2025 年大学光电信息科学与工程（光电信息工程）试题及答案

2025年大学光电信息科学与工程（光电信息工程）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将正确答案填在括号内）1.以下关于光的干涉现象，说法正确的是（）A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉B.光的干涉现象说明光具有波动性，与光的粒子性相矛盾C.双缝干涉实验中，光屏上出现的亮条纹是两列光的波峰与波峰叠加的结果D.薄膜干涉中，肥皂泡表面的彩色条纹是光的干涉形成的，条纹间距均匀2.对于光电效应，下列说法正确的是（）A.只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比C.用频率一定的光照射某金属时，能发生光电效应，若增加入射光的强度，光电子的最大初动能不变D.光电效应现象揭示了光具有波动性3.关于光的衍射，下列说法错误的是（）A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B.泊松亮斑是光的衍射现象C.单缝衍射中，缝越窄，衍射现象越明显D.光的衍射现象说明光沿直线传播只是一种近似规律4.一束光从某种介质射向空气，入射角为45°时，折射角为60°，则这种介质的折射率为（）A.$\frac{\sqrt{2}}{2}$B.$\sqrt{2}$C.$\frac{\sqrt{3}}{3}$D.$\sqrt{3}$5.以下关于激光的特点，不正确的是（）A.激光具有高度的相干性B.激光的能量可以在空间和时间上高度集中C.激光的频率单一D.激光是由普通光源发出的光经过特殊处理后得到的6.关于光的偏振现象，下列说法正确的是（）A.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光B.光的偏振现象说明光是纵波C.偏振光不能发生干涉现象D.立体电影利用了光的偏振原理7.下列关于光纤通信的说法，错误的是（）A.光纤通信中信息是通过光在光纤中全反射来传递的B.光纤的主要成分是二氧化硅C.光纤通信具有传输损耗小、抗干扰能力强等优点D.光纤通信中光信号的频率比微波通信中微波信号的频率低8.关于光电探测器，下列说法正确的是（）A.光电探测器能将光信号转换为电信号B.光电倍增管是一种常用的光电探测器，它的放大倍数与入射光强度无关C.半导体光电探测器利用了半导体的光电效应D.光电探测器的响应时间越长，对快速变化光信号的探测能力越强9.光的颜色由（）决定。A.光的频率B.光的波长C.光的强度D.光的传播速度10.以下关于光的干涉和衍射的应用，说法错误的是（）A.利用光的干涉可以检查平面的平整度B.光的衍射可以用于测量微小物体的尺寸C.双缝干涉实验可以用来测定光的波长D.光的干涉和衍射现象在日常生活中没有实际应用二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，请将正确答案填在括号内，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分）1.下列现象中，属于光的干涉现象的有（）A.雨后天空中出现的彩虹B.肥皂泡表面的彩色条纹C.阳光下水面上的油膜呈现彩色D.白光通过三棱镜后分解成各种颜色的光2.关于光电效应方程$E_{k}=h\nu-W_0$，下列说法正确的是（）A.$E_{k}$表示光电子的最大初动能B.$h\nu$表示入射光的能量C.$W_0$表示金属的逸出功D.该方程表明光电子的最大初动能与入射光的频率成正比3.下列关于光的波粒二象性的说法，正确的是（）A.光既具有波动性，又具有粒子性B.光的波动性是大量光子表现出来的现象C.光的粒子性是个别光子表现出来的现象D.光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一4.关于光的折射，下列说法正确的是（）A.光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定会发生改变B.光在两种介质的界面处发生折射时，同时也会发生反射C.折射角与入射角的关系满足折射定律D.光在折射现象中，光路是可逆的5.下列关于光通信的相关器件，说法正确的是（）A.光发射机的作用是将电信号转换为光信号B.光接收机的作用是将光信号转换为电信号C.光放大器可以增强光信号的强度D.光耦合器用于将多个光信号合并或分离三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.光的干涉条纹间距与光的波长无关。（）2.光电效应中，光电子的发射是瞬时的，与光的强度无关。（）3.光的衍射现象只有在障碍物尺寸足够小时才会明显。（）4.同一介质对不同频率的光折射率相同。（）5.激光是自然界中自发产生的一种特殊光。（）6.光的偏振现象说明光是横波。（）7.光纤通信中，光信号在光纤中传播不会发生能量损耗。（）8.光电探测器的响应度越高，对光信号的探测能力越强。（）9.光的颜色由光的传播速度决定。（）10.光的干涉和衍射现象都可以用波动理论来解释。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述光的干涉现象的原理，并说明其在实际生活中的应用。2.解释光电效应的实验规律，并说明爱因斯坦光电效应方程的意义。3.说明光的衍射现象的特点以及产生明显衍射现象的条件，并举例说明光的衍射在实际中的应用。五、综合分析题（总共2题，每题15分，请结合所学知识，分析并回答下列问题）1.在双缝干涉实验中，已知双缝间距为$d$，双缝到光屏的距离为$L$，入射光波长为$\lambda$。求：（1）相邻两条亮条纹之间的间距$\Deltax$；（2）若将双缝中的一条缝遮住，光屏上会出现什么现象？并解释原因。2.一束光从某种介质射向空气，入射角为$i$，折射角为$r$。已知介质的折射率为$n$，光在真空中的光速为$c$。求：（1）光在该介质中的传播速度$v$；（2）若增大入射角$i$，折射角$r$将如何变化？介质的折射率$n$是否会改变？并说明理由。答案1.A2.C3.B4.B5.D6.A7.D8.C9.A10.D1.BC2.ABC3.ABC4.BCD5.ABCD1.×2.√3.√4.×5.×6.√7.×8.√9.×10.√四、简答题答案1.光的干涉现象是由于两列频率相同、相位差恒定的光波相遇时，在叠加区域形成稳定的强弱分布的现象。原理是波的叠加原理。在实际生活中，如用干涉法检查平面平整度、增透膜和增反膜的应用等。2.光电效应实验规律：存在饱和电流；存在遏止电压；光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光强无关；光电效应具有瞬时性。爱因斯坦光电效应方程$E_{k}=h\nu-W_0$表明光电子的最大初动能由入射光频率和金属逸出功决定，揭示了光与电子相互作用的本质。3.光的衍射现象特点：光绕过障碍物偏离直线传播；衍射条纹中间宽两边窄；波长越长、障碍物越小，衍射越明显。产生明显衍射现象条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。应用如单缝衍射测波长、圆孔衍射用于分析光学元件性能等。五、综合分析题答案1.（1）根据双缝干涉条纹间距公式$\Deltax=\frac{L\lambda}{d}$。（2）若遮住一条缝，光屏上会出现单缝衍射