物理選修滬科版-液晶與顯示器-半導(dǎo)體材料和納米材料(共64張PPT)

第1頁，共64頁。2第2頁，共64頁。3第3頁，共64頁。4第4頁，共64頁。5第5頁，共64頁。6第6頁，共64頁。7第7頁，共64頁。8第8頁，共64頁。9第9頁，共64頁。10第10頁，共64頁。11第11頁，共64頁。12第12頁，共64頁。13第13頁，共64頁。14第14頁，共64頁。15第15頁，共64頁。16第16頁，共64頁。17第17頁，共64頁。卷曲而成的碳管,管直徑一般為幾納米到幾十納米,管壁利用液晶在溫度變化時(shí)由透明變渾濁的性質(zhì)，可制作電子表、電子計(jì)算器的顯示元件【解析】選A、B、C.因此,兩極板間將液晶涂成文字或數(shù)碼,加上適當(dāng)電壓,則透明的液晶變混濁.液晶的分子排列與固態(tài)相同(2010·大同高二檢測(cè))關(guān)于新材料的開發(fā)與應(yīng)用和技術(shù)產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)系正確的是()電光效應(yīng)B.液晶是介于固態(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)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.由上述可知正確選項(xiàng)為A、C.電光效應(yīng)B.利用液晶可檢查腫瘤，還可以檢查電路中的短路點(diǎn)下列關(guān)于液晶的各種描述中正確的是()液晶態(tài)是一些特殊化合物在任何環(huán)境下表現(xiàn)出的固有狀態(tài)18第18頁，共64頁。19第19頁，共64頁。20【典例1】關(guān)于液晶，下列說法中正確的是A.液晶是一種晶體B.液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性C.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化第20頁，共64頁。21【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：第21頁，共64頁。22【標(biāo)準(zhǔn)解答】選C、D.液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩(wěn)定的，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；外界條件的微小變化都會(huì)引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì).溫度、壓力、外加電壓等因素變化時(shí)，都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，選項(xiàng)C、D正確.第22頁，共64頁。23【變式訓(xùn)練】關(guān)于液晶的以下說法正確的是（）A.液晶態(tài)只是物質(zhì)在一定溫度范圍內(nèi)才具有的存在狀態(tài)B.因?yàn)橐壕г谝欢l件下發(fā)光，所以可以用來做顯示屏C.人體的某些組織中存在液晶結(jié)構(gòu)D.筆記本電腦的彩色顯示器的工作原理是在液晶中摻入了少量多色性染料，液晶中電場(chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色【解析】選C、D.液晶態(tài)可在一定溫度范圍或某一濃度范圍存在，它對(duì)離子的滲透作用同人體的某些組織，在外加電壓下，對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不同.第23頁，共64頁。24第24頁，共64頁。25第25頁，共64頁。26第26頁，共64頁。27第27頁，共64頁。28第28頁，共64頁。29【典例2】關(guān)于導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的敘述正確的是A.半導(dǎo)體材料是具有優(yōu)異特性的微電子材料B.從導(dǎo)電性能上來看,半導(dǎo)體的電阻率小于金屬導(dǎo)體和絕緣體C.微電子工業(yè)中使用的半導(dǎo)體材料主要是硅和砷化鎵D.二氧化硅的機(jī)械強(qiáng)度高,結(jié)晶性能好,在自然界中儲(chǔ)量豐富，成本低,是制造晶體管和集成電路的主要材料第29頁，共64頁。30【思路點(diǎn)撥】求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：第30頁，共64頁。31【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、C.半導(dǎo)體材料是具有優(yōu)異特性的微電子材料,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能會(huì)隨某些物理因素的改變而改變,半導(dǎo)體的電阻率介于金屬導(dǎo)體(電阻率<10-3Ω·m)和絕緣體(電阻率>1012Ω·m)之間.微電子工業(yè)中使用的半導(dǎo)體材料主要是硅和砷化鎵.硅的機(jī)械強(qiáng)度高,結(jié)晶性能好,在自然界中儲(chǔ)量豐富,成本低,是制造晶體管和集成電路的主要材料.由上述可知正確選項(xiàng)為A、C.第31頁，共64頁。32【變式訓(xùn)練】下列關(guān)于半導(dǎo)體的說法正確的是()A.用作半導(dǎo)體材料的硅是一種單晶體B.經(jīng)摻雜后形成電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體叫n型半導(dǎo)體C.經(jīng)摻雜后形成空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體叫p型半導(dǎo)體D.用半導(dǎo)體制成的晶體二極管具有單向?qū)щ娦浴窘馕觥窟xA、B、C、D.由對(duì)半導(dǎo)體材料的了解知,用作半導(dǎo)體材料的物體都是單晶體,A正確.由n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體的定義及晶體二極管的性能知B、C、D正確.第32頁，共64頁。33第33頁，共64頁。34第34頁，共64頁。35第35頁，共64頁。36第36頁，共64頁。37【典例3】納米材料的奇特效應(yīng)使納米材料表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的良好性能，以下關(guān)于納米材料的性能的說法中，正確的是A.在力學(xué)性能方面，納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的塑性B.在熱學(xué)性能方面，納米超細(xì)微粒的熔點(diǎn)比常規(guī)粉體低得多C.在電學(xué)性能方面，納米金屬在低溫時(shí)會(huì)呈現(xiàn)超導(dǎo)電性D.在化學(xué)性能方面，納米材料化學(xué)活性低，因此化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)第37頁，共64頁。38【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)注意納米材料的良好性能主要表現(xiàn)在：第38頁，共64頁。39【自主解答】選A、B.納米材料具有良好的性能，在力學(xué)性能方面，納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的塑性，A正確.在熱學(xué)性能方面，納米超細(xì)微粒的熔點(diǎn)比常規(guī)粉體低得多，B正確.在電學(xué)性能方面，納米材料在低溫時(shí)會(huì)呈現(xiàn)電絕緣性；在化學(xué)性能方面，納米材料具有相當(dāng)高的化學(xué)活性，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.第39頁，共64頁。40【變式訓(xùn)練】納米材料具有許多奇特效應(yīng),如()A.電光效應(yīng)B.量子尺寸效應(yīng)C.高硬度D.表面和界面效應(yīng)【解析】選B、D.電光效應(yīng)是半導(dǎo)體材料的一種奇特效應(yīng),而高硬度是因?yàn)榧{米材料的奇特效應(yīng)而使材料所表現(xiàn)出來的一種良好性能,故A、C錯(cuò)誤,B、D正確.第40頁，共64頁。411.關(guān)于液晶的下列說法中正確的是（）A.液晶是液體和晶體的混合物B.液晶分子在特定方向排列比較整齊C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下,能夠發(fā)光D.所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶【解析】選B.液晶是某些特殊的有機(jī)化合物，在某些方向上分子排列規(guī)則，某些方向上雜亂.液晶本身不能發(fā)光，所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)，選項(xiàng)B正確.第41頁，共64頁。由上述可知正確選項(xiàng)為A、C.由對(duì)半導(dǎo)體材料的了解知,用作半導(dǎo)體材料的物體都是單晶體,A正確.液晶的分子排列與固態(tài)相同溫度、壓力、外加電壓等因素變化時(shí)，都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，選項(xiàng)C、D正確.液晶是某些特殊的有機(jī)化合物，在某些方向上分子排列規(guī)則，某些方向上雜亂.液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩(wěn)定的，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；【解析】選A、B、C.(2010·大同高二檢測(cè))關(guān)于新材料的開發(fā)與應(yīng)用和技術(shù)產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)系正確的是()電光效應(yīng)B.液晶態(tài)是某些化合物在特定條件下表現(xiàn)出的一種狀態(tài).(2010·大同高二檢測(cè))關(guān)于新材料的開發(fā)與應(yīng)用和技術(shù)產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)系正確的是()(2010·陽山高二檢測(cè))下列關(guān)于金屬材料的說法正確的是()微電子工業(yè)中使用的半導(dǎo)體材料主要是硅和砷化鎵.液晶的分子排列與液態(tài)相同溫度變化會(huì)引起這類液晶的亮度變化422.下列關(guān)于液晶的各種描述中正確的是()A.液晶具有流動(dòng)性B.液晶內(nèi)部分子的排列是很穩(wěn)定的,不受外界因素的影響C.液晶表現(xiàn)出各向異性D.液晶態(tài)是一些特殊化合物在任何環(huán)境下表現(xiàn)出的固有狀態(tài)【解析】選A、C.液晶是一種具有液體流動(dòng)性,又像晶體一樣具有光學(xué)各向異性的物質(zhì),其內(nèi)部分子排列不穩(wěn)定,當(dāng)外界條件發(fā)生微小變化時(shí),分子排列將會(huì)有顯著變化.液晶態(tài)是某些化合物在特定條件下表現(xiàn)出的一種狀態(tài).第42頁，共64頁。433.(2010·大同高二檢測(cè))關(guān)于新材料的開發(fā)與應(yīng)用和技術(shù)產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)系正確的是()A.半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn),促進(jìn)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展B.高溫高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料,為宇航工業(yè)奠定了基礎(chǔ)C.低消耗的光導(dǎo)纖維是現(xiàn)代光纖通信的重要材料D.在遠(yuǎn)古時(shí)代,人們就已經(jīng)開始利用半導(dǎo)體制造電器了第43頁，共64頁。44【解析】選A、B、C.在人類歷史上,曾經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代,不同材料的應(yīng)用體現(xiàn)了不同的生產(chǎn)力水平.遠(yuǎn)古時(shí)代,人們選擇石器做工具,它是當(dāng)時(shí)自然界中最硬的材料了.20世紀(jì)下半葉進(jìn)入新技術(shù)革命時(shí)代,新材料成為各個(gè)高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的突破口;半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn),大力促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展;高溫高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料,為宇航工業(yè)奠定了基礎(chǔ);低消耗的光導(dǎo)纖維,是現(xiàn)代光纖通信的重要材料.由上述可知正確答案為A、B、C.第44頁，共64頁。454.人類社會(huì)的文明和進(jìn)步總是與材料密切相關(guān),現(xiàn)在的新材料主要包括新型金屬材料、______材料、新型無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料、________材料等.復(fù)合材料由有機(jī)高分子、_________和金屬等材料復(fù)合而成，可分為________和_______.結(jié)構(gòu)復(fù)合材料可根據(jù)_______要求進(jìn)行________及復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),用于宇航、航空、電子電工、建筑、船舶、車輛、化工容器、管道、生活用品等.答案：高分子合成光電子無機(jī)非金屬結(jié)構(gòu)復(fù)合材料功能復(fù)合材料受力選材設(shè)計(jì)第45頁，共64頁。46一、選擇題（本大題共7小題，每小題5分，共35分，每小題至少一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.有的液晶具有溫度效應(yīng)，關(guān)于這類液晶的溫度效應(yīng)，下列說法正確的是（）A.溫度越低，液晶越混濁B.溫度變化會(huì)引起這類液晶的亮度變化C.溫度變化會(huì)造成這類液晶的顏色變化D.溫度升高時(shí)，這種液晶會(huì)按由紫到紅的順序改變第46頁，共64頁。47【解析】選C.液晶的溫度效應(yīng)，是指這類液晶的顏色隨溫度發(fā)生變化，溫度升高時(shí)，會(huì)按由紅到紫的順序變化，故A、B、D錯(cuò)，C對(duì).第47頁，共64頁。482.下列敘述中不正確的是（）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.利用液晶在溫度變化時(shí)由透明變渾濁的性質(zhì)，可制作電子表、電子計(jì)算器的顯示元件C.有一種液晶，隨著溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質(zhì)，可用來探測(cè)溫度D.利用液晶可檢查腫瘤，還可以檢查電路中的短路點(diǎn)【解析】選A.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)，但不是任何情況下都呈液晶態(tài)，故A錯(cuò).第48頁，共64頁。493.關(guān)于液晶的性質(zhì)，下列說法正確的是（）A.液晶分子的排列發(fā)生變化，液晶的某些性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化B.溫度發(fā)生變化時(shí)，可能改變液晶的光學(xué)性質(zhì)C.溫度越高，液晶越混濁D.在電場(chǎng)作用下，液晶會(huì)由混濁變清澈第49頁，共64頁。50【解析】選A、B.液晶性質(zhì)變化是由于液晶分子排列發(fā)生變化，A對(duì).溫度等發(fā)生變化都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，B對(duì).液晶有兩個(gè)熔點(diǎn)，達(dá)到第二個(gè)熔點(diǎn)時(shí)又變得透明了，C錯(cuò).在電場(chǎng)作用下，液晶會(huì)變混濁，D錯(cuò).第50頁，共64頁。514.關(guān)于半導(dǎo)體的導(dǎo)電性,下列說法正確的是()A.p型半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型為電子導(dǎo)電B.n型半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型為電子導(dǎo)電C.半導(dǎo)體導(dǎo)電時(shí)的電阻不變,歐姆定律對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電也適用D.二極管的單向?qū)щ娦允怯捎趐n結(jié)的存在第51頁，共64頁。52【解析】選B、D.p型半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型為空穴導(dǎo)電,n型半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型為電子導(dǎo)電,故A錯(cuò),B對(duì);二極管的單向?qū)щ娦允怯捎趐n結(jié)的存在,D對(duì);半導(dǎo)體不同于一般的金屬導(dǎo)體,其導(dǎo)電性能與電壓等有關(guān),故歐姆定律不能用于半導(dǎo)體導(dǎo)電,所以C錯(cuò).第52頁，共64頁。535.(2010·陽山高二檢測(cè))下列關(guān)于金屬材料的說法正確的是()A.金屬材料一般只指純金屬B.通常使用的金屬材料大多是指合金C.鋼是指純度非常高的鐵,而不銹鋼是指鐵和碳的合金再加上鉻合成的D.不銹鋼只是在干燥的環(huán)境里才不生銹,若在潮濕的環(huán)境里,也很容易生銹第53頁，共64頁。54【解析】選B.金屬材料一般包括金屬與合金,而不是指純金屬,但通常使用的金屬材料大多是合金,故A錯(cuò),B正確;鋼是鐵和碳的合金,而不是指高純度的鐵,不銹鋼則是鐵和碳再加上鉻的合金,故C錯(cuò);不銹鋼具有很強(qiáng)的耐腐蝕性,在潮濕的環(huán)境里也不容易生銹,D項(xiàng)錯(cuò)誤.第54頁，共64頁。556.(2010·大同高二檢測(cè))關(guān)于納米材料的說法正確的是()A.碳納米管是由碳原子層卷曲而成的碳管,管直徑一般為幾米到幾十米B.當(dāng)材料小到納米尺度時(shí),其力、熱、聲、光、磁等方面的某些性能會(huì)發(fā)生突變C.碳納米管的成分和石墨一樣,但韌性很高,導(dǎo)電性極強(qiáng)D.碳納米管的強(qiáng)度是鋼的密度只有鋼的第55頁，共64頁。56【解析】選B、C.顆粒在0.1nm～100nm之間的材料稱為納米材料,當(dāng)材料小到納米尺度時(shí),其力、熱、聲、光、磁等方面的某些性能會(huì)發(fā)生突變.碳納米管是由碳原子層卷曲而成的碳管,管直徑一般為幾納米到幾十納米,管壁厚度僅為幾納米.它的成分和石墨一樣,但韌性很高,導(dǎo)電性極強(qiáng),兼具金屬和半導(dǎo)體的特性,強(qiáng)度比鋼高100倍,密度只有鋼的由上述可知正確答案為B、C.第56頁，共64頁。577.下列說法中正確的是()A.液晶的分子排列與固態(tài)相同B.液晶的分子排列與液態(tài)相同C.液晶的物理性質(zhì)在外界的影響下很容易發(fā)生改變D.所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)【解析】選C.液晶是介于固態(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)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.第57頁，共64頁。58第58頁，共64頁。59二、非選擇題（本大題共2小題，共15分）8.(7分)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(dāng)在兩電極板間加上適當(dāng)________,透明的______變得混濁了,文字或數(shù)碼就顯示出來了.第59頁，共64頁。60【解析】液晶具有光學(xué)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(huì)明顯改變其光學(xué)性質(zhì),沒有電壓,電場(chǎng)為零時(shí),能使光線通過,有電場(chǎng)時(shí)光線不能通過.因此,兩極板間將液晶涂成文字或數(shù)碼,加上