2022届高考物理选择题专题强化训练：半导体及其应用 超导及其应用(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：半导体及其应用 超导及其应用(北京使用)，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25小题；共100分）
1. 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 端移动的过程中，电路中的电流变小，则接入电路的接线柱可以是

A. A 和 B B. A 和 C C. B 和 C D. A 和 D

2. 一只“220 V 100 W”的灯泡工作时电阻为 484 Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是
A. 小于 484 ΩB. 大于 484 ΩC. 等于 484 ΩD. 无法确定

3. 关于导体、绝缘体和超导体，下列说法中错误的是
A. 超导体对电流的阻碍作用几乎为零
B. 电解液通电时，正、负离子仍有阻碍作用
C. 绝缘体内也有自由电子，但很少
D. 绝缘体接入电路后，一定没有电流通过

4. 现有半球形导体材料，接成如图（a）、（b）所示两种形式，则两种接法的电阻之比 Ra:Rb 为
A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 1:4

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

6. 关于电阻和电阻率的说法中，正确的是
A. 将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
B. 由 R=UI 可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C. 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻
D. 某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象

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

8. 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

9. 一只白炽灯泡，正常发光时的电阻为 121 Ω，当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是
A. 大于 121 Ω B. 小于 121 Ω C. 等于 121 Ω D. 无法判断

10. 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

11. 一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是 d，电阻是 R，把它拉长制成直径为 d10 的均匀细丝后，它的电阻变为
A. 10000R B. R10000 C. 100R D. R100

12. 两根材料和质量相同的电阻丝，它们的长度之比为 2:3，则它们的电阻之比为
A. 2:3 B. 3:2 C. 4:9 D. 9:4

13. 将一根粗细均匀、阻值为 R 的电阻丝均匀拉长到原来的 5 倍，其电阻变为 250 Ω，则 R 为
A. 10 Ω B. 50 Ω C. 1250 Ω D. 6250 Ω

14. 一同学将变阻器与一只（6 V 、 6～8 W）的小灯泡 L 及开关 S 串联后接在 6 V 的电源 E 上，当 S 闭合时，发现灯泡发光。按右图所示的接法，当滑片 P 向下移动时，灯泡将
A. 变暗B. 变亮C. 亮度不变D. 可能烧坏灯泡

15. 用 P=U2R 求出的“220 V40 W”的灯泡的电阻为 1210 Ω，用多用电表测得其电阻只有 90 Ω，下列说法中正确的是
A. 两个阻值相差悬殊是不正常的，一定是测量时读错了数据
B. 两个阻值相差悬殊是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大
C. 两个阻值相差悬殊是不正常的，可能出厂时把灯泡的功率标错了
D. 两个阻值相差悬殊是正常的，1210 Ω 是正常工作状态（温度很高）的阻值，90 Ω 是常温下的阻值

16. 用输出电压为 6 V 的电源和符合实验要求的电流表、电压表测量一只标有“220 V 100 W”字样的灯泡的电阻，则所测得的电阻值
A. 小于 484Ω B. 大于 484Ω
C. 等于 484Ω D. 以上三种情况都可能 484Ω

17. 如图所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的 I−R 图象。现将甲、乙串联后接入电路中，则
A. 甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小
B. 甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C. 在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D. 甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少

18. 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化。在图所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标。已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数 U 与一氧化碳浓度 ρ 之间的对应关系正确的是
A. U 越大，表示 ρ 越大，ρ 与 U 成正比
B. U 越大，表示 ρ 越小，ρ 与 U 成反比
C. U 越大，表示 ρ 越大，但 ρ 与 U 无关
D. U 越大，表示 ρ 越小，但 ρ 与 U 无关

19. 学习完电阻的概念和电阻定律，你认为下列说法正确的是
A. 由 R=UI 可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比
B. 由 R=ρLS 可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比
C. 由 ρ=ρRSL 可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比
D. 导体的电阻率只由材料的种类决定，跟温度无关

20. 如图所示，两只相同的白炽灯 L1 和 L2 串联接在电压恒定的电路中。若 L1 的灯丝断了，经搭丝后与 L2 串联，重新接在原电路中，则此时 L1 的亮度与灯丝未断时比较
​
A. 不变B. 变亮
C. 变暗D. 条件不足，无法判断

21. 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

22. 用电器距离电源为 L，线路上的电流为 I，为使在线路上的电压降不超过 U，已知输电线的电阻率为 ρ。那么输电线的横截面积的最小值为
A. ρLR B. 2ρLIU C. UρLI D. 2ULIρ

23. 如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab=2bc，当将 A 与 B 接人电压为 U 的电路中时，电流为 I；若将 C 与 D 接人电压为 U 的电路中，则电流为
A. 4I B. 2I C. 12I D. 14I

24. 某个由导电介质制成的电阻截面如图所示。导电介质的电阻率为 ρ，制成内、外半径分别为 a 和 b 的半球壳层形状（图中阴影部分），半径为 a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为 R。下面给出 R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解 R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R 的合理表达式应为
A. R=ρb+a2πab B. R=ρb−a2πab
C. R=ρab2πb−a D. R=ρab2πb+a

25. 如图所示，水平地面上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场。用横截面积之比为 1∶2 的相同材料的导线，制成两个边长相等的单匝正方形线圈Ⅰ和Ⅱ。两线圈从距磁场上边界高 h 处开始自由下落，最后落到地面。整个过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。若线圈Ⅰ恰好匀速进入磁场，线圈Ⅰ和Ⅱ在运动过程中产生的热量分别为 Q1，Q2。不计空气阻力，则
A. 线圈Ⅱ加速进入磁场B. 线圈Ⅱ减速进入磁场
C. Q1:Q2=1:2 D. Q1:Q2=1:4

二、双项选择题（共4小题；共16分）
26. 滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是
A. 若将 a 、 c 两端连在电路中，则当滑片 OP 向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大
B. 若将 a 、 d 两端连在电路中，则当滑片 OP 向右滑动时，滑动变阻器的阻值减小
C. 将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱
D. 将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱

27. 由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定，设输电电压为 U，输电线横截面积为 S，输电线因发热损失的电功率为 P，那么
A. 若 U 一定，则 P 与 S 成反比
B. 若 U 一定，则 P 与 S 平方成反比
C. 若 S 一定，则 P 与 U 平方成反比
D. 若 S 一定，则 P 与 U 成反比

28. 一根粗细均匀的导线，两端加上电压 U 时，通过导线的电流为 I，导线中自由电子定向移动的平均速率为 v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的 12，再给它两端加上电压 U，则
A. 通过导线的电流为 14
B. 通过导线的电流为 116
C. 导线中自由电子定向移动的速率为 v4
D. 导线中自由电子定向移动的速率为 v2

29. 如图所示，R1 和 R2 是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但 R1 的尺寸比 R2 的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是
A. R1 中的电流小于 R2 中的电流
B. R1 中的电流等于 R2 中的电流
C. R1 中自由电荷定向移动的速率大于 R2 中自由电荷定向移动的速率
D. R1 中自由电荷定向移动的速率小于 R2 中自由电荷定向移动的速率

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 如图所示，两个截面不同、长度相同的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为 U，则
​
A. 通过两棒的电流强度不相等
B. 两棒中的自由电子定向移动的平均速率不同
C. 两棒内的电场强度不同，细棒内的场强 E1 大于粗棒内的场强 E2
D. 细棒的电压 U1 大于粗棒的电压 U2 ​
答案
第一部分
1. C
2. A
【解析】灯泡工作时的电阻为高温状态的电阻，不工作时为常温下的电阻，根据金属材料的电阻随温度的升高而增大，可知选项 A 正确。
3. D
【解析】导体中存在大量的自由电子，绝缘体中也存在自由电子，但数目极少。
​绝缘体接入电路后，也有电流通过，但很小，可以近似看做零。
4. D
【解析】将题（a）图半球形导体材料看成是等大的两半部分的并联，则题（b）图中可以看成是两半部分的串联，设每一半部分的电阻为 R，则题（a）图中电阻 Ra=R2，题（b）图中电阻 Rb=2R，故 Ra:Rb=1:4。
5. D
【解析】设导体原来的横截面积为 S1，长度原来为 L1，拉长后横截面积为 S2，长度为 L2。
由体积 V=SL 得，V 不变，L 与 S 成反比。长度之比 L1:L2=1:5，则 S1:S2=5:1。
根据电阻定律 R=ρLS 得，R2:R1=25:1 则电阻变为 250 Ω。
6. D
【解析】根据电阻定律 R=ρLS，将一根导线等分为二，电阻减半，而电阻率是导体材料的特性，与长度无关。故A错误；
导体的电阻由 ρ 、 L 、 S 决定，是导体本身的性能，不能说与电压成正比，与电流成反比。故B错误；
导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它是导体本身的性质，有没有电流均有电阻。故C错误；
超导现象是绝对零度附近时，电阻突然减小到零的现象。故D正确。
7. B
【解析】 b 图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律 R=ρlS，可知 b 代表的电阻丝较粗，选项B正确，A、C错误；电阻是导体本身的性质，与电阻两端的电压无关，选项D错误．
8. 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.
9. B
【解析】由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故白炽灯泡正常发光时的电阻大，停止发光一段时间后，灯丝温度降低，电阻减小，故选B。
10. 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。
11. A
【解析】选A 均匀镍铬丝拉制成直径d′=\dfrac{d}{10}时，其横截面积减小到S′=\dfrac{S}{100}，由于镍铬丝的体积不变，则其长度变为l′=100l。根据电阻定律，拉长后的电阻为：
R=ρ\dfrac{l′}{S′}=ρ\dfrac{100l}{S/100}=10 000ρ\dfrac{l}{S}=10 000R。故A正确。
12. C
【解析】两根电阻丝的材料相同，说明其电阻率和密度相同，由电阻定律 R=ρlS 和公式 m=ρ1V 、 V=lS 知，R=ρρ1ml2，可见，在两根材料的电阻率、密度和质量都相同的情况下，电阻和长度的二次方成正比，故 R1:R2=4:9，选项 C 正确。
13. A
14. B
【解析】由题图可知，变阻器接入电路的是 PB 段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡。当滑片 P 向右滑动时，接入电略中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确。
15. D
【解析】用多用电表测灯泡的电阻时，需要将灯泡从电路中断开，灯泡是不发光的，即用多用电表测得的是不发光时（室温）的电阻，用 P=U2R 求出的灯泡电阻是 1210 Ω，是灯泡正常发光时（温度很高）的电阻，灯丝是钨丝，金属的电阻率随温度的升高而增大，故两个值相差悬殊是正常的，D正确，A 、 B 、C错误。
16. A
17. C
【解析】若将两电阻丝串联接入电路中，由于通过两电阻丝的电流相同，由题图可知，此时甲的电阻大于乙的电阻，所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大，选项 A 错误；由于两电阻丝的横截面积、长度均相同，故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大，选项 B错误；由 Q=I2Rt 可知，在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少，选项 C 正确；由 P=I2R 可知，选项 D 错误。
18. C
【解析】根据题意，设氧化锡传感器的电阻为 R1=kρ，电源的电动势为 E，内阻为 r，电压表的示数 U=ER0kρ+r+R+R0，ρ 越大，U 越大，但 U 与 ρ 既不成正比也不成反比，选项C正确。
19. B
【解析】导体的电阻是导体本身的性质，与其两端的电压和流过导体的电流无关，A错，B对；
电阻率是材料本身的性质，只与材料和温度有关，与导体的长度和横截面积无关，C、D错。
20. C
【解析】设两灯电阻为 R1 和 R2，外加电压为 U，则灯 L1 消耗的电功率为 P1=I2R1=UR1+R22R1=U2R1R12+R22+2R1R2=U2R1+R22R1+2R2。
L1 灯丝断后重新搭接，R1 变小，故上式中变量仅是 R1。
​当 R1 变小时，则 R1+R22R1 变大，结果 P1 变小，灯 L1 变暗，所以答案是 C。
21. 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。
22. B
【解析】输电线的总长为 2L，由公式 R=UI，R=ρLS 得 S=2ρLIU
23. A
【解析】设沿 AB 方向的横截面积为 S1，沿 CD 方向的横截面积为 S2，则有 S1S2=12 、 AB 接入电路时的电阻为 R1 、 CD 接入电路时的电阻为 R2，则有 R1R2=ρlabS1ρlbcS2=41，电流之比 I1I2=41，I2=4I1=I
24. B
【解析】先根据量纲进行分析（单位分析法），由 R=ρlS 可判断，CD 错；
当 a 逐渐靠近 b 时，取 a=b，此时电阻为 0，分析 AB 中的表达式可知，A 错 B 对。
25. C
【解析】线圈Ⅰ匀速进入 磁场时，F安1=mg，F安1=BIL=BBLvrL=B2L22ghr，其中 r=ρLS, 线圈Ⅱ进入磁场时，由于 R=ρL2S=r2，所以 F安2=2F安1，又由 M=2m，得 F安2=Mg，所以线圈Ⅱ进 入磁场时也是匀速，故 AB 错误；两线圈进入磁场的过程中都是减少的重力势能转化为了热能，根据 Q1=mgL 和 Q2=MgL，以及 M=2m 可知 Q1:Q2=1:2，故C正确，D错误。
第二部分
26. A， D
【解析】若将 a 、 c 两端连在电路中，aP 部分将连入电路，则当滑片 OP 向右滑动时，该部分的导线长度变长，滑动变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确.
若将 a 、 d 两端连在电路中，也是将 aP 部分连入电路，则当滑片 OP 向右滑动时，该部分的导线长度变长，滑动变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误.
A 、 B 两个选项中均为限流式接法，可见在限流式接法中，a 、 b 两个接线柱中任意选一个，c 、 d 两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，C错误.
在滑动变阻器的分压式接法中，a 、 b 两个接线柱必须接入电路，c 、 d 两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，D正确.
27. A， C
28. B， C
【解析】将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的 12，横截面积变为原来的 14，长度变为原来的 4 倍，由电阻定律 R=ρlS 可知，导线电阻变为原来的 16 倍，则再给它两端加上电压 U，通过导线的电流为 116；
由 I=qnvS 可知，导线中自由电子定向移动的速率为 v4，故B、C 正确。
29. B， D
【解析】设正方形的边长为 L 、导体厚度为 d，则 I=UR，R=ρLS=ρLLd=ρd，则 I=Udρ，故 R1 、 R2 中的电流相等，A 错误、B 正确；
由 I=nqSv=nqLdv 得，L 大则 v 就小，C 错误、D 正确。
第三部分
30. B， C， D
【解析】两棒串联在电路中，电流强度相等，故 A 错；
​由电流强度与自由电子定向移动速率的关系式 I=neSv，可知粗细不同，则 v 不相同，故 B 对；
​由 E=Ud 得 E=I⋅Rd 而 R=ρ⋅dS，则 E=ρIS 故 E1>E2，C 对；
​电流相等，R1>R2，所以 U1>U2，D 对。