2025年大学本科一年级（光电信息科学与工程）光电技术应用测试题及答案

2025年大学本科一年级（光电信息科学与工程）光电技术应用测试题及答案

（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.下列关于光电效应的说法，正确的是（）A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.只要入射光的强度足够大，就一定能发生光电效应C.光电效应现象揭示了光具有波动性D.金属的逸出功与入射光的频率无关2.光在某种介质中的传播速度为\(v=\frac{c}{n}\)（\(c\)为真空中光速，\(n\)为介质折射率），当光从空气斜射入该介质时，入射角\(i\)与折射角\(r\)的关系为（）A.\(i>r\)，且\(\sini=n\sinr\)B.\(i<r\)，且\(\sini=n\sinr\)C.\(i>r\)，且\(\sinr=n\sini\)D.\(i<r\)，且\(\sinr=n\sini\)3.对于光的干涉现象，下列说法正确的是（）A.在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则条纹间距变宽B.光的干涉现象说明光具有粒子性C.能发生干涉的两束光一定是频率相同的光D.用白光做双缝干涉实验时，中央条纹是彩色的4.光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是（）A.光导纤维的主要成分是\(SiO_2\)B.光导纤维的主要成分是\(Si\)C.光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射D.光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射5.下列关于激光的说法，错误的是（）A.激光具有高度的相干性B.激光具有平行度好的特点C.激光的亮度高D.激光是由普通光源发出的6.当光照射到半导体材料时，会产生光电效应，从而改变半导体的电学性质。利用这一原理可以制成（）A.发光二极管B.光电倍增管C.光电池D.激光二极管7.光的偏振现象说明光是（）A.横波B.纵波C.电磁波D.机械波8.关于光的衍射现象，下列说法正确的是（）A.光的衍射现象是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B.只有当障碍物或孔的尺寸比光的波长小得多时，才会发生明显的衍射现象C.泊松亮斑是光的衍射现象的有力证据之一D.光的衍射现象说明光具有波动性9.下列光学仪器中，利用光的反射原理工作的是（）A.放大镜B.潜望镜C.显微镜D.望远镜10.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，每空2分。11.光在真空中的传播速度为\(c=3×10^8m/s\)，若光在某种介质中的传播速度为\(v=2×10^8m/s\)，则该介质的折射率\(n=\)______。12.在双缝干涉实验中，已知双缝间距\(d=0.2mm\)，双缝到光屏的距离\(L=1m\)，用波长\(\lambda=500nm\)的单色光照射双缝，则光屏上相邻两明条纹之间的距离\(\Deltax=\)______\(mm\)。13.光电池是利用______效应制成的，它可以将光能直接转化为______能。14.光的干涉和衍射现象都证明了光具有______性，光的偏振现象说明光是______波。15.光纤通信中，光信号在光纤中是通过______来传播的，为了减少信号的衰减，光纤应选用______（填“折射率大”或“折射率小”）的材料。三、简答题（共15分）答题要求：简要回答问题，语言简洁明了，逻辑清晰。16.简述光电效应的实验规律。（5分）17.说明光的干涉现象中条纹间距与哪些因素有关。（5分）18.解释光纤通信中光信号能够在光纤中远距离传播的原理。（5分）四、材料分析题（共15分）材料：在现代光学技术中，激光技术有着广泛的应用。例如，激光切割技术可以用于切割各种材料，激光焊接技术可以实现高精度的焊接。激光还可以用于医学领域，如激光治疗近视、激光手术等。此外，激光在光通信、光存储等方面也发挥着重要作用。答题要求：阅读材料，回答以下问题。每小题5分。19.请举例说明激光在工业领域的应用，并分析其原理。20.激光在医学领域的应用有哪些优势？21.结合材料，谈谈激光技术对现代科技发展的重要意义。五、综合应用题（共20分）材料：如图所示，一束光从空气射向折射率\(n=\sqrt{2}\)的某种玻璃的表面。\(i\)代表入射角，则：答题要求：根据材料和题目要求，解答以下问题。22.当入射角\(i=45°\)时，求折射角\(r\)。（10分）23.当入射角\(i\)增大时，折射角\(r\)如何变化？（5分）答案：1.D2.A3.ACD4.AD5.D6.C7.A8.ACD9.B10.C11.1.512.2.513.光电；电14.波动；横15.全反射；折射率大16.①每一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关；③当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比；④光电效应具有瞬时性，几乎是瞬时发生的。17.条纹间距\(\Deltax=\frac{L\lambda}{d}\)，与双缝到光屏的距离\(L\)成正比，与光的波长\(\lambda\)成正比，与双缝间距\(d\)成反比。18.光信号在光纤中通过全反射来传播。光纤由折射率高的纤芯和折射率低的包层组成，光在纤芯中传播时，不断地在纤芯与包层的界面发生全反射，从而沿着光纤传播，减少了信号的衰减。19.激光切割技术可用于切割各种材料，如金属、塑料等。原理是利用激光的高能量密度，使材料迅速熔化、汽化，从而实现切割。激光焊接技术可实现高精度焊接，原理是激光束聚焦在焊接部位，使材料迅速熔化并凝固，形成牢固的焊接接头。20.激光在医学领域的应用优势包括：精度高，能准确作用于病变部位；创伤小，对周围组织损伤小；恢复快，减少患者痛苦和恢复时间。如激光治疗近视可精确矫正视力，激光手术可用于治疗多种疾病，效果较好。21.激光技术对现代科技发展意义重大。在工业领域，提高了生产效率和加工精度；在医学领域，为疾病治疗提供了新手段；在光通信、光存储方面，推动了信息产业发展。它使科技在多个领域取得突破，促进了科技的进步和创新，提升了人们的生活质量和社会发展水平。22.根据折射定律\(n=\frac{\sini}{\sinr}\)，已知\(n=\sqrt{2}\)，\(i=45°\)，则\(\sqrt{2}=\frac{\sin45°}{\sinr}\)，\(\sinr=\frac{\sin45°}{\sqrt