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2025年大学光电信息科学与工程（光电信息技术）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40分）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分，共40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. 以下关于光电效应的说法，正确的是
A. 只要光照射时间足够长，任何金属都能发生光电效应
B. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C. 遏止电压与入射光的频率无关
D. 光电效应现象揭示了光具有粒子性

2. 光在某种介质中的传播速度为1.5×10^8m/s，则该介质的折射率为
A. 1
B. 1.5
C. 2
D. 3

3. 一束光从空气射向折射率为√3的某种介质，若入射角为45°，则折射角为
A. 30°
B. 45°
C. 60°
D. 90°

4. 下列光学元件中，对光线有会聚作用的是
A. 平面镜
B. 凹透镜
C. 凸透镜
D. 玻璃砖

5. 用同一双缝干涉装置分别用a、b两种单色光做实验，得到的干涉条纹间距分别为Δxa和Δxb，且Δxa＞Δxb，则
A. a光的波长大于b光的波长
B. a光的频率大于b光的频率
C. a光在真空中的传播速度小于b光在真空中的传播速度
D. a光在介质中的传播速度小于b光在介质中的传播速度

6. 关于光的偏振现象，下列说法正确的是
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 自然光通过偏振片后成为偏振光
C. 偏振光不能再通过偏振片
D. 所有光都能发生偏振现象

7. 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导纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成的
A. 碳
B. 石英
C. 锗
D. 硅

8. 光从一种介质射向另一种介质时，下列说法正确的是
A. 一定会发生折射现象
B. 发生折射时，折射角一定小于入射角
C. 只要入射角足够大，就会发生全反射现象
D. 当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时会发生全反射

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第II卷（非选择题 共60分）

（一）填空题（共15分）
答题要求：本大题共5小题，每空3分，共15分。把答案填在题中的横线上。

1. 光在真空中的传播速度为c =______m/s。

2. 已知某单色光的波长为λ，频率为f，则它们之间的关系为c =______。

3. 用双缝干涉实验装置测光的波长，已知双缝间的距离为d，双缝到光屏的距离为L，相邻两条亮条纹间的距离为Δx，则光的波长λ =______。

4. 光的干涉现象说明光具有______性，光的衍射现象说明光具有______性。

5 激光具有______、______、______等特点，在许多领域有广泛应用。

（二）简答题（共15分）
答题要求：本大题共3小题，每题5分，共15分。简要回答问题。

1. 简述光的反射定律。

2. 简述光的折射定律。

3. 简述光电效应的实验规律。

（三）计算题（共15分）
答题要求：本大题共3小题，每题5分，共15分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。

1. 已知光在某种介质中的传播速度为2×10^（8）m/s，求该介质的折射率。

2. 用波长为500nm的单色光垂直照射到双缝上，双缝间的距离为0.2mm，双缝到光屏的距离为1m，求相邻两条亮条纹间的距离。

3. 一束光从空气射向折射率为√2的某种介质，入射角为45°，求折射角。

（四）材料分析题（共10分）
材料：随着科技的发展，光通信技术不断进步。光通信利用光在光纤中的传播来传递信息，具有大容量、高速度、低损耗等优点。光通信系统主要由光源、光纤、光探测器等组成。光源发出携带信息的光信号，通过光纤传输到接收端，光探测器将光信号转换为电信号进行处理。

答题要求：本大题共2小题，每题5分，共10分。阅读材料，回答问题。

1. 光通信技术有哪些优点？

2. 光通信系统主要由哪些部分组成？

（五）综合应用题（共5分）
材料：在光学实验中，经常需要利用光学元件来实现特定的光学功能。例如，利用凸透镜可以对光线进行会聚，利用平面镜可以改变光线的传播方向等。

答题要求：本大题共1小题，共5分。结合材料，回答问题。
1. 请举例说明如何利用光学元件实现光信号的放大功能。（可简要描述原理或方法）

答案：
第I卷答案：1.D 2.C 3.A 4.C 5.A
6.B 7.B 8.D 9.C 10.A
11.B 12.D 13.C 14.B 15.A
16.D 17.C 18.B 19.A 20.D

第II卷答案：
（一）1.3×10^8 2.fλ 3.dΔx/L 4.波动 粒子 5.方向性好 亮度高 单色性好
（二）1.光反射时，反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。
2.光折射时，折射光线、入射光线与法线在同一平面内；折射光线和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。
3. 任何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；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；入射光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的；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。
（三）1.由n = c/v可得，n = 3×10^8 / 2×10^8 = 1.5。
2.根据公式Δx = Lλ/d，代入数据可得Δx = 1×500×10^（-9）/0.2×10^（-3） = 2.5×10^（-3）m = 2.5mm。
3.由n = sin i / sin r可得，sin r = sin i / n = sin45°/√2 = 1/2，所以r = 30°。
（四）1.大容量、高速度、低损耗等优点。2.光源、光纤、光探测器等。
（五）可利用多个凸透镜组成光学系统，让光线依次通过这些凸透镜，通过合理设计凸透镜的焦距、位置及光线传播路径，使光线在传播过程中不断会聚增强，从而实现光信号的放大功能。原理是利用凸透镜对光线的会聚作用，多次会聚可使光信号能量增强。