2025年大學光電信息科學與工程（光電信息技術）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：本卷共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.光的干涉現(xiàn)象是指兩列或多列光波在空間相遇時相互疊加，在某些區(qū)域始終加強，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強弱分布的現(xiàn)象。以下關于光的干涉的說法正確的是（）A.只有頻率相同的兩束光才能發(fā)生干涉B.光的干涉現(xiàn)象違背了光的直線傳播原理C.雙縫干涉實驗中，光屏上距離兩縫路程差為半波長奇數(shù)倍的地方出現(xiàn)亮條紋D.薄膜干涉中，肥皂泡表面的彩色條紋是由于光的折射形成的2.光的衍射是指光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象。下列關于光的衍射的說法錯誤的是（）A.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象的有力證據(jù)B.單縫衍射實驗中，縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯C.光的衍射現(xiàn)象說明光具有波動性D.光的衍射現(xiàn)象只有在障礙物尺寸與光的波長差不多時才會發(fā)生3.光電效應是指在高于某特定頻率的電磁波照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會被光子激發(fā)出來而形成電流的現(xiàn)象。關于光電效應，下列說法正確的是（）A.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能發(fā)生光電效應C.遏止電壓與入射光的頻率無關D.逸出功與金屬材料本身有關4.光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式。以下關于光纖通信的說法不正確的是（）A.光纖通信具有傳輸損耗低、抗干擾能力強等優(yōu)點B.光纖的主要成分是二氧化硅C.光在光纖中是沿直線傳播的D.光纖通信可用于長距離大容量的信息傳輸5.光的偏振現(xiàn)象表明光波是橫波。下列關于光的偏振的說法正確的是（）A.自然光通過偏振片后會變成偏振光B.偏振光不能發(fā)生干涉現(xiàn)象C.液晶顯示器利用了光的偏振原理D.拍攝水下景物時，在鏡頭前裝偏振片可減弱水面反射光的影響6.關于激光，下列說法錯誤的是（）A.激光具有高度的相干性B.激光的亮度高C.激光是由普通光源發(fā)出的D.激光可用于切割、焊接等7.光傳感器能將光信號轉化為電信號。下列應用中，沒有用到光傳感器的是（）A.火災報警器B.聲控開關C.光控路燈D.數(shù)碼相機8.光的顏色由光的頻率決定。以下關于光的顏色的說法正確的是（）A.紅光的頻率比紫光高B.不同顏色的光在真空中傳播速度不同C.光的顏色會隨傳播介質(zhì)的改變而改變D.光的顏色與光的波長無關9.以下關于光的傳播規(guī)律的說法，正確的是（）A.光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播B.光在任何介質(zhì)中傳播速度都相同C.光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，一定會發(fā)生折射D.光的反射和折射都遵循光路可逆原理10.關于光的波粒二象性，下列說法正確的是（）A.光的波動性和粒子性是相互矛盾的B.光在傳播過程中主要表現(xiàn)為波動性，在與物質(zhì)相互作用時主要表現(xiàn)為粒子性C.光子的能量與光的頻率無關D.光的波粒二象性是由愛因斯坦提出的第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共15分）答題要求：本大題共5小題，每空3分。11.在雙縫干涉實驗中，若雙縫間距為d，縫到光屏的距離為L，入射光波長為λ，則相鄰亮條紋或相鄰暗條紋的間距Δx=______。12.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n=______。13.某金屬的逸出功為W0，用頻率為f的光照射該金屬表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=______。14.光纖通信中，光信號在光纖中傳輸時會發(fā)生______損耗和______損耗。15.光的干涉條紋間距與______、______和______有關。三、簡答題（共15分）答題要求：簡要回答問題，語言要簡潔明了。16.簡述光的干涉現(xiàn)象在生活中的應用。（5分）17.說明光電效應的實驗規(guī)律。（5分）18.解釋光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。（5分）四、材料分析題（共20分）材料：隨著科技的發(fā)展，光通信技術在高速數(shù)據(jù)傳輸、大容量信息存儲等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。光通信系統(tǒng)主要由光源、光纖、光探測器等組成。其中，光纖是光通信的核心部件，它利用光的全反射原理將光信號限制在光纖內(nèi)部傳輸。光通信具有傳輸速度快、容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點。答題要求：閱讀材料后，回答以下問題。19.光通信系統(tǒng)中光纖的作用是什么？（10分）20.光通信具有哪些優(yōu)點？（10分）五、綜合應用題（共20分）材料：在研究光的干涉實驗中，用波長為λ=500nm的單色光照射雙縫，雙縫間距d=0.2mm，縫到光屏的距離L=1m。答題要求：根據(jù)上述材料，解答以下問題。21.求相鄰亮條紋的間距。（10分）22.若將光屏向雙縫靠近，相鄰亮條紋間距將如何變化？并說明原因。（10分）答案：1.A2.D3.D4.C5.ACD6.C7.B8.C9.AD10.B11.Lλ/d12.√6/213.hf-W014.吸收散射15.波長雙縫間距縫到光屏的距離16.如增透膜利用光的干涉減少反射光，使更多光進入光學儀器；干涉儀可精確測量長度、厚度等；彩色肥皂泡、油膜等表面的彩色條紋也是光的干涉現(xiàn)象。17.存在飽和電流，光照強度一定時，光電流大小與光強成正比；存在截止頻率，只有入射光頻率大于該金屬的截止頻率才能發(fā)生光電效應；光電子的最大初動能與入射光頻率有關，與光強無關；光電效應具有瞬時性，光照射到金屬表面時，幾乎立刻就有光電子逸出。18.光在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，光波會偏離直線傳播路徑，這是因為光具有波動性，光波在障礙物邊緣或小孔處會發(fā)生疊加，從而形成衍射現(xiàn)象。19.光纖利用光的全反射原理將光信號限制在光纖內(nèi)部傳輸，是光通信的核心部件，用于傳輸光信號。20.光通信具有傳