB 错误； p2 C．根据动量与动能的关系有E = ，而F—t图像的面积是动量的变化量，则动能的变化量与曲线与 k 2m 横轴围成的面积不成正比，C错误； D．由题知假人的头部只受到安全气囊的作用，则根据牛顿定律可知a∝F，即假人头部的加速度先增大后 减小，D正确。 故选D。 5. 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v ，垂直于磁场方向的分量大小为v ，不计离子重力，则（ ） 1 2 第3页 | 共20页A. 电场力的瞬时功率为qE v2 +v2 B. 该离子受到的洛伦兹力大小为qv B 1 2 1 C. v 与v 的比值不断变大 D. 该离子的加速度大小不变 2 1 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据功率的计算公式可知P = Fvcosθ，则电场力的瞬时功率为P = Eqv ，A错误； 1 B．由于v 与磁场B平行，则根据洛伦兹力的计算公式有F = qv B，B错误； 1 洛 2 C．根据运动的叠加原理可知，离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动，沿水平方向做加速运动，则v 增 1 大，v 不变，v 与v 的比值不断变小，C错误； 2 2 1 D．离子受到的安培力不变，电场力不变，则该离子的加速度大小不变，D正确。 故选D 。 6. 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 【解析】 【详解】由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知从 氢原子从n = 4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光（即从n = 4，跃迁到n = 2辐射蓝光），则需激 发氢原子到n = 4能级，则激发氢原子的光子能量为 E = E －E = 12.75eV 4 1 故选C。 7. 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4页 | 共20页第一次对应直线①，初始拉力大小为F ，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 0 拉力大小为2F ，两直线交点的纵坐标为3F 。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 0 0 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. k =2 2、m=2、n= 2 C. k = 6、m =3、n = 2 D. k =2 3、m =6、n =2 【答案】C 【解析】 【详解】由题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 F 2F a = 0 ，a = 0 1 m 2 m 则第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间分别为 1 1 x= at2，x= a t2 2 11 2 2 2 则 n= 2 F B2L2v 第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有a = - ，整理有 m mR B2L2v F =ma+ R B2L2 则可知两次运动中F—v图像的斜率为 ，则有 R R B2 1 2= 2 × 1 = ×k2 R B2 m 1 2 故选C。 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 第5页 | 共20页多项符合题目要求。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. 如图为两点电荷Q、Q¢的电场等势面分布示意图，Q、Q¢位于x轴上，相邻等势面的电势差为3V。 若x轴上的M点和N点位于0V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12V 【答案】AD 【解析】 【详解】A．等差等势线的密度体现场强的大小，由图可知N点的等差等势线比M点更密，则N点的电场 强度大小比M点的大，故A正确； B．沿着电场线电势逐渐降低，由图可知电场线由N指向Q，则Q为负电荷，故B错误； C．沿着电场线电势逐渐降低，结合各等势线的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴正方向，故C错 误； D．M点与N点等势均为0V，P点与N点的等势线间隔四个，而相邻等势面的电势差为3V，则P点与 M点的电势差为12V，故D正确。 故选AD。 9. 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， 17 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（ ） 16 A. 漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力 17pR B. 空间站绕地球运动的线速度大小约为 8T 3 3p æ16ö C. 地球的平均密度约为 ç ÷ GT2 è17ø 2 æ16ö 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 ç ÷ 倍 è17ø 第6页 | 共20页【答案】BD 【解析】 【详解】A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，所受引力提供向心力做匀速圆周运动而处于完 全失重，视重为零，故A错误； B．根据匀速圆周运动的规律，可知空间站绕地球运动的线速度大小约为 17 2p R 16 17pR v= = T 8T 故B正确； C．设空间站的质量为m，其所受万有引力提供向心力，有 Mm 2p 17 G =m( )2( R) 17 T 16 ( R)2 16 则地球的平均密度约为 M 17 3p r= =( )3 4 16 GT2 pR3 3 故C错误； D．根据万有引力提供向心力，有 Mm G =ma 17 ( R)2 16 则空间站绕地球运动的向心加速度大小为 GM a= 17 ( R)2 16 地表的重力加速度为 GM g = R2 可得 a 16 =( )2 g 17 2 æ16ö 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 ç ÷ 倍，故D正确。 è17ø 故选BD。 10. 一物块在倾角为45°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 第7页 | 共20页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（ ） 2 A. 物块与斜面间的动摩擦因数为 3 B. 当拉力沿斜面向上，重力做功为 9J时，物块动能为3J 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1: 2 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对物体受力分析可知，平行于斜面向下的拉力大小等于滑动摩擦力，有 F = f =mmgcos45° 由牛顿第二定律可知，物体下滑的加速度为 2 a = gsin45°= g 1 2 则拉力沿斜面向下时，物块滑到底端的过程中重力和摩擦力对物块做功为 1 mg2 W =mg× at2×sin45°= t2 G 2 1 4 1 mmg2 W =-mmg×cos45°´ at2 =- t2 f 2 1 4 代入数据联立解得 1 m= 3 故A错误； C．当拉力沿斜面向上，由牛顿第二定律有 mgsin45°-F - f =ma 2 解得 第8页 | 共20页2 2 a = g-2mgcos45°= g 2 2 6 则拉力分别沿斜面向上和向下时，物块的加速度大小之比为 a 1 2 = a 3 1 故C正确； B．当拉力沿斜面向上，重力做功为 W =mgsin45°×x G2 合力做功为 W =ma ×x 合 2 则其比值为 2 g W 3 2 G2 = = W 2 1 合 g 6 则重力做功为9J时，物块的动能即合外力做功为3J，故C正确； 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为 P=mv=m 2ax 则动量的大小之比为 P a 1 2 = 2 = P a 3 1 1 故D错误。 故选BC。 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。 （一）必考题：共 45 分。 11. 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R 、可变电阻 T R 、电流表A、电压表V。 1 第9页 | 共20页（1）用加热器调节R 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 T 实验器材）。当R 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 T 将原电压表更换为内阻___________（选填“远大于”“接近”“远小于”）R 阻值的电压表。 T （2）测得R 两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，R 的 T T 阻值随温度的平均变化率是___________kΩ×℃-1（保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 可变电阻R ②. 远大于 ③. 1.2 1 【解析】 【详解】（1）[1]由题知恒压直流电源E的电动势不变，而用加热器调节R 的温度后，导致整个回路的总 T 电阻改变。而要确保电流表的示数仍为50.0μA，则需控制整个回路的总电阻不变，故需要调节的器材是可 变电阻R 。 1 [2]连接电压表后，电流表示数显著增大，则说明电压表与R 并联后R 减小，则根据并联电阻的关系有 T 总 R R R R = T V = T 总 R +R R T V T +1 R V 则要保证R 不变需须将原电压表更换为内阻远大于R 阻值的电压表。 总 T （2）[3]图可得温度为35.0°C时电压表的电压为1.6V，且实验设定恒定电流为50.0μA，则根据欧姆定律 可知此时热敏电阻R = 32kΩ；温度为40.0°C时电压表的电压为1.3V，且实验设定恒定电流为50.0μA， T1 则根据欧姆定律可知此时热敏电阻R = 26kΩ，则温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，R 的阻值随温 T2 T 度的平均变化率是 第10页 | 共20页R k = T =-1.2kΩ×℃-1 t 负号表示随着温度升高R 的阻值减小。 T 12. 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197.8g，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___________ kg×m×s-1（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 ④. ③ 【解析】 【详解】（1）[1]要测量滑块的动量还需要测量滑块的质量，故还需要的器材是天平； （2）[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，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）[3]取滑块A碰前运动方向为正方向，根据x-t图可知滑块B碰前的速度为 第11页 | 共20页0.424-0.476 v = m/s=-0.058m/s B 0.9 则滑块B碰前的动量为 p =m v =0.1978kg´-0.058m/s=-0.011kg×m/s B B B [4]由题意可知两物块相碰要符合碰撞制约关系则④图线为碰前A物块的图线，由图可知碰后③图线的速度 大于②图线的速度，根据“后不超前”的原则可知③为碰后A物块的图线。 13. 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r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t时间内从0均匀增加到B ，求： 0 （1）戒指中的感应电动势和电流； （2）戒指中电流的热功率。 B L2 B LS B2L3S 【答案】（1）E = 0 ，I = 0 ；（2）P= 0 4pt 4prt 16p2r(t)2 【解析】 【详解】（1）设戒指的半径为r，则有 L=2pr 磁感应强度大小在t时间内从0均匀增加到B ，产生的感应电动势为 0 B E = 0 ×pr2 t 可得 B L2 E = 0 4pt 戒指的电阻为 rL R= S 则戒指中的感应电流为 第12页 | 共20页E B LS I = = 0 R 4prt （2）戒指中电流的热功率为 B2L3S P= I2R= 0 16p2r(t)2 14. 小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏，游戏中蛙和虫都在xOy竖直平面内运动。虫可以从水平x轴上任 5 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（g为重力加速度），方向均与x 9 轴负方向成37°斜向上（x轴向右为正）。蛙位于y轴上M点处，OM = H ，能以不同速率向右或向左水 3 平跳出，蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点，取sin37°= 。 5 3 （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 y = H 的高度捉住虫时，蛙与虫的 4 水平位移大小之比为2 2:3，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1: 2； 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1: 17。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。 4 1-2 6 1 26 【 答 案 】（ 1 ） v = gH ；（ 2 ） H £ x£2H ；（ 3 ） v = 30gH ， x = H 或 m 3 3 1 5 1 15 1 14 v = 30gH ，x = H 2 15 2 15 【解析】 【详解】（1）虫子做匀加速直线运动，青蛙做平抛运动，由几何关系可知 3 H 4 x = = H 虫 tan37° x 2 2 蛙 = x 3 虫 青蛙做平抛运动，设时间为t ，有 蛙 x =v t 蛙 m 蛙 第13页 | 共20页3 1 H - H = gt2 4 2 蛙 联立解得 H 4 t = ，v = gH 蛙 2g m 3 （2）设蛙和虫若同时开始运动时间均为t，相遇时有 1 1 gt2 + a t2 = H 2 2 y 解得 3H t = 2g 则最小的位置坐标为 1 1-2 6 x =v t- a t2 = H min m 2 x 3 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 1 y = H - gt2，x=v t 2 m 可得轨迹方程为 g y = H - x2 2v2 m 虫的轨迹方程为 y =(x -x)tan37° max 两轨迹相交，可得 g (x -x)tan37°=H - x2 max 2v2 m 整理可知 第14页 | 共20页g 3 3 x2 - x+ x -H =0 2v2 4 4 m m 令=0，即 9 g 3 -4´ ×( x -H)=0 16 2v2 4 m m 解得 x =2H max 虫在x轴上飞出的位置范围为 1-2 6 H £ x£2H 3 （3）设蛙的运动时间为t ，有 1 1 1 gt2 + a ( 2t )2 = H 2 1 2 y 1 1 1 gt2 + a ( 17t )2 = H 2 2 2 y 2 解得 6H 3H t = ，t = 1 5g 2 10g 而 1 vt + a ( 2t )2 = x 11 2 x 1 1 1 vt + a ( 17t )2 = x 1 2 2 x 2 1 解得 1 26 v = 30gH ，x = H 1 5 1 15 而 1 vt + a ( 2t )2 = x 11 2 x 1 2 1 a ( 17t )2 -v t = x 2 x 2 2 2 2 解得 1 14 v = 30gH ，x = H 2 15 2 15 （二）选考题：共 12 分。请考生从第 15 题和第 16 题中任选一题作答，若两题都做，则按 第15页 | 共20页所做的第一题计分。 15. 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 【答案】C 【解析】 【详解】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 pV =C T 可知温度降低，则艇内气体压强减小，气体内能减小；又根据 U =W +Q 可知气体放出热量。 故选C。 16. 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V 的等容过程，当温度为t 时气体的压强为 p ；图线Ⅱ描述的是压强为 p 的等压过程。 1 1 1 2 取0℃为273K，求 ①等容过程中，温度为0℃时气体的压强； ②等压过程中，温度为0℃时气体的体积。 273p 273pV 【答案】① p = 1 ；②V = 1 1 0 t +273 2 p t +273 1 2 1 【解析】 【详解】①在等容过程中，设0℃时气体压强为p ；根据查理定律有 0 p p 1 = 0 t +273 273 1 解得 第16页 | 共20页273p p = 1 0 t +273 1 ②当压强为p ，温度为0℃时，设此时体积为V ，则根据理想气体状态方程有 2 2 pV pV 1 1 = 2 2 t +273 273 1 解得 273pV V = 1 1 2 p t +273 2 1 17. 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。t =0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），t 时刻传到浮标处 1 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（ ） L A. 浮标的振动周期为4t B. 水波的传播速度大小为 1 4t 1 3 C. t 时刻浮标沿y轴负方向运动 D. 水波的波长为2L 2 1 【答案】A 【解析】 1 【详解】A．根据振动图像可知，波源在0时刻振动，波形经过t = T 传递到浮标处，浮标的振动周期为 1 4 T =4t 1 A正确； B．波源的振动情况经过t 传到距离L处的浮标，可知波速大小为 1 L v= t 1 B错误； 3 C．根据虚线图像可知浮标在 t 时刻沿y轴正方方向运动，C错误； 2 1 第17页 | 共20页D．水波的波长为 L l=vT = ×4t =4L t 1 1 D错误。 故选A。 18. 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n 和n 。为使从光源照射到上半球面的光，都能 红 蓝 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h ， 红 （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？ n 2 -1 【答案】（1） 蓝 ×h ；（2）下方，理由见解析 n 2 -1 红 红 【解析】 【详解】（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C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R，根据全反射定律和几何关系可知 1 R sinC = = 红 n R2 +h 2 红 红 同理可知蓝光 1 R sinC = = 蓝 n R2 +h 2 蓝 蓝 第18页 | 共20页两式联立解得 n 2 -1 h = 蓝 ×h 蓝 n 2 -1 红 红 （2）蓝光的折射率n 大于红光的折射率n ，根据（1）问结果变形 蓝 红 n 2 -1 h 2 = 蓝 ×h 2 蓝 n 2 -1 红 红 结合n >n >1可知 蓝 红 h >h 蓝 红 所以蓝灯应该在红灯的下方。 第19页 | 共20页第20页 | 共20页