2023-2024全國初中物理競賽試題第18講信息的傳遞與能源(解析版)_第1頁
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試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁第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?,知己知彼,百戰(zhàn)不殆。戰(zhàn)爭時期,及時獲取敵方準(zhǔn)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(dǎo)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(guān)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(yīng)串聯(lián)在電路中;電話的話筒主要作用把聲音的信號轉(zhuǎn)變?yōu)閺娙踝兓碾娏鞯男盘杺鬟f出去,原理是電磁感應(yīng);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(guān)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??几傎悾┬盘枏椧话阍趹?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(fù)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(fù)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(zhì)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(yù)定軌道。這兩顆衛(wèi)星將和其他17顆已經(jīng)在軌運行的北斗三號系統(tǒng)衛(wèi)星組成基本網(wǎng)絡(luò),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(dǎo)航服務(wù)。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(dǎo)航接收設(shè)備之間是靠電磁波傳遞信號C.衛(wèi)星導(dǎo)航信息處理設(shè)備中的集成電路是用超導(dǎo)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(zhì)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(dǎo)航接收設(shè)備之間靠電磁波傳遞信號,故B正確;C.常溫下的超導(dǎo)材料還處于研究階段,集成電路使用的是半導(dǎo)體材料,故C錯誤;D.液態(tài)氫的熱值大,質(zhì)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(nèi)蒙古呼倫貝爾·九年級統(tǒng)考競賽)關(guān)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(dǎo)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(dǎo)材料制造電子元件,可以進(jìn)一步實現(xiàn)電子設(shè)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(dǎo)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)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(nèi)裝芯片,上設(shè)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(xì)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(jié)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(zhuǎn)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(jié)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(jìn)了形狀與材料方面的技術(shù),能有效避開雷達(dá)的探測,如圖為其在珠海航展上的公開亮相.下列有關(guān)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(guān)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(dá)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(jié)構(gòu)或者涂料的技術(shù),使得偵測雷達(dá)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(dá)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(lán)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(guān)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(diào)就越高D.有規(guī)律地?fù)u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(lán)牙與主機相連,利用的是電磁波,故B錯誤;C、影響音調(diào)的因素是頻率,頻率越高,音調(diào)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(xué)習(xí)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(guān)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?qū)щ娦浴敬鸢浮緿【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?qū)щ娦裕捎糜谂袛嚯娏鞯姆较?,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(guān)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(dǎo)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?zhǔn)椒磻?yīng)釋放出大量的核能來發(fā)電的,是可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng),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(nèi)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(diào)后恢復(fù)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(nèi)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(guān)·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(yīng)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?xì)怏w進(jìn)入大氣造成的.二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能.它在大氣中增多的結(jié)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(jié)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(fēng)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(fēng)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(fēng),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(yuǎn)古時期的植物進(jìn)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(nèi)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(dāng)指針(圖中黑塊)向右調(diào)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(biāo)數(shù)據(jù)的單位為Hz,頻率單位。所以屏板的指針向右調(diào)時,電磁波的頻率變大,而電磁波的波速是不變的,據(jù)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(wǎng)絡(luò)設(shè)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,是由于電能轉(zhuǎn)化成了能?!敬鸢浮坎⒙?lián)電磁波內(nèi)【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;(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(wǎng)絡(luò)設(shè)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(luò)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(zhuǎn)化成了內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)煤的熱值2.9×107J/kg,則10t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的熱量為J,隨著煤的燃燒,質(zhì)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(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有?!敬鸢浮坎豢稍偕蛔冸姶鸥袘?yīng)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Q=mq可得,完全燃燒10t標(biāo)準(zhǔn)煤放出的熱量為[3]熱值大小只與燃料的種類有關(guān),與燃料的質(zhì)量多少無關(guān),所以燃燒過程中,隨著標(biāo)準(zhǔn)煤質(zhì)量的減少,其熱值不變。[4]閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,發(fā)電機就是利用該原理制成的。[5]能量在轉(zhuǎn)化中具有方向性,如煤一旦燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能就不會自動轉(zhuǎn)化為化學(xué)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(zhuǎn)移也是有方向性的,所以能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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(jìn)核電站的建設(shè),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(yīng)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(zhuǎn)化為能;植物吸收太陽光是將光能轉(zhuǎn)化為能。能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的保持不變。【答案】化學(xué)化學(xué)總量【詳解】[1][2]手機充電過程中,電池相當(dāng)于用電器,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來;植物吸收太陽光是將光能轉(zhuǎn)化為自身生長需要的化學(xué)能。[3]根據(jù)能量守恒定律可知,能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)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(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(dá)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6.4×103km,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(yuǎn)?(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3.6×104km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(dá)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(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(nèi)循環(huán)流動,將發(fā)動機多余內(nèi)能帶走,使發(fā)動機能以正常工作溫度運轉(zhuǎn).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(guān)系圖象見如圖和如圖所示.選用時,防凍冷卻液的凝固點應(yīng)低于環(huán)境最低溫度10℃以下,而沸點一般要高于發(fā)動機

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