2025年大學物理學（光學基礎）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6小題，每題5分。在每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.關(guān)于光的干涉，下列說法正確的是（）A.只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉B.光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性C.雙縫干涉中，光屏上距兩縫路程差為波長整數(shù)倍的地方出現(xiàn)亮條紋D.以上說法都正確2.用單色光做雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（）A.相鄰干涉條紋之間的距離相等B.中央明紋寬度是兩邊明紋寬度的2倍C.屏與雙縫之間距離減小，則屏上條紋間距增大D.在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍光的條紋間距3.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.$\frac{\sqrt{3}}{3}$D.$\sqrt{3}$4.下列關(guān)于光的衍射的說法正確的是（）A.光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播規(guī)律B.光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)C.泊松亮斑是光的圓孔衍射現(xiàn)象D.在雙縫干涉實驗中，如果把雙縫中的一條縫遮住，屏上出現(xiàn)的條紋是單縫衍射條紋5.關(guān)于光的偏振，下列說法正確的是（）A.自然光通過偏振片后成為偏振光B.偏振光通過偏振片后仍然是偏振光C.液晶顯示用到了光的偏振原理D.拍攝水下景物時，在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，可以減弱水面反射光進入照相機6.用白光做雙縫干涉實驗時，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋，下列說法正確的是（）A.各種色光在光屏中央都會形成亮條紋B.各種色光在光屏上形成的條紋間距相等C.光屏上離中央亮條紋越遠的地方，條紋的顏色越接近紫光D.光屏上離中央亮條紋越遠的地方，條紋的顏色越接近紅光第II卷（非選擇題共70分）7.（10分）簡述光的干涉和衍射的區(qū)別與聯(lián)系。8.（15分）在雙縫干涉實驗中，已知雙縫間距d=0.2mm，雙縫到光屏的距離L=1m，用波長λ=500nm的單色光照射雙縫。求：（1）光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離；（2）若將整個裝置放入水中（水的折射率n=1.33），光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離又為多少？9.（15分）一束光從空氣射向折射率n=$\sqrt{2}$的某種玻璃的表面，如圖所示。i代表入射角，則：（1）當i=45°時，求折射角r；（2）當i=60°時，求反射光線與折射光線的夾角。10.（20分）材料：在光學發(fā)展史上，光的波動說和微粒說一直存在爭論。波動說認為光是一種波動現(xiàn)象，能夠解釋光的干涉、衍射等現(xiàn)象；微粒說認為光是由微粒組成，能夠解釋光的直線傳播等現(xiàn)象。問題：（1）請分別闡述光的波動說和微粒說的主要觀點及證據(jù)。（2）結(jié)合所學知識，談談你對光的本質(zhì)的理解。11.（20分）材料：用激光筆照射一個不透光的圓盤，在圓盤后方的光屏上會出現(xiàn)一個亮斑，這就是泊松亮斑。問題：（1）請解釋泊松亮斑產(chǎn)生的原因。（2）泊松亮斑的出現(xiàn)對光的波動說有什么重要意義？答案：1.D2.A3.B4.B5.ACD6.AD7.區(qū)別：干涉是兩列或多列光波在空間相遇時相互疊加，在某些區(qū)域始終加強，在另一些區(qū)域始終減弱，形成穩(wěn)定的強弱分布的現(xiàn)象；衍射是光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象。聯(lián)系：都是光的波動性的體現(xiàn)，都可以用波動理論來解釋，并且在一定條件下，干涉條紋和衍射條紋有相似之處。8.（1）根據(jù)公式$\Deltax=\frac{L\lambda}oecs2a2$，可得$\Deltax=\frac{1\times500\times10^{-9}}{0.2\times10^{-3}}m=2.5\times10^{-3}m=2.5mm$。（2）在水中，光的波長變?yōu)?\lambda'=\frac{\lambda}{n}$，則相鄰亮條紋間距$\Deltax'=\frac{L\lambda'}e6s8m88=\frac{L\lambda}{nd}=\frac{\Deltax}{n}=\frac{2.5}{1.33}mm\approx1.88mm$。9.（1）由折射定律$n=\frac{\sini}{\sinr}$，可得$\sinr=\frac{\sini}{n}=\frac{\sin45^{\circ}}{\sqrt{2}}=\frac{1}{2}$，所以$r=30^{\circ}$。（2）當$i=60^{\circ}$時，$\sinr=\frac{\sini}{n}=\frac{\sin60^{\circ}}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{3}}{2\sqrt{2}}$，$r\approx40.9^{\circ}$，反射角為$60^{\circ}$，則反射光線與折射光線的夾角為$180^{\circ}-60^{\circ}-40.9^{\circ}=79.1^{\circ}$。10.（1）波動說觀點：光是一種波動現(xiàn)象。證據(jù)：能解釋光的干涉、衍射等現(xiàn)象。微粒說觀點：光是由微粒組成。證據(jù)：能解釋光的直線傳播等現(xiàn)象。（2）光具有波粒二象性，既具有波動性又具有粒子性，在不同的條件下表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。11.