第18講 信息的傳遞與能源（解析版）-2024全國初中物理競賽試題編選

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?？几傎悾┍娝苤褐?，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出諸多可歌可泣、愛國護國的共產黨員，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，把傳輸的聲音還原出來，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:A2．（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顆已經在軌運行的北斗三號系統(tǒng)衛(wèi)星組成基本網絡，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．保險絲是用鉛銻合金制作的，電阻比較大、熔點比較低C．如果用超導材料制造電子元件，可以進一步實現電子設備的微型化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，不符合題意；B．保險絲通常安裝在火線上，它是由電阻大、熔點低的鉛銻合金制成的；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．其依據是（

）A．敲擊西瓜產生的聲音是由空氣振動產生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．其依據是根據振動發(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生不同的數據，通過藍牙將這些數據傳給主機，主機將數據編譯成聲音并輸出．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據傳輸利用的是聲波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生數據資料，不能產生聲音，主機將從控制器上獲取的這些數據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?？几傎悾┥鐣陌l(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【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．（2019·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A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B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D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”）【答案】變小不變【詳解】[1][2]由圖示知，屏板上所標數據的單位為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c=λf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”或“并聯”）的。這還能利用實現與筆記本無線連接。工作時間長了，外殼發(fā)燙，是由于電能轉化成了能?！敬鸢浮坎⒙撾姶挪▋取痉治觥?1)并聯電路中各用電器互不影響；(2)電磁波可以傳遞信息；(3)用電器工作時，消耗了電能，得到了其他形式的能?！驹斀狻縖1]路由器是一種支持有線和無線連接的網絡設備，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連接；[2]由于無線網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2.9×107J/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?！敬鸢浮坎豢稍偕蛔冸姶鸥袘F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Q=mq可得，完全燃燒10t標準煤放出的熱量為[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，導體中會產生感應電流，這種現象叫電磁感應現象，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?？几傎悾榱司徑怆娏o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?！敬鸢浮苛炎儾豢伞驹斀狻縖1]核電站是利用核裂變反應所釋放的能量產生電能的發(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?！敬鸢浮炕瘜W化學總量【詳解】[1][2]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?？几傎悾┬l(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6.4×103km，要實現全球衛(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)星傳輸的主要缺點是傳輸時延大．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3.6×104km的通信衛(wèi)星，且兩地距衛(wèi)星均為4.5×104km，求打接一次電話時延多少s？【答案】（1）6.4×103km（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，∴∠DOB＝120°，∴∠AOB＝60°，∵△ABO是直角三角形，∴∠OAB＝30°，∴OA＝2OB＝2R，∴AC＝OA﹣OC＝2R﹣R＝R＝6.4×103km．（2）．打接一次電話的路程：s＝4×4.5×104km＝1.8×105km．∵v＝，∴t＝＝＝0.6s．答：（1）．衛(wèi)星在軌理論高度至少6.4×103km．（2）．打接一次電話時延多少0.6s．四、綜合題18．（2022秋·全國·八年級校聯考競賽）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