【备战2022】高考物理选择题专项练习集：半导体及其应用 超导及其应用(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：半导体及其应用 超导及其应用(成都专栏)，共11页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共22小题；共88分）
1. 温度能够影响金属导体和半导体材料的导电性能。如图所示，两个图线分别为某金属导体和某半导体材料的电阻随温度变化的图象，则
A. 图线 1 反映该半导体材料的电阻随温度的变化情况
B. 图线 2 反映该金属材料的电阻随温度的变化情况
C. 图线 2 反映该半导体材料的电阻随温度的变化情况
D. 图线 1 和图线 2 的材料电阻均随温度的增加而增大

2. 某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。她拿了一段细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，并测得盐水柱的电阻为 R。现握住橡胶管的两端把它均匀拉长到原长的 2 倍，如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，此时盐水柱的电阻应该等于
A. 8RB. 4RC. 2RD. R2

3. 把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，A电阻丝长为L，直径为d，B电阻丝长为3L，直径为3d．要使两电阻丝在相同时间内产生的热量相等，加在两电阻丝上的电压之比应当满足( )
A. UA：UB=1：1B. UA：UB=3：1C. UA：UB=3：3D. UA：UB=3：4

4. 一段长度为 L 的粗细均匀的电阻丝电阻为 R，现在将其均匀拉长为 2L，则此时其电阻的阻值为
A. R B. 2R C. 3R D. 4R

5. 某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检查负责人说：“不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格的问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜使电线的导电性能减弱；再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积缩小，买 2.5 mm2 的线，拿到手的线可能是 1.5 mm2 或 1.5 mm2 多一点，载流量不够；还有一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求……”。关于这段话中提到的不合格电线，下列说法正确的是
A. 电线使用了再生铜或含杂质很多的铜，则其电阻率变大
B. 电线的横截面积变小，则其电阻率变大
C. 电线的横截面积变小，则其电阻率变小
D. 再生塑料制作的电线外皮，则其电阻率变大导致绝缘性变差

6. 如图所示为一块长方体铜块，使电流沿如图 I1 、 I2 两个方向通过该铜块，铜块的电阻之比为
A. 1B. a2c2C. a2b2D. b2c2

7. 甲．乙两根异种材料的电阻丝，其长度之比是 1:5，横截面积之比是 2:3，电阻之比是 2:5，外加电压之比是 1:2，则甲、乙两根电阻丝的电阻率之比是
A. 2:3 B. 3:4 C. 4:3 D. 8:3

8. 有一段长 1 m 的电阻丝，电阻是 10 Ω，现把它均匀拉伸到长为 4 m，则电阻变为
A. 10 Ω B. 40 Ω C. 120 Ω D. 160 Ω

9. 我们可以设想做这样一个实验：把一段电阻是 R 、粗细均匀的导体，均匀拉长到原长的 2 倍，只要测出此时导体的电阻变为如下哪个选项，即可验证电阻定律的正确性
A. 8R B. 4R C. 2R D. R2

10. 如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为 a:b:c=3:2:1。在此长方体的上下、左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱 1 、 2 、 3 、 4。在 1 、 2 两端加上恒定电压，导体的电阻为 R1；在 3 、 4 两端加上恒定电压，导体的电阻为 R2，则 R1:R2 为
A. 1:1 B. 1:9 C. 4:9 D. 1:4

11. 一根阻值为 R 的均匀电阻丝，长为 l，横截面积为 S，设温度不变，在下列哪些情况下其阻值仍为 R
A. 当 l 不变，S 增大一倍时
B. 当 S 不变，l 增大一倍时
C. 当 l 和 S 都减为原来的 12 时
D. 当 l 和横截面的半径都放大一倍时

12. 如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板 abcd，ab 边长为 L1，ad 边长为 L2，当端点 1 、 2 或 3 、 4 接入电路时，R12:R34 是
A. L1:L2 B. L2:L1 C. 1:1 D. L12:L22

13. 鸟儿落在 110 V 的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍安然无样，这是因为
A. 鸟有耐高压的天性B. 鸟儿是干燥的，所以鸟体不导电
C. 鸟两脚间的电压几乎为零D. 鸟体电阻极大所以无电流通过

14. 欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为 a 、 b 、 c ， 且 a>b>c。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是
A. B.
C. D.

15. 有一段长 1 m 的电阻丝，电阻是 10 Ω，现把它均匀拉伸到长为 5 m，则电阻变为
A. 10 Ω B. 50 Ω C. 150 Ω D. 250 Ω

16. 如图所示，a 、 b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是
A. a 电阻丝的阻值小于 b 电阻丝的阻值
B. a 代表的电阻丝较粗
C. b 代表的电阻丝较粗
D. 图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比

17. 两根材料相同的均匀导线 x 和 y，x 长为 l，y 长为 2l，将它们串联在电路中时，沿长度方向电势的变化如图所示，则 x 、 y 导线的横截面积之比为
A. 2:3B. 1:3C. 1:2D. 3:1

18. 一段粗细均匀的电阻丝，横截面的直径为 d，电阻为 R。把它拉成直径为 d10 的均匀细丝后，它的电阻变成
A. 100R B. 10000R C. R100 D. R10000

19. 如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab=2bc。当将 A 与 B 接入电路或将 C 与 D 接入电路中时电阻之比 RAB:RCD 为
A. 1:4 B. 1:2 C. 2:1 D. 4:1

20. 目前集成电路的集成度很高，要求里面的各种电子元件都微型化，集成度越高，电子元件越微型化、越小。图中 R1 和 R2 是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但 R2 的尺寸远远小于 R1 的尺寸。通过两导体的电流方向如图所示，则关于这两个导体的电阻 R1 、 R2 关系的说法正确的是
A. R1>R2 B. R1
21. 两根材料相同的均匀导线 x 和 y 串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的 ab 段和 bc 段图线所示，则导线 x 和 y 的横截面积之比为
A. 2:1 B. 1:2 C. 6:1 D. 1:6

22. 如图所示，a 、 b 、 c 为不同材料做成的电阻，b 与 a 的长度相等，横截面积是 a 的两倍，c 与 a 的横截面积相等，长度是 a 的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是 V1∶V2∶V3=1∶1∶2。关于三种材料的电阻率 ρa 、 ρb 、 ρc，下列说法中正确的是 。
A. ρa 是 ρb 的 2 倍B. ρa 是 ρc 的 2 倍
C. ρb 是 ρc 的 2 倍D. ρc 是 ρa 的 2 倍

二、双项选择题（共7小题；共28分）
23. 关于电阻率的说法正确的是
A. 电阻率与导体的长度无关B. 电阻率与导体的材料有关
C. 电阻率与导体的形状有关D. 电阻率与导体的横截面积有关

24. 对于常温下一根阻值为 R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是
A. 把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象
B. 常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为 14R
C. 给金属丝加上的电压逐渐从零增大到 U0，则任一状态下的 UI 比值不变
D. 常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的 10 倍，则电阻变为 10R

25. 温度能地影响金属导体和半导体材料的导电性能，在如图所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则
A. 图线 1 反应半导体材料的电阻随温度的变化
B. 图线 2 反应金属导体的电阻随温度的变化
C. 图线 1 反映金属导体的电阻随温度的变化
D. 图线 2 反映半导体材料的电阻随温度的变化

26. 下列说法正确的是
A. 超导体对电流的阻碍作用几乎等于零
B. 金属电阻率随温度的升高而增大
C. 用来制作标准电阻的锰铜合金和镍铜合金的电阻率不随温度的变化而变化
D. 半导体材料的电阻率随温度的升高而增大

27. 一根阻值为 R 的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为 R（设温度不变）
A. 当长度不变，横截面积增大一倍时
B. 当横截面积不变，长度增加一倍时
C. 当长度和横截面积都缩小为原来的一半时
D. 当长度和横截面积都扩大一倍时

28. 如图所示，A 、 B 、 C 、 D 是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片 P 向接线柱 C 移动时，电路的电流减小，则该接入电路的接线柱可能是
A. A 和 B B. A 和 C C. B 和 C D. B 和 D

29. 如图所示，一长为 2l 、宽为 l 的矩形导线框 abcd，在水平外力作用下从紧靠磁感应强度为 B 的匀强磁场边缘处以速度 v 向右匀速运动 3l，规定水平向左为力的正方向。下列关于水平外力的冲量 I 、导线框 ab 两点间的电势差 Uab 、通过导线框的电量 q 及导线框所受安培力 F 随其运动的位移 x 变化的图象正确的是
A. B.
C. D.

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 某种金属材料制成的导线，长为 L，横截面积为 S，电阻为 R，电阻率为 ρ，若加在导线两端的电压为 U，则
A. 温度不变时，L 越大，S 越小，R 越大
B. 温度不变时，L 越大，S 越小，ρ 越大
C. L 、 S 都不变，U 越大，R 越大
D. L 、 S 都不变，U 越大，ρ 越大
答案
第一部分
1. C
2. B
3. B
【解析】【分析】根据电阻定律R=ρLS，求出电阻之比，再热量公式Q=U2Rt，求出电压之比．
【解析】解：根据电阻定律R=ρLS可知，RA：RB=ρL14πd2：ρ3L14π(3d)2=3：1，
由于是纯电阻，则由Q=U2Rt，Q、t相同得：
加在两电阻丝上的电压之比为UA：UB=RAQt：RBQt=3：1。
故选：B。
【点评】本题考查运用比例法解题的能力．对于纯电阻电路，求解热量三个公式通用，即Q=UIt=I2Rt=U2Rt．
4. D
【解析】当导体的长度拉长到原来的 2 倍时，其材料和体积均不变，则横截面积变为原来的 12；
而导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以此时导体的电阻变为原来的 4 倍。
5. A
6. B
【解析】I1 流向时，长度为 a，截面积为 bc，则由电阻定律可知：R1=ρabc；
I2 流向时，长度为 c，截面积为 ab，则电阻 R2=ρcab；
故电阻之比为：R1R2=ρabcρcab=a2c2；故B正确，ACD错误。
7. C
【解析】根据电阻的决定式：：R=ρLS 得：ρ=RSL
则：ρ1ρ2=25×23×5=43，故ABD 错误，C正确。
8. D
【解析】当导体的长度从 1 m 拉长到 4 m，拉长到原来的 4 倍时，其材料和体积均不变，则横截面积变为原来的 14；
根据：R=ρLS，即导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以此时导体的电阻变为原来的 16 倍，则：Rʹ=16R=16×10 Ω=160 Ω，故ABC错误，D正确。
9. B
【解析】电阻定律为：R=ρLS，由此把一段电阻是 R 、粗细均匀的导体，均匀拉长到原长的 2 倍，由于体积不变，故横截面积变为：12S，只要测出此时导体的电阻变为：Rʹ=ρ2L12S=4R，即可验证电阻定律的正确性，故B正确。
10. B
【解析】根据电阻定律 R=ρLS，当在 1 、 2 两端加上恒定电压 U 时：
R1=ρcab
当在 3 、 4 两端加上恒定的电压时：
R2=ρabc
所以：R1R2=c2a2=132=19，故B正确，ACD错误。
11. C
【解析】由 R=ρlS 和 V=Sl 得：l 不变、 S 增大一倍时，R 变为原来的 12；
S 不变，l 增大一倍时，R 变为原来的二倍；
l 、 S 都减小为原来的 12 时，R 不变；
l 和横截面的半径都增大一倍时，R 变为原来的 12。
12. D
【解析】设薄片厚度为 d，则由电阻定律，得 R12=ρL1L2d
R34=ρL2L1d
故 R12:R34=L12:L22，选项D正确.
13. C
【解析】根据电阻定律 R=ρLS，鸟两脚间的导线 L 很短，电阻几乎为零，鸟两脚间的电压几乎为零，C正确。
14. A
【解析】根据电阻定律 R=ρLS ，导线越短、横截面积越大，电阻越小，A正确。
15. D
【解析】电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度增加，截面面积在减小，即满足 V=Sl 关系式.
把电阻丝由 1 m 均匀拉伸到 5 m 时，截面面积变成原来的 15，由电阻定律 R=ρlS 可知电阻变成原来的 25 倍，D正确.
16. C
【解析】由 R=UI 知 a 的电阻大于 b 的电阻，a 电阻丝的截面积小于 b 电阻丝的截面积。
17. B
【解析】由图象可知，Ux=6 V，Uy=4 V。串联电路中的电流处处相等，则 UxUy=RxRy，而 Rx=ρlSx，Ry=ρ2lSy，所以 UxUy=Sy2Sx，SxSy=Uy2Ux=42×6=13。
18. B
【解析】由面积公式可得：
S=14πd2
因 dʹ=d10
则可知，截面积 Sʹ=S100
根据体积公式可得：Vʹ=LʹSʹ=LS
则有：Lʹ=100L
由电阻定律 R=ρLS
Rʹ=ρLʹSʹ=ρ100LS100=10000R；故B正确，ACD错误。
19. D
【解析】设沿 AB 方向横截面积为 S1，沿 CD 方向的横截面积为 S2，则有 S1S2=12 ， A 、 B 接入电路时电阻为 RAB ， C 、 D 接入电路时电阻为 RCD，则有 RABRCD=ρLabS1ρLbcS2=41。
20. C
【解析】设正方形导体表面的边长为 a，厚度为 d，材料的电阻率为 ρ，根据电阻定律得 R=ρlS=ρaad=ρd，可见正方形电阻的阻值只和材料的电阻率及厚度有关，与导体的其他尺寸无关，选项C正确。
21. B
【解析】两导线串联，电流相等，I1=I2，从两段图线上截取相同的电压，U1=U2，保证电阻是相等的，此时长度之比为 L1:L2=1:2，由电阻定律知，横截面积之比等于长度之比 S1:S2=1:2，故B正确，A、C、D错误。
22. C
【解析】根据串联电路的电压关系，Ra∶Rb∶Rc=V1∶V2∶V3=1∶1∶2，根据 R=ρLS 得：ρ=RSl,∴ρaρb=RasaRbsb=12 ，A 错误；同理 B 、D 错误，C 正确。
第二部分
23. A， B
【解析】本题考查电阻率的概念。
某种物质所制成的原件（常温下 20 ∘C）的电阻与横截面积的乘积与长度的比值。故由自身的材料决定电阻率大小，与导体形状、长度、横截面积均无关系。
24. A， B
【解析】金属导体的电阻会随温度的降低而减小，当把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象；故A正确；
从中点对折起来，相当于两个阻值为 12R 的电阻并联，其总阻值为 14R，故B正确；
金属丝的电阻率 ρ 随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率 ρ 随温度升高而增大，因而 R=ρlS 将逐渐增加，故C错误；
将金属丝拉长为原来的 10 倍时，截面积变成原来的 110，则根据 R=ρLS 可知，电阻变为原来的 100 倍，故电阻为 100R；故D错误。
25. C， D
【解析】金属导体随着温度升高，电阻率变大，从而导致电阻增大，对于半导体材料，电阻随着温度升高而减小，因此由图可知，图 1 表示金属导体的电阻随温度的变化，图 2 表示半导体材料的电阻随温度的变化，故CD正确，AB错误。
26. A， B
【解析】超导现象是在温度接近绝对零度时，电阻率突然减小到接近零的现象，故A正确；金属的电阻率随温度的升高而增大，故B正确；合金的电阻率随温度的变化不明显，故C错误；而半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，故D错误。
27. C， D
【解析】根据电阻定律 R=ρlS 可知，只有电阻丝的长度和横截面积都扩大或缩小相同比例倍数时，电阻丝的电阻才能保持不变，故选C、D.
28. C， D
【解析】滑片 P 向接线柱 C 移动，电路的电流减小，电阻增大，接入电路的接线柱可能是 B 和 C 或 B 和 D，CD 正确。
29. A， B
【解析】进入磁场的过程中，安培力 F=BIL=B2l2vR，B 、 l 、 v 不变，则 F 不变；完全进入磁场，感应电流为零，安培力为零，D错误；因为导线框匀速运动，水平外力和安培力 F 大小相等，进入磁场过程中，水平外力的冲量 I=Ft=Fv⋅x，所以 I−x 关系图象为正比例函数，完全进入后外力为零，冲量为零，A正确；进入磁场的过程中，有 Uab=I电×56R=56Blv，完全进入磁场的过程中，ab 边的电势差 Uab=Blv，B正确；进入磁场的过程中 q=I电t=BlR⋅x，所以 q−x 关系图象为正比例函数，完全进入后电流为零，q 不变但不为零，C错误。
第三部分
30. A， C， D
【解析】根据导体的电阻定律 R=ρLS，A 正确；金属导体的电阻率与导体的 L 、 S 无关，但会随温度的升高而增大，L 、 S 都不变，U 越大，温度越高，ρ 越大，R 越大，B错误，CD正确。