高中物理光的折射定律试题

过去已知材料的折射率都为正值（n>0），现针对某些电磁波设计的人工材料，其折射率都为负值（n<0），称为负折射率材料，电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表面平行厚度为d=30cm，折射率n=-1.732的负折射率材料，一束电磁波从其上表面以入射角i=60°射入，从下表面射出，

①请画出电磁波穿过该材料的示意图；
②求电磁波穿过该材料所用的时间。

半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光的折射率n=．求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；

如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度d=3cm，底面镀有反光膜，顶面嵌有涂有遮光物质的挡板AB。一束光线以i=45°的入射角由挡板的A端入射，经底面反射后，恰能从挡板的B端射出。已知光线在玻璃砖中的折射率n=，真空中的光速c=3×l0⁸，求：

①光线在玻璃中传播的时间t（不考虑光在玻璃砖上表面的反射）
②挡板AB的长度l

如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图．圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O．光线从AB面上的M点入射，入射角i=60°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．已知OB段的长度为l=6cm，真空中的光速c=3.0×10⁸m/s．求：

（Ⅰ）透明材料的折射率n；
（Ⅱ）光从M点传播到O点所用的时间t．

一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h₁=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s₁=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s₂=3.0m处下潜到深度为h₂=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q。求：

（i）水的折射率n；
（ii）赛艇的长度l。（可用根式表示）

如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC，AC边长为L，，光线P、Q同时由AC中点射入玻璃砖，其中光线P方向垂直AC边，光线Q方向与AC边夹角为，发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出，光速为c，求：

（1）玻璃砖的折射率；
（2）光线由进入玻璃砖到第一次由边出射经历的时间。

如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的器具，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为8R，高为2R的长方体，一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成37°角射入器具．已知光在真空中的传播速度为c，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

①该透明材料的折射率；
②光线至少要经过几次全反射才能穿过器具？并求出穿过器具所用的时间？（必须有必要的计算说明）

如图所示，直角三棱镜的折射率n=，∠A=30°．一束与0B面成30°角的光射向OB面，从AB面上的C点射出．若不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向．

如图所示，折射率为n=的两面平行的玻璃砖，下表面涂有反射物质，右端垂直地放置一标尺MN。一细光束以角度入射到玻璃砖的上表面，会在标尺上的两个位置出现光点，若两光点之间的距离为a（图中未画出），求光通过玻璃砖的时间t（设光在真空中的速度 为c，不考虑细光速在玻璃砖下表面的第二次反射）。

有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S就在其对称轴上，如图所示，从光源S发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折射入玻璃球冠内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回，若球面半径为R，玻璃折射率为，求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大？

单色光束射到折射率n=1.414的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i=45°。经折射进入球内，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图示。（图中已画出入射光和出射光）．

①在图中画出光线在球内的路径和方向。
②求入射光和出射光之间的夹角α；
③如果入射的是一束白光，问那种颜色光的α角最大？哪种颜色的光α角最小。

一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射角θ = 60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好发生全反射，如图所示，则棱镜的折射率是

A．

B．

C．

D．2

如图所示，直角三棱镜的折射率∠A＝30°，一束与OB面成30⁰角的光射向OB面，从AB面上的C点射出．若不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向．

在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为d，玻璃砖的折射率n ＝，在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入，从侧面AD射出，若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等．求点光源S到P点的距离

如图所示，束光线以60^o的入射角照射到水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P。现在将一块上下表面平行的透明玻璃砖放到平面镜M上，则进入玻璃砖的光线经平面镜反射后再从玻璃砖的上表面射出，打到光屏上的点，在P点的左侧2cm处，已知透明体对光的折射率为，求：光在透明体里运动的时间多长？（光在真空中的传播速度c = 3×10⁸m/s）