3.3液晶与显示器课后练习-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第三册（word 含答案）

3.3液晶与显示器
一、选择题（共14题）
1．关于物质的结构，以下说法错误的是（　　）
A．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
B．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
C．多晶体是由小晶粒杂乱无章的排列在一起的，故多晶体物理性质表现为各向同性
D．外界温度的微小变化，会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的光学性质
2．下列关于固体与液体的说法正确的是（　　）
A．凡是晶体都是各向异性
B．晶体一定具有规则的几何外形
C．液晶是液体和晶体的混合物
D．石墨和金刚石都是晶体
3．大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态：高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成。关于晶体与非晶体，正确的说法是（　　）
A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体
B．液晶具有流动性，但其光学性质具有各向异性
C．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
D．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
4．分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法不正确的是（　　）
A．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
B．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
5．关于液晶下列说法正确的是　　
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定
C．液晶是一种特殊的物质，具有光学的各向同性
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
6．护肤乳液在一定条件下能形成层状液晶，则（　　）
A．所有物质都能形成层状液晶
B．层状液晶的光学性质具有各向异性
C．层状液晶是液体与晶体的混合物
D．层状液晶不会随温度升高发生变化
7．关于液晶，下列说法中正确的是（　　）
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．所有物质都具有液晶态
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光
D．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
8．下列说法中正确的有（　　）
A．扩散现象只能发生在气体和液体中
B．制作半导体的硅是高纯度的单晶体
C．电场不可以改变某些液晶的光学性质
D．干湿泡湿度计的两温度计温差越大。空气相对湿度越大
9．下列说法正确的是( ).
A．液体表面层的分子分布比较稀疏，分子之间只存在引力，故液体表面具有收缩趋势
B．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
C．当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，就显示不同颜色
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
10．下列说法正确的是（　　）
A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似
B．产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升
C．表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部
D．熔化的金属太空中呈现球形，是由于液体内部分子间存在引力
11．关于固体与液体，下列说法错误的是　　
A．若物体表现为各向同性，则该物体一定是非晶体
B．液晶中分子排列的有序性介于固体和液体之间
C．露水总是出现在夜间和清晨，是气温变化使空气里原来饱和的水蒸汽液化的缘故
D．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的微粒能够形成不同的空间结构
12．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　）
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性
C．在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
13．关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是（　　）
A．晶体和液晶的性质是完全相同的
B．液晶就是液体，具有液体的所有性质
C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态
D．液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性
14．下列说法正确的是（　　）
A．晶体都具有各向异性，也都有相同的熔点
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力
二、填空题
15．判断下列说法的正误．
（1）表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势，是分子力的宏观表现．( )
（2）昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用．( )
（3）水对所有固体都浸润．( )
（4）毛细管插入水中，管的内径越大，管内水面升高的越高．( )
（5）液晶是液体和晶体的混合物．( )
16．下列说法中正确的是_________．
A．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小
E．一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的
17．于固体、液体的性质和分子动理论，下列说法正确的是____．（填正确的答案标号
A．汽油的饱和气压随温度的升高而增大；
B．液晶分子的空间排列是不稳定的，具有各向异性；
C．液体中的布朗运动是由于液体分子的无规则运动引起的；
D．质量和温度都相同的冰和水，内能一定相同；
E．两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，这是因为铅柱间只有分子引力的作用
三、综合题
18．请列举出液晶显示器相对于其他显示器的优缺点。除教科书介绍的内容外，你还知道液晶有哪些应用？根据液晶的特点，设计一项“应用液晶”的小发明或写一篇关于液晶的小论文。
19．下列图示哪个是液晶态，这三种状态有什么区别和联系。
20．气温为10℃时，测得水蒸气的实际压强p=800Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20℃，相对湿度又为多少？（已知10℃时水汽的饱和汽压为p1=1.228×103Pa，20℃时水汽的饱和汽压为p2=2.338×103Pa）
21．如图所示，通电雾化玻璃是将液晶膜固化在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃，不透明；通电后，看起采像一块普通玻璃，透明。通电雾化玻璃能满足玻璃的通透性和保护隐私的双重要求，被广泛应用于各领域。请根据液晶的特点，分析其工作原理。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．天然石英是晶体，表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间排列的规则造成的，故A错误，符合题意；
B．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同造成的，故B正确，不符合题意；
C．多晶体是由小晶粒杂乱无章的排列在一起的，故多晶体物理性质表现为各向同性，故C正确，不符合题意；
D．外界温度的微小变化，会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的光学性质，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．D
【详解】
A．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故A错误；
B．晶体有单晶体和多晶体，只有单晶体有规则的几何外形，而多晶体没有规则的几何外形，故B错误；
C．固体向液体转化的中间态液体具有和晶体相似的性质，这种液态晶体称为液晶，故C错误；
D．石墨和金刚石都是晶体，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．只有单晶体具有天然规则的几何形状，多晶体无天然规则的几何形状，选项A错误；
B．液晶具有流动性，但其光学性质具有各向异性，选项B正确；
C．单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体是各向同性的，选项C错误；
D．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶体，选项D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．用塑料细管将牛奶吸入口中利用了大气压，不是毛细现象，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，相同温度下所有分子的平均动能均相同，故B正确；
C．液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在液体的表面张力，草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故C正确；
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故正确。
此题选择不正确的选项，故选A。
5．B
【详解】
液晶不是液体和晶体的混合物，A错；液晶是一种特殊的物质，具有光学的各向异性，C错；并不是所有物质在一定条件下都能成为液晶，D错；
6．B
【详解】
A．并不是所有物质都能成为层状液晶；只有少数物质在特定条件下才能成为液晶，故A错误；
B．层状液晶的光学性质具有各向异性，故B正确；
C．层状液晶并不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质，液晶像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，故C错误；
D．层状液晶是不稳定的，外界影响的微小变化，例如温度、电场等，都会引起液晶分子排列变化，改变它的光学性质，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．液晶并不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质，A错误；
B．液晶具有液体的流动性，但不是所有物质都具有液晶态，B错误；
C．液晶本身不能发光，C错误；
D．液晶既像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．固体、液体、气体都有扩散现象，是分子热运动的表现，故A错误；
B．制作半导体的硅是高纯度的单晶体，故B正确；
C．单晶体具有各向异性的特点，电场可以改变某些液晶的光学性质，故C错误；
D．干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，说明湿泡的蒸发非常快，说明空气越干燥，空气的相对湿度越小，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
液体表面层分子间的距离比液体内部稀疏，分力间的距离，分子力表现为引力，故液体表面有收缩的趋势，A错误；布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，本身不是分子的运动，布朗运动是液体分子的无规则运动的反映，B错误；液晶各向异性，对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化，C正确；高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故，D错误．
10．A
【详解】
A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，A正确；
B．浸润液体在毛细管内上升，不浸润液体在毛细管内下降，B错误；
C．表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，C错误；
D．熔化的金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，D错误。
故选A。
11．A
【详解】
多晶体也具有各向同性，所以若物体表现为各向同性，则该物体不一定是非晶体，故A错误．液晶一方面像液体具有流动性，另一方面又像晶体，分子在特定方向排列比较整齐有序，具有各向异性的特点，故B正确．当绝对湿度不变的情况下，温度降低，饱和汽压降低，所以相对湿度变大，当达到饱和以后，随着温度的继续降低，水蒸气将液化为水，即露水，故C正确；有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的微粒能够形成不同的空间结构，故D正确．本题选择错误的，故选A.
12．ACD
【详解】
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又分为单晶体和多晶体，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，故A正确；
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些单晶体相似，具有各向异性，故B错误；
C．凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力．它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，故C正确；
D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故D正确。
故选ACD。
13．CD
【详解】
晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性。
故选CD。
14．BC
【详解】
A．多晶体的物理性质具有各向同性，故A错误；
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；
C．液晶具有各向异性，利用这一性质可以制造液晶显示器，故C正确；
D．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，故D错误。
故选BC。
15． 正确 正确 错误 错误 错误
16．ACE
【详解】
叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，选项B错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，选项C正确；当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越大，选项D错误；一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的，选项E正确；故选ACE.
17．ABC
【详解】
汽油的饱和气压随温度的升高而增大，选项A正确；液晶分子的空间排列是不稳定的，具有各向异性，选项B正确；液体中的布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是由于液体分子的无规则运动引起的，选项C正确；质量和温度都相同的冰和水，水的内能较大，选项D错误；两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，这是因为铅柱间分子引力大于分子斥力的缘故，选项E正确；故选ABC.
18．优点：液晶显示器与传统CRT相比最大的优点在于耗电量和体积，液晶在节能方面可谓优势明显。与传统CRT相比液晶在环保方面也表现优异，这是因为液晶显示器内部不存在像CRT那样的高压元器件，所以其不至于出现由于高压导致的射线超标的情况，所以其辐射指标普遍比CRT要低一些。
缺点：可视偏转角度过小。容易产生影像拖尾现象。
应用：制作电子手表、电子计算机、微型电脑等。
小论文：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。定义放宽，囊括了在某一温度范围可以是显液晶相，在较低温度为正常结晶的物质。例如，液晶可以像液体一样流动（流动性），但它的分子却是像道路一样取向有序的（各向异性）。有许多不同类型的液晶相，这可以通过其不同的光学性质（如双折射现象）来区分。当使用偏振光光源，在显微镜下观察时，不同的液晶相将出现具有不同的纹理。在纹理对比区域不同的纹理对应于不同的液晶分子。然而，所述分子是具有较好的取向有序的。而液晶材料可能不总是在液晶相（正如水可变成冰或水蒸汽）。
液晶可分为热致液晶、溶致液晶。热致液晶是指由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶。通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。典型的长棒形热致液晶的分子量一般在200~500g/mol左右。溶致液晶：是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。是在溶液中溶质分子浓度处于一定范围内时出现液晶相。它的溶剂主要是水或其它极性分子液剂。这种液晶中引起分子排列长程有序的主要原因是溶质与溶剂分子之间的相互作用，而溶质分子之间的相互作用是次要的。溶致液晶是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。
19．从某个方向上看液晶分子排列比较整齐，但从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的，故乙图是液晶态。
区别与联系：固态，从宏观上讲，是指具有一定的体积和形状的物体，从微观上讲，是指组成物质的微观粒子按一定规则周期性、对称性地排列，固态物质微粒都有较强的相互作用力，这些微粒在各自的平衡位置附近做无规则的振动，一般不能离开自己的平衡位置，因此固体有一定的体积，也有一定的形状，此外，对于单晶体，它还具有规则的几何形状和物理性质各向异性的特点。
液态，从宏观上讲，是指具有一定的体积，不容易被压缩，但没有一定的形状，能够流动的物体。从微观上讲，组成物质的微粒间也有较强的作用力，分子的排列情况更接近于固体，只是它们的有规则排列局限于很小的区域内，而众多的这些小区域之间则是完全无序地聚合在一起。组成液体的分子的运动主要也是在某一平衡位置附近做无规则振动，但振动一小段时间就会挣脱周围分子的束缚而转移到另一个新的平衡位置附近，因此液体具有流动性。
液晶态既具有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态。
20．65.1%；34.2%
【详解】
10℃时水汽的饱和汽压为p1=1.228×103Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度
B1=×100%=×100%≈65.1%
20℃时水汽的饱和汽压为p2=2.338×103Pa，同理得相对湿度：
B2=×100%=×100%≈34.2%。
21．在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，像一块毛玻璃，可知入射光在液晶层发生漫反射，光线可以通过，但通过量较少，而且没有规律。
通电以后，弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃，可知通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播。