2018—2019学年高中物理沪科版选修3-3 3.3液晶与显示器3.4半导体材料和纳米材料同步测控（word版含解析）

3．3　液晶与显示器
3．4　半导体材料和纳米材料
1．液晶既是液体，又是晶体，但与我们日常生活中所说的晶体又有所区别．以下关于液晶和晶体的说法正确的是(　　)
A．构成液晶的物质微粒只能在其各自的平衡位置两侧做微小振动
B．物体处于固态时，分子排列整齐，而处于液晶态时，较松散
C．二者都具备各向异性
D．任何一种固体在一定条件下都可以出现液晶态
解析：选BC.液体和固体一样，其分子间距离小，相互作用力大，因此只能在各自平衡位置附近做微小振动，但是液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置振动一小段时间后，又会转移到另一个平衡位置去振动，即液体分子可以在液体中移动，这也是液体流动的原因．而液晶态介于固态和液态之间，分子排列比较松散，因此分子在平衡位置做微小振动的同时，也会移动，但其排列保持一定的取向，故分子不能在液体内部自由移动，因此具有各向异性，则选项A不正确．自然界中并不是所有物质都存在液晶态，因此D选项不正确．
2．下列方法中可能使半导体电阻率发生改变的是(　　)
A．改变半导体的温度
B．改变半导体的长度
C．改变半导体的光照情况
D．在半导体中加入其他微量杂质
解析：选ACD.半导体的导电性能随温度、光照、是否掺入杂质等物理因素的改变而改变，而与半导体的长度和形状无关．
3．纳米材料具有许多奇特的效应，如(　　)
A．电光效应　　　　　　 B．量子尺寸效应
C．高硬度 D．表面和界面效应
解析：选BD.电光效应是液晶的一种奇特效应；而高硬度是因为钠米材料的奇特效应而使材料所表现出来的一种良好性能．
4．电子手表中常用的液晶显示元件，是在两块透明的电极板上刻着组成数字的若干笔画，在两电极板间充有一层________，当在两电极板间加上适当________时，透明的________变得混浊了，文字或数码就显示出来了．
解析：液晶具有光学各向异性，且受若干外界条件的影响较大，其中电压的改变会明显改变其光学性质，没有电压，电场为0时，能使光线通过，有电场时不能通过．因此，两极间将液晶涂成文字或数码，加上适当电压，则透明的液晶变混浊．
答案：液晶　电压　液晶
一、选择题
1．下列说法正确的是(　　)
A．液晶态的分子排列与固态相同
B．液晶态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
解析：选C.由于液晶态是介于固态和液态之间的中间态，其分子排列介于二者之间，并且排列是不稳定的，容易在外界影响下发生改变．经研究发现，不是所有物质都具有液晶态，显然选项A、B、D错误，选项C正确．
2．下列材料属于半导体材料的是(　　)
A．铜 B．石墨
C．橡胶 D．硅
解析：选D.铜、石墨是导体，橡胶是绝缘体，常见的半导体材料有：硅、砷化镓、氧化亚铜、锗等，故D正确．
3．利用液晶来检查肿瘤，是利用了液晶的(　　)
A．温度效应 B．压电效应
C．化学效应 D．电光效应
解析：选A.由于肿瘤组织的温度与周围组织的温度不一样，因此将液晶涂在怀疑有肿瘤处的皮肤上，由于温度效应，液晶会显示不同的颜色．
4．半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，以下关于其导电性能的说法正确的是(　　)
A．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，性能稳定
B．在极低的温度下，纯净的半导体像绝缘体一样不导电
C．在较高温度时，半导体的导电性能会大大增强，甚至接近金属的导电性能
D．半导体中掺入杂质后，其导电性能会减弱
解析：选BC.半导体材料的导电性能受温度、光照及掺入杂质的影响，故A错误；掺入杂质后半导体材料的导电性能会大大增强，故选项D错误．
5．下列新型材料中，可用作半导体材料的有(　　)
A．高分子合成材料 B．新型无机非金属材料
C．复合材料 D．光电子材料
解析：选BD.高分子合成材料有合成橡胶、塑料和化学纤维等；新型无机非金属材料有工业陶瓷、光导纤维、半导体材料；复合材料分为结构复合材料和功能复合材料；光电子材料有光电子半导体材料、光纤和薄膜材料、液晶显示材料等．
6．下列认识正确的是(　　)
A．纳米是一种尺寸很小的材料，是纳米材料的简称
B．纳米技术就是重新排列原子而制造具有新分子结构的技术
C．纳米是一个长度单位
D．纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能
解析：选BCD.纳米是一个长度单位，故A错，C对．纳米技术是原子的重新排列，纳米材料的制造是在纳米技术的基础上，故B、D正确．
7．下列叙述中正确的是(　　)
A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态
B．利用液晶在加上电场时由透明变混浊可制作电子手表、电子计算器的显示元件
C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度
D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点
解析：选BCD.通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错．
二、非选择题
8．阅读下面短文，回答下列问题．
导体容易导电，绝缘体不容易导电．有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称作半导体．除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它获得了多方面的重要应用．
有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随着温度的降低而迅速增大．利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻．热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高．
(1)如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”)．
(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度刻度值为20 ℃(如图3－3－3甲所示)，则25 ℃的刻度值应在20 ℃的________边(填“左”或“右”)．
(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度的变化，请用图3－3－3乙中的器材(可增加元件)设计一个电路．
图3－3－3
解析：温度升高，热敏电阻阻值变小，电流变大，指针右偏；很显然，热敏电阻与电流表应是相互影响，所以它们之间应串联．
答案：(1)小　(2)右　(3)如图所示
9．以自由电子参与导电的掺杂半导体称为________型半导体，以空穴参与导电的掺杂半导体称为________型半导体，晶体二极管便由n型半导体和p型半导体紧密接触而成，在接触面上形成一个________，当晶体二极管上加正向电压时，即把p型半导体接电源________极，n型半导体接电源________极，这样n型半导体中的________受电场力作用而越过pn结，形成电流，表现为导通．
答案：n　p　pn结　正　负　自由电子
10．液晶显示器的原理是怎样的？它有何优点？
答案：利用液晶电光效应，可以制成液晶显示器．以袖珍计算器上的显示元件为例，它是一个小巧的长方形玻璃盒，盒里装着液晶．盒内壁上方涂有7段透明的金属薄膜电极，盒的内部下方是一整块金属薄膜电极，通电后，有电的那一段电极间的液晶就变为不透明．通过计数和译码电路的控制，就可用这7段电极组成1、2、3、4、5、6、7、8、9、0这十个码．
液晶显示具有分辨率高、易彩色化、画面稳定、环保节能、体积超薄，寿命长等优点．