物理选修3-3沪科版3.3、3.4液晶与显示器半导体材料和纳米材料精品PPT234567891011121314151617181920【典例典例1 1】关于液晶，下列说法中正确的是关于液晶，下列说法中正确的是A.A.液晶是一种晶体液晶是一种晶体B.B.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C.C.液晶的光学性质随温度的变化而变化液晶的光学性质随温度的变化而变化D.D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化液晶的光学性质随外加电压的变化而变化21【思路点拨思路点拨】解答本题时应把握以下两点：解答本题时应把握以下两点：22【标准解答标准解答】选选C C、D.D.液晶的微观结构介于晶体和液体液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A A、B B错误；外错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质改变液晶的某些性质. .温度、压力、外加电压等因素变温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，选项化时，都会改变液晶的光学性质，选项C C、D D正确正确. .242526272829【典例典例2 2】关于导体和半导体材料的叙述正确的是关于导体和半导体材料的叙述正确的是A.A.半导体材料是具有优异特性的微电子材料半导体材料是具有优异特性的微电子材料B.B.从导电性能上来看从导电性能上来看, ,半导体的电阻率小于金属导体和半导体的电阻率小于金属导体和绝缘体绝缘体C.C.微电子工业中使用的半导体材料主要是硅和砷化镓微电子工业中使用的半导体材料主要是硅和砷化镓D.D.二氧化硅的机械强度高二氧化硅的机械强度高, ,结晶性能好结晶性能好, ,在自然界中储量在自然界中储量丰富，成本低丰富，成本低, ,是制造晶体管和集成电路的主要材料是制造晶体管和集成电路的主要材料30【思路点拨思路点拨】求解此题应把握以下三点：求解此题应把握以下三点：31【标准解答标准解答】选选A A、C.C.半导体材料是具有优异特性的微半导体材料是具有优异特性的微电子材料电子材料, ,半导体的导电性能会随某些物理因素的改变半导体的导电性能会随某些物理因素的改变而改变而改变, ,半导体的电阻率介于金属导体半导体的电阻率介于金属导体( (电阻率电阻率1010101212 m)m)之间之间. .微电子工业微电子工业中使用的半导体材料主要是硅和砷化镓中使用的半导体材料主要是硅和砷化镓. .硅的机械强度硅的机械强度高高, ,结晶性能好结晶性能好, ,在自然界中储量丰富在自然界中储量丰富, ,成本低成本低, ,是制造晶是制造晶体管和集成电路的主要材料体管和集成电路的主要材料. .由上述可知正确选项为由上述可知正确选项为A A、C.C.3334353637【典例典例3 3】纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同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，以下关于纳米材料的性能的说于传统材料的良好性能，以下关于纳米材料的性能的说法中，正确的是法中，正确的是A.A.在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性塑性B.B.在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多得多C.C.在电学性能方面，纳米金属在低温时会呈现超导电性在电学性能方面，纳米金属在低温时会呈现超导电性D.D.在化学性能方面，纳米材料化学活性低，因此化学稳在化学性能方面，纳米材料化学活性低，因此化学稳定性强定性强38【思路点拨思路点拨】解答本题时应注意纳米材料的良好性能主解答本题时应注意纳米材料的良好性能主要表现在：要表现在：39【自主解答自主解答】选选A A、B.B.纳米材料具有良好的性能，在力纳米材料具有良好的性能，在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性，学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性，A A正确正确. .在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多，体低得多，B B正确正确. .在电学性能方面，纳米材料在低温时在电学性能方面，纳米材料在低温时会呈现电绝缘性；在化学性能方面，纳米材料具有相当会呈现电绝缘性；在化学性能方面，纳米材料具有相当高的化学活性，故选项高的化学活性，故选项C C、D D错误错误. .411.1.关于液晶的下列说法中正确的是（关于液晶的下列说法中正确的是（ ）A.A.液晶是液体和晶体的混合物液晶是液体和晶体的混合物B.B.液晶分子在特定方向排列比较整齐液晶分子在特定方向排列比较整齐C.C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下电子手表中的液晶在外加电压的影响下, ,能够发光能够发光D.D.所有物质在一定条件下都能成为液晶所有物质在一定条件下都能成为液晶【解析解析】选选B.B.液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子排列规则，某些方向上杂乱向上分子排列规则，某些方向上杂乱. .液晶本身不能发液晶本身不能发光，所以选项光，所以选项A A、C C、D D错，选项错，选项B B正确正确. .422.2.下列关于液晶的各种描述中正确的是下列关于液晶的各种描述中正确的是( )( )A.A.液晶具有流动性液晶具有流动性B.B.液晶内部分子的排列是很稳定的液晶内部分子的排列是很稳定的, ,不受外界因素的影不受外界因素的影响响C.C.液晶表现出各向异性液晶表现出各向异性D.D.液晶态是一些特殊化合物在任何环境下表现出的固有液晶态是一些特殊化合物在任何环境下表现出的固有状态状态【解析解析】选选A A、C.C.液晶是一种具有液体流动性液晶是一种具有液体流动性, ,又像晶体又像晶体一样具有光学各向异性的物质一样具有光学各向异性的物质, ,其内部分子排列不稳定其内部分子排列不稳定, ,当外界条件发生微小变化时当外界条件发生微小变化时, ,分子排列将会有显著变化分子排列将会有显著变化. .液晶态是某些化合物在特定条件下表现出的一种状态液晶态是某些化合物在特定条件下表现出的一种状态. .433.(20103.(2010大同高二检测大同高二检测) )关于新材料的开发与应用和技关于新材料的开发与应用和技术产品与产业进步的关系正确的是术产品与产业进步的关系正确的是( )( )A.A.半导体材料的工业化生产半导体材料的工业化生产, ,促进了当前计算机技术的促进了当前计算机技术的迅猛发展迅猛发展B.B.高温高强度的结构材料高温高强度的结构材料, ,为宇航工业奠定了基础为宇航工业奠定了基础C.C.低消耗的光导纤维是现代光纤通信的重要材料低消耗的光导纤维是现代光纤通信的重要材料D.D.在远古时代在远古时代, ,人们就已经开始利用半导体制造电器了人们就已经开始利用半导体制造电器了44【解析解析】选选A A、B B、C.C.在人类历史上在人类历史上, ,曾经历了石器时代、曾经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代青铜器时代和铁器时代, ,不同材料的应用体现了不同的不同材料的应用体现了不同的生产力水平生产力水平. .远古时代远古时代, ,人们选择石器做工具人们选择石器做工具, ,它是当时它是当时自然界中最硬的材料了自然界中最硬的材料了.20.20世纪下半叶进入新技术革命世纪下半叶进入新技术革命时代时代, ,新材料成为各个高技术领域发展的突破口新材料成为各个高技术领域发展的突破口; ;半导体半导体材料的工业化生产材料的工业化生产, ,大力促进了计算机技术的发展大力促进了计算机技术的发展; ;高温高温高强度的结构材料高强度的结构材料, ,为宇航工业奠定了基础为宇航工业奠定了基础; ;低消耗的光低消耗的光导纤维导纤维, ,是现代光纤通信的重要材料是现代光纤通信的重要材料. .由上述可知正确答由上述可知正确答案为案为A A、B B、C.C.454.4.人类社会的文明和进步总是与材料密切相关人类社会的文明和进步总是与材料密切相关, ,现在的现在的新材料主要包括新型金属材料、新材料主要包括新型金属材料、_材料、新型无机材料、新型无机非金属材料、复合材料、非金属材料、复合材料、_材料等材料等. .复合材料由有机高分子、复合材料由有机高分子、_和金属等材料复合和金属等材料复合而成，可分为而成，可分为_和和_._.结构复合材料可根据结构复合材料可根据_要求进行要求进行_及复合结构设计及复合结构设计, ,用于宇航、用于宇航、航空、电子电工、建筑、船舶、车辆、化工容器、管道、航空、电子电工、建筑、船舶、车辆、化工容器、管道、生活用品等生活用品等. .答案：答案：高分子合成高分子合成 光电子光电子 无机非金属无机非金属结构复合材料结构复合材料 功能复合材料功能复合材料 受力受力 选材设计选材设计46一、选择题（本大题共一、选择题（本大题共7 7小题，每小题小题，每小题5 5分，共分，共3535分，每分，每小题至少一个选项符合题意）小题至少一个选项符合题意）1.1.有的液晶具有温度效应，关于这类液晶的温度效应，有的液晶具有温度效应，关于这类液晶的温度效应，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.A.温度越低，液晶越混浊温度越低，液晶越混浊B.B.温度变化会引起这类液晶的亮度变化温度变化会引起这类液晶的亮度变化C.C.温度变化会造成这类液晶的颜色变化温度变化会造成这类液晶的颜色变化D.D.温度升高时，这种液晶会按由紫到红的顺序改变温度升高时，这种液晶会按由紫到红的顺序改变47【解析解析】选选C.C.液晶的温度效应，是指这类液晶的颜色随液晶的温度效应，是指这类液晶的颜色随温度发生变化，温度升高时，会按由红到紫的顺序变化，温度发生变化，温度升高时，会按由红到紫的顺序变化，故故A A、B B、D D错，错，C C对对. .482.2.下列叙述中不正确的是（下列叙述中不正确的是（ ）A.A.棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态B.B.利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的性质，可制作利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的性质，可制作电子表、电子计算器的显示元件电子表、电子计算器的显示元件C.C.有一种液晶，随着温度的逐渐升高，其颜色按顺序改有一种液晶，随着温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度变，利用这种性质，可用来探测温度D.D.利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点【解析解析】选选A.A.通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是任何情况下都呈液晶态，物质容易具有液晶态，但不是任何情况下都呈液晶态，故故A A错错. .493.3.关于液晶的性质，下列说法正确的是（关于液晶的性质，下列说法正确的是（ ）A.A.液晶分子的排列发生变化，液晶的某些性质就会发生液晶分子的排列发生变化，液晶的某些性质就会发生变化变化B.B.温度发生变化时，可能改变液晶的光学性质温度发生变化时，可能改变液晶的光学性质C.C.温度越高，液晶越混浊温度越高，液晶越混浊D.D.在电场作用下，液晶会由混浊变清澈在电场作用下，液晶会由混浊变清澈50【解析解析】选选A A、B.B.液晶性质变化是由于液晶分子排列发液晶性质变化是由于液晶分子排列发生变化，生变化，A A对对. .温度等发生变化都会改变液晶的光学性质，温度等发生变化都会改变液晶的光学性质，B B对对. .液晶有两个熔点，达到第二个熔点时又变得透明了，液晶有两个熔点，达到第二个熔点时又变得透明了，C C错错. .在电场作用下，液晶会变混浊，在电场作用下，液晶会变混浊，D D错错. .514.4.关于半导体的导电性关于半导体的导电性, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.pA.p型半导体的导电类型为电子导电型半导体的导电类型为电子导电B.nB.n型半导体的导电类型为电子导电型半导体的导电类型为电子导电C.C.半导体导电时的电阻不变半导体导电时的电阻不变, ,欧姆定律对半导体导电也欧姆定律对半导体导电也适用适用D.D.二极管的单向导电性是由于二极管的单向导电性是由于pnpn结的存在结的存在52【解析解析】选选B B、D.pD.p型半导体的导电类型为空穴导电型半导体的导电类型为空穴导电,n,n型型半导体的导电类型为电子导电半导体的导电类型为电子导电, ,故故A A错错,B,B对对; ;二极管的单二极管的单向导电性是由于向导电性是由于pnpn结的存在结的存在,D,D对对; ;半导体不同于一般的半导体不同于一般的金属导体金属导体, ,其导电性能与电压等有关其导电性能与电压等有关, ,故欧姆定律不能用故欧姆定律不能用于半导体导电于半导体导电, ,所以所以C C错错. .535.(20105.(2010阳山高二检测阳山高二检测) )下列关于金属材料的说法正确下列关于金属材料的说法正确的是的是( )( )A.A.金属材料一般只指纯金属金属材料一般只指纯金属B.B.通常使用的金属材料大多是指合金通常使用的金属材料大多是指合金C.C.钢是指纯度非常高的铁钢是指纯度非常高的铁, ,而不锈钢是指铁和碳的合金而不锈钢是指铁和碳的合金再加上铬合成的再加上铬合成的D.D.不锈钢只是在干燥的环境里才不生锈不锈钢只是在干燥的环境里才不生锈, ,若在潮湿的环若在潮湿的环境里境里, ,也很容易生锈也很容易生锈54【解析解析】选选B.B.金属材料一般包括金属与合金金属材料一般包括金属与合金, ,而不是指而不是指纯金属纯金属, ,但通常使用的金属材料大多是合金但通常使用的金属材料大多是合金, ,故故A A错错,B,B正正确确; ;钢是铁和碳的合金钢是铁和碳的合金, ,而不是指高纯度的铁而不是指高纯度的铁, ,不锈钢则不锈钢则是铁和碳再加上铬的合金是铁和碳再加上铬的合金, ,故故C C错错; ;不锈钢具有很强的耐不锈钢具有很强的耐腐蚀性腐蚀性, ,在潮湿的环境里也不容易生锈在潮湿的环境里也不容易生锈,D,D项错误项错误. .556.(20106.(2010大同高二检测大同高二检测) )关于纳米材料的说法正确的关于纳米材料的说法正确的是是( )( )A.A.碳纳米管是由碳原子层卷曲而成的碳管碳纳米管是由碳原子层卷曲而成的碳管, ,管直径一般管直径一般为几米到几十米为几米到几十米B.B.当材料小到纳米尺度时当材料小到纳米尺度时, ,其力、热、声、光、磁等方其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变面的某些性能会发生突变C.C.碳纳米管的成分和石墨一样碳纳米管的成分和石墨一样, ,但韧性很高但韧性很高, ,导电性极强导电性极强D.D.碳纳米管的强度是钢的碳纳米管的强度是钢的 密度只有钢的密度只有钢的 56【解析解析】选选B B、C.C.颗粒在颗粒在0.1 nm0.1 nm100 nm100 nm之间的材料称之间的材料称为为纳米材料纳米材料, ,当材料小到纳米尺度时当材料小到纳米尺度时, ,其力、热、声、光、其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变磁等方面的某些性能会发生突变. .碳纳米管是由碳原子碳纳米管是由碳原子层层卷曲而成的碳管卷曲而成的碳管, ,管直径一般为几纳米到几十纳米管直径一般为几纳米到几十纳米, ,管壁管壁厚度仅为几纳米厚度仅为几纳米. .它的成分和石墨一样它的成分和石墨一样, ,但韧性很高但韧性很高, ,导导电电性极强性极强, ,兼具金属和半导体的特性兼具金属和半导体的特性, ,强度比钢高强度比钢高100100倍倍, ,密密度只有钢的度只有钢的 由上述可知正确答案为由上述可知正确答案为B B、C.C.577.7.下列说法中正确的是下列说法中正确的是( )( )A.A.液晶的分子排列与固态相同液晶的分子排列与固态相同B.B.液晶的分子排列与液态相同液晶的分子排列与液态相同C.C.液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变D.D.所有物质都具有液晶态所有物质都具有液晶态【解析解析】选选C.C.液晶是介于固态和液态之间的中间态，其液晶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，故液晶态，故A A、B B、D D错误，错误，C C正确正确. .5859二、非选择题（本大题共二、非选择题（本大题共2 2小题，共小题，共1515分）分）8.(78.(7分分) )电子手表中常用的液晶显示元件电子手表中常用的液晶显示元件, ,是在两块透明是在两块透明的电极板上刻着组成数字的若干笔画的电极板上刻着组成数字的若干笔画, ,在两电极板间充在两电极板间充有有一层一层_,_,当在两电极板间加上适当当在两电极板间加上适当_,_,透明的透明的 _变得混浊了变得混浊了, ,文字或数码就显示出来了文字或数码就显示出来了. .60【解析解析】液晶具有光学各向异性液晶具有光学各向异性, ,且受若干外界条件的且受若干外界条件的影响较大影响较大, ,其中电压的改变会明显改变其光学性质其中电压的改变会明显改变其光学性质, ,没有没有电压电压, ,电场为零时电场为零时, ,能使光线通过能使光线通过, ,有电场时光线不能通有电场时光线不能通过过. .因此因此, ,两极板间将液晶涂成文字或数码两极板间将液晶涂成文字或数码, ,加上适当电加上适当电压压, ,则透明的液晶变混浊则透明的液晶变混浊. .答案：答案：液晶液晶 电压电压 液晶液晶619.(89.(8分分) )复合材料就是合金吗复合材料就是合金吗? ?复合材料有哪些用途？复合材料有哪些用途？【解析解析】复合材料不等于合金材料复合材料不等于合金材料. .复合材料由有机高复合材料由有机高分子、无机非金属和金属等材料复合而成分子、无机非金属和金属等材料复合而成, ,可分为结构可分为结构复合材料和功能复合材料复合材料和功能复合材料. .结构复合材料可根据受力要结构复合材料可根据受力要求进行选材设计及复合结构设计求进行选材设计及复合结构设计, ,用于宇航、航空、电用于宇航、航空、电子电工、建筑、船舶、车辆、化工容器、管道、生活用子电工、建筑、船舶、车辆、化工容器、管道、生活用品等品等. .功能复合材料性能优于一般功能性材料功能复合材料性能优于一般功能性材料, ,已有压电、已有压电、吸波、屏蔽、隐身、导电等功能的复合材料吸波、屏蔽、隐身、导电等功能的复合材料, ,广泛应用广泛应用于新能源技术、信息技术、航天技术及海洋工程等方面于新能源技术、信息技术、航天技术及海洋工程等方面. .答案：答案：见解析见解析621.1.以下说法中正确的是以下说法中正确的是( )( )A.A.液晶是晶体液晶是晶体B.B.液晶是液体液晶是液体C.C.液晶是固体液晶是固体D.D.液晶既不是固体也不是液体液晶既不是固体也不是液体【解析解析】选选D.D.液晶是一种特殊物质，既不是固体也不是液晶是一种特殊物质，既不是固体也不是液体液体. .632.2.按材料特性来划分，可把材料划分为（按材料特性来划分，可把材料划分为（ ）A.A.信息材料信息材料 B.B.功能材料功能材料C.C.复合材料复合材料 D.D.结构材料结构材料【解析解析】选选B B、D.D.按照材料的特性，可以把材料分为结按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功能材料两类构材料和功能材料两类. .结构材料主要利用材料的力学结构材料主要利用材料的力学性质，功能材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等性质，功能材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等特性特性. .