2025年大學(xué)生活中的物理學(xué)（波動(dòng)光學(xué)應(yīng)用解析）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.光的干涉現(xiàn)象是波動(dòng)光學(xué)的重要內(nèi)容，以下哪種情況不會(huì)產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象？（）A.兩束頻率相同的光相遇B.兩束光的振動(dòng)方向相同C.兩束光的相位差恒定D.兩束光的強(qiáng)度相差很大2.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若雙縫間距增大，其他條件不變，則干涉條紋間距（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小3.薄膜干涉中，等傾干涉條紋的特點(diǎn)是（）A.條紋是一系列同心圓B.條紋間距不均勻C.條紋中心級(jí)次最高D.以上都不對(duì)4.光的衍射現(xiàn)象是指光在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，會(huì)繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，并且在屏幕上形成明暗相間的條紋。以下關(guān)于光的衍射說(shuō)法正確的是（）A.只有狹縫衍射才會(huì)產(chǎn)生衍射條紋B.障礙物尺寸越大，衍射現(xiàn)象越明顯C.波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯D.光的衍射與光的直線傳播是相互矛盾的5.單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，若將單縫寬度減小，其他條件不變，則中央明紋寬度（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小6.光柵衍射中，光柵常數(shù)越小，衍射條紋（）A.越稀疏B.越密集C.不變D.不確定7.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光具有（）A.波動(dòng)性B.粒子性C.橫波性D.縱波性8.以下哪種方法不能產(chǎn)生偏振光？（）A.利用偏振片B.利用反射光C.利用折射光D.利用干涉現(xiàn)象9.馬呂斯定律描述的是（）A.光的干涉現(xiàn)象B.光的衍射現(xiàn)象C.光的偏振現(xiàn)象D.光的折射現(xiàn)象10.在日常生活中，我們看到的藍(lán)天是由于光的（）A.干涉B.衍射C.散射D.偏振第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡(jiǎn)述光的干涉原理，并說(shuō)明干涉現(xiàn)象在實(shí)際生活中的應(yīng)用。12.（15分）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫間距d=0.2mm，縫到屏幕的距離D=1m，用波長(zhǎng)λ=500nm的單色光照射雙縫。求：（1）相鄰兩明紋的間距；（2）若將整個(gè)裝置放入折射率n=1.5的水中，相鄰兩明紋的間距又為多少？13.（15分）解釋光的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明單縫衍射和圓孔衍射的特點(diǎn)，并比較它們的異同。14.（材料題15分）材料：在光學(xué)儀器中，為了減少反射光的影響，常常在鏡頭表面涂上一層增透膜。增透膜的原理是利用薄膜干涉，使反射光相互抵消，從而增加透射光的強(qiáng)度。已知某鏡頭的折射率n=1.5，所用增透膜的折射率n'=1.38。求：（1）增透膜的厚度應(yīng)滿足什么條件？（2）若增透膜的厚度為d=λ/4n'，其中λ為光在真空中的波長(zhǎng)，求該增透膜對(duì)波長(zhǎng)λ=550nm的光的增透效果。15.（材料題15分）材料：偏振光在現(xiàn)代科技中有廣泛的應(yīng)用，如3D電影、液晶顯示器等。在3D電影中，通過(guò)在放映機(jī)鏡頭前和觀眾眼鏡上分別安裝偏振片，使觀眾看到的左右眼畫(huà)面具有不同的偏振方向，從而產(chǎn)生立體感。已知某3D電影放映機(jī)鏡頭前的偏振片的偏振方向?yàn)樗椒较?，觀眾眼鏡上的偏振片的偏振方向分別為左眼垂直、右眼水平。求：（1）當(dāng)觀眾觀看電影時(shí)，左眼和右眼分別看到的畫(huà)面情況；（2）若將觀眾眼鏡上的偏振片互換，觀眾看到的畫(huà)面會(huì)有什么變化？答案：1.D2.B3.A4.C5.A6.B7.C8.D9.C10.C11.光的干涉原理是兩列或多列光波在空間相遇時(shí)相互疊加，在某些區(qū)域始終加強(qiáng)，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。干涉現(xiàn)象在實(shí)際生活中的應(yīng)用有：薄膜干涉可用于增透膜、高反射膜等；楊氏雙縫干涉可用于測(cè)量光的波長(zhǎng)等。12.（1）根據(jù)公式Δx=Dλ/d，可得相鄰兩明紋的間距Δx=2.5mm。（2）在水中，光的波長(zhǎng)變?yōu)棣?=λ/n，此時(shí)相鄰兩明紋的間距Δx'=Dλ'/d=1.67mm。13.光的衍射是指光在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，會(huì)繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，并且在屏幕上形成明暗相間的條紋。單縫衍射的特點(diǎn)是中央明紋最寬，兩側(cè)明紋寬度逐漸減小，且條紋間距不均勻。圓孔衍射的特點(diǎn)是中央是一個(gè)亮斑，周圍是明暗相間的同心圓環(huán)。它們的相同點(diǎn)是都屬于光的衍射現(xiàn)象，不同點(diǎn)是衍射圖案不同。14.（1）增透膜的厚度應(yīng)滿足2nd=(2k+1)λ/2，k=0,1,2,...。（2）當(dāng)d=λ/4n'時(shí)，反射光相互抵消，增透效果最佳，透射光強(qiáng)度大大增加。15.（1）左眼看到的是經(jīng)過(guò)垂直偏振片過(guò)濾后的畫(huà)面，右眼