2025年大学物理实验A（光学实验操作）试题及答案

2025年大学物理实验A（光学实验操作）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）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在光的干涉实验中，以下哪种情况会使干涉条纹间距变大？A.增大双缝间距B.减小光的波长C.增大光屏到双缝的距离D.减小光屏到双缝的距离2.用迈克尔逊干涉仪测量微小长度变化时，当移动可动反射镜，干涉条纹移动了N条，所用光源波长为λ，则可动反射镜移动的距离为：A.NλB.Nλ/2C.2NλD.Nλ/43.在单缝衍射实验中，若单缝宽度增大，衍射条纹将：A.变宽B.变窄C.不变D.消失4.以下哪种光学元件可以用来改变光的传播方向？A.平面镜B.凸透镜C.凹透镜D.以上都可以5.对于杨氏双缝干涉实验，以下说法正确的是：A.两缝间距越大，条纹越密集B.光的频率越高，条纹越密集C.光屏离双缝越远，条纹越稀疏D.以上都不对6.用分光计测量三棱镜顶角时，最小偏向角法的原理是基于：A.光的折射定律B.光的反射定律C.光的干涉原理D.光的衍射原理7.在测定玻璃折射率的实验中，以下哪种方法误差相对较小？A.插针法B.折射仪法C.分光计法D.双缝干涉法8.当光从一种介质进入另一种介质时，以下物理量不变的是：A.频率B.波长C.波速D.以上都变9.用牛顿环测量透镜曲率半径时，以下哪种情况会使测量结果偏大？A.测量的环数偏少B.测量的环数偏多C.中心暗斑看成亮斑D.以上都不会10.以下哪种光不属于可见光范围？A.红光B.紫光C.紫外线D.绿光第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共5小题，请将正确答案填写在题中横线上。每空2分。1.光的干涉现象是指两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域始终减弱，形成稳定的强弱分布的现象。产生干涉的条件是两列光波的频率______，振动方向______，且有恒定的相位差。2.迈克尔逊干涉仪主要由______、______、______和______等部分组成。3.单缝衍射中，中央明纹的宽度是其他明纹宽度的______倍。4.用分光计测量角度时，需要调节望远镜聚焦于______，调节平行光管发出______。5.牛顿环是由一个______和一个______之间的空气薄膜产生的干涉现象。三、简答题（共15分）答题要求：简要回答下列问题。1.简述光的干涉原理及其在实际中的应用（至少举两个例子）。（5分）2.说明用分光计测量三棱镜顶角的步骤。（5分）3.解释为什么在单缝衍射实验中，缝越窄，衍射现象越明显。（5分）四、实验设计题（共15分）材料：现有光源、单缝、双缝、光屏、凸透镜等光学元件。答题要求：请设计一个实验来测量光的波长，写出实验原理、实验步骤及需要测量的物理量。五、计算题（共20分）材料：在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距d=0.2mm，光屏到双缝的距离D=1m，用波长λ=500nm的单色光照射双缝。答题要求：求：（1）相邻两明纹的间距；（2）若在光屏上某点P距离中央明纹中心的距离为2.5mm，该点是明纹还是暗纹？答案：一、选择题1.C2.B3.B4.D5.B6.A7.C8.A9.C10.C二、填空题1.相同相同2.分光镜补偿板动镜定镜3.24.无穷远平行光5.平凸透镜平面玻璃三、简答题1.光的干涉原理是两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域始终减弱，形成稳定的强弱分布。应用：如干涉仪可用于精密测量长度、厚度等；薄膜干涉可用于增透膜、增反膜等。2.步骤：调节分光计使其达到测量状态；将三棱镜放在载物台上，调节三棱镜使平行光管的光反射后能进入望远镜；分别测量三棱镜两个光学面的反射光的角度；利用公式计算顶角。3.缝越窄，根据衍射公式可知，衍射角越大，衍射光线偏离直线传播的程度越大，所以衍射现象越明显。四、实验设计题实验原理：利用杨氏双缝干涉实验，通过测量双缝间距、光屏到双缝的距离以及相邻明纹间距，根据公式计算光的波长。实验步骤：将光源、单缝、双缝、光屏依次放置，调节各元件共轴；测量双缝间距d、光屏到双缝的距离D；观察干涉条纹，测量相邻明纹间距Δ