2025年大学本科二年级（物理学）光学试题及答案

2025年大学本科二年级（物理学）光学试题及答案

（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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)1.光从一种介质进入另一种介质时，下列说法正确的是（）A.频率不变，波长不变B.频率改变，波长改变C.频率不变，波长改变D.频率改变，波长不变2.一束平行光垂直照射在光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是（）A.紫光B.绿光C.黄光D.红光3.用劈尖干涉法检测工件表面平整度时，当观察到干涉条纹向劈尖尖端弯曲时，说明工件表面（）A.有凸起B.有凹陷C.平整D.无法确定4.光的偏振现象说明光是（）A.横波B.纵波C.机械波D.电磁波5.当光从光密介质射向光疏介质时，若入射角增大到某一角度，使折射角达到90°，此时的入射角叫做（）A.临界角B.布儒斯特角C.折射角D.反射角6.迈克尔逊干涉仪主要用于测量（）A.光波的波长B.光源的强度C.介质的折射率D.光速第II卷（非选择题共70分）7.（10分）简述惠更斯原理，并说明它在解释光的传播现象中的应用。8.（15分）什么是光的干涉现象？产生干涉的条件是什么？举例说明光的干涉在实际中的应用。9.（15分）一束波长为λ的平行光垂直照射到一个宽度为a的单缝上，在单缝后面放置一个焦距为f的凸透镜，在凸透镜的焦平面上观察衍射条纹。试推导中央明纹的宽度公式。10.（15分）材料：在研究光的偏振现象时，让一束自然光通过一个偏振片P1，透射光的强度变为原来的一半。再让透射光通过另一个偏振片P2，当P2与P1的偏振化方向夹角为θ时，透射光的强度I满足马吕斯定律I=I0cos²θ，其中I0是通过P1后的光强。问题：若自然光的强度为I0，当P2与P1的偏振化方向夹角为30°时，求通过P2后的光强。11.（15分）材料：某光学仪器采用了双缝干涉原理来测量微小长度变化。已知双缝间距d=0.2mm，缝到光屏距离L=1m，用波长λ=500nm的单色光照射双缝。问题：当光屏上某点P到双缝的路程差为1.5×10⁻⁶m时，判断该点是亮纹还是暗纹，并说明理由。答案：1.C2.D3.B4.A5.A6.A7.惠更斯原理：介质中波动传播到的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就决定新的波前。应用：解释光的直线传播，如小孔成像；解释光的反射定律和折射定律等。8.光的干涉现象：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，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。产生干涉的条件：两列光频率相同、振动方向相同、相位差恒定。应用：如薄膜干涉可用于增透膜、高反射膜；双缝干涉可用于测量光波波长等。9.中央明纹宽度公式推导：根据单缝衍射暗纹条件asinθ=kλ，对于中央明纹，k=±1，sinθ≈tanθ=x/f，所以中央明纹宽度Δx=2fλ/a。10.已知I0为自然光通过P1后的光强，I0=I0/2，根据马吕斯定律I=I0cos²θ，当θ=30°时，I=I0/2×(cos30°)²=3I0/8。11.光程差δ=1.5×10⁻⁶