2025年大学物理（光学原理）试题及答案

2025年大学物理（光学原理）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）1.光在真空中的传播速度为c，在折射率为n的介质中传播速度为v，则v与c的关系为（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.v=ncB.v=c/nC.v=n²cD.v=c/n²2.一束单色光从空气射向折射率为n的介质，入射角为i，折射角为r，则以下关系正确的是（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.sini/sinr=nB.sinr/sini=nC.cosi/cosr=nD.cosr/cosi=n3.杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距增大，其他条件不变，则干涉条纹间距（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小4.光的偏振现象表明（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.光是纵波B.光是横波C.光具有粒子性D.光具有波动性5.一平行光垂直照射到一单缝上，若在屏上形成的衍射条纹中央明纹宽度为1cm，当缝宽增大一倍时，中央明纹宽度变为（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.2cmB.0.5cmC.1cmD.4cm6.用波长为λ的单色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖角为θ，相邻两明条纹的间距为（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.λ/(2θ)B.λ/θC.λθ/(2)D.2λ/θ7.当光从光密介质射向光疏介质时，全反射临界角C满足（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.sinC=nB.cosC=nC.sinC=1/nD.cosC=1/n8.一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化方向夹角为60°，则透过两偏振片后的光强与入射光强之比为（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.1/8B.1/4C.1/2D.3/49.一光学系统对某波长的光焦距为f，若该波长光的频率增大一倍，则焦距变为（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.f/2B.fC.2fD.4f10.用迈克耳孙干涉仪测微小长度变化，当动镜移动距离为0.05mm时，干涉条纹移动了200条，则所用波长为（）（本题3分，答题要求：从选项中选择正确答案）A.250nmB.500nmC.750nmD.1000nm第II卷（非选择题，共70分）11.简答题：简述惠更斯-菲涅耳原理的主要内容。（本题10分，答题要求：简要阐述原理要点）12.简答题：简述光的干涉和衍射的区别与联系。（本题10分，答题要求：分别说明区别和联系）13.计算题：在双缝干涉实验中，两缝间距为0.3mm，用波长为600nm的单色光垂直照射双缝，在离缝50cm处的光屏上观察干涉条纹。求：（1）相邻两明条纹的间距；（2）若将一厚度为0.01mm、折射率为1.5的透明薄膜覆盖在其中一条缝上，此时光屏上的中央明条纹将向哪条缝移动？移动多少距离？（本题20分，答题要求：写出详细计算过程和答案）14.材料分析题：材料：在研究光的偏振现象时，发现一束自然光通过偏振片后，光强变为原来的一半。当再通过另一块偏振片时，若两偏振片的偏振化方向夹角为α，光强满足马吕斯定律I=I₀cos²α。现有一束自然光，光强为I₀，依次通过两块偏振片P₁、P₂，P₁与P₂的偏振化方向夹角为30°。求：（1）通过P₁后的光强；（2）通过P₂后的光强。（本题15分，答题要求：根据材料进行计算并给出答案）15.材料分析题：材料：在研究光的衍射时，用波长为λ的单色光垂直照射宽度为a的单缝，在光屏上形成衍射条纹。中央明纹的半角宽度为θ₀=λ/a（一级近似）。现有一单缝，宽度a=0.2mm，用波长λ=500nm的单色光垂直照射。求：（1）中央明纹的半角宽度；（2）若在单缝后放置一焦距为f=5cm的凸透镜，光屏上中央明纹的宽度是多少？（本题15分，答题要求：根据材料进行计算并给出答案）答案：1.B2.A3.B4.B5.B6.A7.C8.B9.B10.B11.惠更斯-菲涅耳原理：波前上各点都可看作是发射子波的波源，在其后任一时刻，这些子波的包迹就决定新的波前。12.区别：干涉是两列或多列相干光叠加，形成稳定的强弱分布；衍射是光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象。联系：都是光的叠加现象，都体现了光的波动性。13.（1）根据公式Δx=λD/d，可得相邻两明条纹间距Δx=1mm。（2）覆盖薄膜后，光程差改变，中央明条纹向覆盖薄膜的缝移动，移动距离为Δx'=(n-1)tD/d=2.5mm。14.（1）通过P₁后光强