2022_省自主命题（辽宁）
5. 完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O 的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（ ）
A 此单色光从空气进入水球，频率一定变大B. 此单色光从空气进入水球，频率一定变小C. 若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D. 若光线2在N处发生全反射，光线 1在M处一定发生全反射
C
【答案】C
【解析】
【详解】AB．光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变，AB 错误；
CD．如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ，根据几何关系有
$$ \frac {\sin (\pi - \theta)}{R} = \frac {\sin \alpha}{r} $$
则可得出光线2的θ大于光线 1的θ，故若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射，C正确、D 错误。
故选 C。