2025年高三物理上學(xué)期“物理顯示器”中的物理知識(shí)考查卷一、選擇題（共10小題，每小題4分，共40分）液晶顯示器（LCD）的核心工作原理涉及液晶分子的電光效應(yīng)，當(dāng)在液晶兩端施加電場(chǎng)時(shí)，其分子取向發(fā)生改變，從而控制光的透射率。下列關(guān)于液晶的說(shuō)法正確的是（）A.液晶是晶體和液體的混合物B.液晶具有液體的流動(dòng)性和晶體的各向異性C.液晶分子的排列是完全無(wú)序的D.液晶的光學(xué)性質(zhì)不會(huì)隨外界條件變化而改變CRT顯示器（陰極射線(xiàn)管）通過(guò)電子槍發(fā)射電子束轟擊熒光屏實(shí)現(xiàn)成像，電子槍的加速電壓通常為10^4~5×10^4V。若電子在加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2×10^4V電壓加速后，其動(dòng)能約為（電子電荷量e=1.6×10^-19C）（）A.3.2×10^-15JB.6.4×10^-15JC.3.2×10^-19JD.6.4×10^-19J顯示器的分辨率是指屏幕上像素的總數(shù)，某液晶顯示器分辨率為1920×1080（FullHD），每個(gè)像素由紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三個(gè)子像素構(gòu)成，每個(gè)子像素的亮度等級(jí)為256級(jí)。若用二進(jìn)制數(shù)表示單個(gè)像素的顏色信息，至少需要的位數(shù)是（）A.8位B.16位C.24位D.32位LED背光顯示器中，發(fā)光二極管（LED）的核心結(jié)構(gòu)是PN結(jié)，其發(fā)光原理是（）A.電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)B.電子與空穴復(fù)合釋放能量轉(zhuǎn)化為光子C.原子核躍遷釋放γ射線(xiàn)D.金屬受熱產(chǎn)生熱輻射顯示器的刷新率是指屏幕每秒刷新的次數(shù)，單位為赫茲（Hz）。若某顯示器刷新率為144Hz，忽略屏幕響應(yīng)時(shí)間，其每幀畫(huà)面的顯示時(shí)間約為（）A.6.9×10^-3sB.1.4×10^-2sC.6.9×10^-2sD.1.4×10^-1sCRT顯示器的偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈通以交變電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若電子束沿z軸正方向運(yùn)動(dòng)，要使電子束向x軸正方向偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向應(yīng)沿（）A.x軸正方向B.x軸負(fù)方向C.y軸正方向D.y軸負(fù)方向液晶顯示器的響應(yīng)時(shí)間是指像素從一種亮度狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)所需的時(shí)間。若某顯示器響應(yīng)時(shí)間為5ms，在播放幀率為60fps的視頻時(shí)，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.畫(huà)面無(wú)拖影B.快速移動(dòng)的物體邊緣出現(xiàn)拖影C.屏幕閃爍D.顏色失真觸摸屏技術(shù)中，電容式觸摸屏通過(guò)檢測(cè)人體與屏幕之間的電容變化實(shí)現(xiàn)定位。若手指與屏幕表面的距離減小，二者之間的電容將（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小顯示器的亮度單位為坎德拉每平方米（cd/m2），某LED顯示器的亮度為300cd/m2，其含義是（）A.每平方米屏幕消耗300坎德拉的功率B.屏幕在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度為300坎德拉C.屏幕單位面積在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度為300坎德拉D.屏幕發(fā)射的光通量為300流明量子點(diǎn)顯示器（QLED）利用量子點(diǎn)的尺寸效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)光波長(zhǎng)，當(dāng)量子點(diǎn)的尺寸減小時(shí)，其發(fā)射光的波長(zhǎng)將（）A.增大B.減小C.不變D.與尺寸無(wú)關(guān)二、實(shí)驗(yàn)題（共20分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置模擬液晶顯示器的像素控制原理，探究液晶的電光效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)器材包括：直流電源（0~10V）、滑動(dòng)變阻器、液晶盒（含偏振片）、光源、光強(qiáng)傳感器、數(shù)字萬(wàn)用表。（1）實(shí)驗(yàn)中，光源發(fā)出的自然光經(jīng)過(guò)起偏器后變?yōu)開(kāi)_______光，其振動(dòng)方向與起偏器的透振方向________。（2）未加電壓時(shí)，液晶分子使偏振光的振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)90°，此時(shí)光強(qiáng)傳感器的示數(shù)________（選填“最大”或“最小”）；逐漸增大液晶盒兩端電壓，觀察到光強(qiáng)傳感器示數(shù)逐漸減小，說(shuō)明液晶分子的取向隨電壓增大而________（選填“趨于一致”或“趨于混亂”）。（3）若將液晶盒兩端電壓從0V緩慢增加到5V，測(cè)得光強(qiáng)I隨電壓U的變化數(shù)據(jù)如下表：U/V0.01.02.03.04.05.0I/mW12.010.57.23.61.20.3①在坐標(biāo)紙上繪制I-U圖像（圖略），根據(jù)圖像可知，液晶的電光效應(yīng)具有________（選填“線(xiàn)性”或“非線(xiàn)性”）特征。②當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，估算光強(qiáng)I約為_(kāi)_______mW。（4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，若將起偏器和檢偏器的透振方向調(diào)整為平行，則未加電壓時(shí)，光強(qiáng)傳感器的示數(shù)________（選填“最大”或“最小”），該現(xiàn)象說(shuō)明液晶具有________（選填“旋光性”或“雙折射性”）。三、計(jì)算題（共40分）（15分）CRT顯示器的電子槍發(fā)射電子束，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后轟擊熒光屏。已知電子槍的加速電壓U=2.0×10^4V，電子電荷量e=1.6×10^-19C，質(zhì)量m=9.1×10^-31kg，不計(jì)電子重力。（1）求電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度大小v；（2）電子束進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)前做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，若偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為寬度L=5.0cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于電子運(yùn)動(dòng)平面，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與磁場(chǎng)邊界垂直，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度θ=30°，求偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）若熒光屏到偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)右邊界的距離D=15cm，求電子打在熒光屏上的偏轉(zhuǎn)距離y。（15分）某LED顯示器的每個(gè)像素由三個(gè)LED芯片（紅、綠、藍(lán)）組成，每個(gè)芯片的額定電壓U=3.0V，額定電流I=20mA。（1）求單個(gè)LED芯片的額定功率P；（2）顯示器分辨率為3840×2160（4K），若所有像素同時(shí)點(diǎn)亮，求顯示器的總功率P總；（3）顯示器工作時(shí)，LED芯片將電能轉(zhuǎn)化為光能的效率η=30%，紅光芯片的發(fā)光波長(zhǎng)λ=630nm，普朗克常量h=6.63×10^-34J·s，真空中光速c=3.0×10^8m/s，求每秒內(nèi)每個(gè)紅光芯片發(fā)射的光子數(shù)n。（10分）液晶顯示器的像素由薄膜晶體管（TFT）控制，其等效電路如圖所示，TFT可視為一個(gè)受柵極電壓控制的開(kāi)關(guān)。當(dāng)柵極電壓U_G大于開(kāi)啟電壓U_th時(shí)，TFT導(dǎo)通，像素電容C_pixel充電至信號(hào)電壓U_s；當(dāng)U_G小于U_th時(shí)，TFT截止，C_pixel通過(guò)泄漏電阻R_leak放電。已知C_pixel=10pF，R_leak=1.0×10^12Ω，求像素電容上的電壓從U_s衰減到0.37U_s所需的時(shí)間τ（提示：RC電路的放電規(guī)律為U=U_se^(-t/RC)，e≈2.718）。四、論述題（共20分）近年來(lái)，柔性折疊屏技術(shù)逐漸成熟，其核心是采用柔性O(shè)LED（有機(jī)發(fā)光二極管）材料。請(qǐng)結(jié)合物理知識(shí)，回答下列問(wèn)題：（1）簡(jiǎn)述OLED與傳統(tǒng)LCD在顯示原理上的主要區(qū)別；（2）分析柔性屏在彎曲過(guò)程中，可能面臨的物理挑戰(zhàn)（至少列舉兩點(diǎn)）；（3）從能量轉(zhuǎn)化角度，說(shuō)明OLED相比LCD的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（略）說(shuō)明：本試卷嚴(yán)格依據(jù)2025年高考物理考綱要求命制，涵蓋力學(xué)（勻速直