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PAGE13-階段綜合測評(十一)時間:90分鐘滿分:110分第Ⅰ卷(選擇題,共48分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。在每小題給出的五個選項中,有三項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)1.(2024·廣西柳州高三1月???下列說法正確的是()A.聲源向著靜止的視察者運動時,視察者接收到的頻率大于聲源的發(fā)聲頻率B.機械波向四周傳播時,介質(zhì)中的質(zhì)點也隨波遷移C.電磁波在真空中自由傳播時,其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直D.水面上的油膜呈現(xiàn)彩色條紋是由于光的干涉產(chǎn)生的現(xiàn)象E.質(zhì)點在平衡位置旁邊的往復運動就是簡諧運動答案ACD解析聲源向靜止的視察者運動時,由多普勒效應可知,視察者接收到的頻率大于聲源的發(fā)聲頻率,A正確;機械波的傳播依靠質(zhì)點間的依次帶動,能量以波的形式傳播,但組成波的質(zhì)點并不隨波遷移,B錯誤;電磁波是橫波,每一處的電場強度和磁感應強度總是相互垂直的,且均與波的傳播方向垂直,C正確;水面上的油膜在陽光照耀下會呈現(xiàn)彩色,這是由油膜的上下表面的反射光干涉形成的,D正確;質(zhì)點在平衡位置旁邊的往復運動屬于機械振動,但不肯定是簡諧運動,E錯誤。2.在以下各種說法中,正確的是()A.紅光由空氣進入水中,波長變長,顏色不變B.火車過橋要慢行,目的是使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁的固有頻率,以免發(fā)生共振損壞橋梁C.電磁波的頻率越高,它所能攜帶的信息量就越大,所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息D.用透亮的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉E.在光的雙縫干涉試驗中,若僅將入射光由紅光改為綠光,則干涉條紋間距變寬答案BCD解析紅光由空氣進入水中,頻率不變,所以顏色不變,而依據(jù)v=eq\f(c,n)=λf可知,波長λ=eq\f(c,fn)變短,故A錯誤。驅(qū)動力頻率越接近橋梁的固有頻率,橋的振幅越大,越簡單損壞,故火車應慢行,從而使輪子撞擊鐵軌接縫的頻率遠小于橋梁的固有頻率,故B正確。電磁波的頻率越高,相同時間傳遞的信息量越大,C正確。D選項是利用了兩平面之間空氣薄層上、下兩個表面的反射光產(chǎn)生的干涉條紋形態(tài)來推斷平面的平整度,D正確。因為綠光波長小于紅光波長,依據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=eq\f(l,d)λ可知干涉條紋間距變窄了,E錯誤。3.下列說法正確的是()A.在雙縫干涉試驗中,用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距B.光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射C.在岸邊視察前方水中的一條魚,魚的實際深度比看到的要深D.水中藍光的傳播速度比紅光大E.白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的,其緣由是不同色光的波長不同答案ACE解析雙縫干涉條紋間距Δx=eq\f(l,d)λ,λ紅>λ黃,故A正確??諝庀鄬ΣA枪馐杞橘|(zhì),光從空氣射入玻璃時不行能發(fā)生全反射,B錯誤。光從水中射向空氣向遠離法線的方向偏折,所以魚的位置比像深,C正確。n藍>n紅,由v=eq\f(c,n)知D錯誤。由雙縫干涉條紋間距Δx=eq\f(l,d)λ知不同波長的光的干涉條紋間距不同,故白光的干涉條紋是彩色的,E正確。4.下列說法正確的是()A.依據(jù)愛因斯坦的相對論可推斷物體的質(zhì)量與運動快慢無關B.簡諧機械波的頻率等于單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中一點的完全波的個數(shù)C.在電磁波接收過程中,使聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫調(diào)制D.偏振光的振動方向與偏振片的偏振化方向(也稱透振方向)的夾角從0°增大到90°的過程中,透過的光的強度越來越弱E.赫茲在試驗中發(fā)覺,當電磁波到達導線環(huán)時,它在導線環(huán)中激發(fā)出感應電動勢,使導線環(huán)的空隙中產(chǎn)生火花,由此證明了電磁波的存在答案BDE解析依據(jù)愛因斯坦的相對論可推斷高速運動的物體的質(zhì)量與運動快慢有關,故A錯誤;機械波在傳播過程中,介質(zhì)中各質(zhì)點只在各自的平衡位置旁邊振動,并不隨波遷移,介質(zhì)中的質(zhì)點每經(jīng)過一個完全波時完成一次全振動,故單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中一點的完全波的個數(shù)就是這列波的頻率,故B正確;在電磁波接收過程中,使聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫解調(diào),故C錯誤;偏振光的振動方向與偏振片的偏振化方向(也稱透振方向)的夾角從0°增大到90°的過程中,透過的光的強度越來越弱,故D正確;麥克斯韋預言了電磁波的存在,赫茲第一次用試驗證明了電磁波的存在,赫茲在試驗中發(fā)覺,當電磁波到達導線環(huán)時,它在導線環(huán)中激發(fā)出感應電動勢,使導線環(huán)的空隙中產(chǎn)生火花,由此證明了電磁波的存在,為麥克斯韋的電磁場理論奠定了堅實的試驗基礎,故E正確。5.(2024·遼寧撫順畢業(yè)考)關于機械振動和機械波,下列說法正確的是()A.共振是受迫振動的一種特別狀況B.機械波傳播過程中,介質(zhì)中的單個質(zhì)點的能量是守恒的C.當障礙物的尺寸比波長大許多時,就不能視察到明顯的波的衍射現(xiàn)象D.如圖所示,頻率恒定的聲源按路途a→b→c→d→a逆時針做勻速圓周運動,視察者在圓心不動,則視察者接收到的聲波頻率始終與聲源頻率相同E.同一機械波在不同介質(zhì)中傳播時,頻率往往不同答案ACD解析當受迫振動的頻率與本身的固有頻率相等時,振動最猛烈,稱為共振,是受迫振動的一種特別狀況,故A正確;據(jù)波的傳播特點,在波的傳播過程中各質(zhì)點做受迫振動,所以介質(zhì)中的單個質(zhì)點的能量是不守恒的,故B錯誤;發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸比波長小或相差不大,故C正確;據(jù)多普勒效應可知,當視察者與波源的距離不變時,視察者接收的頻率與波源的頻率相同,故D正確;同一機械波在不同介質(zhì)中傳播時,頻率由波源確定,因此頻率相同,故E錯誤。6.如圖所示,從點光源S發(fā)出的一細束白光以肯定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏的a、b間形成一條彩色光帶。下面的說法中正確的是()A.a(chǎn)側是紅色光,b側是紫色光B.在真空中a側光的波長小于b側光的波長C.三棱鏡對a側光的折射率大于對b側光的折射率D.在三棱鏡中a側光的傳播速率大于b側光的傳播速率E.在同種條件下做雙縫干涉試驗,a光的條紋間距小于b光答案BCE解析紅光的折射率小,所以偏折角度小,故b側為紅色光,a側為紫色光,紅色光的波長比紫色光的波長長,干涉條紋間距也大,在玻璃中的傳播速率也大,B、C、E正確,A、D錯誤。7.下列說法正確的是()A.在雙縫干涉試驗中,保持入射光的頻率不變,增大雙縫間的距離,干涉條紋間距減小B.日落時分,拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上濾光片,可以使像更清楚,這是利用了光的偏振原理C.我們發(fā)覺豎直向上高速運動的球體,在水平方向上長度變短了D.用紫光照耀大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光,這是利用紫外線的熒光效應E.太陽光經(jīng)過三棱鏡的兩次折射,會發(fā)散成彩色光帶答案ABE解析依據(jù)條紋間距公式Δx=eq\f(L,d)λ可知,增大雙縫間的距離d,干涉條紋間距減小,故A正確;日落時分拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏轉(zhuǎn)濾光片可以使像更清楚,這是利用光的偏振原理,故B正確;豎直向上高速運動的球體在水平方向上長度不變,沿運動方向上的長度會變短,C錯誤;用紫外線照耀大額鈔票時,鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光,這是利用紫外線的熒光效應,而不是用紫光來照耀,故D錯誤;太陽光經(jīng)過三棱鏡的兩次折射,由于七色光的折射率不同,所以折射角也就不同,那么經(jīng)過兩次折射就會發(fā)散成彩色光帶,故E正確。8.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,周期為T。在t=0時的波形如圖所示,波上有P、Q兩點,其縱坐標分別為yP=2cm,yQ=-2cm,下列說法中正確的是()A.P點的振動形式傳到Q點須要eq\f(T,2)B.P、Q在振動過程中,位移的大小總相等C.在eq\f(5T,4)內(nèi),P點通過的路程為20cmD.經(jīng)過eq\f(3T,8),Q點回到平衡位置E.在相等時間內(nèi),P、Q兩點通過的路程相等答案ABE解析由圖看出,P、Q兩點所對應的平衡位置間的距離等于半個波長,因簡諧橫波傳播過程中,在一個周期內(nèi)傳播一個波長,則P點的振動形式傳到Q點須要半個周期eq\f(T,2),P、Q兩點的振動狀況總是相反,所以在振動過程中,它們的位移大小總是相等,A、B正確;若圖示時刻P點在平衡位置或最大位移處,在eq\f(5,4)T內(nèi),P點通過的路程為:s=5A=5×4cm=20cm,而事實上圖示時刻,P點不在平衡位置或最大位移處,所以在eq\f(5,4)T內(nèi),P點通過的路程不是20cm,C錯誤;圖示時刻,Q點向下運動,速度減小,所以從圖示位置運動到波谷的時間大于eq\f(T,8),再從波谷運動到平衡位置的時間為eq\f(T,4),所以經(jīng)過eq\f(3,8)T,Q點沒有回到平衡位置,D錯誤;由于P、Q兩點的振動步調(diào)總是相反,所以在相等時間內(nèi),P、Q兩點通過的路程相等,故E正確。9.(2024·福建省泉州市一模)一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖如圖中實線所示,從今刻起,經(jīng)0.5s波形圖如圖中虛線所示,若波傳播的速度為4m/s,下列說法正確的是()A.這列波的周期為0.5sB.這列波沿x軸負方向傳播C.t=0時刻質(zhì)點a沿y軸正方向運動D.從t=0時刻起質(zhì)點a經(jīng)0.5s通過的路程為0.3mE.x=4m處的質(zhì)點的位移表達式為y=0.3sin(πt+π)m答案BCE解析由圖讀出波長λ=8m,則波的周期為T=eq\f(λ,v)=eq\f(8,4)s=2s,波傳播的時間為t=0.5s=eq\f(1,4)T,由波形平移法知這列波的傳播方向沿x軸負方向,A錯誤,B正確;該波沿x軸負方向傳播,由“上下坡”法可知t=0時刻質(zhì)點a沿y軸正方向運動,C正確;t=0時刻質(zhì)點a沿y軸正方向運動,從t=0時刻到t=0.5s時刻經(jīng)過的時間是eq\f(1,4)個周期,質(zhì)點a通過的路程小于一個振幅,即小于0.3m,D錯誤;t=0時刻x=4m處的質(zhì)點從平衡位置沿y軸負方向運動,其位移表達式為y=-Asineq\f(2π,T)·t=-0.3sin(πt)m=0.3sin(πt+π)m,E正確。10.(2024·遼寧省沈陽市一模)a、b、c三條平行光線垂直于半圓柱體玻璃磚的截面直徑從空氣射向玻璃磚,如圖所示,光線b正好過圓心O,光線a、c從光線b的兩側對稱入射,光線a、c從玻璃磚下表面進入空氣后與光線b分別交于P、Q,則下列說法正確的是()A.玻璃對三種光的折射率關系為na>nb>ncB.玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率C.在相同條件下進行雙縫干涉試驗,a光的條紋間距比c光窄D.a(chǎn)、c光分別從空氣射入某種介質(zhì)中,c光發(fā)生全反射時臨界角較小E.a(chǎn)光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長答案BCE解析由圖可知,a光和c光入射角相同,但a光折射角較小,依據(jù)折射率公式可知,玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率,由于b光入射角為0°,故無法推斷玻璃對b光的折射率大小,A錯誤,B正確;由于a光的折射率大,波長較短,則在相同條件下進行雙縫干涉試驗,a光的條紋間距比c光窄,C正確;a、c光分別從空氣射入某種介質(zhì)中時,不能發(fā)生全反射,D錯誤;依據(jù)公式v=eq\f(c,n),由于a光的折射率大,則a光在玻璃中的傳播速度較小,又由圖可知a光在玻璃磚中的傳播路徑較長,故a光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長,E正確。11.(2024·武漢十一中學高三???如圖所示,一束復合光垂直玻璃磚界面進入球形氣泡后分為a、b兩種色光,下列說法正確的是()A.玻璃磚的氣泡缺陷處顯得更亮是光的全反射現(xiàn)象B.a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度大C.a(chǎn)光的頻率比b光的頻率大D.若保持復合光的方向不變僅將入射點上移,則a光最先消逝E.若讓a、b兩種色光通過同一雙縫干涉裝置,則a光形成的干涉條紋的間距更大答案ACD解析玻璃磚的氣泡缺陷處顯得更亮是光的全反射現(xiàn)象,A正確;由題圖知,兩種光射向氣泡時,玻璃對a光的偏折程度較大,因此a光的折射率較大,則a光的頻率比b光的頻率大,再依據(jù)v=eq\f(c,n)可知,a光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度小,故C正確,B錯誤;因a光的折射率較大,由sinC=eq\f(1,n)知,a光的全反射臨界角較小,若保持復合光的方向不變僅將入射點上移,則a光最先達到全反射的條件,從而a光最先消逝,D正確;讓a、b兩種色光通過同一雙縫干涉裝置,因a光的折射率較大,其波長較短,依據(jù)干涉條紋間距公式Δx=eq\f(L,d)λ,可知b光形成的干涉條紋的間距更大,E錯誤。12.(2024·東北三校高三第一次聯(lián)合模擬)如圖所示,在水平面內(nèi)a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上,已知ab=6m,ac=8m。在t1=0時刻a、b處的振源同時起先振動,它們在同種介質(zhì)中傳播,其振動表達式分別為ya=0.1sin(2πt)cm和yb=0.15sin(2πt+π)cm,所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播,在t=4s時c點起先振動,則()A.兩列波的波長為2mB.兩列波的傳播速度大小為2m/sC.兩列波相遇后,c點振動加強D.a(chǎn)的振動頻率1HzE.c點的振幅為0.25cm答案ABD解析由于兩列波的波速相同,則a處振動先到達c點,所以波速為v=eq\f(ac,t)=2m/s,由振動方程可知,T=1s,由公式v=eq\f(λ,T)得,波長為2m,A、B正確;由兩振動方程可知,兩波源的振動步調(diào)相反,c點到a、b兩波源的路程差為Δs=2m=λ,所以c點為振動減弱點,C錯誤;因為T=1s,由f=eq\f(1,T)可得頻率為1Hz,D正確;由于c點為振動減弱點,所以振幅為(0.15-0.1)cm=0.05cm,E錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題,共62分)二、試驗題(本題共2小題,共12分)13.(6分)在探究單擺運動的試驗中:(1)甲是用力傳感器對單擺振動過程進行測量的裝置圖,乙是與力傳感器連接的計算機屏幕所顯示的F-t圖象,依據(jù)圖乙的信息可得,從t=0時刻起先擺球第一次擺到最低點的時刻為________s,擺長為________m(取π2=10,重力加速度大小g=10m/s2)。(2)單擺運動的回復力是()A.擺球所受的重力B.擺球重力在垂直擺線方向上的分力C.擺線對擺球的拉力D.擺球所受重力和擺線對擺球拉力的合力(3)某同學“用單擺測重力加速度”的操作步驟如下,其中正確的是()A.取一根細線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上B.用米尺量得細線長度l,測得擺長為lC.在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球D.讓小球在水平面內(nèi)做圓周運動,測得搖擺周期,再依據(jù)公式計算重力加速度答案(1)0.50.64(2)B(3)AC解析(1)依據(jù)題圖乙的信息可得,擺球第一次擺到最低點時,力傳感器顯示的力最大,所對應的時刻為t=0.5s。依據(jù)題圖乙的信息可得,單擺周期T=1.6s,由單擺周期公式T=2πeq\r(\f(L,g)),解得擺長為L=0.64m。(2)單擺振動的回復力是擺球重力在垂直擺線方向上的分力,B正確。(3)測得擺長應為l+eq\f(d,2),B錯誤;若讓小球在水平面內(nèi)做圓周運動,則為圓錐擺運動,測得的搖擺周期就不是單擺運動周期,D錯誤,故選A、C。14.(6分)用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的試驗時,先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚,在玻璃磚的一側豎直插上兩枚大頭針P1、P2,然后在玻璃磚的另一側視察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像攔住,接著在眼睛所在的一側插兩枚大頭針P3和P4,使P3攔住P1和P2的像,P4攔住P3以及P1和P2的像,在紙上標出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓,如圖甲所示,其中O為兩圓弧圓心,圖中已畫出經(jīng)過P1、P2點的入射光線。(1)在圖甲上補畫出所需的光路。(2)為了測出玻璃的折射率,須要測量入射角和折射角,請在圖甲中的AB分界面上畫出這兩個角。(3)用所測物理量計算折射率的公式為n=________。(4)為了保證在弧面CD得到出射光線,試驗過程中,光線在弧面AB的入射角應適當________(選填“小一些”“無所謂”或“大一些”)。(5)多次變更入射角,測得幾組入射角和折射角,依據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖乙所示的圖象,由圖象可知該玻璃的折射率n=________。答案(1)(2)圖見解析(3)eq\f(sini,sinr)(4)小一些(5)1.5解析(1)連接P3、P4與弧面CD交于一點,此交點即為光線從玻璃磚中射出的位置,由于P1、P2的連線與弧面AB的交點即為光線進入玻璃磚的位置,連接兩交點即可作出玻璃磚中的光路,如圖所示。(2)連接O點與光線在弧面AB上的入射點即為法線,畫出入射角和折射角如圖中i、r所示。(3)由折射定律可得n=eq\f(sini,sinr)。(4)為了保證能在弧面CD上有出射光線,試驗過程中,光線在弧面AB上的入射角應適當小一些,才不會使光線在弧面CD上發(fā)生全反射。(5)圖象的斜率k=eq\f(sini,sinr)=n,由題圖乙可知圖象的斜率為1.5,即該玻璃的折射率為1.5。三、計算題(本題共5小題,共50分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)15.(10分)如圖所示,1、2、3、4、5為勻稱介質(zhì)中質(zhì)點的平衡位置,間隔為a=2cm,沿x軸成一條直線排列;t=0時,質(zhì)點1起先豎直向下振動,激起的正弦波向右傳播;到t=2s時,從第2個質(zhì)點到第4個質(zhì)點,均完成了4次全振動,但均未完成5次全振動,此時刻波形如圖實線所示,第2個質(zhì)點在波峰,第4個質(zhì)點在波谷。求:(1)質(zhì)點振動的周期及這列波的波速;(2)從t=2s時起,經(jīng)過多長時間,從第2個質(zhì)點到第4個質(zhì)點區(qū)間出現(xiàn)圖中虛線波形。答案(1)eq\f(2,5)s0.2m/s(2)(eq\f(2,5)n+eq\f(3,10))s(n=0,1,2,3…)解析(1)t=0,質(zhì)點1向下振動,波向右傳播;t=2s時,質(zhì)點2在波峰,且完成4次全振動,故eq\f(1,4)T+eq\f(3,4)T+4T=2s,解得T=eq\f(2,5)s,由波形知:eq\f(λ,2)=2a,λ=4a=8cm=0.08m,波速v=eq\f(λ,T)=0.2m/s。(2)波形由實線至虛線,至少經(jīng)驗eq\f(3,4)T,故t=eq\f(3,4)T+nT=(eq\f(2,5)n+eq\f(3,10))s(n=0,1,2,3…)。16.(10分)(2024·貴陽市月考)一列沿x軸正方向傳播的橫波,t=0時刻的波形如圖中的實線,經(jīng)過t1=0.6s時波形如圖中的虛線所示,已知該波的周期T>0.6s。求:(1)這列波的周期;(2)從t=0起先,質(zhì)點P經(jīng)0.8s通過的路程;(3)這列波在3.6s內(nèi)傳播的距離。答案(1)2.4s(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.4-\f(\r(3),10)))m(3)12m解析(1)由已知條件可知t1=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n+\f(1,4)))T(n=0,1,2,3…),則T=eq\f(2.4,4n+1)s(n=0,1,2,3…)又由于T>0.6s,則n只能等于0,該波的周期T=2.4s。(2)t=0時,質(zhì)點P在平衡位置并向上振動,所以yP=0.2sineq\f(2π,T)t(m),解得t2=0.8s時yP=eq\f(\r(3),10)m,所以質(zhì)點P經(jīng)0.8s通過的路程為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.4-\f(\r(3),10)))m。(3)x=vt=eq\f(λ,T)t=eq\f(8,2.4)×3.6m=12m。17.(10分)(2024·江蘇高考)人的眼球可簡化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩個球體共軸。平行光束寬度為D,對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會聚在軸線上的P點。取球體的折射率為eq\r(2),且D=eq\r(2)R。求光線的會聚角α。(示意圖未按比例畫出)答案30°解析如圖所示,由幾何關系sini=eq\f(D,2R),解得i=45°則由折射定律eq\f(sini,sinγ)=n,解得γ=30°且i=γ+eq\f(α,2),解得α=30°18.(10分)一厚度勻稱的圓形玻璃管內(nèi)徑為16cm,外徑為24cm。一條光線從玻璃管壁中點入射,光線AB與豎直方向成60°角,與直徑MN在同一豎直面內(nèi),如圖所示。該玻璃的折射率為eq\f(\r(6),2),光速c=3.0×108m/s。(1)光線經(jīng)玻璃管內(nèi)壁折射后從另一側內(nèi)壁下端射出玻璃管,求玻璃管的長度;(2)保持入射點不動,調(diào)整入射角。求光線AB在玻璃管內(nèi)壁處恰好發(fā)生全反射時,光線在玻璃中傳播的時間。(以上結果均保留兩位有效數(shù)字)答案(1)0.30m(2)4.2×10-10s解析(1)設光在兩個界面的入射角和折射角分別是θ1、θ2、θ3、θ4,依據(jù)折射定律得:n=eq\f(sinθ1,sinθ2),解得:θ
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