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2025年大学光电信息科学与工程（光电技术研发）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）
（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意）
1. 关于光的干涉现象，以下说法正确的是（ ）
A. 只有频率相同的两列光波才能产生干涉
B. 光的干涉现象说明光具有粒子性
C. 干涉条纹是等间距的平行线
D. 光的干涉现象是由光的衍射引起的
答案：A
2. 一束单色光从空气射入水中，以下说法正确的是（ ）
A. 光的频率不变，波长变长
B. 光的频率不变，波长变短
C. 光的频率变大，波长变短
D. 光的频率变小，波长变长
答案：B
3. 光导纤维利用了光的（ ）
A. 折射原理
B. 全反射原理
C. 干涉原理
D. 衍射原理
答案：B
4. 以下哪种光电器件是基于光电效应工作的（ ）
A. 发光二极管
B. 太阳能电池
C. 激光二极管
D. 光电倍增管
答案：B
5. 对于光的偏振现象，下列说法正确的是（ ）
A. 自然光通过偏振片后成为偏振光
B. 偏振光不能再通过偏振片
C. 光的偏振现象表明光是纵波
D. 只有自然光才能发生偏振现象
答案：A
6. 某单色光在真空中的波长为λ，在折射率为n的介质中传播时，其波长变为（ ）
A. λ/n
B. nλ
C. λ
D. λ/(n - 1)
答案：A
7. 关于激光，以下说法错误的是（ ）
A. 激光具有高度的方向性
B. 激光具有高亮度
C. 激光是由自发辐射产生的
D. 激光可用于精确测距
答案：C
8. 光电效应实验中，光电子的最大初动能与（ ）
A. 入射光的频率成正比
B. 入射光的强度成正比
C. 入射光的波长成正比
D. 金属的逸出功成正比
答案：A
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. 显微镜
C. 平面镜
D. 三棱镜
答案：C
10. 光的双缝干涉实验中，若双缝间距变小，则干涉条纹间距（ ）
A. 变小
B. 变大
C. 不变
D. 无法确定
答案：B

第II卷（非选择题 共70分）
（总共4题，第11题15分，第12题20分，第13题15分，第14题20分）
11. （15分）简述光的干涉和衍射的区别与联系。
12. （20分）某光电材料的逸出功为W0，当用波长为λ的光照射该材料时，能产生光电效应。求：
（1）光电子的最大初动能Ek；
（2）该光电材料的截止频率ν0。
13. （15分）在光纤通信中，为什么要采用光的全反射原理？请简要说明。
14. （20分）阅读材料：随着科技的发展，激光技术在各个领域得到了广泛应用。例如在激光切割中，高能量密度的激光束能够迅速熔化或汽化被加工材料，实现精确切割。在激光焊接方面，激光束可以使金属材料迅速熔化并冷却凝固，形成高质量的焊接接头。在激光医疗领域，激光可以用于治疗多种疾病，如眼科手术中利用激光矫正视力等。
问题：请结合材料，谈谈激光技术在现代科技中的重要性，并举例说明你了解的其他激光技术应用领域。

答案：
11. 光的干涉和衍射都是光的波动特性表现。区别在于，干涉是两列或多列光波在空间相遇时相互叠加，形成稳定的明暗相间条纹，条纹间距相等；衍射是光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象，条纹间距不等。联系是二者本质都是光的叠加，都依赖于光的波动性，都能体现光的传播特性。
12. （1）根据爱因斯坦光电效应方程Ek = hν - W0，又ν = c/λ，可得Ek = hc/λ - W0。（2）由W0 = hν0，可得ν0 = W0/h。
13. 在光纤通信中采用光的全反射原理，是因为光在光纤内不断发生全反射，从而可以沿着光纤长距离传播。光纤由折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成，光在纤芯中传播时，遇到纤芯与包层的界面就会发生全反射，减少了光的损失，保证了光信号能够高效、稳定地传输，实现了远距离、大容量的信息传输。
14. 激光技术在现代科技中具有极其重要的地位。它具有高能量密度、高方向性等特点，能实现精确加工和治疗等。如材料加工领域，激光切割和焊接能实现高精度操作；医疗领域，激光可用于眼科手术等。其他应用领域还有激光测距，能精确测量距离；激光武器，具有强大的杀伤力；激光光谱分析，可用于物质成分分析等。