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2019-2020年高中物理 第3章3.4半導體材料和納米材料知能優(yōu)化訓練 滬科版選修3-3 1．液晶既是液體，又是晶體，但與我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的晶體又有所區(qū)別．以下關于液晶和晶體的說法正確的是(　　) A．構(gòu)成液晶的物質(zhì)微粒只能在其各自的平衡位置兩側(cè)做微小振動 B．物體處于固態(tài)時，分子排列整齊，而處于液晶態(tài)時，較松散 C．二者都具備各向異性 D．任何一種固體在一定條件下都可以出現(xiàn)液晶態(tài) 解析：選BC.液體和固體一樣，其分子間距離小，相互作用力大，因此只能在各自平衡位置附近做微小振動，但是液體分子沒有長期固定的平衡位置，在一個平衡位置振動一小段時間后，又會轉(zhuǎn)移到另一個平衡位置去振動，即液體分子可以在液體中移動，這也是液體流動的原因．而液晶態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間，分子排列比較松散，因此分子在平衡位置做微小振動的同時，也會移動，但其排列保持一定的取向，故分子不能在液體內(nèi)部自由移動，因此具有各向異性，則選項A不正確．自然界中并不是所有物質(zhì)都存在液晶態(tài)，因此D選項不正確． 2．下列方法中可能使半導體電阻率發(fā)生改變的是(　　) A．改變半導體的溫度 B．改變半導體的長度 C．改變半導體的光照情況 D．在半導體中加入其他微量雜質(zhì) 解析：選ACD.半導體的導電性能隨溫度、光照、是否摻入雜質(zhì)等物理因素的改變而改變，而與半導體的長度和形狀無關． 3．納米材料具有許多奇特的效應，如(　　) A．電光效應　　　　　　 B．量子尺寸效應 C．高硬度 D．表面和界面效應 解析：選BD.電光效應是液晶的一種奇特效應；而高硬度是因為鈉米材料的奇特效應而使材料所表現(xiàn)出來的一種良好性能． 4．電子手表中常用的液晶顯示元件，是在兩塊透明的電極板上刻著組成數(shù)字的若干筆畫，在兩電極板間充有一層________，當在兩電極板間加上適當________時，透明的________變得混濁了，文字或數(shù)碼就顯示出來了． 解析：液晶具有光學各向異性，且受若干外界條件的影響較大，其中電壓的改變會明顯改變其光學性質(zhì)，沒有電壓，電場為0時，能使光線通過，有電場時不能通過．因此，兩極間將液晶涂成文字或數(shù)碼，加上適當電壓，則透明的液晶變混濁． 答案：液晶　電壓　液晶 一、選擇題 1．下列說法正確的是(　　) A．液晶態(tài)的分子排列與固態(tài)相同 B．液晶態(tài)的分子排列與液態(tài)相同 C．液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下發(fā)生改變 D．所有物質(zhì)都具有液晶態(tài) 解析：選C.由于液晶態(tài)是介于固態(tài)和液態(tài)之間的中間態(tài)，其分子排列介于二者之間，并且排列是不穩(wěn)定的，容易在外界影響下發(fā)生改變．經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，不是所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)，顯然選項A、B、D錯誤，選項C正確． 2．下列材料屬于半導體材料的是(　　) A．銅 B．石墨 C．橡膠 D．硅 解析：選D.銅、石墨是導體，橡膠是絕緣體，常見的半導體材料有：硅、砷化鎵、氧化亞銅、鍺等，故D正確． 3．利用液晶來檢查腫瘤，是利用了液晶的(　　) A．溫度效應 B．壓電效應 C．化學效應 D．電光效應 解析：選A.由于腫瘤組織的溫度與周圍組織的溫度不一樣，因此將液晶涂在懷疑有腫瘤處的皮膚上，由于溫度效應，液晶會顯示不同的顏色． 4．半導體就是導電能力介于導體和絕緣體之間的物質(zhì)，以下關于其導電性能的說法正確的是(　　) A．半導體導電能力介于導體和絕緣體之間，性能穩(wěn)定 B．在極低的溫度下，純凈的半導體像絕緣體一樣不導電 C．在較高溫度時，半導體的導電性能會大大增強，甚至接近金屬的導電性能 D．半導體中摻入雜質(zhì)后，其導電性能會減弱 解析：選BC.半導體材料的導電性能受溫度、光照及摻入雜質(zhì)的影響，故A錯誤；摻入雜質(zhì)后半導體材料的導電性能會大大增強，故選項D錯誤． 5．下列新型材料中，可用作半導體材料的有(　　) A．高分子合成材料 B．新型無機非金屬材料 C．復合材料 D．光電子材料 解析：選BD.高分子合成材料有合成橡膠、塑料和化學纖維等；新型無機非金屬材料有工業(yè)陶瓷、光導纖維、半導體材料；復合材料分為結(jié)構(gòu)復合材料和功能復合材料；光電子材料有光電子半導體材料、光纖和薄膜材料、液晶顯示材料等． 6．下列認識正確的是(　　) A．納米是一種尺寸很小的材料，是納米材料的簡稱 B．納米技術就是重新排列原子而制造具有新分子結(jié)構(gòu)的技術 C．納米是一個長度單位 D．納米材料的奇特效應使納米材料表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的良好性能 解析：選BCD.納米是一個長度單位，故A錯，C對．納米技術是原子的重新排列，納米材料的制造是在納米技術的基礎上，故B、D正確． 7．下列敘述中正確的是(　　) A．棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)呈液晶態(tài) B．利用液晶在加上電場時由透明變混濁可制作電子手表、電子計算器的顯示元件 C．有一種液晶，隨溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質(zhì)，可用來探測溫度 D．利用液晶可檢查腫瘤，還可以檢查電路中的短路點 解析：選BCD.通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)，但不是任何時候都呈液晶態(tài)，故A錯． 二、非選擇題 8．閱讀下面短文，回答下列問題． 導體容易導電，絕緣體不容易導電．有一些材料，導電能力介于導體和絕緣體之間，稱作半導體．除了導電能力外，半導體有許多特殊的電學性能，使它獲得了多方面的重要應用． 有的半導體，在受熱后電阻迅速減小；反之，電阻隨著溫度的降低而迅速增大．利用這種半導體可以做成體積很小的熱敏電阻．熱敏電阻可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應快，而且精度高． (1)如果將熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所在區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(填“大”或“小”)． (2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤正中的溫度刻度值為20 ℃(如圖3－3－3甲所示)，則25 ℃的刻度值應在20 ℃的________邊(填“左”或“右”)． (3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度的變化，請用圖3－3－3乙中的器材(可增加元件)設計一個電路． 圖3－3－3 解析：溫度升高，熱敏電阻阻值變小，電流變大，指針右偏；很顯然，熱敏電阻與電流表應是相互影響，所以它們之間應串聯(lián)． 答案：(1)小　(2)右　(3)如圖所示 9．以自由電子參與導電的摻雜半導體稱為________型半導體，以空穴參與導電的摻雜半導體稱為________型半導體，晶體二極管便由n型半導體和p型半導體緊密接觸而成，在接觸面上形成一個________，當晶體二極管上加正向電壓時，即把p型半導體接電源________極，n型半導體接電源________極，這樣n型半導體中的________受電場力作用而越過pn結(jié)，形成電流，表現(xiàn)為導通． 答案：n　p　pn結(jié)　正　負　自由電子 10．液晶顯示器的原理是怎樣的？它有何優(yōu)點？ 答案：利用液晶電光效應，可以制成液晶顯示器．以袖珍計算器上的顯示元件為例，它是一個小巧的長方形玻璃盒，盒里裝著液晶．盒內(nèi)壁上方涂有7段透明的金屬薄膜電極，盒的內(nèi)部下方是一整塊金屬薄膜電極，通電后，有電的那一段電極間的液晶就變?yōu)椴煌该鳎ㄟ^計數(shù)和譯碼電路的控制，就可用這7段電極組成1、2、3、4、5、6、7、8、9、0這十個碼． 液晶顯示具有分辨率高、易彩色化、畫面穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能、體積超薄，壽命長等優(yōu)點．