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2025年大学光电信息科学与工程（光电技术应用）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10题，每题3分)
w1. 以下哪种光电器件是基于内光电效应工作的？（ ）
A. 发光二极管 B. 光电倍增管 C. 光敏电阻 D. 半导体激光器
w2. 光在真空中的传播速度为c，在某种介质中的传播速度为v，则该介质的折射率n为（ ）
A. c/v B. v/c C. c+v D. c-v
w3. 下列关于光的干涉现象的描述，正确的是（ ）
A. 只有频率相同的两束光才能产生干涉 B. 干涉条纹是等间距的 C. 光程差为波长整数倍时出现亮条纹 D. 以上都正确
w4. 半导体激光器产生激光的必要条件不包括（ ）
A. 粒子数反转分布 B. 光学谐振腔 C. 合适的工作物质 D. 高强度的外界光照
w5. 光纤通信中，常用的光纤类型是（ ）
A. 单模光纤 B. 多模光纤 C. 塑料光纤 D. 以上都不对
w6. 光的衍射现象是指（ ）
A. 光在均匀介质中沿直线传播 B. 光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象 C. 光的偏振现象 D. 光的干涉现象
w7. 以下哪种材料常用于制作光电探测器的窗口材料？（ ）
A. 硅 B. 锗 C. 石英 D. 铜
w8. 光电子技术主要研究的是（ ）
A. 光与物质中的电子相互作用及其能量转换 B. 光的传播特性 C. 物质的光学性质 D. 光的干涉和衍射
w9. 下列关于光电效应的说法，错误的是（ ）
A. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B. 存在截止频率 C. 光电流的大小与入射光的强度有关 D. 光电效应具有瞬时性
w10. 光学显微镜的分辨率主要受限于（ ）
A. 物镜的放大倍数 B. 目镜的放大倍数 C. 光的波长 D. 样品的厚度

第II卷（非选择题 共70分）
w11. （10分）简述光的反射定律和折射定律，并说明它们在光电技术中的应用。
w12. （15分）解释什么是半导体的光电效应，并说明常见的半导体光电效应有哪些？
w13. （15分）分析光纤通信系统的组成及其各部分的作用。
w14. 材料：某光电传感器在工作时，其输出信号与光照强度之间存在如下关系：当光照强度在0 - 100 lux范围内时，输出信号为线性变化，其斜率为k1；当光照强度大于100 lux时，输出信号保持不变。已知在光照强度为50 lux时，输出信号为V1，在光照强度为150 lux时，输出信号为V2。
问题：（15分）求k1的值以及V2的值。
w15. 材料：在某光学实验中，使用了一个焦距为f的凸透镜，将一个物体放置在距离凸透镜2f处。
问题：（15分）请描述此时所成的像的性质，并说明成像原理。

答案：
w答案：1. C 2. A 3. D 答案：4. D 5. A 6. B 7. C 8. A 9. A 10. C
w11答案：光的反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内；反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内；折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即n1sinθ1 = n2sinθ2。在光电技术中，反射定律用于设计反射镜等光学元件，折射定律用于设计透镜等元件，在光通信、光传感器等领域都有广泛应用。
w12答案：半导体的光电效应是指半导体材料在光的照射下，吸收光子能量后产生电子和空穴，从而导致材料电学性质发生变化的现象。常见的半导体光电效应有外光电效应（如光电管、光电倍增管）、内光电效应（如光敏电阻、光电二极管、光电三极管）。
w13答案：光纤通信系统主要由发送端、光纤、中继器和接收端组成。发送端将电信号转换为光信号并耦合进光纤；光纤作为传输介质，实现光信号的远距离传输；中继器用于放大和整形光信号，补偿光信号在传输过程中的衰减；接收端将光信号转换回电信号并进行处理。
w14答案：当光照强度在0 - 100 lux范围内时，输出信号线性变化，斜率k1 = (V2 - V1)/(150 - 50)。当光照强度大于100 lux时，输出信号不变，所以V2等于光照强度为100 lux时对应的输出信号，即V2 = V1 + k1×(100 - 50)。
w15答案：此时成倒立、等大的实像。成像原理：根据凸透镜成像规律，当物体位于凸透镜二倍焦距处时，物距u = 2f，像距v = 2f，由成像公式1/u + 1/v = 1/f可得，此时像与物体大小相等，且由于物距大于焦距成实像，像与物体在凸透镜两侧，所以成倒立等大的实像。