2025年大學(xué)物理（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40分）本卷共8小題，每小題5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。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.光在真空中的傳播速度為c，在某種介質(zhì)中的傳播速度為v，則該介質(zhì)的折射率n為（）A.c/vB.v/cC.c2/v2D.v2/c2答案：A2.一束單色光從空氣射向折射率為n的某種玻璃的表面，如圖所示。i代表入射角，則（）A.當(dāng)i>0時，會發(fā)生全反射現(xiàn)象B.無論入射角i是多大，折射角r都不會超過90°C.當(dāng)入射角i=arcsin(1/n)時，折射角r=90°D.當(dāng)入射角i=90°時，折射光線與反射光線垂直答案：B3.用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到干涉條紋。若把雙縫間距離d增大，則（）A.條紋間距增大B.條紋間距減小C.條紋間距不變D.無法確定條紋間距變化情況答案：B4.關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.只有當(dāng)光的波長比障礙物尺寸大時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.只有當(dāng)光的波長比障礙物尺寸小時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.光的衍射現(xiàn)象說明光具有波動性D.光的衍射現(xiàn)象說明光具有粒子性答案：C5.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θ，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θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失答案：A6.某單色光照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（）A.延長光照時間B.增大光的強(qiáng)度C.換用波長較短的光照射D.換用頻率較低的光照射答案：C7.光從某種介質(zhì)射向空氣，入射角為45°時，折射角為60°，則該介質(zhì)的折射率為（）A.√2/2B.√3/2C.√6/2D.√3答案：C8.用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖所示。則這兩種光（）A.照射該光電管時，a光使其逸出的光電子最大初動能大B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大D.通過同一玻璃三棱鏡時，a光的偏折程度大答案：C第II卷（非選擇題共60分）9.（10分）一束光從空氣射向折射率為n=√2的某種玻璃的表面，如圖所示。i代表入射角，請畫出反射光線和折射光線，并求出折射角r。10.（10分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長λ=500nm的單色光照射，雙縫間距d=0.1mm，雙縫到屏的距離L=1m。求：（1）相鄰兩條亮條紋間的距離Δx；（2）若將整個裝置放入折射率n=1.5的某種透明介質(zhì)中，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx'變?yōu)槎嗌伲?1.（10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(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出，出射光線平行于AB；另一光線BN恰好在N點(diǎn)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。12.（15分）材料：在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示。問題：（1）甲、乙、丙三種光的頻率大小關(guān)系是怎樣的？（2）若甲光的頻率為f?，普朗克常量為h，電子電荷量為e，求甲光的遏止電壓Uc?。（3）若乙光的頻率為f?，已知f?>f?，在相同條件下，乙光照射該光電管時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek?比甲光照射時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek?大多少？（用f?、f?、h、e表示）13.（15分）材料：如圖所示，一束平行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θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。問題：（1）在玻璃中，a光的傳播速度與b光的傳播速度大小關(guān)系如何？（2）若將玻璃磚繞圓心O逆時針緩慢轉(zhuǎn)動一小角度，a、b兩束光線的出射方向?qū)⑷绾巫兓?？?）若保持入射光不變，換用一塊折射率更大的玻璃磚，a、b兩束光線的出射方向又將如何變化？答案9.反射光線和折射光線的畫法：根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角，畫出反射光線；根據(jù)光的折射定律n=sini/sinr，已知n=√2，i=45°，可得sinr=sini/n=sin45°/√2=1/2，所以r=30°，畫出折射光線。10.（1）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=Lλ/d，代入數(shù)據(jù)可得Δx=5mm。（2）在介質(zhì)中，光的波長變?yōu)棣?=λ/n，所以相鄰兩條亮條紋間的距離Δx'=Lλ'/d=Lλ/(nd)=3.33mm。11.（1）設(shè)光線BM在M點(diǎn)的入射角為i，折射角為r，由幾何關(guān)系可知i=60°，r=30°，根據(jù)折射定律n=sini/sinr=√3。（2）光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射，則臨界角C=30°，設(shè)球心O到BN的距離為d，由幾何關(guān)系可知d=Rsin30°=R/2。12.（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hf-W?，光電流與電壓關(guān)系曲線中，遏止電壓越大，光電子的最大初動能越大，對應(yīng)的光頻率越高，所以丙光頻率大于乙光頻率大于甲光頻率。（2）甲光的遏止電壓Uc?滿足eUc?=hf?-W?，所以Uc?=(hf?-W?)/e。（3）乙光照射時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek?=hf?-W?，甲光照射時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek?=hf?-W?，所以Ek?-Ek?=h(f?-f?)。13.（1）根據(jù)n=c/v，折射率越大，光在介質(zhì)中的傳播速度越小，a光的折射角小，