高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第六节 新材料同步训练题

2.6新材料基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（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

2．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．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

D．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光

3．下列说法正确的是（　　）

A．天然水晶是晶体，熔化后再凝固成的水晶（即石英玻璃）还是晶体

B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质

C．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

D．液晶就是液体，具有液体的所有性质

4．关于液晶的以下说法正确的是

A．液晶表现各向同性的性质

B．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的状态

C．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏

D．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

5．关于液晶，以下说法正确的是（　　）

A．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的存在状态

B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏

C．人体组织中不存在液晶结构

D．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

6．大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态：高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成。关于晶体与非晶体，正确的说法是（　　）

A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体

B．液晶具有流动性，但其光学性质具有各向异性

C．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的

D．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体

7．下列说法中正确的（　　）

A．当气体分子热运动变得更剧烈时，气体压强一定变大

B．当空气压强发生变化时，水的饱和汽压也一定变化

C．若取走绝热容器中速率大于v的气体分子，此后其中分子的速率不会大于v

D．石墨层状结构间距离较大，沿此方向易剥下，因而其机械强度有方向性

8．某工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐，钢罐内表面要压接一层0.25mm厚的铝膜，一时难住了焊接和锻压专家。后经技术人员的联合攻关解决了这一难题：他们先把铝膜紧贴到钢罐内表面，再往钢罐内灌满水，插入冷冻管后密封，使水结冰然后铝膜与钢罐内表面就压接在一起了。其原因是（　　）

A．钢罐内的水把它们冻牢了

B．钢罐内的冰把它们冻牢了

C．水结冰时放出的热量把它们焊牢了

D．水结冰时膨胀产生的巨大压力把它们压牢了

9．以下说法中正确的是（     ）

A．质量相等的两块铁和铜，如果温度相同，则它们的分子平均速率相等

B．液晶的特点与生物组织的特点正好吻合，在多种人体组织中都发现了液晶结构

C．一些昆虫之所以能停在水面上，是因为他们受到水的浮力等于昆虫的重力

D．由分子热运动理论可知，石头的分子可能一会儿飞到了空气中，一会儿又回到石头里

10．关于固体和液体，下列说法正确的是（　　）

A．毛细现象是指液体在细管中上升的现象

B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变

C．由棒状分子、碟状分子和平板状分子组成的物质容易具有液晶态

D．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

11．下列说法中不符合事实的是（　　）

A．交通警示灯选用红灯是因为红光更容易穿透云雾烟尘

B．照相机镜头表面镀上一层透光的膜应用了光的全反射

C．机场安检时，借助X射线能看到箱内物品

D．液晶显示应用了液晶的各向异性和光的偏振原理

12．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

13．护肤乳液在一定条件下能形成层状液晶，则（　　）

A．所有物质都能形成层状液晶

B．层状液晶的光学性质具有各向异性

C．层状液晶是液体与晶体的混合物

D．层状液晶不会随温度升高发生变化

14．关于固体、液体和气体，下列说法不正确的是

A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状

B．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

C．在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同温度时水的饱和汽压

15．甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组，对晶体和液晶的特点展开了讨论。他们的说法正确的是（　　）

A．甲说，晶体有单晶体和多晶体，都具有天然规则的几何外形

B．乙说，多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有固定的熔点

C．丙说，液晶就是液态的晶体，其光学性质与多晶体相似，具有各向异性

D．丁说，液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间态，它具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性

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：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。

18．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_______.

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．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。

21．查阅资料，了解“柔性电子材料”和其主要应用，以及国际上有哪些机构在研究该材料。

22．下列图示哪个是液晶态，这三种状态有什么区别和联系。

23．书法所用的墨条，其传统的制作方法通常是以松枝或油脂等材料不完全燃烧所产生的烟雾颗粒作为主要原料。这些烟雾能在空气中随气流袅袅升起，也会消散在空气中，其颗粒非常细小，直径30〜150nm，是人类最早利用的纳米材料。纳米材料在大自然中也有很多的应用，请查阅相关资料，向同学们介绍大自然是如何巧妙应用纳米材料的。

参考答案：

1．A

2．C

3．B

4．D

5．D

6．B

7．D

8．D

9．B

10．C

11．B

12．C

13．B

14．B

15．D

16．     正确     正确     错误     错误     错误

17．     流动     规则     异

18．     流动性     各向异性

19．AB

20．

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。

21．

“柔性电子材料”是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。相对于传统电子，柔性电子具有更大的灵活性，能够在一定程度上适应不同的工作环境，满足设备的形变要求。但是相应的技术要求同样制约了柔性电子的发展。首先，柔性电子在不损坏本身电子性能的基础上的伸展性和弯曲性，对电路的制作材料提出了新的挑战和要求；其次，柔性电子的制备条件以及组成电路的各种电子器件的性能相对于传统的电子器件来说仍然不足，也是其发展的一大难题。

主要应用：碳纳米管、氧化锌

在最近的10年间，在最近的10年间，康奈尔大学、普林斯顿大学、哈佛大学、西北大学、剑桥大学等国际著名大学都先后建立了柔性电子技术专门研究机构等国际著名大学都先后建立了柔性电子技术专门研究机构。

22．

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。

23．

几种不同种类的甲虫和蝴蝶的颜色是由一组精心排列的纳米柱形成的。而其材料是由糖(如壳聚糖)或蛋白质(如角蛋白)组成的，柱子之间的缝隙宽度被设计成操纵光线以达到特定的颜色或效果，如彩虹色。

除了简单地以一定角度偏转光以实现颜色外观之外，一些超薄的狭缝面板层完全反转了光线传播的方向。 这种光的偏转和阻挡可以共同创造出令人惊叹的光学效果。比如，具有半英里能见度的单个蝴蝶翅膀，以及具有5微米大小的明亮白色鳞片甲虫。 事实上，这些结构令我们印象十分深刻，以至于它们可以胜过厚度增加25倍的人工设计结构。

壁虎足部的活性黏附层是一种叫做“刮刀”的纳米级刚毛，长度约为200nm。而且在微米大小的“刮刀”上有数以千计的匙突附着。其中，它们材质都是由柔韧性非常好的角蛋白构成的。尽管对于刮刀附着和分离机制的细节研究仍在进行中，但事实上，刮刀在没有粘性化学物质的情况下工作是一项令人印象深刻的设计壮举。