2025年大學(xué)物理學(xué)（光學(xué)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.關(guān)于光的干涉，下列說法正確的是（）A.只要兩列光波相遇就會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象B.只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象C.干涉條紋是等間距的平行線D.光的干涉現(xiàn)象證明了光具有波動性2.用單色光做雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（）A.相鄰兩亮條紋或相鄰兩暗條紋的間距是不等的B.把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩亮條紋間距變寬C.把雙縫間距離變小，相鄰兩暗條紋間距變窄D.把光屏與雙縫的距離變大，相鄰兩亮條紋間距變寬3.下列現(xiàn)象中屬于光的衍射現(xiàn)象的是（）A.雨后天空出現(xiàn)彩虹B.通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋C.光照射到不透明的圓盤上，在圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑D.光在兩種介質(zhì)的界面上可以同時發(fā)生反射和折射4.光的偏振現(xiàn)象說明光是（）A.縱波B.橫波C.電磁波D.機械波5.對于光的偏振，以下認識正確的是（）A.振動方向只在某一平面內(nèi)的光是偏振光B.從電燈等光源直接發(fā)出的光本身就是偏振光C.轉(zhuǎn)動偏振片去看電燈光，看到透射光亮度無變化，說明透射光不是偏振光D.光的偏振現(xiàn)象使人們認識到光是一種橫波6.關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理，衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理B.光的干涉條紋是等間距的，衍射條紋是不等間距的C.光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，衍射現(xiàn)象不能說明光具有波動性D.光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光在傳播過程中遇到障礙物時發(fā)生的現(xiàn)象7.用白光做雙縫干涉實驗時，得到彩色的干涉條紋，下列說法正確的是（）A.干涉圖樣中央亮條紋是白色的B.在靠近中央亮條紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紅色條紋C.在靠近中央亮條紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是紫色條紋D.在靠近中央亮條紋兩側(cè)最先出現(xiàn)的是黃色條紋8.光從某種介質(zhì)射向空氣，入射角為45°時，折射角為60°，則這種介質(zhì)的折射率為（）A.$\frac{\sqrt{2}}{2}$B.$\sqrt{2}$C.$\frac{\sqrt{3}}{3}$D.$\sqrt{3}$9.一束光由空氣射向折射率$n=\sqrt{2}$的某種玻璃的表面，如圖所示。$i$代表入射角，則（）A.當$i\gt45°$時會發(fā)生全反射現(xiàn)象B.無論入射角$i$是多大當光在玻璃中傳播時，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象C.當入射角$i=45°$時，折射角$r=30°$D.當入射角$i=60°$時，反射光線與折射光線垂直10.如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為$\theta$，經(jīng)折射后射出$a$、$b$兩束光線，則（）A.在玻璃中，$a$光的傳播速度小于$b$光的傳播速度B.在真空中，$a$光的波長小于$b$光的波長C.玻璃磚對$a$光的折射率小于對$b$光的折射率D.若改變光束的入射方向使$\theta$角逐漸變大，則折射光線$a$首先消失E.分別用$a$、$b$光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，$a$光的干涉條紋間距大于$b$光的干涉條紋間距第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）答題要求：簡述光的干涉現(xiàn)象中，相干光的條件是什么？12.（15分）答題要求：推導(dǎo)光的折射定律。13.（15分）答題要求：用波動理論解釋光的衍射現(xiàn)象。14.（15分）材料：在光學(xué)實驗中，經(jīng)常會用到雙縫干涉裝置。如圖所示，光源發(fā)出的光經(jīng)過單縫后變成線光源，再經(jīng)過雙縫后形成兩列相干光，在光屏上產(chǎn)生干涉條紋。已知雙縫間距為$d$，光屏到雙縫的距離為$L$，光的波長為$\lambda$。題目：若雙縫間距$d$增大，光屏上的干涉條紋間距如何變化？請說明理由。15.（15分）材料：在研究光的偏振現(xiàn)象時，我們發(fā)現(xiàn)偏振片對光有選擇吸收的特性。當自然光通過偏振片時，只有振動方向與偏振片透振方向一致的光才能通過。題目：如何利用偏振片來鑒別自然光和偏振光？請簡要說明方法。答案：1.B2.D3.BC4.B5.AD6.B7.AC8.B9.CD10.ABD11.相干光的條件是：頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。12.設(shè)光在兩種介質(zhì)中的傳播速度分別為$v_1$、$v_2$，入射角為$i$，折射角為$r$。根據(jù)惠更斯原理，波面上的各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，從波陣面$AB$上各點發(fā)出的子波，經(jīng)過時間$t$后到達界面$MN$。$A$點發(fā)出的子波到達$N$點，$B$點發(fā)出的子波到達$C$點。由幾何關(guān)系可得：$\sini=\frac{BC}{AC}$，$\sinr=\frac{BN}{AN}$。又因為$AC=v_1t$，$AN=v_2t$，所以$\frac{\sini}{\sinr}=\frac{v_1}{v_2}$。而折射率$n=\frac{v_1}{v_2}$，所以$\frac{\sini}{\sinr}=n$，即光的折射定律。13.光的衍射現(xiàn)象是指光在傳播過程中遇到障礙物時，光會偏離直線傳播路徑而進入幾何陰影區(qū)，并在屏幕上出現(xiàn)光強分布不均勻的現(xiàn)象。從波動理論來看，光是一種電磁波，當光遇到障礙物時，障礙物邊緣的子波源會發(fā)出次波。這些次波相互疊加，就會在屏幕上形成衍射條紋。當障礙物的尺寸與光的波長相近時，衍射現(xiàn)象就會比較明顯。14.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式$\Deltax=\frac{L\lambda}ljprzvt$，當雙縫間距$d$增大時，分母增大，所以光屏上干涉條紋間距會變小。因為條紋間距與雙縫間距成反比，$d$增大，$\Deltax$就會減小。15.將偏振片放在待測光前，轉(zhuǎn)動偏振片。若看到透