2025年大學(xué)本科一年級(jí)（光電信息科學(xué)與工程）光電技術(shù)應(yīng)用測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法，正確的是（）A.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B.只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就一定能發(fā)生光電效應(yīng)C.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有波動(dòng)性D.金屬的逸出功與入射光的頻率無關(guān)2.光在某種介質(zhì)中的傳播速度為\(v=\frac{c}{n}\)（\(c\)為真空中光速，\(n\)為介質(zhì)折射率），當(dāng)光從空氣斜射入該介質(zhì)時(shí)，入射角\(i\)與折射角\(r\)的關(guān)系為（）A.\(i>r\)，且\(\sini=n\sinr\)B.\(i<r\)，且\(\sini=n\sinr\)C.\(i>r\)，且\(\sinr=n\sini\)D.\(i<r\)，且\(\sinr=n\sini\)3.對(duì)于光的干涉現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則條紋間距變寬B.光的干涉現(xiàn)象說明光具有粒子性C.能發(fā)生干涉的兩束光一定是頻率相同的光D.用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，中央條紋是彩色的4.光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)。光纖通信所使用的光纜，其主要部件為光導(dǎo)纖維。下列說法正確的是（）A.光導(dǎo)纖維的主要成分是\(SiO_2\)B.光導(dǎo)纖維的主要成分是\(Si\)C.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的基本物理原理是光的折射D.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的基本物理原理是光的全反射5.下列關(guān)于激光的說法，錯(cuò)誤的是（）A.激光具有高度的相干性B.激光具有平行度好的特點(diǎn)C.激光的亮度高D.激光是由普通光源發(fā)出的6.當(dāng)光照射到半導(dǎo)體材料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，從而改變半導(dǎo)體的電學(xué)性質(zhì)。利用這一原理可以制成（）A.發(fā)光二極管B.光電倍增管C.光電池D.激光二極管7.光的偏振現(xiàn)象說明光是（）A.橫波B.縱波C.電磁波D.機(jī)械波8.關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.光的衍射現(xiàn)象是光在傳播過程中繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象B.只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸比光的波長小得多時(shí)，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象的有力證據(jù)之一D.光的衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性9.下列光學(xué)儀器中，利用光的反射原理工作的是（）A.放大鏡B.潛望鏡C.顯微鏡D.望遠(yuǎn)鏡10.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，下列說法正確的是（）A.頻率不變，波長不變B.頻率改變，波長改變C.頻率不變，波長改變D.頻率改變，波長不變第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。11.光在真空中的傳播速度為\(c=3×10^8m/s\)，若光在某種介質(zhì)中的傳播速度為\(v=2×10^8m/s\)，則該介質(zhì)的折射率\(n=\)______。12.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫間距\(d=0.2mm\)，雙縫到光屏的距離\(L=1m\)，用波長\(\lambda=500nm\)的單色光照射雙縫，則光屏上相鄰兩明條紋之間的距離\(\Deltax=\)______\(mm\)。13.光電池是利用______效應(yīng)制成的，它可以將光能直接轉(zhuǎn)化為______能。14.光的干涉和衍射現(xiàn)象都證明了光具有______性，光的偏振現(xiàn)象說明光是______波。15.光纖通信中，光信號(hào)在光纖中是通過______來傳播的，為了減少信號(hào)的衰減，光纖應(yīng)選用______（填“折射率大”或“折射率小”）的材料。三、簡答題（共15分）答題要求：簡要回答問題，語言簡潔明了，邏輯清晰。16.簡述光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。（5分）17.說明光的干涉現(xiàn)象中條紋間距與哪些因素有關(guān)。（5分）18.解釋光纖通信中光信號(hào)能夠在光纖中遠(yuǎn)距離傳播的原理。（5分）四、材料分析題（共15分）材料：在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)中，激光技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。例如，激光切割技術(shù)可以用于切割各種材料，激光焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高精度的焊接。激光還可以用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如激光治療近視、激光手術(shù)等。此外，激光在光通信、光存儲(chǔ)等方面也發(fā)揮著重要作用。答題要求：閱讀材料，回答以下問題。每小題5分。19.請(qǐng)舉例說明激光在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并分析其原理。20.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有哪些優(yōu)勢(shì)？21.結(jié)合材料，談?wù)劶す饧夹g(shù)對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展的重要意義。五、綜合應(yīng)用題（共20分）材料：如圖所示，一束光從空氣射向折射率\(n=\sqrt{2}\)的某種玻璃的表面。\(i\)代表入射角，則：答題要求：根據(jù)材料和題目要求，解答以下問題。22.當(dāng)入射角\(i=45°\)時(shí)，求折射角\(r\)。（10分）23.當(dāng)入射角\(i\)增大時(shí)，折射角\(r\)如何變化？（5分）答案：1.D2.A3.ACD4.AD5.D6.C7.A8.ACD9.B10.C11.1.512.2.513.光電；電14.波動(dòng)；橫15.全反射；折射率大16.①每一種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)；②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)；③當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比；④光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的。17.條紋間距\(\Deltax=\frac{L\lambda}jp5hx5b\)，與雙縫到光屏的距離\(L\)成正比，與光的波長\(\lambda\)成正比，與雙縫間距\(d\)成反比。18.光信號(hào)在光纖中通過全反射來傳播。光纖由折射率高的纖芯和折射率低的包層組成，光在纖芯中傳播時(shí)，不斷地在纖芯與包層的界面發(fā)生全反射，從而沿著光纖傳播，減少了信號(hào)的衰減。19.激光切割技術(shù)可用于切割各種材料，如金屬、塑料等。原理是利用激光的高能量密度，使材料迅速熔化、汽化，從而實(shí)現(xiàn)切割。激光焊接技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度焊接，原理是激光束聚焦在焊接部位，使材料迅速熔化并凝固，形成牢固的焊接接頭。20.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包括：精度高，能準(zhǔn)確作用于病變部位；創(chuàng)傷小，對(duì)周圍組織損傷?。换謴?fù)快，減少患者痛苦和恢復(fù)時(shí)間。如激光治療近視可精確矯正視力，激光手術(shù)可用于治療多種疾病，效果較好。21.激光技術(shù)對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展意義重大。在工業(yè)領(lǐng)域，提高了生產(chǎn)效率和加工精度；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，為疾病治療提供了新手段；在光通信、光存儲(chǔ)方面，推動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。它使科技在多個(gè)領(lǐng)域取得突破，促進(jìn)了科技的進(jìn)步和創(chuàng)新，提升了人們的生活質(zhì)量和社會(huì)發(fā)展水平。22.根據(jù)折射定律\(n=\frac{\sini}{\sinr}\)，已知\(n=\sqrt{2}\)，\(i=45°\)，則\(\sqrt{2}=\frac{\sin45°}{\sinr}\)，\(\sinr=\frac{\sin45°}{\sqrt