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（ ） 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．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥 力 D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势 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