考研理学2025年光学专项训练试卷（含答案）

考研理学2025年光学专项训练试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题3分，共15分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项的字母填写在答题纸上。）1.一物体位于透镜前，沿主光轴移动。当物体从透镜远处移向透镜时，其倒立实像的运动情况是（）。A.始终远离透镜，始终变大B.先靠近透镜，再远离透镜，先变小，再变大C.始终靠近透镜，始终变小D.先远离透镜，再靠近透镜，先变大，再变小2.在杨氏双缝干涉实验中，下列哪个说法是正确的？（）A.用白光入射时，中央明纹是白色的，两侧是彩色的B.增大双缝之间的距离，干涉条纹间距变大C.用波长较长的光入射，干涉条纹间距变小D.用透明薄膜放在其中一个缝前，若薄膜厚度增加，中央明纹不变移3.单缝夫琅禾费衍射实验中，若将单缝宽度a变小，其他条件不变，则中央明纹的宽度将（）。A.变小B.变大C.不变D.先变大后变小4.自然光以某入射角入射到两种介质的分界面，若反射光是完全偏振光，则此时的入射角称为（）。A.布儒斯特角B.全反射角C.色散角D.折射角5.一束光通过偏振片A后变成线偏振光，该线偏振光的振动方向与偏振片A的偏振化方向（）。A.相同B.垂直C.可以相同也可以垂直D.无法确定二、填空题（每小题4分，共20分。请将答案填写在答题纸上。）6.一薄透镜的焦距为f，物距为u，像距为v，根据薄透镜成像公式，其关系为________。7.光的干涉现象的产生条件是________和________。8.在单缝夫琅禾费衍射中，当衍射角θ满足dsinθ=±λ时，对应的是________。9.一束光垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，为了使反射光加强，薄膜的最小厚度为λ/4，此时薄膜对光的反射率较高，这种现象是________。10.光的偏振现象说明光是________振动。三、计算题（每小题10分，共30分。请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）11.一物体放在焦距为10cm的薄凸透镜前20cm处，求该透镜成像的位置、倒立程度、虚实以及放大率。12.在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，缝到屏的距离D=1m，使用波长λ=550nm的光照明，求屏上相邻两条明纹之间的距离。13.一束波长为589nm的平行光垂直入射到每毫米有500条刻线的光栅上，求衍射角为30°时，屏上出现明纹的级数。四、简答题（每小题5分，共10分。请将答案填写在答题纸上。）14.简述什么是光的衍射现象。15.解释为什么从水面看向天空的筷子会显得向上弯折。试卷答案一、选择题1.B2.A3.B4.A5.A二、填空题6.1/u+1/v=1/f7.相干光源、光程差恒定8.第m级暗纹（或最小暗纹）9.薄膜干涉10.横三、计算题11.解：已知f=10cm,u=20cm。根据薄透镜成像公式1/f=1/u+1/v，代入数据：1/10=1/20+1/v1/v=1/10-1/20=2/20-1/20=1/20v=20cm成像位置在透镜后20cm处。由于v>0且为实像，根据成像规律，像为倒立实像。计算放大率m=-v/u=-20/20=-1。结果：成像位置在透镜后20cm处，倒立、实像，放大率为1。12.解：已知d=0.5mm=0.5×10⁻³m,D=1m,λ=550nm=550×10⁻⁹m。相邻两条明纹间距Δx可由公式Δx=Dλ/d计算得出：Δx=(1m)×(550×10⁻⁹m)/(0.5×10⁻³m)Δx=550×10⁻⁹/0.5×10⁻³Δx=(550/0.5)×10⁻⁶mΔx=1100×10⁻⁶m=1.1×10⁻³m=1.1mm结果：相邻两条明纹之间的距离为1.1mm。13.解：已知λ=589nm=589×10⁻⁹m,a=1mm/500=2×10⁻⁶m,θ=30°。光栅衍射主极大的条件为dsinθ=kλ。求k：kλ=(2×10⁻⁶m)×sin(30°)kλ=(2×10⁻⁶m)×(1/2)kλ=1×10⁻⁶mk=(1×10⁻⁶m)/(589×10⁻⁹m)k≈1.695因为k只能取整数，所以屏上出现的明纹的级数为k=1和k=-1。四、简答题14.光的衍射现象是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，能够绕过障碍物边缘或小孔边缘，偏离直线传播路径而进入几何阴影区的现象。15.从水