人教版选择性必修一 4.2 全反射条件专题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版选择性必修一 4.2 全反射条件专题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 833.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-02 16:10:29 | ||
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文档简介
人教版选择性必修一第四章全反射条件专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
如图所示，光导纤维由内芯和包层两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出，下列说法正确的是( )
A. 内芯的折射率大于包层的折射率
B. 内芯的折射率小于包层的折射率
C. 不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D. 若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射
目前，移动和电信公司都升级了光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出若该介质的折射率为，则关于、的大小，下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
一束光线从折射率为的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为下面四个光路图中正确的是( )
A. B.
C. D.
一束复色光从空气射入光导纤维后分成、两束单色光，光路如图所示。比较内芯中的、两束光，光的( )
A. 频率小，发生全反射的临界角小 B. 频率大，发生全反射的临界角小
C. 频率小，发生全反射的临界角大 D. 频率大，发生全反射的临界角大
等腰直角三角形的棱镜置于空气中，折射率为，当光垂直于直角边射入棱镜时，下列光路图中正确的是( )
A. B.
C. D.
一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是( )
A. 该介质的折射率是
B. 该介质的折射率是
C. 该介质相对真空发生全反射的临界角是
D. 光线按如图所示的方向入射，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象
如图所示是一个柱体棱镜的横截面图，图中为圆弧，点、、、将半径分成等份，虚线、、、平行于半径，边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率，若平行光束垂直入射并覆盖，则光线能从棱镜射出的范围是( )
A. B. C. D.
测定折射率是鉴定宝石真假的一种方法。如图所示，为某种宝石的截面图，，现使一束红光以入射角射到边上某点，在边中点发生全反射，并从边上点折射出，其中，，则( )
A. 该宝石的折射率
B. 红光从入射到点射出经历的时间为
C. 调整红光的入射角，可使光线在边上发生全反射
D. 换成蓝光进行鉴定，光线有可能在边上发生全反射
如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏，线光源可沿玻璃砖圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心若从图中向处移动，在上先看到七色光带，以后各色光陆续消失．则此七色光带从上到下的排列顺序以及最早消失的光是( )
A. 红光紫光，红光 B. 紫光红光，红光 C. 红光紫光，紫光 D. 紫光红光，紫光
夏天，海面上的下层空气的温度比上层空气的温度低，可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的。景物反射的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了蜃景。如图所示，下列说法正确的是( )
A. 蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像 B. 海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大
C. 是蜃景，是景物 D. 是蜃景，是景物
二、填空题（本大题共3小题，共28.0分）
我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯内层玻璃的折射率比外套外层玻璃的______选填“大”或“小”。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为，则该内芯的折射率为______。取，，结果保留位有效数字
如图为水流导光实验装置示意图。在透明塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入适量清水，水就从小孔中流出。用红色激光从瓶的另一侧水平射向小孔，从外界观察到光在水流中呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出。那么：光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，说明红光在水与空气的界面上发生了多次______填“折射”“折射及反射”或“全反射”；在瓶中水量减少的过程中，单位长度的水柱内，锯齿的数目将_______填“增加”“减少”或“保持不变”；若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，若只有一种色光从水流的侧方射出，则该光的颜色是______填“红光”或“绿光”。
如图所示，一束平行的绿光从半圆柱形玻璃砖的平面垂直入射，为中心线，已知经半圆弧上点的光线经折射后与的交点为点，，，则绿光在该玻璃中的折射率为____________，玻璃砖的半圆面中有透射光的区域所对的圆心角为___________；若将入射光改为红光，则玻璃砖的半圆面中有透射光的区域所对的圆心角将_________填“变小”“不变”或“变大”．
三、计算题（本大题共1小题，共12.0分）
直角棱镜的折射率，其横截面积如图所示，图中，截面内一细束与边平行的光线，从棱镜边上的点射入，经折射后射到边上。
光线在边上是否会发生全反射？说明理由；
不考虑多次反射，求从边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、光线在内芯和包层的界面上发生全反射，知光从光密介质进入光疏介质，则内芯的折射率大于包层的折射率．故A正确，B错误．
C、不同频率的光在界面上发生全反射，知经过的路程相同，根据，知光在介质中传播的速度不同，则传播的时间不同．故C错误．
D、根据，知折射率越大，临界角越小，红光的折射率小，则临界角大，若紫光恰能发生全反射，则红光不能在分界面上发生全反射．故D错误．
故选A．
发生全反射的条件是：、光从光密介质进入光疏介质．、入射角大于等于临界角．根据光在介质中的速度和路程求出光传播的时间，从而比较出时间的长短．
解决本题本题的关键掌握发生全反射的条件和全反射临界角，以及知道折射率．
2.【答案】
【解析】
【分析】
光从右端射出，即为入射面为右端截面，那么入射角是的余角，再根据求解出临界角分析求解即可。
本题考查光的全反射规律的理解和应用，基础题目。
【解答】
设单色光在该介质中的临界角为，根据，解得，根据题意要求单色光在介质中发生全反射，需要入射角大于或等于临界角，即为，而又需在右端射出，需入射角小于临界角，即为，，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据折射率，由临界角公式，求出临界角的范围，判断光线从玻璃射向空气时能否发生全反射．若能射入空气，折射角将大于入射角，同时有反射。
本题主要考查光的折射定律、光的全反射。
【解答】
设玻璃的临界角为，由得，，则，由图光线从玻璃射入空气时入射角为，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃，故A正确，BCD错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
比较两束光对应的折射角的大小，根据光的折射定律和全反射的条件进行分析。
本题主要是考查了光的折射和全发射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，然后根据光的折射定律和全反射的条件列方程求解。
【解答】
一束复色光从空气射入光导纤维后，两束光的入射角相同，光对应的折射角小，根据折射定律可知，光的折射率小，则光的频率小；根据全反射的条件可知：，所以光对应的临界角大，故C正确，ABD错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据确定临界角与入射角的关系，当入射角大于临界角时，会发生全反射。
【解答】
折射率，则，根据几何关系，光线垂直于直角边射入棱镜时，在图中棱镜下表面的入射角为，因为，则入射角大于临界角，所以光线在棱镜下表面会发生全反射，故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据折射定律求出折射率，根据公式求临界角大小。
本题的解题关键是掌握入射角和折射角大小与折射率的关系，以及临界角公式：。
【解答】
入射光线与法线之间的夹角为入射角：，折射光线与法线之间的夹角为折射角：，根据折射定律，故A错误，B正确；
C.根据公式，得：，故C错误；
D.光从光密介质射向光疏介质，当入射角大于或等于临界角的时候会发生全反射，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
由临界角公式求出临界角，确定光线射到圆孤的临界入射点，当入射光线在临界光路的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线不能从圆弧面射出。当入射点在临界入射点左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出。由此确定光线能从棱镜射出的范围。
当光从介质射向界面时，要考虑光线在界面上是否发生全反射。要掌握发生全反射的必要条件是入射角大于等于临界角。
【解答】
由临界角公式得到。
设圆弧的半径为，，则由题可知，当光线从点入射到圆弧面点时，恰好发生全反射。当入射点在的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧面射出。当入射点在的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出。所以光线只能从圆孤射出。故ABD错误，C正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题是一道几何光学的题，关键是根据几何知识求折射角和光在钻石中通过的路程，要灵活运用数学知识帮助解决物理问题。
先根据几何关系求出光线在边的折射角，再由折射定律求折射率。由几何关系求出光在钻石中走过的路程，由求出光钻石中传播速度，从而可以求得传播时间。
【解答】
A、做出光线传播光路如图所示，设光线在边的折射角为。由几何关系可知：，，所以，该宝石的折射率，故A错误；
B、根据光的传播规律，可得该单色光在钻石中传播的速度大小为：，
如图中光路所示，由几何关系可知，光在钻石中走过的路程为 ，可得光在钻石中的传播时间：，故B正确；
根据以上分析可知，因为在点的折射角等于在边上的入射角，根据光路可逆性原理可知，一定不会在边发生全反射，且在边折射角等于在边入射角，且与光的颜色无关，故CD错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
由于光线沿着半径方向入射，所以进入玻璃中的折射光线没有偏折。接着从玻璃在点射向空气，由于折射率的不同，导致出现七色光带。当从图中向处移动过程中，若光线符合全反射条件时，则会发生全反射，从而在光屏上消失，因此临界角最小的首先消失，根据判断哪种色光最先消失。
解决本题的关键是知道折射率与光的频率的关系，频率越大，折射率越大，掌握全反射临界角公式，并能灵活应用。
【解答】
当光从玻璃射向空气时，由于折射率的不同，导致折射光线的偏折程度不一，而紫光的折射率最大，所以紫光偏折最大，则紫光在光带最上边，红光在光带最下边。所以七色光带从上到下的排列顺序是紫光红光。
当从图中向处移动过程中，若光线符合全反射条件时，则会发生全反射，从而在光屏上消失，因此临界角最小的首先消失，由可得，折射率越大的，临界角则越小。所以紫光最先消失。故ABC错误，D正确。
故选D。
10.【答案】
【解析】
【分析】
发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角。
解决本题的关键知道蜃景形成的原因，以及知道全反射的条件。
【解答】
远处景物发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去就出现了蜃景，光在大气层中发生全反射，知下层空气的折射率大于上层空气的折射率，海面上的蜃景，成正立的像，位置在实物的上方，所以是蜃景，是景物。
故选：。
11.【答案】大 ；
【解析】解：光纤通信过程光从内层玻璃射向外层玻璃时要发生全反射，因此内层玻璃的折射率大于外层玻璃的折射率；
根据临界角公式：可知，
内芯的折射率：；
故答案为：大；。
光纤通信在传输信号时利用了全反射，根据发生全反射的条件判断内外层玻璃的折射率关系；根据临界角公式求出玻璃的折射率。
本题考查了全反射问题，知道全反射的条件与临界角公式是解题的前提与关键，根据题意应用基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。
12.【答案】全反射；增加；红光
【解析】
【分析】
本题考查全反射，解题关键掌握全反射临界角公式的应用，注意全反射现象的理解。
光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，即全反射现象；在瓶中水量减少的过程中，水流速度变慢，根据全反射临界角公式分析光的颜色。
【解答】
解：光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，说明红光在水与空气的界面上发生了多次全反射；在瓶中水量减少的过程中，水流速度变慢，水流更弯曲，则对在水中的红光而言，入射角减小，单位长度的水柱内，锯齿的数目将增加；
发生全反射时的临界角满足，红光的折射率较小，临界角较大，不容易发生全反射，若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，若只有一种色光从水流的侧方射出，则该光的颜色是红光。
13.【答案】 ；；变大
【解析】
【分析】找到入射角和折射角，利用折射率的公式解得折射率；利用临界角的公式结合几何关系求出光从半圆面透射区域的圆心角；若将入射光改为红光，则折射率变小，根据几何关系和临界角判断光从半圆面透射区域的圆心角。
本题主要考查的是临界角的公式结合几何关系求解。
【解答】 在点，由几何知识可得：入射角，折射角，则折射率为设光线恰好射到半圆面上点时发生全反射，其入射角等于临界角，由得临界角，在点以下有光从半圆面透射而出，由对称性可知，玻璃砖的半圆面中有透射光的区域所对的圆心角为红光的折射率小于绿光，临界角大于绿光，则若将入射光改为红光，则发生全反射的临界点向半圆面边缘移动，即圆心角将变大．
14.【答案】解：光路图如图所示：
设光线在点的入射角为，折射角为，折射光线射到边的点，
射光线在点的入射角为，根据几何关系有
根据题中所给数据
即大于全反射的临界角，因此光线在边上会发生全反射；
设光线在边上的点射出棱镜，光线的入射角为，折射角为，根据几何知识、反射定律以及折射定律，
有
联立解得：
根据几何知识可知，即为边射出的光线与最初的入射光线的夹角。
【解析】作出光路图，根据几何知识分析光在面的入射角与临界角的大小关系，从而判断是否会发生全反射；
从边射出的光线与最初的入射光线夹角等于光在出射时的折射角，根据几何知识、反射定律以及折射定律求解该角的正弦值。
解决该题需要正确作出光路图，能根据几何知识判断某些夹角的大小，熟记折射定律以及全反射的临界角的表达式。
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
如图所示，光导纤维由内芯和包层两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出，下列说法正确的是( )
A. 内芯的折射率大于包层的折射率
B. 内芯的折射率小于包层的折射率
C. 不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D. 若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射
目前，移动和电信公司都升级了光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出若该介质的折射率为，则关于、的大小，下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
一束光线从折射率为的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为下面四个光路图中正确的是( )
A. B.
C. D.
一束复色光从空气射入光导纤维后分成、两束单色光，光路如图所示。比较内芯中的、两束光，光的( )
A. 频率小，发生全反射的临界角小 B. 频率大，发生全反射的临界角小
C. 频率小，发生全反射的临界角大 D. 频率大，发生全反射的临界角大
等腰直角三角形的棱镜置于空气中，折射率为，当光垂直于直角边射入棱镜时，下列光路图中正确的是( )
A. B.
C. D.
一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是( )
A. 该介质的折射率是
B. 该介质的折射率是
C. 该介质相对真空发生全反射的临界角是
D. 光线按如图所示的方向入射，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象
如图所示是一个柱体棱镜的横截面图，图中为圆弧，点、、、将半径分成等份，虚线、、、平行于半径，边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率，若平行光束垂直入射并覆盖，则光线能从棱镜射出的范围是( )
A. B. C. D.
测定折射率是鉴定宝石真假的一种方法。如图所示，为某种宝石的截面图，，现使一束红光以入射角射到边上某点，在边中点发生全反射，并从边上点折射出，其中，，则( )
A. 该宝石的折射率
B. 红光从入射到点射出经历的时间为
C. 调整红光的入射角，可使光线在边上发生全反射
D. 换成蓝光进行鉴定，光线有可能在边上发生全反射
如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏，线光源可沿玻璃砖圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心若从图中向处移动，在上先看到七色光带，以后各色光陆续消失．则此七色光带从上到下的排列顺序以及最早消失的光是( )
A. 红光紫光，红光 B. 紫光红光，红光 C. 红光紫光，紫光 D. 紫光红光，紫光
夏天，海面上的下层空气的温度比上层空气的温度低，可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的。景物反射的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了蜃景。如图所示，下列说法正确的是( )
A. 蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像 B. 海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大
C. 是蜃景，是景物 D. 是蜃景，是景物
二、填空题（本大题共3小题，共28.0分）
我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯内层玻璃的折射率比外套外层玻璃的______选填“大”或“小”。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为，则该内芯的折射率为______。取，，结果保留位有效数字
如图为水流导光实验装置示意图。在透明塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入适量清水，水就从小孔中流出。用红色激光从瓶的另一侧水平射向小孔，从外界观察到光在水流中呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出。那么：光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，说明红光在水与空气的界面上发生了多次______填“折射”“折射及反射”或“全反射”；在瓶中水量减少的过程中，单位长度的水柱内，锯齿的数目将_______填“增加”“减少”或“保持不变”；若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，若只有一种色光从水流的侧方射出，则该光的颜色是______填“红光”或“绿光”。
如图所示，一束平行的绿光从半圆柱形玻璃砖的平面垂直入射，为中心线，已知经半圆弧上点的光线经折射后与的交点为点，，，则绿光在该玻璃中的折射率为____________，玻璃砖的半圆面中有透射光的区域所对的圆心角为___________；若将入射光改为红光，则玻璃砖的半圆面中有透射光的区域所对的圆心角将_________填“变小”“不变”或“变大”．
三、计算题（本大题共1小题，共12.0分）
直角棱镜的折射率，其横截面积如图所示，图中，截面内一细束与边平行的光线，从棱镜边上的点射入，经折射后射到边上。
光线在边上是否会发生全反射？说明理由；
不考虑多次反射，求从边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、光线在内芯和包层的界面上发生全反射，知光从光密介质进入光疏介质，则内芯的折射率大于包层的折射率．故A正确，B错误．
C、不同频率的光在界面上发生全反射，知经过的路程相同，根据，知光在介质中传播的速度不同，则传播的时间不同．故C错误．
D、根据，知折射率越大，临界角越小，红光的折射率小，则临界角大，若紫光恰能发生全反射，则红光不能在分界面上发生全反射．故D错误．
故选A．
发生全反射的条件是：、光从光密介质进入光疏介质．、入射角大于等于临界角．根据光在介质中的速度和路程求出光传播的时间，从而比较出时间的长短．
解决本题本题的关键掌握发生全反射的条件和全反射临界角，以及知道折射率．
2.【答案】
【解析】
【分析】
光从右端射出，即为入射面为右端截面，那么入射角是的余角，再根据求解出临界角分析求解即可。
本题考查光的全反射规律的理解和应用，基础题目。
【解答】
设单色光在该介质中的临界角为，根据，解得，根据题意要求单色光在介质中发生全反射，需要入射角大于或等于临界角，即为，而又需在右端射出，需入射角小于临界角，即为，，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据折射率，由临界角公式，求出临界角的范围，判断光线从玻璃射向空气时能否发生全反射．若能射入空气，折射角将大于入射角，同时有反射。
本题主要考查光的折射定律、光的全反射。
【解答】
设玻璃的临界角为，由得，，则，由图光线从玻璃射入空气时入射角为，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃，故A正确，BCD错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
比较两束光对应的折射角的大小，根据光的折射定律和全反射的条件进行分析。
本题主要是考查了光的折射和全发射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，然后根据光的折射定律和全反射的条件列方程求解。
【解答】
一束复色光从空气射入光导纤维后，两束光的入射角相同，光对应的折射角小，根据折射定律可知，光的折射率小，则光的频率小；根据全反射的条件可知：，所以光对应的临界角大，故C正确，ABD错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据确定临界角与入射角的关系，当入射角大于临界角时，会发生全反射。
【解答】
折射率，则，根据几何关系，光线垂直于直角边射入棱镜时，在图中棱镜下表面的入射角为，因为，则入射角大于临界角，所以光线在棱镜下表面会发生全反射，故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据折射定律求出折射率，根据公式求临界角大小。
本题的解题关键是掌握入射角和折射角大小与折射率的关系，以及临界角公式：。
【解答】
入射光线与法线之间的夹角为入射角：，折射光线与法线之间的夹角为折射角：，根据折射定律，故A错误，B正确；
C.根据公式，得：，故C错误；
D.光从光密介质射向光疏介质，当入射角大于或等于临界角的时候会发生全反射，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
由临界角公式求出临界角，确定光线射到圆孤的临界入射点，当入射光线在临界光路的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线不能从圆弧面射出。当入射点在临界入射点左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出。由此确定光线能从棱镜射出的范围。
当光从介质射向界面时，要考虑光线在界面上是否发生全反射。要掌握发生全反射的必要条件是入射角大于等于临界角。
【解答】
由临界角公式得到。
设圆弧的半径为，，则由题可知，当光线从点入射到圆弧面点时，恰好发生全反射。当入射点在的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧面射出。当入射点在的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出。所以光线只能从圆孤射出。故ABD错误，C正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题是一道几何光学的题，关键是根据几何知识求折射角和光在钻石中通过的路程，要灵活运用数学知识帮助解决物理问题。
先根据几何关系求出光线在边的折射角，再由折射定律求折射率。由几何关系求出光在钻石中走过的路程，由求出光钻石中传播速度，从而可以求得传播时间。
【解答】
A、做出光线传播光路如图所示，设光线在边的折射角为。由几何关系可知：，，所以，该宝石的折射率，故A错误；
B、根据光的传播规律，可得该单色光在钻石中传播的速度大小为：，
如图中光路所示，由几何关系可知，光在钻石中走过的路程为 ，可得光在钻石中的传播时间：，故B正确；
根据以上分析可知，因为在点的折射角等于在边上的入射角，根据光路可逆性原理可知，一定不会在边发生全反射，且在边折射角等于在边入射角，且与光的颜色无关，故CD错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
由于光线沿着半径方向入射，所以进入玻璃中的折射光线没有偏折。接着从玻璃在点射向空气，由于折射率的不同，导致出现七色光带。当从图中向处移动过程中，若光线符合全反射条件时，则会发生全反射，从而在光屏上消失，因此临界角最小的首先消失，根据判断哪种色光最先消失。
解决本题的关键是知道折射率与光的频率的关系，频率越大，折射率越大，掌握全反射临界角公式，并能灵活应用。
【解答】
当光从玻璃射向空气时，由于折射率的不同，导致折射光线的偏折程度不一，而紫光的折射率最大，所以紫光偏折最大，则紫光在光带最上边，红光在光带最下边。所以七色光带从上到下的排列顺序是紫光红光。
当从图中向处移动过程中，若光线符合全反射条件时，则会发生全反射，从而在光屏上消失，因此临界角最小的首先消失，由可得，折射率越大的，临界角则越小。所以紫光最先消失。故ABC错误，D正确。
故选D。
10.【答案】
【解析】
【分析】
发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角。
解决本题的关键知道蜃景形成的原因，以及知道全反射的条件。
【解答】
远处景物发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去就出现了蜃景，光在大气层中发生全反射，知下层空气的折射率大于上层空气的折射率，海面上的蜃景，成正立的像，位置在实物的上方，所以是蜃景，是景物。
故选：。
11.【答案】大 ；
【解析】解：光纤通信过程光从内层玻璃射向外层玻璃时要发生全反射，因此内层玻璃的折射率大于外层玻璃的折射率；
根据临界角公式：可知，
内芯的折射率：；
故答案为：大；。
光纤通信在传输信号时利用了全反射，根据发生全反射的条件判断内外层玻璃的折射率关系；根据临界角公式求出玻璃的折射率。
本题考查了全反射问题，知道全反射的条件与临界角公式是解题的前提与关键，根据题意应用基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。
12.【答案】全反射；增加；红光
【解析】
【分析】
本题考查全反射，解题关键掌握全反射临界角公式的应用，注意全反射现象的理解。
光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，即全反射现象；在瓶中水量减少的过程中，水流速度变慢，根据全反射临界角公式分析光的颜色。
【解答】
解：光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，说明红光在水与空气的界面上发生了多次全反射；在瓶中水量减少的过程中，水流速度变慢，水流更弯曲，则对在水中的红光而言，入射角减小，单位长度的水柱内，锯齿的数目将增加；
发生全反射时的临界角满足，红光的折射率较小，临界角较大，不容易发生全反射，若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，若只有一种色光从水流的侧方射出，则该光的颜色是红光。
13.【答案】 ；；变大
【解析】
【分析】找到入射角和折射角，利用折射率的公式解得折射率；利用临界角的公式结合几何关系求出光从半圆面透射区域的圆心角；若将入射光改为红光，则折射率变小，根据几何关系和临界角判断光从半圆面透射区域的圆心角。
本题主要考查的是临界角的公式结合几何关系求解。
【解答】 在点，由几何知识可得：入射角，折射角，则折射率为设光线恰好射到半圆面上点时发生全反射，其入射角等于临界角，由得临界角，在点以下有光从半圆面透射而出，由对称性可知，玻璃砖的半圆面中有透射光的区域所对的圆心角为红光的折射率小于绿光，临界角大于绿光，则若将入射光改为红光，则发生全反射的临界点向半圆面边缘移动，即圆心角将变大．
14.【答案】解：光路图如图所示：
设光线在点的入射角为，折射角为，折射光线射到边的点，
射光线在点的入射角为，根据几何关系有
根据题中所给数据
即大于全反射的临界角，因此光线在边上会发生全反射；
设光线在边上的点射出棱镜，光线的入射角为，折射角为，根据几何知识、反射定律以及折射定律，
有
联立解得：
根据几何知识可知，即为边射出的光线与最初的入射光线的夹角。
【解析】作出光路图，根据几何知识分析光在面的入射角与临界角的大小关系，从而判断是否会发生全反射；
从边射出的光线与最初的入射光线夹角等于光在出射时的折射角，根据几何知识、反射定律以及折射定律求解该角的正弦值。
解决该题需要正确作出光路图，能根据几何知识判断某些夹角的大小，熟记折射定律以及全反射的临界角的表达式。
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