2023-2024全国初中物理竞赛试题：信息的传递与能源（含答案）

高考材料

第18讲信息的传递与能源（解析版）

一、单选题

1.（2023春•陕西渭南•九年级校考竞赛）众所周知，知己知彼，百战不殆。战争时期,

及时获取敌方准确、有效的情报信息很可能决定一场战争胜败。信息传播工具如：电报、

电话等的使用无疑发挥着重要的作用。我国近代历史上更是涌现出诸多可歌可泣、爱国

护国的共产党员，谍报工作者的英雄事迹，值得千古流传。下列说法错误的是（）

A.电话话筒和听筒的工作原理不同

B.听筒是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的

C.电报，电话是利用电磁波传递信息的

D.和平年代，各国家的长治久安也需要相关情报信息的获取

【答案】C

【详解】AB.电话装置是由听筒、话筒和电池组组成，它们应串联在电路中；电话的

话筒主要作用把声音的信号转变为强弱变化的电流的信号传递出去，原理是电磁感应;

再通过听筒把强弱变化的电流信号变成声音信号，把传输的声音还原出来，原理是磁场

对电流有力的作用，故AB正确，不符合题意；

C.电报，电话是利用电路中的电流传递信息的，故C错误，符合题意；

D.和平年代，各国家也需要相关情报信息的获取，综合研判，以维护国家的长治久安，

故D正确，不符合题意。

故选C。

故答案为:A

2.（2023春•陕西渭南•九年级校考竞赛）信号弹一般在战争中使用，通常用来传递信息，

是带颜色的，中国的是一红，二绿，三点白，白天用红光具有很好的穿透性，所以在遇

到阴雨大雾天气的时候就不会影响到信号的传递。下列说法正确的是（）

A.信号弹的三种色光都属于复色光

B.红光比绿光的波长长，频率大

C.雨后彩虹是光的反射原理形成的

D.信号弹以电磁波的形式向外传播

【答案】D

【详解】A.信号弹是带颜色的，中国的是一红，二绿，三点白，三种色光中红色、绿

色是单色光，白色属于复色光，故A错误；

B.各种色光在空气中的传播速度相同，由v=4/可知，红光比绿光的波长长，频率小,

故B错误；

C.雨后彩虹是光的色散原理形成的，色散的实质是光的折射，故C错误；

D.信号弹以光的形式向外传播，光也是电磁波，因此信号弹以电磁波的形式向外传播，

故D正确。

故选D。

3.（2021・广东佛山•九年级统考竞赛）中国日报消息：11月19日凌晨2时7分，长征

三号乙运载火箭，在西昌卫星发射中心把两颗北斗三号卫星成功送入预定轨道。这两颗

卫星将和其他17颗己经在轨运行的北斗三号系统卫星组成基本网络，并在今年年底

前向“一带一路”沿线国家和地区提供基本导航服务。以下说法正确的是（）

A.卫星随火箭升空的过程中，动能减小，重力势能增加，机械能总量保持不变

B.卫星与地面导航接收设备之间是靠电磁波传递信号

C.卫星导航信息处理设备中的集成电路是用超导体材料制作

D.该型号运载火箭第三级用能效高的液态氢作燃料，这里的'能效高”指的是比热容

大

【答案】B

【详解】A.卫星发射升空时，加速上升，质量不变，动能增大；高度升高，重力势能

增大，机械能增大，故A错误；

B.电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，卫星与地面导航接收设备之间靠电磁波

传递信号，故B正确；

C.常温下的超导材料还处于研究阶段，集成电路使用的是半导体材料，故C错误；

D.液态氢的热值大，质量一定时，完全燃烧放出的热量多，也就是“能效高”，故D错

误。

故选B。

4.（2021•内蒙古呼伦贝尔•九年级统考竞赛）关于材料和信息的说法不正确的是（）

A.条形码扫描器中的光敏二极管主要使用的是半导体材料

B.保险丝是用铅睇合金制作的，电阻比较大、熔点比较低

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C.如果用超导材料制造电子元件，可以进一步实现电子设备的微型化

D.光纤通信在传递电磁波信号时，利用了光的直线传播的原理来传输信息

【答案】D

【详解】A.条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料，故A正确，不符合题

忌；

B.保险丝通常安装在火线上，它是由电阻大、熔点低的铅锦合金制成的；当电路中有

过大电流通过时，保险丝发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电路的作用，故B正

确，不符合题意；

C.超导材料制造电子元件时，由于没有电阻，不必考虑散热问题，元件可以缩小体积,

实现微型化，故C正确，不符合题意；

D.光导纤维是利用激光的反射传递信息的，故D错误，符合题意。

故选D。

5.（2019•湖北黄冈•九年级校考竞赛）如图所示，扬州农科所的专家研发了一种‘西瓜测

熟计”仪器.长约12厘米、宽约5厘米、厚约3厘米，内装芯片，上设一显示屏，下端

两个铁片组成V形卡槽，在仪器上还有一根10余厘米长的细线，另一头是一个直径约

3厘米的塑料“小碗”.判断西瓜的生熟时，只要用卡槽（图中两铁片）固定西瓜，然后

把“小碗”扣在上面，对西瓜轻敲大约5s左右显示器就能显示结果.其依据是（）

A.敲击西瓜产生的声音是由空气振动产生

B.卡槽固定西瓜，小碗扣在上面是为了收集声波，减小声音的分散，增大响度

C.该仪器判断西瓜的生熟是根据振动发出声音的音色判断

D.该仪器把声信号转换成电信号与电话的听筒原理相同

【答案】C

【详解】判断西瓜的生熟时，只要用卡槽（图中两铁片）固定西瓜，然后把“小碗”扣在

上面，对西瓜轻敲大约5s左右显示器就能显示结果.其依据是根据振动发出声音的音

色判断，西瓜的成熟程度不同，发出声音的音色就不同.

6.（2019•湖南邵阳•八年级统考竞赛）“歼-20”作为我国新一代隐形战机，改进了形状

与材料方面的技术，能有效避开雷达的探测，如图为其在珠海航展上的公开亮相.下列

有关叙述正确的是

A.战机获得升力的原理是流体压强与流速的关系

B.战机的轮胎上刻有许多花纹是为了增大压强

C.战机可以隐身的原因是可以吸收雷达发出的超声波

D.战机起飞时以战机为参照物，跑道两旁的植被是静止的

【答案】A

【详解】A、飞机飞行时获得升力，是因为飞机的机翼上凸下平，使上方空气流速大、

压强小，下方空气流速小、压强大，获得了向上的升力，故A正确；

B、战机的轮胎上刻有许多花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大

摩擦力，故B错误；

C、隐形战斗机具有“隐身”的功能，隐形的基本原理是机身通过结构或者涂料的技术，

使得侦测雷达发出的电磁波出现漫反射，或被特殊涂料吸收，从而避过雷达的侦测，

故C错误；

D、战机起飞时以战机为参照物，跑道两旁的植被与战机之间有位置变化，所以植被是

运动的，故D错误.

7.（2019•湖南邵阳•八年级统考竞赛）市面上有一款音乐控制器，可以用它来创作音乐,

人拿着控制器，触摸的位置、晃动的方向或幅度不同时都能产生不同的数据，通过蓝牙

将这些数据传给主机，主机将数据编译成声音并输出.关于该音乐控制器，下列说法正

确的是

A.音乐控制器是声源

B.音乐控制器与主机的数据传输利用的是声波

C.主机输出声音的频率越高，音调就越高

D.有规律地摇晃音乐控制器时，主机输出的声音一定为乐音

【答案】C

【详解】A、被触摸晃动的音乐控制器可以产生数据资料，不能产生声音，主机将从控

制器上获取的这些数据资料编译成声音并输出，所以主机是声源，故A错误；

B、音乐控制器通过蓝牙与主机相连，利用的是电磁波，故B错误；

C、影响音调的因素是频率，频率越高，音调越高，故C正确；

D、有规律的摇晃音乐控制器时，主机可以输出美妙的声音，但如果这些美妙的声音影

响到人们正常的休息、学习和工作，也属于噪声，故D错误.

8.（2023春•辽宁阜新•九年级校考竞赛）社会的发展离不开能源、信息和材料，下列相

关说法正确的是（）

A.石油是可再生能源B.电能属于一次能源

C.手机利用超声波传递信息D.二极管具有单向导电性

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【答案】D

【详解】A.石油是不可再生能源，故A错误；

B.电能属于二次能源，故B错误；

C.手机是利用电磁波传递信息的，故C错误；

D.二极管有一个特殊的特点，就是具有单向导电性，可用于判断电流的方向，故D正

确。

故选D。

9.（2021春・江苏宿迁•九年级统考竞赛）能源是人们生活和社会发展的基石，信息和材

料是社会发展的保障。下列有关能源、信息和材料的说法正确的是（）

A.核电站是利用核聚变来发电的

B.我国自主建立的北斗卫星定位系统，主要是用超声波来传递信息的

C.光纤通信是光在光导纤维中多次发生折射来传递信息的

D.煤、石油和天然气是一次能源，也是不可再生能源

【答案】D

【详解】A.核电站是利用铀核裂变发生链式反应释放出大量的核能来发电的，是可控

链式反应，故A错误；

B.北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信息的，故B错误；

C.光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端射出来，然

后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故C错误;

D.煤炭、石油、天然气可以直接从自然界获得，属于一次能源，且消耗后不能在短期

内从从自然界得到补充，是不可再生能源，故D正确。

故选D。

10.Q019•广东韶关•九年级统考竞赛）下列最有可能是近年来全球暖化增强的主要原因

（）

A.被大气吸收的太阳辐射增加

B.被大气反射到太空的太阳辐射增加

C.被大气吸收的地表辐射增加

D.被地表反射到太空的太阳辐射增加

【答案】C

【详解】近几年全球变暖的原因是温室效应加剧造成的，主要是由于现代化工业社会燃

烧过多煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成

的.二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能.它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻

璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起

来.

11.（2019・河北•九年级校联考竞赛）下列几种发电方式，所用能源不来自地球以外的是

A.风力发电B.火力发电C.原子能发电D.水力发电

【答案】C

【详解】A.风的形成是由于太阳的光照造成了不同地方的气压不同，从而使空气从气

压高的地方流向气压低的地方形成了风，所以能量的最终来源还是太阳，是地球以

外.故N错误.B.火力发电，要用到煤或石油，而煤或石油是远古时期的植物进行光

合作用形成的，光合作用也是利用的来自地球以外的太阳能.故3错误.C.原子能发

电利用的是重金属铀的原子核裂变，而释放出的能量，是地球内部的一种能源.故C正

确.D.水力发电中的水之所以从低处到了海拔比较高的位置，是由于太阳的能量使水

蒸发，所以也是来自于地球以外的能量.故。错误.故选C

二、填空题

12.（2021春•江苏宿迁•九年级统考竞赛）如图所示，是一台收音机的屏板，当指针（图

中黑块）向右调时，所接收到的电磁波的波长将；所接收的电磁波的波速

将»（选填“变大”、“不变”或“变小”）

（・）

FM889499105108MHz

AM530610750100013001600KHz

【答案】变小不变

【详解】由图示知，屏板上所标数据的单位为Hz,频率单位。所以屏板的指针向

右调时，电磁波的频率变大，而电磁波的波速是不变的，据c=0知，频率越大，则波

长越小，所以所接收到的电磁波波长将变小。

13.（2021・广东佛山•九年级统考竞赛）如图所示，路由器是一种支持有线和无线连接的

网络设备，通过后排接口可以同时连接多台电脑，各接口之间是—（选填‘串联"或‘并

联”）的。这还能利用—实现与笔记本无线连接。工作时间长了，外壳发烫，是由于

【答案】并联电磁波内

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【分析】（1）并联电路中各用电器互不影响；

（2）电磁波可以传递信息；

⑶用电器工作时，消耗了电能，得到了其他形式的能。

【详解】［1］路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，通过后排接口可以同时连接

多台电脑，并且各电脑之间互不影响，因此各接口之间为并联连接；

［2］由于无线网络是通过电磁波传递信息的，因此路由器还能利用电磁波实现与笔记本无

线连接；

［3］工作时间长了，外壳发烫，是由于电能转化成了内能。

14.（2023春•陕西渭南•九年级校考竞赛）革命战争年代老百姓靠煤油灯照明，火车靠

燃煤炭提供动力，战地通信靠手摇发电机提供电能，其中煤油的原材料石油是

（选填“可再生”或“不可再生”）能源，已知标准煤的热值2.9xl07j/kg,则10t标准煤完

全燃烧放出的热量为J,随着煤的燃烧，质量减少，其热值_________（选填'增

大"或‘减小"或'不变”）；发电机的工作原理是，以上能源在利用过程均涉及能

量的转化或转移，能量的转化和转移具有o

【答案】不可再生2.9X1011不变电磁感应现象方向性

【详解】［1］石油、化石能源、核能等消耗后不能够短时间得到补充，属于不可再生能源。

［2］由。=加4可得，完全燃烧10t标准煤放出的热量为

g=^=2.9xl07J/kgxl0xl03kg=2.9xl0nJ

［3］热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量多少无关，所以燃烧过程中，随着标准

煤质量的减少，其热值不变。

［4］闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现

象叫电磁感应现象，发电机就是利用该原理制成的。

［5］能量在转化中具有方向性，如煤一旦燃烧将化学能转化为内能，内能就不会自动转化

为化学能；能量的传递能自发的从高温物体传向低温物体，但不能够自发的从低温物体

传递到高温物体，故能量的转移也是有方向性的，所以能量的转化和转移具有方向性。

15.（2023春•辽宁阜新•九年级校考竞赛）为了缓解电力紧张，海南昌江推进核电站的

建设，核电站利用核能的途径是可控制的核（选填“裂变”或“聚变”），核能属于

（选填“可”或“不可”）再生能源。

【答案】裂变不可

【详解】［1］核电站是利用核裂变反应所释放的能量产生电能的发电厂。

［2］核能属于一旦消耗就很难再生的能源，是不可再生能源。

16.（2020秋・广东佛山•九年级校联考竞赛）手机充电过程中，将电能转化为能;

植物吸收太阳光是将光能转化为能。能量转化和转移的过程中，能量的保

持不变。

【答案】化学化学总量

【详解】手机充电过程中，电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来；

植物吸收太阳光是将光能转化为自身生长需要的化学能。

[3]根据能量守恒定律可知，能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

三、计算题

17.（2019・湖南长沙•九年级校考竞赛）卫星通信系统是由赤道上空一定高度上的地球同

步卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成.同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地

球表面总面积的三分之一，因此，在赤道上空同平面轨道上等间隔放置三颗同步卫星,

就能实现全球范围的通信.目前使用的国际通信卫星系统就是按照上述原理建立起来的，

三颗卫星分别位于大西洋、印度洋、太平洋上空.

（1）已知地球半径为6.4x103.,要实现全球卫星通信，卫星在轨理论高度（距地面高

度）至少多远？

（2）卫星传输的主要缺点是传输时延大.甲乙两人打接越洋电话，已知他们两地基站

共用的是一颗在轨高度约3.6x104km的通信卫星，且两地距卫星均为4.5x104.,求打

接一次电话时延多少s?

【答案】（1）6.4x103km（2）0.6

【详解】（1）.•••三颗卫星覆盖整个地球，同步卫星天线波束最大覆盖面可以达到地球表

面总面积的三分之一，

."08=600,

・••△AB。是直角三角形，

.•.40/5=30°,

；.OA=2OB=2R,

■■.AC^OA-OC=2R-R=R=6.4xlO3km.

(2).打接一次电话的路程：

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

s

,••V=-,

t

s1.8xl05km

——一3^：__________=0.6s.

v3xl05km/s

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答：（1）.卫星在轨理论高度至少6.4x103km.

（2）.打接一次电话时延多少0.6s.

A

四、综合题

18.（2022秋•全国•八年级校联考竞赛）阅读短文，回答问题：

防冻冷却液

汽车行驶时，发动机的温度会升得很高，利用防冻冷却液在散热器管道内循环流动,

将发动机多余内能带走，使发动机能以正常工作温度运转.防冻冷却液主要由水和不易

汽化、密度比水小的某种防冻剂（简称原液）混合而成，原液含量（防冻剂占防冻冷却

液体积的比例）越高，防冻冷却液的比热容越小，防冻冷却液的凝固点和沸点与原液含

量的关系图象见如图和如图所示.选用时，防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度

10（以下，而沸点一般要高于发动机最高工作温度5。（2以上.

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