2025年大學本科二年級（物理學）光學階段測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本卷共8小題，每小題5分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.關于光的干涉，以下說法正確的是（）A.在雙縫干涉實驗中，光屏上距兩縫的路程差等于波長整數(shù)倍的位置出現(xiàn)亮條紋B.在雙縫干涉實驗中，光屏上距兩縫的路程差等于半波長奇數(shù)倍的位置出現(xiàn)暗條紋C.肥皂泡呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象D.增透膜厚度應為光在該介質(zhì)中波長的四分之一，是利用了光的干涉原理使反射光減弱2.用單色光做雙縫干涉實驗，下述說法中正確的是（）A.相鄰干涉條紋之間的距離相等B.中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍C.屏與雙縫之間距離減小，則屏上條紋間的距離增大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.關于光的衍射，下列說法中正確的是（）A.光發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比光的波長小或差不多B.只有兩列光波疊加才能產(chǎn)生衍射C.光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結論D.光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)4.用卡尺觀察單縫衍射現(xiàn)象時，把縫寬由0.2mm逐漸增大到0.8mm，看到的現(xiàn)象是（）A.衍射條紋的間距逐漸變小，衍射現(xiàn)象逐漸不明顯B.衍射條紋的間距逐漸變大，衍射現(xiàn)象越來越明顯C.衍射條紋的間距不變，只是亮度增強D.以上現(xiàn)象都不會發(fā)生5.關于光的偏振現(xiàn)象，以下說法正確的是（）A.光具有偏振現(xiàn)象，所以光是橫波B.拍攝水面下的景物時，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清晰C.一束自然光通過偏振片后成為偏振光，偏振光的振動方向與偏振片的透振方向相同D.光的偏振現(xiàn)象表明光是一種縱波6.如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片P或Q，可以看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。這個實驗表明（）A.光是電磁波B.光是一種橫波C.光是一種縱波D.光是概率波7.關于激光，下列說法正確的是（）A.激光是用人工方法激發(fā)出的一種特殊的光B.自然界中某些天然物體也可以發(fā)出激光C.激光可以像刀子一樣切除腫瘤D.由于激光的方向性好，所以激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象8.下列應用激光的事例中錯誤的是（）A.利用激光進行長距離精確測量B.利用激光進行通信C.利用激光進行室內(nèi)照明D.利用激光加工堅硬材料第II卷（非選擇題共60分）答題要求：請根據(jù)題目要求，在答題區(qū)域內(nèi)作答，解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。9.（12分）在雙縫干涉實驗中，已知雙縫間的距離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間的距離Δx；（2）若將整個裝置放入折射率n=1.5的水中，光屏上相鄰兩條亮條紋間的距離Δx'。10.（12分）在光的單縫衍射實驗中，縫寬d=0.4mm，透鏡焦距f=0.5m，用波長λ=400nm的單色光垂直照射單縫。求：（1）中央明條紋兩側的兩條第1級暗條紋中心之間的距離；（2）若將此裝置放入水中（水的折射率n=1.33），中央明條紋兩側的兩條第1級暗條紋中心之間的距離又為多少？11.（12分）如圖所示，一束自然光入射到偏振片P上，經(jīng)P后的光再入射到偏振片Q上，已知P、Q的透振方向夾角為60°。求：（1）光經(jīng)過P后光強變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？?）光經(jīng)過Q后光強變?yōu)榻?jīng)過P后光強的多少？12.（12分）閱讀以下材料，回答問題。材料：激光具有高亮度、高方向性、高單色性等特點。在醫(yī)學上，激光可用于治療多種疾病，如利用激光的高能量可以切除腫瘤等病變組織。在通信領域，激光通信具有容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點。在工業(yè)上，激光可用于切割、焊接等加工工藝，能夠加工各種堅硬材料。問題：請結合材料，簡述激光的特點以及在不同領域的應用，并說明激光的這些應用分別利用了激光的哪些特性。13.（12分）閱讀以下材料，回答問題。材料：在光學實驗中，我們經(jīng)常會遇到各種現(xiàn)象。比如在雙縫干涉實驗中，光屏上會出現(xiàn)明暗相間的條紋；在單縫衍射實驗中，也會出現(xiàn)中央亮條紋較寬且亮度較大，兩側條紋寬度逐漸變窄且亮度逐漸減弱的現(xiàn)象。問題：請解釋雙縫干涉實驗中明暗相間條紋形成的原因，以及單縫衍射實驗中條紋分布特點的原因。答案：1.ABCD2.A3.AD4.A5.ABC6.B7.AC8.C9.（1）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式\(\Deltax=\frac{L\lambda}qsw60wu\)，代入數(shù)據(jù)可得\(\Deltax=2.5mm\)。（2）在水中光的波長\(\lambda'=\frac{\lambda}{n}\)，則\(\Deltax'=\frac{L\lambda'}qe6iimy=\frac{L\lambda}{nd}\)，代入數(shù)據(jù)可得\(\Deltax'=1.67mm\)。10.（1）單縫衍射暗條紋位置\(x=k\frac{f\lambda}g6socyk\)，\(k=1\)時為第1級暗條紋，兩側第1級暗條紋中心之間距離\(\Deltax=2\frac{f\lambda}a666c6a\)，代入數(shù)據(jù)得\(\Deltax=1mm\)。（2）在水中\(zhòng)(\lambda'=\frac{\lambda}{n}\)，則\(\Deltax'=2\frac{f\lambda'}kgg6g6g=2\frac{f\lambda}{nd}\)，代入數(shù)據(jù)得\(\Deltax'=0.75mm\)。11.（1）自然光經(jīng)過偏振片P后，光強變?yōu)樵瓉淼囊话搿＃?）設經(jīng)過P后光強為\(I_1\)，則經(jīng)過Q后光強\(I_2=I_1\cos^260°=\frac{1}{2}I_1\times(\frac{1}{2})^2=\frac{1}{8}I_1\)，即光經(jīng)過Q后光強變?yōu)榻?jīng)過P后光強的\(\frac{1}{4}\)。12.激光特點：高亮度、高方向性、高單色性。應用：醫(yī)學上切除腫瘤利用高能量；通信領域用于激光通信利用容量大、抗干擾強；工業(yè)上切割、焊接利用高能量。13.