2025年大學(xué)光電信息科學(xué)與工程（光電信息技術(shù)）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：本卷共6小題，每小題5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.關(guān)于光電效應(yīng)，以下說(shuō)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.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)2.一束單色光從空氣射入水中，以下說(shuō)法正確的是（）A.光的頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng)B.光的頻率不變，波長(zhǎng)變短C.光的頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)D.光的頻率變大，波長(zhǎng)變短3.以下哪種光學(xué)元件可以用來(lái)改變光的傳播方向（）A.平面鏡B.凸透鏡C.凹透鏡D.以上都可以4.光的干涉現(xiàn)象是由于（）A.光的粒子性B.光的波動(dòng)性C.光的反射D.光的折射5.對(duì)于光纖通信，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.光纖通信利用了光的全反射原理B.光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率C.光纖通信具有容量大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)D.光纖通信只能傳輸數(shù)字信號(hào)6.以下關(guān)于激光的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.激光具有高度的相干性B.激光的能量可以集中在很小的范圍內(nèi)C.激光是由普通光源發(fā)出的D.激光在工業(yè)、醫(yī)療、通信等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每空2分。把答案填在題中的橫線上。1.光在真空中的傳播速度為_(kāi)_____m/s。2.當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做______。3.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩相鄰明條紋或暗條紋之間的距離與______、______和______有關(guān)。4.光導(dǎo)纖維的主要成分是______。（二）簡(jiǎn)答題（共15分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，要有必要的文字說(shuō)明。1.簡(jiǎn)述光的衍射現(xiàn)象，并舉例說(shuō)明生活中常見(jiàn)的光的衍射現(xiàn)象。（7分）2.說(shuō)明光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。（8分）（三）計(jì)算題（共15分）答題要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。1.已知某單色光在真空中的波長(zhǎng)為600nm，求該光在折射率為1.5的介質(zhì)中的波長(zhǎng)。（7分）2.用波長(zhǎng)為500nm的單色光垂直照射到雙縫上，如果雙縫間距為0.2mm，縫到光屏的距離為1m，求光屏上相鄰明條紋之間的距離。（8分）（四）材料分析題（共15分）材料：隨著科技的發(fā)展，光電信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。例如，在通信領(lǐng)域，光纖通信已經(jīng)成為現(xiàn)代通信的主要方式之一；在醫(yī)療領(lǐng)域，激光手術(shù)、激光診斷等技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。然而，光電信息技術(shù)的發(fā)展也帶來(lái)了一些問(wèn)題，如光污染等。答題要求：閱讀材料后，回答以下問(wèn)題。1.根據(jù)材料，簡(jiǎn)述光電信息技術(shù)在通信和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。（5分）2.光污染會(huì)對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康產(chǎn)生哪些影響？（5分）3.針對(duì)光污染問(wèn)題，你認(rèn)為可以采取哪些措施來(lái)減少光污染？（5分）（五）論述題（共15分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，論述光電信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要意義。1.答案：D2.答案：B3.答案：D4.答案：B5.答案：D6.答案：C填空題答案1.3×10^82.光的折射3.光的波長(zhǎng)、雙縫間距、縫到光屏的距離4.SiO?簡(jiǎn)答題答案1.光的衍射現(xiàn)象是指光在傳播過(guò)程中，遇到障礙物或小孔時(shí)，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。生活中常見(jiàn)的光的衍射現(xiàn)象有：泊松亮斑，通過(guò)一個(gè)小圓盤(pán)可以在屏上看到中央亮斑及周?chē)拿靼迪嚅g的圓環(huán)；單縫衍射，通過(guò)一條狹縫可以在屏上看到明暗相間的條紋。2.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如下：（1）存在飽和電流，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多，則飽和電流越大。（2）存在遏止電壓和截止頻率，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(wú)關(guān)，當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，無(wú)論光的強(qiáng)度多大，都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。（3）光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10^-9s。計(jì)算題答案1.根據(jù)公式n=λ?/λ，其中n為介質(zhì)的折射率，λ?為光在真空中的波長(zhǎng)，λ為光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)。已知λ?=600nm，n=1.5，則λ=λ?/n=600/1.5=400nm。2.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=Lλ/d，其中L為縫到光屏的距離，λ為光的波長(zhǎng)，d為雙縫間距。已知L=1m，λ=500nm=5×10^-7m，d=0.2mm=2×10^-4m，則Δx=Lλ/d=1×5×10^-7/(2×10^-4)=2.5×10^-3m=2.5mm。材料分析題答案1.在通信領(lǐng)域，光纖通信利用光的全反射原理，通過(guò)光纖傳輸信息，具有容量大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代通信的主要方式之一。在醫(yī)療領(lǐng)域，激光手術(shù)利用激光的高能量對(duì)病變組織進(jìn)行切割、燒灼等治療；激光診斷利用激光與人體組織相互作用產(chǎn)生的各種信號(hào)來(lái)診斷疾病。2.光污染會(huì)對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康產(chǎn)生多方面的影響。對(duì)環(huán)境而言，可能會(huì)干擾天文觀測(cè)，影響動(dòng)植物的生物鐘和生態(tài)行為。對(duì)人類(lèi)健康來(lái)說(shuō)，可能會(huì)導(dǎo)致眼睛疲勞、視力下降，長(zhǎng)期暴露還可能引發(fā)頭痛、失眠等癥狀，甚至可能增加患癌癥等疾病的風(fēng)險(xiǎn)。3.減少光污染可以采取以下措施：合理規(guī)劃城市照明布局，避免過(guò)度照明；采用低光污染的燈具，如使用遮光性好的燈具；對(duì)建筑物的玻璃幕墻等進(jìn)行特殊處理，減少反射光；加強(qiáng)對(duì)光污染的監(jiān)測(cè)和管理，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。論述題答案光電信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展具有極其重要的意義。在通信方面，光纖通信以其大容量、高速率、抗干擾強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，極大地提升了信息傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量，使全球信息交流變得更加便捷，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。在能源領(lǐng)域，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)利用光電效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為