高中物理光的折射定律综合题

如图14-7所示，置于空气中的一个不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.

图14-7

如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L．
 

一块折射率为、边长为L的正立方体形玻璃砖，被平面CD截去一部分，成为ABCDE五棱柱，如图所示，其中BC=L/2，∠BCD=150°，今有平行光束以45°角入射到AB面上，当它进入玻璃后，如果从玻璃向空气第一次透射出的光线能从DE面射出，试在AB面上确定这种光束的入射范围，并画出典型光线的光路．

图表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。求：
（1）该单色光在玻璃砖中的传播速度；
（2）画出光线b从玻璃砖中再次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数。写出必要的计算过程。

一半圆形玻璃砖，玻璃的折射率为，AB为其直径，长度为D，O为圆心.一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光束垂直于AB从空气射入玻璃砖，其中心光线P通过O点，如图19-2-17所示.M、N为光束边界光线.则M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离为多少？

图19-2-17

如图，一透明半圆柱体折射率为，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，从部分柱面有光线射出。求该部分柱面的面积S。

半径为R的半圆柱形玻璃砖，截面如图所示，O为圆心，光线①沿半径方向从a处进入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，则另一条平行于光线①的光线②从最高点b进入玻璃砖后，折射到MN上的d点，求od=?（ao与MN夹角为60°）

(1)如图甲所示，三棱镜的横截面是一直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，∠C=60°，已知棱镜材料的折射率为，底边BC涂黑，一细束入射光沿平行于底边BC的方向入射，经AB面折射到AC面，则此束光能否从AC面射出？
(2)如图乙，把两个顶角分别为∠A₁ = 60°和∠A₂ = 30°的棱镜胶合在一起， DC边水平放置，两个棱镜材料的折射率与入射光的波长之间的关系为：
，  ="1.1," = 1×10⁵nm²
, =1.3, = 5×10⁴nm²
①发现波长₀的光线从任何方向入射，经过AC面时不发生偏折，求此波长₀，并求棱镜ACD和棱镜ACB对此光束的折射率n₁和n₂；
②在图乙中波长为₀和波长为400nm紫光沿图示相同方向射向AD边，设二种波长不同的光线都从BC面出射，其中波长₀的光线从BC面出射后与DC平行，在图乙中定性画出二种色光的光路。(忽略一切反射)

.如图13-11所示，ABCD是折射率n=1.5，截面为矩形的均匀玻璃砖，一束平行光从空气入射到AB面上然后折射向BC面时，那么：（1）若AB面长度为L，要使所有入射光都能折射到BC面时，BC面最少应是多少？（2）这些折射光线能否从BC面射出？如果不能从BC面射出，需改变什么条件才能使折射光线从BC面射出？

图13-11

在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，如图13-1-4所示。若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S到玻璃上表面的垂直距离L应是多少？

图13-1-4

如图13-1-12所示，游泳池宽度L="15" m，水面离岸边的高度为0.5 m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5 m，在右岸边站着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面高1.5 m.若此人发现A灯光经水面反射所成的像与左岸水面下某处的B灯光经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）

图13-1-12

如图19-2-9所示，一束平行光以30°的入射角从玻璃射向空气中，折射角为45°,求：
（1）玻璃的折射率；
（2）光在玻璃中的传播速度.

图19-2-9

如图14-1-22所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况.已知池宽为L，照明灯到池底的距离为H.若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为时，池底的光斑距离出液口

图14-1-22
(1)试求当液面高为时，池底的光斑到出液口的距离x.
(2)控制出液口缓慢地排出液体，使液面以v_h的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率v_x.

在一个开口的存有某种液体的容器内竖直插入一直尺，从尺的对面一点P观察液面，可以同时看到直尺在液中部分和露出液面的部分在液体中的像，如发现直尺在液面下的刻度S₁与露出液面的刻度S₂的像S₂’重合；直尺在液面下的刻度S₃与露出液面的刻度S₄的像S₄’重合(图1中仅画出前一部分)．量得S₁、S₃离水面距离分别为a和b，S₂、S₄离液面的距离分别为a₁和b₁，求此液体的折射率．

如图所示，某透明液体折射率，液体中有一点光源S，上方空气中有一根很长的细杆，与液面的夹角为45⁰，交点为A，且A点与点光源S的水平距离为0.1m，细杆与S在同一竖直平面内。要使点光源S所发生的光束照亮整个细杆，又不从A点左侧透射出水面，则点光源的深度h应满足什么条件？S所发出的光束与竖直方向的夹角在什么范围内?