2025年大學(xué)光電信息工程（光電工程技術(shù)）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）（總共10題，每題3分，每題只有一個選項符合題意）1.關(guān)于光的干涉，以下說法正確的是（）A.只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象B.光的干涉現(xiàn)象說明光具有粒子性C.雙縫干涉中，光屏上距兩縫的路程差等于波長整數(shù)倍的地方出現(xiàn)暗條紋D.薄膜干涉中，肥皂泡表面的彩色條紋是光的折射形成的2.一束光從某種介質(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.$\frac{\sqrt{3}}{2}$D.$\frac{2\sqrt{3}}{3}$3.光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是（）A.內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大B.內(nèi)芯的折射率比外套的折射率小C.不同頻率的光在光導(dǎo)纖維中傳播時，頻率越大，傳播速度越大D.不同頻率的光在光導(dǎo)纖維中傳播時，頻率越大，波長越大4.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）A.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)B.光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有波動性C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比D.光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)5.用頻率為$\nu$的光照射某金屬表面時，逸出光電子的最大初動能為$E_{k}$。若改用頻率為2$\nu$的光照射該金屬表面，則逸出光電子的最大初動能為（）A.$E_{k}+h\nu$B.$2E_{k}$C.$E_{k}-h\nu$D.$E_{k}+2h\nu$6.如圖所示，一束復(fù)色光a從空氣中以入射角$\theta$射向半球形玻璃磚球心O，在界面MN上同時發(fā)生反射和折射，分為b、c、d三束光，下列說法正確的是（）A.在玻璃中d光的傳播速度最大B.若用b光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用c光照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)C.若增大入射角$\theta$，則d光可能會消失D.分別用b、c、d光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，d光的干涉條紋間距最大7.關(guān)于激光，下列說法正確的是（）A.激光是自然界普遍存在的一種光B.激光是一種人工產(chǎn)生的相干光C.激光的平行度好，不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D.激光的亮度高，容易發(fā)生干涉現(xiàn)象8.如圖所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，AB為直徑。來自B點的光線BM在M點射出，出射光線平行于AB，另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射。已知∠ABM=30°，求玻璃的折射率。（）A.$\sqrt{2}$B.$\sqrt{3}$C.$\frac{\sqrt{6}}{2}$D.$\frac{\sqrt{7}}{2}$9.關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，以下說法正確的是（）A.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波B.自然光通過偏振片后成為偏振光C.偏振光不能再通過偏振片D.所有光都能發(fā)生偏振現(xiàn)象10.如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為$\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$角逐漸變大，則折射光線a首先消失第II卷（非選擇題共70分）（總共4題，第11題10分，第12題20分，第13題20分，第14題20分）11.（10分）如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏。（1）請簡要說明該實驗的原理。（2）若已知雙縫間距為d，雙縫到光屏的距離為L，相鄰兩條亮條紋中心間的距離為$\Deltax$，寫出計算波長$\lambda$的表達式。12.（20分）如圖所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，AB為直徑。來自B點的光線BM在M點射出，出射光線平行于AB，另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射。已知∠ABM=30°，求：（1）玻璃的折射率。（2）球心O到BN的距離。13.（20分）如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為$\theta$，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則：（1）在玻璃中，a光的傳播速度與b光的傳播速度之比是多少？（2）若改變光束的入射方向使$\theta$角逐漸變大，則折射光線a首先消失時，入射角$\theta$是多少？已知此時a光在真空中的波長為$\lambda_{0}$，求此時a光在玻璃中的波長。14.（20分）材料：在光學(xué)領(lǐng)域，光纖通信是一種重要的通信方式。光纖由纖芯和包層組成。纖芯的折射率大于包層的折射率，這樣光才能在纖芯中傳播并實現(xiàn)信號傳輸。問題：（1）請解釋為什么纖芯的折射率要大于包層的折射率才能實現(xiàn)光在光纖中的有效傳播。（2）若已知光纖纖芯的折射率為$n_{1}$，包層的折射率為$n_{2}$，光在真空中的傳播速度為$c$，求光在纖芯中的傳播速度。答案：1.A2.D3.A4.D5.A6.B7.B8.C9.AB10.A11.（1）實驗原理：光源發(fā)出的光經(jīng)過濾光片變成單色光，再經(jīng)過單縫變成線光源，線光源發(fā)出的光經(jīng)過雙縫后形成兩列相干光，這兩列相干光在光屏上疊加形成干涉條紋，通過測量相鄰兩條亮條紋中心間的距離等數(shù)據(jù)來計算光的波長。（2）$\lambda=\frac{d\Deltax}{L}$。12.（1）設(shè)光線BM在M點的入射角為$i$，折射角為$r$，由幾何關(guān)系可知$i=60^{\circ}$，$r=30^{\circ}$，根據(jù)折射定律$n=\frac{\sini}{\sinr}=\sqrt{3}$。（2）設(shè)球心O到BN的距離為$d$，光線BN恰好在N點發(fā)生全反射，則臨界角$C=30^{\circ}$，由幾何關(guān)系可得$d=R\sinC=\frac{R}{2}$。13.（1）根據(jù)$v=\frac{c}{n}$，$n_{a}=\frac{\sin\theta}{\sin\alpha}$，$n_=\frac{\sin\theta}{\sin\beta}$（$\alpha$、$\beta$分別為a、b光的折射角），由幾何關(guān)系可知$\alpha\gt\beta$，則$n_{a}\ltn_$，所以$\frac{v_{a}}{v_}=\frac{n_}{n_{a}}$。（2）當折射光線a首先消失時，入射角為臨界角$C$，此時$\sinC=\frac{n_{a}}{n_}$，由幾何關(guān)系可求此時入射角$\theta$。根據(jù)$n=\frac{\lambda_{0}}{\lambd