2025年大學(xué)物理學(xué)（光學(xué)基礎(chǔ)專題）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題，每題5分。每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題后的括號內(nèi)。1.光的干涉現(xiàn)象是波動獨有的特征，以下關(guān)于光的干涉說法正確的是（）A.兩束光頻率不同也能發(fā)生干涉B.干涉條紋是等間距分布的C.光程差為半波長奇數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋D.楊氏雙縫干涉實驗中，縫間距變大條紋間距也變大2.對于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.只有障礙物或孔的尺寸與波長差不多，甚至比波長還小時，才會發(fā)生衍射現(xiàn)象B.衍射現(xiàn)象是光特有的現(xiàn)象，其他物質(zhì)不會發(fā)生衍射C.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象D.光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播原理3.一束自然光通過偏振片后，光強變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.1/2B.1/3C.1/4D.不變4.光的偏振現(xiàn)象表明光是（）A.縱波B.橫波C.電磁波D.機械波5.當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，關(guān)于全反射說法錯誤的是（）A.入射角大于臨界角時會發(fā)生全反射B.全反射現(xiàn)象中沒有折射光線C.光纖通信利用了全反射原理D.臨界角與介質(zhì)的折射率無關(guān)6.以下關(guān)于光的干涉、衍射和偏振的應(yīng)用，錯誤的是（）A.利用干涉原理可以檢查平面的平整度B.衍射光柵可用于光譜分析C.偏振片可用于拍攝立體電影D.光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象在日常生活中沒有實際應(yīng)用第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每空3分。請將答案填在題中的橫線上。1.在雙縫干涉實驗中，若雙縫間距為d，雙縫到光屏的距離為L，波長為λ，則相鄰明條紋（或暗條紋）的間距Δx=____________。2.光的衍射中，單縫衍射中央明條紋的寬度與其他明條紋寬度相比__________（填“更寬”或“更窄”）。3.使自然光通過兩個偏振化方向夾角為60°的偏振片，透射光強為I1，若在這兩個偏振片之間再插入一個偏振片，它的偏振化方向與前兩個偏振片均成30°角，則透射光強為__________。（二）簡答題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。請簡要回答問題。簡述光的干涉和衍射的區(qū)別與聯(lián)系。（三）計算題（共20分）答題要求：本大題共1小題，20分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。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。在單縫衍射實驗中，縫寬a=0.5mm，透鏡焦距f=0.5m，用波長λ=500nm的單色光垂直照射單縫。求：（1）中央明條紋的寬度；（2）第一級暗條紋到中心的距離。（四）材料分析題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每題5分。閱讀材料，回答問題。材料：在光學(xué)領(lǐng)域，薄膜干涉有著廣泛的應(yīng)用。例如，在光學(xué)儀器的鏡頭表面常常鍍有一層薄膜，其作用是減少反射光，增加透射光。這是利用了薄膜干涉原理，當(dāng)光線照射到薄膜上時，在薄膜的上下表面分別反射，這兩束反射光會發(fā)生干涉。如果薄膜的厚度合適，兩束反射光的光程差恰好等于半波長的奇數(shù)倍，它們就會相互抵消，從而減少反射光的強度，增加透射光的強度。1.為什么薄膜厚度合適時兩束反射光會相互抵消？2.這種薄膜干涉應(yīng)用在光學(xué)儀器鏡頭上有什么好處？3.除了光學(xué)儀器鏡頭，你還能想到哪些地方可能應(yīng)用了薄膜干涉原理？（五）綜合應(yīng)用題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。結(jié)合所學(xué)知識，解決實際問題。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：（1）在玻璃中，哪束光的傳播速度大？（2）分別作出兩束光在玻璃磚中的光路圖（大致形狀），并說明理由。（3）若逐漸增大光束的入射角θ，哪束光先消失？說明理由。答案：第I卷：1.B2.C3.A4.B5.D6.D第II卷：（一）1.Lλ/d2.更寬3.9I1/8（二）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)，都有明暗相間的條紋等現(xiàn)象。（三）（1）中央明條紋寬度Δx=2fλ/a=2×0.5×500×10^(-9)/(0.5×10^(-3))=1×10^(-3)m=1mm；（2）第一級暗條紋到中心距離x=fλ/a=0.5×500×10^(-9)/(0.5×10^(-3))=5×10^(-4)m=0.5mm。（四）1.當(dāng)薄膜厚度合適，兩束反射光光程差等于半波長奇數(shù)倍時，根據(jù)干涉相消條件，兩束光相互抵消。2.減少反射光強度，增加透射光強度，提高光學(xué)儀器的透光率等性能。3.