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高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第1节 光的折射优秀单元测试课后复习题
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第1节 光的折射优秀单元测试课后复习题，共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
第四章 光的折射和全反射 单元测试（解析版）
一、选择题（共40分）
1．如图所示的平面中，是边长为R的正方形，AC是圆心为O、半径为R的四分之一圆弧。阴影部分是折射率为2的透明材料。光源O发出沿纸面方向的光，则边和边没有光射出的总长度为（不考虑光的二次反射）（ ）
A．R B．
C． D．
2．如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为．已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为
A． B． C． D．
3．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为，为直径，为圆心，对称轴垂直于。位于点的红光源发出一束与平行的红光，射向玻璃砖上的点，经玻璃砖折射后，从点沿与成角的方向射出。，，光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对红光的折射率为
B．红光从点传播到点经历的时间为
C．若换为紫光，则在面不可能发生全反射
D．若换为紫光，则光从点传播到面所用时间边长
4．光纤是在日常生活中广泛应用的技术．我们将激光信号通入光纤中，通过全反射传递信息．激光相比于普通光最大的优势在于它的相干性好，因此我们可以进行调制．关于激光和光导纤维的说法正确的是（ ）
A．光导纤维内芯折射率小于外层折射率
B．一束光导纤维同时刻只能传输某一个频率的光信号
C．使用普通的自然光也可以进行调制
D．调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振
5．如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线以0.5m/s的速度游泳，已知这条河的深度为m，不考虑水面波动对视线的影响。t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t=6s时他恰好看不到小石块了，下列说法正确的是（ ）
A．6s后，小孩会再次看到河底的石块
B．河水的折射率
C．河水的折射率
D．t=0时小孩看到的石块深度为m
6．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从圆心点以相同角度沿方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从、两点射出，已知，，光速，则下列说法正确的是（ ）
A．是蓝光，是黄光
B．玻璃对光束的折射率为
C．两束光穿过玻璃柱体所需时间
D．光束在该玻璃中传播的速度约为
7．下列说法正确的是（ ）
A．由于真空中没有介质，因此电磁波不能在真空中传播
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，而光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理
C．无影灯利用的是光的衍射原理，雨后的彩虹是光的干涉现象
D．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理
8．下列事例哪些应用了光的全反射现象( )
A．光导纤维通讯
B．用三棱镜观察太阳光谱
C．用白光照肥皂膜看到彩色条纹
D．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°
9．光纤是现代通信普遍使用的信息传递媒介，现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端。下列说法正确的有（ ）
A．光从空气进入光纤时传播速度变小
B．光导纤维利用了光的偏振原理
C．光导纤维利用了光的全反射原理
D．光纤材料的折射率可能为1.2
E.光纤材料的折射率可能为
10．如图所示，水平桌面上有一折射率透明的玻璃半球，在球内有一离球心距离为的点光源S可向各个方向发光，点光源发出的所有光中刚好有一束光被反射回水平桌面。已知光在真空中的传播速度为，则由点光源S到反射回桌面的时间为（ ）
A．该束光在球形表面恰好发生全反射时的临界角为
B．该束光在球形表面恰好发生全反射时的临界角为
C．该束光由点光源S到反射回桌面的时间约为
D．该束光由点光源S到反射回桌面的时间约为
二、实验题（共15分）
11．根据“测定玻璃的折射率”的实验要求，回答下列问题：
某同学先在图中的线段AO上竖直插上大头针和，然后准备在外侧插上大头针和，则插的要求是_________；插的要求是____________；在实验中，有两位同学分别设计了记录表格，记录好数据并完成了计算；
甲同学设计的表格：
次数
入射角l
折射角r
sin r
n
1
30.0°
0.500
20.9°
0.357
1.40
1.40
2
45.0°
0.707
30.5°
0.508
1.39
3
60.0°
0.866
38.0°
0.616
1.41
乙同学设计的表格：
次数
1
2
3
角平均值
正弦值
n
入射角i
30.0°
45.0°
60.0°
45.0°
0.707
1.42
折射角r
20.9°
30.5°
38.0°
29.8°
0.497
两位同学做得正确的是_______________（填“甲”或“乙”）。
12．在“测定玻璃的折射率”的实验中：
(1)在白纸上放好平行玻璃砖，如图1所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，用挡住、的像，用挡住及_________。
(2)某同学实验中作出光路图如图2所示，此玻璃的折射率计算式为____________（用图中的，表示）。
(3)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可以看到和的像，是否依然可以借助上述方法测出折射率？请说出理由_________。
(4)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可能看不到和的像，请分析原因________。
三、解答题（共45分）
13．如图所示，长为、深为的贮液池内需要注入一定深度的液体，深度是否恰当可由激光检测。在距贮液池右侧立柱的点固定激光器，贮液池无液体时，细激光束恰好通过点照射到点，当液体深度符合条件时，该激光束恰好射到贮液池底边中点。此时液体深度为，已知，，。求液体的折射率。
14．某半径为r的类地行星表面有一单色点光源P，其发出的各方向的光经过厚度为、折射率的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面如图所示，设此截面内，一卫星探测器在半径为的轨道上绕行星做匀速圆周运动。忽略行星表面对光的反射。求：
（1）从P点发出的光入射到大气外表面处时，发生全反射的临界角；
（2）大气外表面发光区域在截面上形成的弧长；
（3）卫星探测器运行时，只能在轨道某些部分观测到光，则这部分轨道弧长。
15．如图所示，直角三角形ABC为一透明介质三棱柱的截面，P点为AB边的中点，∠B＝37°，BC边长为L。一束单色光MP沿与AB面夹角α＝37°的方向从P点射入三棱柱，恰好垂直BC面射出。光在真空中的传播速度大小为c，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）介质对该光的折射率n；
（2）该光从P点射入到从BC面射出所用的时间t。
16．在河中用鱼又捕鱼时，渔民们都知道不能直接朝看到鱼的方向掷出鱼叉。若图中渔民在（其眼睛）距河面15米处看到视线与水面成37°的方向有一条鱼，鱼在水深约2米的河底请帮该渔民估算：
（1）鱼距离他的实际水平距离多远；
（2）他应该瞄准与水面成多少度角的方向掷出鱼叉。假设鱼叉掷出后做直线运动，水的折射率为，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
参考答案
1．D
【详解】
设光束发生全反射时的临界角为C，则有
解得：；由几何关系可得，边和边没有光射出的总长度为
故选D。
2．A
【详解】
由折射定律可知，因入射角和出射角相等，即
故由几何关系可知
，
故折射率
A正确。
3．D
【详解】
A．光从点射出后经点到点的光路如图所示。在中，
解得
因，故
由光路的可逆性可知，由几何知识得
则
故
选项A错误；
B．光在玻璃中的传播速度为
由几何知识可知
选项B错误；
C．若换为紫光，由于紫光的折射率大，因此变小，由几何关系可知，即两角之和不变，因此增大，根据
折射率增大时，临界角反而减小，故紫光在面可能发生全反射，选项C错误；
D．若换为紫光，从到的传播时间不变，从到面的传播距离变大，传播速度变小，因此在玻璃砖中的传播时间比红光长，换为紫光后从点传播到面所用时间边长，选项D正确。
故选D。
4．D
【详解】
根据全反射的条件可知，光导纤维内芯折射率大于外层折射率，选项A错误；一束光导纤维同时刻能传输不同频率的光信号，选项B错误；自然光中各种频率的光都有，不可以进行调制，选项C错误；调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振，选项D正确.
5．C
【详解】
A．t=6s时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以小孩不会看到河底的石块，故A错误；
BC．6s内小孩通过的位移为
s=vt=0.5×6m=3m
根据全反射临界角公式得
则
选项B错误，C正确；
D．t=0时小孩看到的石块深度为
故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由图可知，PN偏折程度较大，则PN的折射率较大，频率较大，所以PN是是蓝光，PM是黄光，故A错误；
B．由折射定律得PN的折射率
故B错误；
C．两束光在玻璃柱中的路程相同，由
可知
由
得时间
故C错误；
D．光束在该玻璃中传播的速度
故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．电磁波可以在真空中传播，A错误；
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理，B正确；
C．无影灯利用的是光的直线传播原理，雨后的彩虹是光的折射现象，C错误；
D．泊松亮斑是光的衍涉现象，全息照相的拍摄利用了激光的单色性，即相干性原理，D错误。
故选B。
8．AD
【解析】
由于光导纤维能全反射，故用来传输光信号、图象信号，故A正确；用三棱镜观察太阳光谱，是利用光的折射率不同，属于光的色散现象．故B错误；用白光照肥皂膜看到彩色条纹是薄膜干涉现象，选项C错误；某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路，是利用光的全反射现象．故D正确；故选AD．
9．ACE
【详解】
A．根据可知，光从空气进入光纤时传播速度变小，故A正确；
BC．光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射，最终实现传递信息的目的，故B错误，C正确；
DE．光的入射角为i，折射角为r，根据折射定律得＝n，当入射角i趋于时，折射角r最大，此时光在内侧面的入射角最小，只要能保证此时光在侧面恰好发生全反射，即能保证所有入射光都能发生全反射，即
sin(－r)＝
联立可得
n＝
只要折射率大于或等于就能使所有的光都能发生全反射，故E正确，D错误。
故选ACE。
10．AC
【详解】
AB．根据全反射的条件
解得
B错误A正确；
CD．光路如图，光源S发出的一条光线射到球面上的P点有
可得
即
对于位置已固定的光源，d与R都是定值，当 越大时，光线射出玻璃球的入射角α就越大，光线越容易发生全反射，点光源发出的所有光中刚好有一束发生全反射，即是当最大（θ=90°）时发生的全反射，如图所示
根据几何关系
根据
该束光由点光源S到反射回桌面的时间
解得
故选AC。
11．竖直插时，应让挡住、的像 竖直插时，应让挡住、的像和 甲
【详解】
[1] 确定大头针的位置的方法是大头针能挡住 、 的像，则必定在出射光线方向上，所以确定大头针的位置的方法是大头针P3能挡住、的像。
[2]同理 确定大头针的位置的方法是大头针能挡住、的像和。
[3] 测定玻璃砖折射率的原理是折射定律，则得该玻璃砖的折射率为
因此需要求出入射角和折射角的正弦值，故甲同学做法是正确的。
12．P1、P2的像 可以，理由见解析 在上发生全反射
【详解】
(1)[1]根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像；
(2)[2]玻璃的折射率计算式为；
(3)[3]玻璃砖的两个光学面不平行，只能造成出射光线与入射光线一定不平行，但仍可以测出折射角和入射角，根据计算折射率；
(4)[3]玻璃砖的两个光学面不平行，有可能光线在上发生全反射，即在一侧透过玻璃砖观察不到像。
13．
【详解】
当激光照射到点，光路如图
设距离为，根据几何关系
解得
入射角正弦
折射角正弦
根据折射定律
14．(1)30°；(2)；(3)
【详解】
(1)从P点发出的光入射到大气外表面处时，发生全反射的临界角满足
解得
(2)当P点发出的光线在大气外表面恰好发生全反射时，光路如图所示
由正弦定理可得
解得
故从P点射出的光线在大气外表面恰好发生全反射时光线PB与OP延长线的夹角为45°，在大气外表面发光区域对应的圆心角为
故发光区域在截面上形成的弧长为
(3)如图所示，临界光线从B点射向卫星轨道上的C点，在直角中，由几何关系可得
解得
即轨道上能观测到光的部分对应的圆心角为60°，对应的轨道弧长为
15．（1）；（2）
【详解】
（1）光路如图所示，由几何关系可知光从P点射入三棱柱时的入射角i与折射角r分别为
根据折射定律可得
（2）设该光从D点射出BC面，根据几何关系有
该光在介质中的传播速度大小为
解得
16．（1）；（2）
【详解】
（1）光路如图所示
根据
解得
根据几何关系
则 鱼距离他的实际水平距离
（2）因为
故AE与水平面夹角为 ，即应瞄准与水平面成的方向掷出鱼叉
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
第四章 光的折射和全反射 单元测试（解析版）
一、选择题（共40分）
1．如图所示的平面中，是边长为R的正方形，AC是圆心为O、半径为R的四分之一圆弧。阴影部分是折射率为2的透明材料。光源O发出沿纸面方向的光，则边和边没有光射出的总长度为（不考虑光的二次反射）（ ）
A．R B．
C． D．
2．如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为．已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为
A． B． C． D．
3．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为，为直径，为圆心，对称轴垂直于。位于点的红光源发出一束与平行的红光，射向玻璃砖上的点，经玻璃砖折射后，从点沿与成角的方向射出。，，光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对红光的折射率为
B．红光从点传播到点经历的时间为
C．若换为紫光，则在面不可能发生全反射
D．若换为紫光，则光从点传播到面所用时间边长
4．光纤是在日常生活中广泛应用的技术．我们将激光信号通入光纤中，通过全反射传递信息．激光相比于普通光最大的优势在于它的相干性好，因此我们可以进行调制．关于激光和光导纤维的说法正确的是（ ）
A．光导纤维内芯折射率小于外层折射率
B．一束光导纤维同时刻只能传输某一个频率的光信号
C．使用普通的自然光也可以进行调制
D．调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振
5．如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线以0.5m/s的速度游泳，已知这条河的深度为m，不考虑水面波动对视线的影响。t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t=6s时他恰好看不到小石块了，下列说法正确的是（ ）
A．6s后，小孩会再次看到河底的石块
B．河水的折射率
C．河水的折射率
D．t=0时小孩看到的石块深度为m
6．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从圆心点以相同角度沿方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从、两点射出，已知，，光速，则下列说法正确的是（ ）
A．是蓝光，是黄光
B．玻璃对光束的折射率为
C．两束光穿过玻璃柱体所需时间
D．光束在该玻璃中传播的速度约为
7．下列说法正确的是（ ）
A．由于真空中没有介质，因此电磁波不能在真空中传播
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，而光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理
C．无影灯利用的是光的衍射原理，雨后的彩虹是光的干涉现象
D．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理
8．下列事例哪些应用了光的全反射现象( )
A．光导纤维通讯
B．用三棱镜观察太阳光谱
C．用白光照肥皂膜看到彩色条纹
D．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°
9．光纤是现代通信普遍使用的信息传递媒介，现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端。下列说法正确的有（ ）
A．光从空气进入光纤时传播速度变小
B．光导纤维利用了光的偏振原理
C．光导纤维利用了光的全反射原理
D．光纤材料的折射率可能为1.2
E.光纤材料的折射率可能为
10．如图所示，水平桌面上有一折射率透明的玻璃半球，在球内有一离球心距离为的点光源S可向各个方向发光，点光源发出的所有光中刚好有一束光被反射回水平桌面。已知光在真空中的传播速度为，则由点光源S到反射回桌面的时间为（ ）
A．该束光在球形表面恰好发生全反射时的临界角为
B．该束光在球形表面恰好发生全反射时的临界角为
C．该束光由点光源S到反射回桌面的时间约为
D．该束光由点光源S到反射回桌面的时间约为
二、实验题（共15分）
11．根据“测定玻璃的折射率”的实验要求，回答下列问题：
某同学先在图中的线段AO上竖直插上大头针和，然后准备在外侧插上大头针和，则插的要求是_________；插的要求是____________；在实验中，有两位同学分别设计了记录表格，记录好数据并完成了计算；
甲同学设计的表格：
次数
入射角l
折射角r
sin r
n
1
30.0°
0.500
20.9°
0.357
1.40
1.40
2
45.0°
0.707
30.5°
0.508
1.39
3
60.0°
0.866
38.0°
0.616
1.41
乙同学设计的表格：
次数
1
2
3
角平均值
正弦值
n
入射角i
30.0°
45.0°
60.0°
45.0°
0.707
1.42
折射角r
20.9°
30.5°
38.0°
29.8°
0.497
两位同学做得正确的是_______________（填“甲”或“乙”）。
12．在“测定玻璃的折射率”的实验中：
(1)在白纸上放好平行玻璃砖，如图1所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，用挡住、的像，用挡住及_________。
(2)某同学实验中作出光路图如图2所示，此玻璃的折射率计算式为____________（用图中的，表示）。
(3)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可以看到和的像，是否依然可以借助上述方法测出折射率？请说出理由_________。
(4)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可能看不到和的像，请分析原因________。
三、解答题（共45分）
13．如图所示，长为、深为的贮液池内需要注入一定深度的液体，深度是否恰当可由激光检测。在距贮液池右侧立柱的点固定激光器，贮液池无液体时，细激光束恰好通过点照射到点，当液体深度符合条件时，该激光束恰好射到贮液池底边中点。此时液体深度为，已知，，。求液体的折射率。
14．某半径为r的类地行星表面有一单色点光源P，其发出的各方向的光经过厚度为、折射率的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面如图所示，设此截面内，一卫星探测器在半径为的轨道上绕行星做匀速圆周运动。忽略行星表面对光的反射。求：
（1）从P点发出的光入射到大气外表面处时，发生全反射的临界角；
（2）大气外表面发光区域在截面上形成的弧长；
（3）卫星探测器运行时，只能在轨道某些部分观测到光，则这部分轨道弧长。
15．如图所示，直角三角形ABC为一透明介质三棱柱的截面，P点为AB边的中点，∠B＝37°，BC边长为L。一束单色光MP沿与AB面夹角α＝37°的方向从P点射入三棱柱，恰好垂直BC面射出。光在真空中的传播速度大小为c，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）介质对该光的折射率n；
（2）该光从P点射入到从BC面射出所用的时间t。
16．在河中用鱼又捕鱼时，渔民们都知道不能直接朝看到鱼的方向掷出鱼叉。若图中渔民在（其眼睛）距河面15米处看到视线与水面成37°的方向有一条鱼，鱼在水深约2米的河底请帮该渔民估算：
（1）鱼距离他的实际水平距离多远；
（2）他应该瞄准与水面成多少度角的方向掷出鱼叉。假设鱼叉掷出后做直线运动，水的折射率为，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
参考答案
1．D
【详解】
设光束发生全反射时的临界角为C，则有
解得：；由几何关系可得，边和边没有光射出的总长度为
故选D。
2．A
【详解】
由折射定律可知，因入射角和出射角相等，即
故由几何关系可知
，
故折射率
A正确。
3．D
【详解】
A．光从点射出后经点到点的光路如图所示。在中，
解得
因，故
由光路的可逆性可知，由几何知识得
则
故
选项A错误；
B．光在玻璃中的传播速度为
由几何知识可知
选项B错误；
C．若换为紫光，由于紫光的折射率大，因此变小，由几何关系可知，即两角之和不变，因此增大，根据
折射率增大时，临界角反而减小，故紫光在面可能发生全反射，选项C错误；
D．若换为紫光，从到的传播时间不变，从到面的传播距离变大，传播速度变小，因此在玻璃砖中的传播时间比红光长，换为紫光后从点传播到面所用时间边长，选项D正确。
故选D。
4．D
【详解】
根据全反射的条件可知，光导纤维内芯折射率大于外层折射率，选项A错误；一束光导纤维同时刻能传输不同频率的光信号，选项B错误；自然光中各种频率的光都有，不可以进行调制，选项C错误；调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振，选项D正确.
5．C
【详解】
A．t=6s时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以小孩不会看到河底的石块，故A错误；
BC．6s内小孩通过的位移为
s=vt=0.5×6m=3m
根据全反射临界角公式得
则
选项B错误，C正确；
D．t=0时小孩看到的石块深度为
故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由图可知，PN偏折程度较大，则PN的折射率较大，频率较大，所以PN是是蓝光，PM是黄光，故A错误；
B．由折射定律得PN的折射率
故B错误；
C．两束光在玻璃柱中的路程相同，由
可知
由
得时间
故C错误；
D．光束在该玻璃中传播的速度
故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．电磁波可以在真空中传播，A错误；
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理，B正确；
C．无影灯利用的是光的直线传播原理，雨后的彩虹是光的折射现象，C错误；
D．泊松亮斑是光的衍涉现象，全息照相的拍摄利用了激光的单色性，即相干性原理，D错误。
故选B。
8．AD
【解析】
由于光导纤维能全反射，故用来传输光信号、图象信号，故A正确；用三棱镜观察太阳光谱，是利用光的折射率不同，属于光的色散现象．故B错误；用白光照肥皂膜看到彩色条纹是薄膜干涉现象，选项C错误；某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路，是利用光的全反射现象．故D正确；故选AD．
9．ACE
【详解】
A．根据可知，光从空气进入光纤时传播速度变小，故A正确；
BC．光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射，最终实现传递信息的目的，故B错误，C正确；
DE．光的入射角为i，折射角为r，根据折射定律得＝n，当入射角i趋于时，折射角r最大，此时光在内侧面的入射角最小，只要能保证此时光在侧面恰好发生全反射，即能保证所有入射光都能发生全反射，即
sin(－r)＝
联立可得
n＝
只要折射率大于或等于就能使所有的光都能发生全反射，故E正确，D错误。
故选ACE。
10．AC
【详解】
AB．根据全反射的条件
解得
B错误A正确；
CD．光路如图，光源S发出的一条光线射到球面上的P点有
可得
即
对于位置已固定的光源，d与R都是定值，当 越大时，光线射出玻璃球的入射角α就越大，光线越容易发生全反射，点光源发出的所有光中刚好有一束发生全反射，即是当最大（θ=90°）时发生的全反射，如图所示
根据几何关系
根据
该束光由点光源S到反射回桌面的时间
解得
故选AC。
11．竖直插时，应让挡住、的像 竖直插时，应让挡住、的像和 甲
【详解】
[1] 确定大头针的位置的方法是大头针能挡住 、 的像，则必定在出射光线方向上，所以确定大头针的位置的方法是大头针P3能挡住、的像。
[2]同理 确定大头针的位置的方法是大头针能挡住、的像和。
[3] 测定玻璃砖折射率的原理是折射定律，则得该玻璃砖的折射率为
因此需要求出入射角和折射角的正弦值，故甲同学做法是正确的。
12．P1、P2的像 可以，理由见解析 在上发生全反射
【详解】
(1)[1]根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像；
(2)[2]玻璃的折射率计算式为；
(3)[3]玻璃砖的两个光学面不平行，只能造成出射光线与入射光线一定不平行，但仍可以测出折射角和入射角，根据计算折射率；
(4)[3]玻璃砖的两个光学面不平行，有可能光线在上发生全反射，即在一侧透过玻璃砖观察不到像。
13．
【详解】
当激光照射到点，光路如图
设距离为，根据几何关系
解得
入射角正弦
折射角正弦
根据折射定律
14．(1)30°；(2)；(3)
【详解】
(1)从P点发出的光入射到大气外表面处时，发生全反射的临界角满足
解得
(2)当P点发出的光线在大气外表面恰好发生全反射时，光路如图所示
由正弦定理可得
解得
故从P点射出的光线在大气外表面恰好发生全反射时光线PB与OP延长线的夹角为45°，在大气外表面发光区域对应的圆心角为
故发光区域在截面上形成的弧长为
(3)如图所示，临界光线从B点射向卫星轨道上的C点，在直角中，由几何关系可得
解得
即轨道上能观测到光的部分对应的圆心角为60°，对应的轨道弧长为
15．（1）；（2）
【详解】
（1）光路如图所示，由几何关系可知光从P点射入三棱柱时的入射角i与折射角r分别为
根据折射定律可得
（2）设该光从D点射出BC面，根据几何关系有
该光在介质中的传播速度大小为
解得
16．（1）；（2）
【详解】
（1）光路如图所示
根据
解得
根据几何关系
则 鱼距离他的实际水平距离
（2）因为
故AE与水平面夹角为 ，即应瞄准与水平面成的方向掷出鱼叉
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