高中物理光的折射定律试题

现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，所以标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制作的。如图反光膜内部均匀分布着直径为10m的细玻璃珠，所用玻璃的折射率，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射一反射一再折射后恰好和入射光线平行，第一次入射时昀入射角i应是

A．15°

B．30°

C．45°

D．60°

如图所示，截面为直角三角形ABC，∠B＝30°，斜边AB＝a.棱镜材料的折射率为，n＝.在此截面所在的平面内，一条光线在距A点为处的M点垂直AC射入棱镜，不考虑光线沿原路返回的情况，光线从玻璃砖的BC边射出．求：

①画出光路图
②光从棱镜射出时的折射角？；
③光从棱镜射出时的射出点距B多远？．

过去已知材料的折射率都为正值(n>0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0) ，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足＝n，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的负折射率材料，一束电磁波从其上表面以入射角射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n＝ 1，请画出正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图，若在上下两个表面电磁波的折射角分别为r₁、r₂，则r₁____ r₂(填“大于”、“等于”、“小于”)，

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）

如图所示，一透明半圆柱体折射率为n=2，半径为R、长为L．一 平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面射出．求该部分柱面的面积S．

先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光，比另一种单色光（     ）

A．在真空中的波长较短

B．在玻璃中传播的速度较大

C．在玻璃中传播时，玻璃对其折射率较大

D．其在空气中传播速度大

半圆形玻璃砖横截面如图所示，为直径，过圆心且垂直于，两束单色光、关于对称入射到，光路图如图所示，则下列说法中正确的是
        （填正确答案标号，选对一个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得0分）。

A．玻璃砖中，光的波长比光的长

B．玻璃砖中，光的传播速度比光慢

C．光的频率比光的大

D．在光的单缝衍射实验中，相同条件下，b光比a光更容易发生衍射

E．在光的双缝干涉实验中，相同条件下，a光条纹间距比b光大

如图所示，将一等腰直角棱镜ABC截去棱角ADE，使其截面DE平行于底面BC，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射。已知棱镜玻璃的折射率n＝，棱边长cm，cm，一束平行于底边BC的单色光从DE边上的M点射入棱镜，求：

（i）光线进入“道威棱镜”时的折射角；
（ii）通过计算判断光线能否从BC边射出；
（ⅲ）光线在棱镜中传播所用的时间。

（1）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15．8 m、14．6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_____。

A．	P、Q两质点运动的方向始终相同
B．	P、Q两质点运动的方向始终相反
C．	当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．	当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰
E．	当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰

（2）如图，玻璃球冠的折射率为 $\sqrt{3}$ ，其底面镀银，底面的半径是球半径的 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ 倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。

双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源 $S$ 到 $S_1$ 、 $S_2$ 的距离相等， $O$ 点为 $S_1$ 、 $S_2$ 连线中垂线与光屏的交点。光源 $S$ 发出的波长为 $\lambda$ 的光，经 $S_1$ 出射后垂直穿过玻璃片传播到 $O$ 点，经 $S_2$ 出射后直接传播到 $O$ 点，由 $S_1$ 到 $O$ 点与由 $S_2$ 到 $O$ 点，光传播的时间差为△ $t$ ．玻璃片厚度为 $10\lambda$ ，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为 $c$ ，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是 $($ 　　 $)$

A．

△ $t=\frac{5\lambda }{c}$

B．

△ $t=\frac{15\lambda }{2c}$

C．

△ $t=\frac{10\lambda }{c}$

D．

△ $t=\frac{15\lambda }{c}$

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P由进入玻璃砖到第一次由BC边出射经历的时间

如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径R＝a，圆锥轴线与桌面垂直，有一半径为R的圆柱形平行光垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率n＝，求光束在桌面上形成的光斑的面积．

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

某种光学元件由两种不同透明物质I和透明物质II制成，其横截面如图所示，0为AB中点，∠BAC=30°，半圆形透明物质I的折射率为n₁=，透明物质Ⅱ的折射率为n₂。一束光线在纸面内沿O点方向射入元件，光线与AB面垂线间的夹角为，通过观察发现此时从AC面恰好无光线射出，在BC面有光线垂直射出。求：

①该透明物质Ⅱ的折射率n₂；
②光线在透明物质Ⅱ中的传播速度大小；
③光线与AB面垂线间的夹角的正弦值。

半径为R的玻璃圆柱体，截面如图所示，圆心为O，在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B两点，其中一束沿AO方向，∠AOB=30°，若玻璃对此单色光的折射率n=.

①试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径，并求出B光第一次射出圆柱面时的折射角。（当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线）
②求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点（或延长线的交点）与A点的距离。