2025 年大学物理学（光学）试题及答案

2025年大学物理学（光学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.关于光的干涉，下列说法正确的是（）A.两列光波相遇时，只要频率相同就一定能产生干涉现象B.增透膜是利用了光的干涉原理来减少光的反射损失C.杨氏双缝干涉实验中，若减小双缝间距，条纹间距会变小D.薄膜干涉中，干涉条纹是等间距的平行条纹2.一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成45°角。已知穿过第一个偏振片后的光强为I₁，穿过第二个偏振片后的光强为I₂，则I₂与I₁的比值为（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/163.用劈尖干涉来检测工件表面的平整度，当观察到干涉条纹向劈尖棱边弯曲时，说明工件表面（）A.有凸起B.有凹陷C.平整D.无法判断4.光的衍射现象说明了（）A.光具有波动性B.光具有粒子性C.光的传播不需要介质D.光沿直线传播5.一平行光垂直照射在宽度为a的单缝上，在缝后放一焦距为f的凸透镜，在透镜焦平面上形成衍射条纹。若中央明纹的宽度为Δx，则入射光的波长λ为（）A.aΔx/fB.fΔx/aC.af/ΔxD.aΔx/(2f)6.对于光栅衍射，下列说法错误的是（）A.光栅衍射条纹是单缝衍射和多缝干涉的共同结果B.光栅常数越小，衍射条纹越稀疏C.当光栅常数一定时，波长越长，衍射条纹间距越大D.光栅衍射中，主极大的光强比单缝衍射主极大光强大得多7.一束光从某种介质射向空气表面，当入射角为45°时，折射角为60°，则这种介质的折射率为（）A.√2/2B.√3/3C.√6/2D.√6/38.关于全反射，下列说法正确的是（）A.光从光密介质射向光疏介质时一定能发生全反射B.全反射临界角的大小与介质的折射率有关C.发生全反射时，光的传播方向改变180°D.光纤通信就是利用了全反射原理来传输信息9.用迈克耳孙干涉仪测微小长度变化，当可动反射镜移动距离为0.032mm时，观察到干涉条纹移动了100条，则所用光波的波长为（）A.640nmB.589nmC.760nmD.800nm10.关于光的偏振，下列说法正确的是（）A.自然光通过偏振片后变成偏振光B.偏振光不能发生干涉现象C.偏振光的振动方向与传播方向垂直D.只有横波才能产生偏振现象二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.下列关于光的干涉和衍射的说法中，正确的是（）A.双缝干涉实验中，两缝间距越小，条纹间距越大B.单缝衍射实验中，缝越窄，衍射现象越明显C.光的干涉和衍射现象都说明光具有波动性D.光的干涉条纹是等间距的，衍射条纹是不等间距的E.光的干涉和衍射现象都可以用波动理论来解释2.关于光的偏振现象，下列说法正确且符合实际应用的是（）A.立体电影利用了光的偏振原理B.照相机镜头前加偏振片可以减少反射光，使成像更清晰C.液晶显示器利用了光的偏振特性D.自然光通过偏振片后，光强变为原来的一半E.偏振光可以通过偏振片，且光强不改变3.下列关于光的传播和光学器件的说法中，正确的是（）A.光在同种均匀介质中沿直线传播B.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用C.平面镜成像时，像与物关于镜面对称D.光从空气进入水中，传播速度变小E.光的色散现象说明不同颜色的光在同一介质中的折射程度不同4.关于薄膜干涉，下列说法正确的是（）A.肥皂泡表面的彩色条纹是薄膜干涉现象B.增透膜是利用薄膜干涉来增加光的透射强度C.薄膜干涉条纹的形状与薄膜的形状有关D.薄膜干涉条纹是等厚干涉条纹E.薄膜干涉中，两反射光之间的光程差与薄膜厚度有关5.下列关于光的折射现象的说法中，正确的是（）A.光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定改变B.光发生折射时，入射角增大，折射角也增大C.光在折射现象中，光路是可逆的D.光从空气进入水中，折射角小于入射角E.不同颜色的光在同一介质中的折射角不同三、填空题（总共10题，每题2分，请将正确答案填在横线上）1.光的干涉现象中，两列相干光的光程差满足______时，干涉加强；满足______时，干涉减弱。2.杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距为d，缝到屏的距离为D，入射光波长为λ，则相邻明纹（或暗纹）之间的距离Δx=______。3.自然光通过一个偏振片后，光强变为原来的______。4.用劈尖干涉检测工件表面平整度时，若工件表面有一凹陷，干涉条纹将向______（填“劈尖棱边”或“远离劈尖棱边”）方向弯曲。5.单缝衍射实验中，中央明纹的宽度是其他明纹宽度的______倍。6.光栅衍射中，光栅常数d=______（用缝宽a和缝间距b表示）。7.光从某种介质射向空气时，临界角C满足sinC=______（用介质折射率n表示）。8.迈克耳孙干涉仪中，当可动反射镜移动距离为Δd时，干涉条纹移动的条数N与波长λ的关系为______。9.光的偏振现象说明光是______波。10.光纤通信中，光信号在光纤中传播是利用了光的______原理。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产生条件及干涉条纹的特点。2.说明光的衍射现象与光沿直线传播的关系，并举例说明光的衍射现象在生活中的应用。3.解释什么是光的偏振，并说明偏振光在实际生活中的一些应用。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程和答案）1.如图所示，在双缝干涉实验中，已知双缝间距d=0.2mm，缝到屏的距离D=1m，用波长λ=500nm的单色光垂直照射双缝。求：（1）相邻明纹之间的距离；（2）若将整个装置放入折射率n=1.5的水中，相邻明纹之间的距离又为多少？2.一平面透射光栅，每厘米有5000条刻痕，用波长λ=600nm的单色光垂直照射光栅，求：（1）光栅常数d；（2）最多能看到第几级明纹？（3）若光线以入射角i=30°斜射在光栅上，最多能看到第几级明纹？答案1.选择题-1.B-2.A-3.B-4.A-5.D-6.B-7.D-8.BD-9.A-10.ACD2.多项选择题-1.ABCDE-2.ABC-3.ABCDE-4.ABCDE-5.BCDE3.填空题-1.δ=kλ（k=0,1,2,...）；δ=(2k+1)λ/2（k=0,1,2,...）-2.Dλ/d-3.1/2-4.远离劈尖棱边-5.2-6.a+b-7.1/n-8.N=2Δd/λ-9.横-10.全反射4.简答题-1.产生条件：两列光频率相同、相位差恒定、振动方向相同。干涉条纹特点：等间距、明暗相间的条纹，中央条纹为明纹。-2.光沿直线传播是在光的波长相对障碍物尺寸很小时近似成立。衍射现象是光绕过障碍物偏离直线传播。生活应用如单缝衍射测细丝直径、圆孔衍射测微小物体尺寸等。-3.光的偏振是指光矢量的振动方向相对传