高中物理光的折射定律简答题

如图所示为某种材料制成的三棱镜截面ABC，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°。一束竖直向下的光束，从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线与BC平行。

①正确作出的光路图；
②求三棱镜的折射率n= 。（可用根式表示）

[选修3-4]
（1）下列说法正确的是 。

A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

B．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率

C．用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的大

D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度

（2）若单摆的摆长不变，摆球的质量变大，摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°，则单摆振动的频率 ，振幅 。（选填“改变”或“不变”）
（3）如图所示，一块两面平行的玻璃砖平放在纸面上，将它的前、后两个边界PQ、MN记录在纸面上。若单色光沿纸面从真空中以入射角i= 60°，从MN表面射入时，光通过玻璃砖的时间为t；若保持入射光的方向不变，现撤去玻璃砖，光通过PQ、MN之间的区域的时间也为t，求这块玻璃砖对该入射光的折射率。

如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R的四分之一的圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射，入射角，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点。

(a)画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图；
(b)求该棱镜的折射率n；
(c)求光线在该棱镜中传播的速度大小(已知光在空气中的传播速度c＝3.0×10⁸m/s)。

(1)如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz. 现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz,则把手转动的频率为_______.

A.1 Hz
B.3 Hz
C.4 Hz
D.5 Hz
(2)如图所示,两艘飞船A、B 沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c). 地面上测得它们相距为L,则A 测得两飞船间的距离_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)L. 当B 向A 发出一光信号,A 测得该信号的速度为_______.

(3)如图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC. 光线垂直AB 射入,分别在CD 和EA 上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC 射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图中①②③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则这三位同学测得的折射率与真实值相比分别有何变化？

如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与AB的距离H＝R，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，作出光路图，并计算出介质的折射率．

[选修3-4]
（1）下列说法中正确的是 。

A．超声仪器使用超声波而不用普通声波，是因为超声波更容易发生衍射

B．照相机、摄影机拍摄水里或玻璃橱窗里的物品时镜头表面涂有一层薄膜，利用了光的衍射原理

C．寺庙里钟声响起时，和尚禅房里挂着的磐常自鸣自响，这是声波的衍射现象

D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢

（2）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0s与t=0.2s两个时刻，x轴上（-3m，3m）区间的波形完全相同，如图所示。并且图中M、N两质点在t=0s时位移均为，该波的最小波速为 m/s；若波速取该最小值时，试写出N点的振动方程 。

（3）如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30°,∠B=60°。一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，若棱镜的折射率（光在真空中的速度为c），求光线射出棱镜时的出射方向（通过计算说明）。

如图所示，放置在真空中的三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A=30⁰，在BC的延长线上有一单色光源S，从S射出的一条光线从AC边上的D点（图中未标出）处射入棱镜中，经三棱镜折射后垂直于AB边射出.若S、D两点的距离为d，且光从光源S到D点的传播时间跟光在三棱镜中传播的时间相等.已知该三棱镜的折射率为。求：

①光线SD射到AC边上的入射角为 ；
②入射点D到顶点A的距离。

如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P₁、P₂两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P₃、P₄大头针.

(1)其中他确定P₃大头针位置的方法应当是：________.
(2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示，该同学还用圆规做了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)，请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程．

如图所示是透明圆柱形介质的横截面，BC为圆的直径。一束单色光沿AB方向入射，ABC=120^o。光自B点进入介质内只经过一次折射后从介质中射出，出射光线平行于BC。

①求介质的折射率；
②若改变ABC的大小，则从B点射入介质中的单色光能否在介质的内表面发生全反射?答： （填“能”或“不能”）

（1）一列简谐横波在 $t=0$时的波形图如图所示．介质中 $x=2m$处的质点 $P$沿 $y$轴方向做简谐运动的表达式为 $y=10\sin \left(5\pi t\right)$．关于这列简谐波，下列说法正确的是

A．	周期为 $4.0s$	B．	振幅为 $20cm$
C．	传播方向沿 $x$轴正向	D．	传播速度为 $10m/s$

（2）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 $h_1=0.6m$，尾部下端 $Q$略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端 $s_1=0.8m$处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方 $s_2=3.0m$处下潜到深度为 $h_2=4.0m$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 $\Delta h=4.0m$，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）

(1)如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D、…为绳子上的等间隔的点，点间间隔为50 cm，现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点刚开始向上振动，经0.1秒第一次达到最大位移处，C点恰好开始振动，则绳中形成的向右传播的横波速度为________ m/s，从A点开始振动计时，经________ s的时间J点第一次向下达到最大位移．

(2)如图所示，等边三角形ABC为透明柱状介质的横截面，一束平行于角平分线BD的单色光由AB面射入介质，经AB面折射的光线恰平行于BC.

①求介质对此单色光的折射率n；
②若光在真空的传播速度为c，则光在此介质中的传播速度为多少？折射光线在AC面上能否发生全反射？

如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角为θ=30°。P为垂直于直线BCD的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。（其中AC的右方存在有折射率为在的透明介质）

（1）如图甲所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。

①求简谐横波的波长。
②P点的振动 （填“加强”或“减弱”）。
（2）如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°。
①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。
②第一次的出射点距C cm。

(1)下列说法中正确的是________．

A．光的偏振现象说明光是纵波

B．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射

C．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大

D．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理

E．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
(2)如图所示，MN是一条通过透明球体球心O的直线，在真空中波长为λ₀＝564 nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的倍，且与MN所成的夹角α＝30°.求：

①透明球体的折射率n；
②此单色光在透明球体中的波长λ.