Question

【题目】阅读短文，回答问题：

压电陶瓷

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转換的陶瓷材料，具有压电性，包括正压电性和逆压电性。正压电性是指某些电介质在机械外力作用下，介质内部正负电荷中心发生相对偏移而引起极化，从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。如图甲所示，当给陶瓷片施加一外界拉力F时，陶瓷片的两端会出现充电现象；相反加以压力F时会出现放电现象。这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。

另外，压电陶瓷具有自发极化的性质，而自发极化可以在外加电压的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电压时会发生如图乙所示的变化，压电陶瓷会有变形。压电陶瓷之所以会有变形，是因为当加上与自发极化相同的外电压时，相当于增强了极化强度。极化强度的增大使压电陶瓷片沿极化方向伸长。相反，如果加反向电压，则陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。

声音转换器是最常见的应用之一。像传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探测仪等都可以用压电陶瓷做声音转换器。如儿童玩具上的蜂鸣器就是内部振荡电路产生交流电压加到压电陶瓷上，通过逆压电效应产生同频率振动，而发出人耳可以听得到的声音。请根据上述材料，回答下列问题

（1）压电效应实现了_____能与电能之间的相互转化。

（2）将压电陶瓷压缩时，可产生_____压电效应（选填“正”或“逆”）。

（3）当给如图的压电陶瓷上电极接在电源负极，下电极接在电源正极时，晶体的厚度将_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）某些声音的记录和再现中也应用了压电效应。下列关于这一应用的说法正确的是_____

A．声音的记录应用了正压电效应，再现应用了逆压电效应

B．声音的记录应用了逆压电效应，再现应用了正压电效应

C．声音的记录和再现都应用了正压电效应

D．声音的记录和再现都应用了逆压电效应

（5）儿童玩具上的蜂鸣器中振荡电路产生交流电压随时间变化的图象可能是_____

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】机械 正 增大 A C

【解析】

（1）---（3）结合课文内容进行分析；

（4）根据声音的记录是机械效应转变成电效应的现象，声音的再现是电效应转变成机械效应的现象可判断所属类型；

（5）人耳可以听得到的声音的频率范围是20Hz～20000Hz，所以振荡电路产生交流电压加到压电陶瓷上，通过逆压电效应产生振动频率应该在20Hz～20000Hz；根据f＝求出各个选项的振动频率即可得出答案。

（1）压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料，具有压电性；故压电效应实现了机械能与电能之间的相互转化。

（2）当给陶瓷片施加一外界压力时，陶瓷片的两端会出现放电现象；这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。由此可知，将压电陶瓷压缩时，可产生正压电效应。

（3）当给如图的压电陶瓷上电极接在电源负极，下电极接在电源正极时，此时所加上的外电压与自发极化相同时，相当于增强了极化强度，使压电陶瓷片沿极化方向伸长，故晶体的厚度将增大。

（4）声音的记录是机械效应转变成电效应的现象，应用了正压电效应；声音的再现是电效应转变成机械效应的现象，应用了逆压电效应；故A正确，BCD错误。故选：A。

（5）人耳可以听得到的声音的频率范围是20Hz～20000Hz，所以振荡电路产生交流电压加到压电陶瓷上，通过逆压电效应产生振动频率应该在20Hz～20000Hz；

A．此振荡电路的周期为T＝1×10﹣1s，则逆压电效应产生振动频率f＝＝＝10Hz，此振动频率不在人耳可以听得到的声音的频率范围内，故A不符合题意；

B．此振荡电路的周期为T＝6×10﹣2s，则逆压电效应产生振动频率f＝＝＝Hz，此振动频率不在人耳可以听得到的声音的频率范围内，故B不符合题意；

C．此振荡电路的周期为T＝3×10﹣3s，则逆压电效应产生振动频率f＝＝Hz，此振动频率在人耳可以听得到的声音的频率范围内，故C符合题意；

D．此振荡电路的周期为T＝2×10﹣5s，则逆压电效应产生振动频率f＝＝＝5Hz，此振动频率不在人耳可以听得到的声音的频率范围内，故D不符合题意。