2023-2024全國初中物理競賽試題：信息的傳遞與能源（含答案）

高考材料

第18講信息的傳遞與能源（解析版）

一、單選題

1.（2023春?陜西渭南?九年級校考競賽）眾所周知，知己知彼，百戰(zhàn)不殆。戰(zhàn)爭時期,

及時獲取敵方準確、有效的情報信息很可能決定一場戰(zhàn)爭勝敗。信息傳播工具如：電報、

電話等的使用無疑發(fā)揮著重要的作用。我國近代歷史上更是涌現(xiàn)出諸多可歌可泣、愛國

護國的共產(chǎn)黨員，諜報工作者的英雄事跡，值得千古流傳。下列說法錯誤的是（）

A.電話話筒和聽筒的工作原理不同

B.聽筒是利用磁場對通電導體有力的作用原理工作的

C.電報，電話是利用電磁波傳遞信息的

D.和平年代，各國家的長治久安也需要相關情報信息的獲取

【答案】C

【詳解】AB.電話裝置是由聽筒、話筒和電池組組成，它們應串聯(lián)在電路中；電話的

話筒主要作用把聲音的信號轉變?yōu)閺娙踝兓碾娏鞯男盘杺鬟f出去，原理是電磁感應;

再通過聽筒把強弱變化的電流信號變成聲音信號，把傳輸?shù)穆曇暨€原出來，原理是磁場

對電流有力的作用，故AB正確，不符合題意；

C.電報，電話是利用電路中的電流傳遞信息的，故C錯誤，符合題意；

D.和平年代，各國家也需要相關情報信息的獲取，綜合研判，以維護國家的長治久安，

故D正確，不符合題意。

故選C。

故答案為:A

2.（2023春?陜西渭南?九年級校考競賽）信號彈一般在戰(zhàn)爭中使用，通常用來傳遞信息，

是帶顏色的，中國的是一紅，二綠，三點白，白天用紅光具有很好的穿透性，所以在遇

到陰雨大霧天氣的時候就不會影響到信號的傳遞。下列說法正確的是（）

A.信號彈的三種色光都屬于復色光

B.紅光比綠光的波長長，頻率大

C.雨后彩虹是光的反射原理形成的

D.信號彈以電磁波的形式向外傳播

【答案】D

【詳解】A.信號彈是帶顏色的，中國的是一紅，二綠，三點白，三種色光中紅色、綠

色是單色光，白色屬于復色光，故A錯誤；

B.各種色光在空氣中的傳播速度相同，由v=4/可知，紅光比綠光的波長長，頻率小,

故B錯誤；

C.雨后彩虹是光的色散原理形成的，色散的實質是光的折射，故C錯誤；

D.信號彈以光的形式向外傳播，光也是電磁波，因此信號彈以電磁波的形式向外傳播，

故D正確。

故選D。

3.（2021?廣東佛山?九年級統(tǒng)考競賽）中國日報消息：11月19日凌晨2時7分，長征

三號乙運載火箭，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心把兩顆北斗三號衛(wèi)星成功送入預定軌道。這兩顆

衛(wèi)星將和其他17顆己經(jīng)在軌運行的北斗三號系統(tǒng)衛(wèi)星組成基本網(wǎng)絡，并在今年年底

前向“一帶一路”沿線國家和地區(qū)提供基本導航服務。以下說法正確的是（）

A.衛(wèi)星隨火箭升空的過程中，動能減小，重力勢能增加，機械能總量保持不變

B.衛(wèi)星與地面導航接收設備之間是靠電磁波傳遞信號

C.衛(wèi)星導航信息處理設備中的集成電路是用超導體材料制作

D.該型號運載火箭第三級用能效高的液態(tài)氫作燃料，這里的'能效高”指的是比熱容

大

【答案】B

【詳解】A.衛(wèi)星發(fā)射升空時，加速上升，質量不變，動能增大；高度升高，重力勢能

增大，機械能增大，故A錯誤；

B.電磁波可以在真空中傳播，且傳播速度快，衛(wèi)星與地面導航接收設備之間靠電磁波

傳遞信號，故B正確；

C.常溫下的超導材料還處于研究階段，集成電路使用的是半導體材料，故C錯誤；

D.液態(tài)氫的熱值大，質量一定時，完全燃燒放出的熱量多，也就是“能效高”，故D錯

誤。

故選B。

4.（2021?內蒙古呼倫貝爾?九年級統(tǒng)考競賽）關于材料和信息的說法不正確的是（）

A.條形碼掃描器中的光敏二極管主要使用的是半導體材料

B.保險絲是用鉛睇合金制作的，電阻比較大、熔點比較低

高考材料

C.如果用超導材料制造電子元件，可以進一步實現(xiàn)電子設備的微型化

D.光纖通信在傳遞電磁波信號時，利用了光的直線傳播的原理來傳輸信息

【答案】D

【詳解】A.條形碼掃描器中的光敏二極管使用的是半導體材料，故A正確，不符合題

忌；

B.保險絲通常安裝在火線上，它是由電阻大、熔點低的鉛錦合金制成的；當電路中有

過大電流通過時，保險絲發(fā)熱自動熔斷，切斷電路，從而起到保護電路的作用，故B正

確，不符合題意；

C.超導材料制造電子元件時，由于沒有電阻，不必考慮散熱問題，元件可以縮小體積,

實現(xiàn)微型化，故C正確，不符合題意；

D.光導纖維是利用激光的反射傳遞信息的，故D錯誤，符合題意。

故選D。

5.（2019?湖北黃岡?九年級?？几傎悾┤鐖D所示，揚州農(nóng)科所的專家研發(fā)了一種‘西瓜測

熟計”儀器.長約12厘米、寬約5厘米、厚約3厘米，內裝芯片，上設一顯示屏，下端

兩個鐵片組成V形卡槽，在儀器上還有一根10余厘米長的細線，另一頭是一個直徑約

3厘米的塑料“小碗”.判斷西瓜的生熟時，只要用卡槽（圖中兩鐵片）固定西瓜，然后

把“小碗”扣在上面，對西瓜輕敲大約5s左右顯示器就能顯示結果.其依據(jù)是（）

A.敲擊西瓜產(chǎn)生的聲音是由空氣振動產(chǎn)生

B.卡槽固定西瓜，小碗扣在上面是為了收集聲波，減小聲音的分散，增大響度

C.該儀器判斷西瓜的生熟是根據(jù)振動發(fā)出聲音的音色判斷

D.該儀器把聲信號轉換成電信號與電話的聽筒原理相同

【答案】C

【詳解】判斷西瓜的生熟時，只要用卡槽（圖中兩鐵片）固定西瓜，然后把“小碗”扣在

上面，對西瓜輕敲大約5s左右顯示器就能顯示結果.其依據(jù)是根據(jù)振動發(fā)出聲音的音

色判斷，西瓜的成熟程度不同，發(fā)出聲音的音色就不同.

6.（2019?湖南邵陽?八年級統(tǒng)考競賽）“殲-20”作為我國新一代隱形戰(zhàn)機，改進了形狀

與材料方面的技術，能有效避開雷達的探測，如圖為其在珠海航展上的公開亮相.下列

有關敘述正確的是

A.戰(zhàn)機獲得升力的原理是流體壓強與流速的關系

B.戰(zhàn)機的輪胎上刻有許多花紋是為了增大壓強

C.戰(zhàn)機可以隱身的原因是可以吸收雷達發(fā)出的超聲波

D.戰(zhàn)機起飛時以戰(zhàn)機為參照物，跑道兩旁的植被是靜止的

【答案】A

【詳解】A、飛機飛行時獲得升力，是因為飛機的機翼上凸下平，使上方空氣流速大、

壓強小，下方空氣流速小、壓強大，獲得了向上的升力，故A正確；

B、戰(zhàn)機的輪胎上刻有許多花紋，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大

摩擦力，故B錯誤；

C、隱形戰(zhàn)斗機具有“隱身”的功能，隱形的基本原理是機身通過結構或者涂料的技術，

使得偵測雷達發(fā)出的電磁波出現(xiàn)漫反射，或被特殊涂料吸收，從而避過雷達的偵測，

故C錯誤；

D、戰(zhàn)機起飛時以戰(zhàn)機為參照物，跑道兩旁的植被與戰(zhàn)機之間有位置變化，所以植被是

運動的，故D錯誤.

7.（2019?湖南邵陽?八年級統(tǒng)考競賽）市面上有一款音樂控制器，可以用它來創(chuàng)作音樂,

人拿著控制器，觸摸的位置、晃動的方向或幅度不同時都能產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)，通過藍牙

將這些數(shù)據(jù)傳給主機，主機將數(shù)據(jù)編譯成聲音并輸出.關于該音樂控制器，下列說法正

確的是

A.音樂控制器是聲源

B.音樂控制器與主機的數(shù)據(jù)傳輸利用的是聲波

C.主機輸出聲音的頻率越高，音調就越高

D.有規(guī)律地搖晃音樂控制器時，主機輸出的聲音一定為樂音

【答案】C

【詳解】A、被觸摸晃動的音樂控制器可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)資料，不能產(chǎn)生聲音，主機將從控

制器上獲取的這些數(shù)據(jù)資料編譯成聲音并輸出，所以主機是聲源，故A錯誤；

B、音樂控制器通過藍牙與主機相連，利用的是電磁波，故B錯誤；

C、影響音調的因素是頻率，頻率越高，音調越高，故C正確；

D、有規(guī)律的搖晃音樂控制器時，主機可以輸出美妙的聲音，但如果這些美妙的聲音影

響到人們正常的休息、學習和工作，也屬于噪聲，故D錯誤.

8.（2023春?遼寧阜新?九年級校考競賽）社會的發(fā)展離不開能源、信息和材料，下列相

關說法正確的是（）

A.石油是可再生能源B.電能屬于一次能源

C.手機利用超聲波傳遞信息D.二極管具有單向導電性

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【答案】D

【詳解】A.石油是不可再生能源，故A錯誤；

B.電能屬于二次能源，故B錯誤；

C.手機是利用電磁波傳遞信息的，故C錯誤；

D.二極管有一個特殊的特點，就是具有單向導電性，可用于判斷電流的方向，故D正

確。

故選D。

9.（2021春?江蘇宿遷?九年級統(tǒng)考競賽）能源是人們生活和社會發(fā)展的基石，信息和材

料是社會發(fā)展的保障。下列有關能源、信息和材料的說法正確的是（）

A.核電站是利用核聚變來發(fā)電的

B.我國自主建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，主要是用超聲波來傳遞信息的

C.光纖通信是光在光導纖維中多次發(fā)生折射來傳遞信息的

D.煤、石油和天然氣是一次能源，也是不可再生能源

【答案】D

【詳解】A.核電站是利用鈾核裂變發(fā)生鏈式反應釋放出大量的核能來發(fā)電的，是可控

鏈式反應，故A錯誤；

B.北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波來傳遞信息的，故B錯誤；

C.光纖通信是利用激光從光纖的一端射入，在內壁上多次反射后在另一端射出來，然

后在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經(jīng)解調后恢復原信息，故C錯誤;

D.煤炭、石油、天然氣可以直接從自然界獲得，屬于一次能源，且消耗后不能在短期

內從從自然界得到補充，是不可再生能源，故D正確。

故選D。

10.Q019?廣東韶關?九年級統(tǒng)考競賽）下列最有可能是近年來全球暖化增強的主要原因

（）

A.被大氣吸收的太陽輻射增加

B.被大氣反射到太空的太陽輻射增加

C.被大氣吸收的地表輻射增加

D.被地表反射到太空的太陽輻射增加

【答案】C

【詳解】近幾年全球變暖的原因是溫室效應加劇造成的，主要是由于現(xiàn)代化工業(yè)社會燃

燒過多煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳氣體進入大氣造成

的.二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能.它在大氣中增多的結果是形成一種無形的玻

璃罩，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散，其結果是地球表面變熱起

來.

11.（2019?河北?九年級校聯(lián)考競賽）下列幾種發(fā)電方式，所用能源不來自地球以外的是

A.風力發(fā)電B.火力發(fā)電C.原子能發(fā)電D.水力發(fā)電

【答案】C

【詳解】A.風的形成是由于太陽的光照造成了不同地方的氣壓不同，從而使空氣從氣

壓高的地方流向氣壓低的地方形成了風，所以能量的最終來源還是太陽，是地球以

外.故N錯誤.B.火力發(fā)電，要用到煤或石油，而煤或石油是遠古時期的植物進行光

合作用形成的，光合作用也是利用的來自地球以外的太陽能.故3錯誤.C.原子能發(fā)

電利用的是重金屬鈾的原子核裂變，而釋放出的能量，是地球內部的一種能源.故C正

確.D.水力發(fā)電中的水之所以從低處到了海拔比較高的位置，是由于太陽的能量使水

蒸發(fā)，所以也是來自于地球以外的能量.故。錯誤.故選C

二、填空題

12.（2021春?江蘇宿遷?九年級統(tǒng)考競賽）如圖所示，是一臺收音機的屏板，當指針（圖

中黑塊）向右調時，所接收到的電磁波的波長將；所接收的電磁波的波速

將?（選填“變大”、“不變”或“變小”）

（?）

FM889499105108MHz

AM530610750100013001600KHz

【答案】變小不變

【詳解】由圖示知，屏板上所標數(shù)據(jù)的單位為Hz,頻率單位。所以屏板的指針向

右調時，電磁波的頻率變大，而電磁波的波速是不變的，據(jù)c=0知，頻率越大，則波

長越小，所以所接收到的電磁波波長將變小。

13.（2021?廣東佛山?九年級統(tǒng)考競賽）如圖所示，路由器是一種支持有線和無線連接的

網(wǎng)絡設備，通過后排接口可以同時連接多臺電腦，各接口之間是—（選填‘串聯(lián)"或‘并

聯(lián)”）的。這還能利用—實現(xiàn)與筆記本無線連接。工作時間長了，外殼發(fā)燙，是由于

【答案】并聯(lián)電磁波內

高考材料

【分析】（1）并聯(lián)電路中各用電器互不影響；

（2）電磁波可以傳遞信息；

⑶用電器工作時，消耗了電能，得到了其他形式的能。

【詳解】［1］路由器是一種支持有線和無線連接的網(wǎng)絡設備，通過后排接口可以同時連接

多臺電腦，并且各電腦之間互不影響，因此各接口之間為并聯(lián)連接；

［2］由于無線網(wǎng)絡是通過電磁波傳遞信息的，因此路由器還能利用電磁波實現(xiàn)與筆記本無

線連接；

［3］工作時間長了，外殼發(fā)燙，是由于電能轉化成了內能。

14.（2023春?陜西渭南?九年級?？几傎悾└锩鼞?zhàn)爭年代老百姓靠煤油燈照明，火車靠

燃煤炭提供動力，戰(zhàn)地通信靠手搖發(fā)電機提供電能，其中煤油的原材料石油是

（選填“可再生”或“不可再生”）能源，已知標準煤的熱值2.9xl07j/kg,則10t標準煤完

全燃燒放出的熱量為J,隨著煤的燃燒，質量減少，其熱值_________（選填'增

大"或‘減小"或'不變”）；發(fā)電機的工作原理是，以上能源在利用過程均涉及能

量的轉化或轉移，能量的轉化和轉移具有o

【答案】不可再生2.9X1011不變電磁感應現(xiàn)象方向性

【詳解】［1］石油、化石能源、核能等消耗后不能夠短時間得到補充，屬于不可再生能源。

［2］由。=加4可得，完全燃燒10t標準煤放出的熱量為

g=^=2.9xl07J/kgxl0xl03kg=2.9xl0nJ

［3］熱值大小只與燃料的種類有關，與燃料的質量多少無關，所以燃燒過程中，隨著標準

煤質量的減少，其熱值不變。

［4］閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產(chǎn)生感應電流，這種現(xiàn)

象叫電磁感應現(xiàn)象，發(fā)電機就是利用該原理制成的。

［5］能量在轉化中具有方向性，如煤一旦燃燒將化學能轉化為內能，內能就不會自動轉化

為化學能；能量的傳遞能自發(fā)的從高溫物體傳向低溫物體，但不能夠自發(fā)的從低溫物體

傳遞到高溫物體，故能量的轉移也是有方向性的，所以能量的轉化和轉移具有方向性。

15.（2023春?遼寧阜新?九年級校考競賽）為了緩解電力緊張，海南昌江推進核電站的

建設，核電站利用核能的途徑是可控制的核（選填“裂變”或“聚變”），核能屬于

（選填“可”或“不可”）再生能源。

【答案】裂變不可

【詳解】［1］核電站是利用核裂變反應所釋放的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電廠。

［2］核能屬于一旦消耗就很難再生的能源，是不可再生能源。

16.（2020秋?廣東佛山?九年級校聯(lián)考競賽）手機充電過程中，將電能轉化為能;

植物吸收太陽光是將光能轉化為能。能量轉化和轉移的過程中，能量的保

持不變。

【答案】化學化學總量

【詳解】手機充電過程中，電池相當于用電器，將電能轉化為化學能儲存起來；

植物吸收太陽光是將光能轉化為自身生長需要的化學能。

[3]根據(jù)能量守恒定律可知，能量轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。

三、計算題

17.（2019?湖南長沙?九年級校考競賽）衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由赤道上空一定高度上的地球同

步衛(wèi)星和經(jīng)該衛(wèi)星連通的地球站兩部分組成.同步衛(wèi)星天線波束最大覆蓋面可以達到地

球表面總面積的三分之一，因此，在赤道上空同平面軌道上等間隔放置三顆同步衛(wèi)星,

就能實現(xiàn)全球范圍的通信.目前使用的國際通信衛(wèi)星系統(tǒng)就是按照上述原理建立起來的，

三顆衛(wèi)星分別位于大西洋、印度洋、太平洋上空.

（1）已知地球半徑為6.4x103.,要實現(xiàn)全球衛(wèi)星通信，衛(wèi)星在軌理論高度（距地面高

度）至少多遠？

（2）衛(wèi)星傳輸?shù)闹饕秉c是傳輸時延大.甲乙兩人打接越洋電話，已知他們兩地基站

共用的是一顆在軌高度約3.6x104km的通信衛(wèi)星，且兩地距衛(wèi)星均為4.5x104.,求打

接一次電話時延多少s?

【答案】（1）6.4x103km（2）0.6

【詳解】（1）.???三顆衛(wèi)星覆蓋整個地球，同步衛(wèi)星天線波束最大覆蓋面可以達到地球表

面總面積的三分之一，

."08=600,

???△AB。是直角三角形，

.?.40/5=30°,

；.OA=2OB=2R,

■■.AC^OA-OC=2R-R=R=6.4xlO3km.

(2).打接一次電話的路程：

s=4x4.5xl04km=1,8><105km.

s

,??V=-,

t

s1.8xl05km

——一3^：__________=0.6s.

v3xl05km/s

高考材料

答：（1）.衛(wèi)星在軌理論高度至少6.4x103km.

（2）.打接一次電話時延多少0.6s.

A

四、綜合題

18.（2022秋?全國?八年級校聯(lián)考競賽）閱讀短文，回答問題：

防凍冷卻液

汽車行駛時，發(fā)動機的溫度會升得很高，利用防凍冷卻液在散熱器管道內循環(huán)流動,

將發(fā)動機多余內能帶走，使發(fā)動機能以正常工作溫度運轉.防凍冷卻液主要由水和不易

汽化、密度比水小的某種防凍劑（簡稱原液）混合而成，原液含量（防凍劑占防凍冷卻

液體積的比例）越高，防凍冷卻液的比熱容越小，防凍冷卻液的凝固點和沸點與原液含

量的關系圖象見如圖和如圖所示.選用時，防凍冷卻液的凝固點應低于環(huán)境最低溫度

10（以下，而沸點一般要高于發(fā)動機最高工作溫度5。（2以上.

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