2.3材料及其应用 基础巩固（Word版含答案）

2.3材料及其应用基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．关于液晶,下列说法中正确的是( )
A．液晶的分子排列与固态相同
B．液晶的分子排列与液态相同
C．液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变
D．所有物质都具有液晶态
2．关于液晶，下列说法中错误的有
A．液晶本身就是一种晶体
B．液晶具有各向异性的物理性质
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
3．关于固体、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．在相同的条件下，液体的扩散速度比固体扩散速度慢
4．许多物理现象都有其本质原因及独特表现，下列关于物理现象的应用或说法正确的是（　　）
A．悬浮在水中花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C．一滴橄榄油处于完全失重状态下的宇宙飞船中呈球形，是其表面张力作用的结果
D．干湿泡温度计的两个温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气越接近饱和状态
5．下列属于液晶分子示意图的是
A． B． C． D．
6．对晶体和非晶体的理解，下列说法正确的是（　　）
A．蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体
B．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
C．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性
D．同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律相同
7．关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是（　　）
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．液晶具有液体的流动性和多晶体的各向异性
C．一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少
D．水的饱和汽压随温度和体积的增大而增大
8．下列关于液晶的说法中正确的是
A．液晶在电压作用下的光学性质不会改变
B．液晶的状态不会受温度的影响
C．液晶和液体没有区别
D．在显示器方面的应用是液晶的主要应用方向
9．下列说法不正确的是（ ）
A．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
B．空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度， 这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
D．由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液面分子之间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势
10．下列说法正确的是（　　）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．液晶都是人工合成的物质
C．由于水的表面张力作用，即使雨伞上有很多细小的孔，伞也能达到遮雨的效果
D．水银对所有固体都是不浸润的
11．下列说法正确的是（　　）
A．在一定压强下，固体熔化时都有固定的熔点
B．液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向同性
C．如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管
D．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现，与固体分子无关
12．关于下列实验及现象的说法正确的是（　　）
A．液晶光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性
B．气体失去容器的约束就会散开，是因为分子间存在斥力
C．同一种液体的沸点与压强有关，压强越小，沸点越高
D．由于液体表面层内的分子间距大于r0，从而形成表面张力
13．液晶属于
A．固态
B．液态
C．气态
D．固态和液态之间的中间态
14．下列说法中，错误的是（ ）
A．水的饱和汽压的大小只与温度有关
B．用冰袋给高热病人降温，原因是冰熔化要吸热
C．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
D．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
15．下列说法正确的是(　　)
A．分子间存在引力，使液体分子间保持一定的间隙
B．气体的温度越高，某速率区间分子占总分子数的百分率一定越大
C．液晶分子没有固定的位置，但排列有大致相同的取向
D．蜘蛛网上挂着的小露珠呈球状属于毛细现象
二、填空题（共4题）
16．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．( )
17．液晶像液体具有_______，又像晶体，分子在特定方向排列比较整齐，具有_______.
18．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
19．下列说法中正确的是________ ．（本题为不定项选择，可能只有一项正确，也可能有多项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
A．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力
C．第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
D．用气筒给自行车打气，越压缩越费劲，这是因为气体分子之间斥力变大
三、综合题（共4题）
20．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。
21．下列图示哪个是液晶态，这三种状态有什么区别和联系。
22．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。
23．调查你家用过的和你见过的电子产品，哪些使用了液晶显示器？通过查阅资料，结合你了解的液晶相关知识，就液晶的种类及应用情况整理一份材料，在班上与同学交流。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．C
5．B
6．C
7．C
8．D
9．D
10．C
11．C
12．D
13．D
14．D
15．C
16． 正确 正确 错误 错误 错误
17． 流动性 各向异性
18．ABC
19．AB
20．
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。
21．
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。
22．
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。
23．
电子手表、数字电压、电流表、电视等都使用了液晶显示器。
常用的液晶种类及应用列举如下：
根据液晶形成的条件可分为热致液晶和溶致液晶；按相态分类可分为向列相，近晶相和手性相。
1．溶致液晶，将某些有机物放在一定的溶剂中，由于溶剂破坏结晶晶格而形成的液晶，被称为溶致液晶。比如：简单的脂肪酸盐、离子型和非离子型表面活性剂等。溶致液晶广泛存在于自然界、生物体中，和生命息息相关，但在显示中尚无应用。
2．热致液晶，热致液晶是由于温度变化而出现的液晶相。低温下它是晶体结构，高温时则变为液体，这里的温度用熔点（TM）和清亮点（TC）来标示。液晶单分子都有各自的熔点和清亮点，在中间温度则以液晶形态存在。目前用于显示的液晶材料基本上都是热致液晶。在热致液晶中，又根据液晶分子排列结构分为三大类：近晶相（SMECTIC）、向列相（NEMATIC）和胆甾相（CHOLESTERIC）。
目前，各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器，现在已开发出的有各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双（多）稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中，开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式，常见向列相显示就有TN(扭曲向列相)模式、HTN（高扭曲向列相）模式、STN（超扭曲向列相）模式、TFT（薄膜晶体管）模式等。
答案第1页，共2页