沪科版 (2019)3.3 液晶与显示器一课一练

3.3液晶与显示器基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．液晶能够显示数码和图像，其原因是（     ）

A．液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，改变了液晶的光学性质

B．有的液晶在电压的作用下能由透明状态变浑浊，可用来显示文字和数码

C．有的液晶可以随温度的变化而改变颜色

D．有的液晶既可以探测温度又可以显示数码

2．下列说法正确的是（       ）

A．扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生

B．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏加德罗常数

C．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体

D．液晶是介于固态和气态之间的一种物质状态

3．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多晶体相似,具有各向同性

B．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的无规则运动

C．高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故

D．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

4．下列说法正确的是      （填选项前的字母）

A．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同

B．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向同性特点

C．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显

D．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出每个分子的体积

5．下列说法正确的是（　　）

A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体

B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏

C．光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射

D．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈的振动阶段，是共振现象

6．下列说法正确的是

A．分子间距离增大，分子力先减小后增大

B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可算出气体分子的体积

C．一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态

D．从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料

7．下列关于液晶的说法，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．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光

D．所有物质在一定条件下都能成为液晶

8．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，又具有多晶体的各向同性

9．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

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

12．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

13．下列说法正确的是（　　）

A．窗户上玻璃通常是矩形的，所以玻璃是晶体

B．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象

C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的

D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性

14．下列说法正确的是（　　）

A．水是浸润液体

B．液晶既具有液体的流动性也具有晶体的各向同性

C．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故

D．干湿泡温度计的湿泡显示温度低于干泡显示温度，这是湿泡外纱布中水蒸发吸热的结果

15．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

二、填空题（共4题）

16．液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态。

液晶特点：

（1）液晶态既具有液体的______性，又在一定程度上具有晶体分子的______排列的性质；

（2）具有光学各向______性。

17．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．(    )

18．关于下列说法正确的是（   ）

19．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

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．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。

22．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）

23．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。

参考答案：

1．B

2．C

3．D

4．C

5．D

6．C

7．B

8．C

9．C

10．A

11．D

12．C

13．C

14．D

15．A

16．     流动     规则     异

17．     正确     正确     错误     错误     错误

18．BD

19．ACE

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．

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。

22．65.1%；34.2%

23．

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。