2025 年大学光学（光学应用）模拟试卷

2025年大学光学（光学应用）模拟试卷

（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4分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.关于光的干涉现象，下列说法正确的是（）A.只有频率相同的两列光波才能产生干涉B.频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定C.两列光波产生干涉现象时，振动加强区域的质点振动始终加强，振动减弱区域的质点振动始终减弱D.两列光波产生干涉现象时，振动加强区域的质点位移始终最大2.用白光光源进行双缝干涉实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则（）A.干涉条纹的宽度将发生改变B.产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹C.干涉条纹的亮度将发生改变D.不产生干涉条纹3.在杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距增大，则（）A.干涉条纹间距增大B.干涉条纹间距减小C.干涉条纹间距不变D.干涉条纹亮度增强4.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}$5.一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是（）A.B.C.D.6.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是（）A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射7.用三棱镜可使太阳光发生色散，形成光谱，如图所示为太阳光通过三棱镜后的光谱示意图。则（）A.a为红光，b为紫光B.a为紫光，b为红光C.a光光子能量小于b光光子能量D.在三棱镜中a光传播速度大于b光传播速度8.如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则（）A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中，a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失9.如图所示，a、b两束不同频率的光以相同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中，出射光线都相对于入射光线向底边偏折，则（）A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中，a光的波长大于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的干涉条纹间距小于b光形成的干涉条纹间距10.如图所示，一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。下列光路图中可能正确的是（）A.B.C.D.二、多项选择题（总共5题，每题6分，每题有多个正确答案，请将正确答案填入括号内，少选得3分，多选、错选不得分）1.关于光的衍射现象，下列说法正确的是（）A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B.衍射条纹是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论2.下列关于光的偏振现象的说法正确的是（）A.自然光通过偏振片后，就得到了偏振光B.立体电影利用了光的偏振现象C.拍摄水下景物时，在照相机镜头前装一片偏振滤光片，可以减弱水面反射光的影响D.一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光3.关于激光的应用，下列说法正确的是（）A.利用激光进行通信B.利用激光进行远距离精确测量C.利用激光加工坚硬材料D.利用激光进行室内照明4.如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则（）A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中，a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失5.关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是（）A.光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理B.光的干涉条纹是等间距的，衍射条纹是不等间距的C.光的干涉现象说明光具有波动性，衍射现象不能说明光具有波动性D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果三、填空题（总共5题，每题4分，请将答案填在横线上）1.在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝$S_1$、$S_2$的路程差为7.5×10⁻⁷m，如果用频率为6.0×10¹⁴Hz的单色光照射双缝，则P点出现______条纹（填“亮”或“暗”）。2.光导纤维的原理是利用了光的______现象。3.一束光从某种介质射向空气，入射角为45°，折射角为60°，则这种介质的折射率为______。4.用三棱镜可使太阳光发生色散，形成光谱，如图所示为太阳光通过三棱镜后的光谱示意图。则a为______光，b为______光。5.如图所示，一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。则在玻璃中，a光的传播速度______b光的传播速度（填“大于”“小于”或“等于”）。四、简答题（总共2题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述光的干涉现象在实际生活中的应用，并举例说明。2.解释光的衍射现象产生的原因，并说明衍射条纹的特点。五、计算题（总共1题，每题20分，请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM=30°，求：（1）玻璃的折射率。（2）球心O到BN的距离。答案：一、选择题1.A2.D3.B4.B5.A6.A7.B8.A9.C10.B二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABC4.ABD5.BD三、填空题1.暗2.全反射3.$\sqrt{2}$4.红；紫5.大于四、简答题1.光的干涉现象在实际生活中有很多应用。例如，在光学仪器中，利用干涉原理可以提高仪器的精度和分辨率。如干涉仪可用于测量微小长度、厚度等。在薄膜干涉中，增透膜和增反膜被广泛应用于光学镜头，通过控制薄膜厚度使反射光相互干涉减弱或增强，从而提高镜头的透光率或反射率。2.光的衍射现象产生的原因是光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，光会偏离直线传播路径而绕到障碍物后面传播。衍射条纹的特点：中央条纹最亮最宽，两侧条纹逐渐变暗变窄；条纹间距不等，中央条纹间距最大，越向两侧条纹间距越小；对于单缝衍射，波长越长，衍射现象越明显，条纹越宽。五、计算题解：（1）设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r。由几何关系可知i=30°因为出射光线平行于AB，所以r=60°根据折射定律$n=\frac{\sinr}{\sini}$可得$n=\fr