2025年科普知识竞赛题及答案

2025年科普知识竞赛题及答案一、天文与航天知识1.2024年发射的嫦娥六号探测器从月球背面采集的月壤样本中，含量最高的金属元素是？答案：铝（月壤中金属元素以铝、铁、钙为主，其中铝的质量占比约15%-18%，高于铁和钙）。2.若某恒星的光谱中氢原子巴尔末系Hα线（波长656.3纳米）红移至669.4纳米，该恒星相对地球的退行速度约为多少？（光速取3×10⁵千米/秒）答案：约6×10³千米/秒（根据红移公式v≈c×Δλ/λ₀，Δλ=669.4-656.3=13.1纳米，v≈3×10⁵×13.1/656.3≈6×10³千米/秒）。3.2025年计划发射的“近地小行星防御探测器”主要任务是验证哪种小行星偏转技术？答案：动能撞击技术（通过高速撞击改变小行星轨道，此前NASA的DART任务已验证该技术可行性）。4.太阳活动周期约为11年，2025年处于第25太阳活动周的哪个阶段？答案：峰年（第25太阳活动周预计2025年达到峰值，太阳黑子数、耀斑爆发频率均处于高位）。5.以下哪种天体现象无法在地球上用肉眼观测到？A.仙女座星系B.海王星C.哈雷彗星回归（2061年）D.国际空间站过境答案：B（海王星亮度约7.8等，肉眼可见极限约6等，需望远镜观测；仙女座星系为4.3等，肉眼可见；国际空间站过境亮度可达-5等，肉眼清晰可见）。6.地月拉格朗日L2点的特点是？答案：该点与地球、月球保持相对静止，处于月球背面一侧，可避免地球无线电干扰，适合部署天文观测设备（如嫦娥四号中继星“鹊桥”即位于此）。7.2025年计划开展的“太阳极区探测任务”主要目的是研究？答案：太阳磁场的南北极结构及其对太阳风、日球层的影响（极区磁场是太阳活动周期的重要驱动因素，此前探测器多在黄道面观测，极区数据稀缺）。8.若某系外行星的轨道周期为365天，轨道半长轴与地球相同，但其母恒星质量是太阳的1.5倍，根据开普勒第三定律，该行星实际轨道周期会？答案：更短（开普勒第三定律T²∝a³/M，M增大则T减小，实际周期约为365/√1.5≈298天）。9.以下哪项不属于月球基地建设需重点解决的问题？A.宇宙辐射防护B.月壤制氧技术C.地球-月球实时通信延迟D.昼夜温差控制（约-180℃至120℃）答案：C（地月距离约38万千米，通信延迟约2.5秒，属于可接受范围；其他三项均为生存与运行关键）。10.2025年将实施的“太阳系边际探测任务”目标天体可能是？答案：奥尔特云天体（如彗星或冰质小天体，此前旅行者1号、2号已进入星际空间，该任务旨在近距离探测奥尔特云物质）。二、物理与新材料11.常温超导若实现，最可能首先应用于哪个领域？A.家用冰箱B.高压输电C.手机电池D.汽车轮胎答案：B（超导无电阻特性可大幅降低输电损耗，当前电网损耗约6%-8%，超导输电可降至接近0）。12.用激光冷却原子时，激光频率需略低于原子共振频率，原因是？答案：利用多普勒效应——运动原子迎面接收激光时，频率会因多普勒频移接近共振频率，吸收光子后动量减小，实现冷却（反向运动原子则因频移远离共振，不易吸收）。13.量子计算中“量子比特”与经典比特的本质区别是？答案：量子比特可处于0和1的叠加态（如|0⟩+|1⟩），而经典比特只能是0或1；叠加态使量子计算具备并行处理能力。14.下列哪种现象不涉及量子隧穿效应？A.扫描隧道显微镜成像B.太阳内部核聚变C.LED发光D.α衰变答案：C（LED发光是电子-空穴复合释放光子，属电致发光；量子隧穿指微观粒子穿透高于其能量的势垒，如STM中电子隧穿至探针、太阳核聚变更低能量的质子隧穿库仑势垒、α粒子隧穿原子核势垒）。15.2025年有望量产的“钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池”效率突破30%的关键是？答案：拓宽光谱吸收范围（钙钛矿吸收短波光，晶硅吸收长波光，叠层结构实现全光谱利用，减少能量损失）。16.超材料“隐形斗篷”的原理是？答案：通过人工设计的微结构调控电磁波（如可见光、微波）的传播路径，使其绕过被隐藏物体，等效于物体不存在（需针对特定波段设计，非全波段隐形）。17.磁悬浮列车“常导型”与“超导型”的主要区别是？答案：常导型利用电磁吸引（列车与轨道间保持10-15毫米悬浮），需持续供电；超导型利用电磁排斥（悬浮高度可达100毫米以上），超导线圈零电阻特性可减少能耗。18.下列哪种材料的强度重量比最高？A.钛合金B.碳纤维复合材料C.超高强钢D.铝合金答案：B（碳纤维密度约1.8g/cm³，拉伸强度约3500MPa，强度重量比是钢的5倍、钛合金的2倍以上）。19.热核聚变中“等离子体约束”的核心挑战是？答案：高温等离子体（约1亿℃）与任何固体材料接触即冷却，需通过磁约束（如托卡马克装置的环形磁场）或惯性约束（激光压缩靶丸）实现非接触约束。20.2025年可能商用的“固态电池”相比液态锂电池的优势不包括？A.能量密度更高B.充电速度更快C.完全杜绝热失控D.循环寿命更长答案：C（固态电池使用固体电解质，热稳定性优于液态，但极端条件下仍可能因枝晶穿透或界面反应引发热失控，无法“完全杜绝”）。三、生物与医学21.CRISPR-Cas12技术与CRISPR-Cas9的主要区别是？答案：Cas12切割单链DNA（Cas9切割双链DNA），且具有“附带切割”活性（切割目标后可非特异性切割其他单链DNA），更适用于核酸检测（如新冠病毒快速检测）。22.合成生物学中“细胞工厂”的核心是？答案：通过基因编辑改造微生物（如大肠杆菌、酵母），使其高效合成目标产物（如药物前体、生物燃料、可降解塑料）。23.以下哪种疾病由朊病毒引起？A.艾滋病B.疯牛病C.疟疾D.流感答案：B（朊病毒是蛋白质构象异常的感染性因子，无核酸，可导致神经退行性疾病如疯牛病、克雅氏病）。24.人体中寿命最长的细胞是？A.红细胞（约120天）B.皮肤表皮细胞（约28天）C.神经元（多数伴随终身）D.白细胞（数小时至数月）答案：C（大脑皮层神经元在无病理损伤下可存活数十年，与个体寿命几乎同步）。25.2025年可能上市的“通用型CAR-T细胞疗法”需解决的关键问题是？答案：避免免疫排斥（传统CAR-T使用患者自体细胞，通用型需使用供体来源细胞，需敲除HLA基因并表达免疫抑制分子，防止被患者免疫系统攻击）。26.植物“光周期现象”的本质是？答案：通过光敏色素（如phyA、phyB）感知昼夜长度变化，调控开花基因表达（长日照植物需超过临界日长开花，短日照植物则相反）。27.下列哪种动物的再生能力最强？A.蝾螈（可再生四肢、脊髓、视网膜）B.壁虎（仅再生尾巴）C.海星（再生部分肢体）D.斑马鱼（再生鳍、心脏组织）答案：A（蝾螈是脊椎动物中再生能力最全面的物种，可重建复杂器官如四肢的骨骼、肌肉、神经）。28.肠道菌群对人体的作用不包括？A.合成维生素KB.参与药物代谢C.直接攻击癌细胞D.调节免疫系统答案：C（肠道菌群通过代谢产物（如短链脂肪酸）或刺激免疫细胞间接影响肿瘤微环境，无法直接攻击癌细胞）。29.2025年可能应用的“mRNA疫苗2.0”技术改进方向是？A.改用DNA作为载体B.提高热稳定性（如无需超低温保存）C.仅针对单一致病原D.降低抗原表达效率答案：B（当前mRNA疫苗需-20℃至-70℃保存，改进脂质纳米颗粒（LNP）配方可提升热稳定性，便于运输）。30.人体中“血脑屏障”的主要组成是？答案：脑毛细血管内皮细胞间的紧密连接（阻止大分子物质、病原体进入脑组织，小分子如氧气、葡萄糖可通过主动运输或扩散通过）。四、化学与环境31.2025年推广的“绿氢”是指通过哪种方式生产的氢气？A.天然气重整B.水电解（利用可再生能源）C.煤制氢D.工业副产氢答案：B（绿氢定义为使用风电、光伏等可再生能源发电电解水制氢，碳排放接近0；灰氢（天然气重整）、蓝氢（灰氢+碳捕集）均含碳排放）。32.酸雨的主要成因是大气中哪种物质浓度过高？A.二氧化碳（导致温室效应）B.二氧化硫（生成H2SO4）和氮氧化物（生成HNO3）C.臭氧（平流层保护，对流层有害）D.甲烷（温室气体）答案：B（酸雨pH＜5.6，主要由SO2和NOx与水反应生成强酸）。33.可降解塑料“PLA”的全称是？答案：聚乳酸（由乳酸单体聚合而成，原料为可再生资源如玉米淀粉，可在堆肥条件下降解为CO2和水）。34.以下哪种物质属于二次污染物？A.工厂直接排放的SO2B.汽车尾气中的NOC.光化学烟雾中的臭氧（O3）D.建筑扬尘中的PM10答案：C（二次污染物是一次污染物在大气中发生化学反应生成的新物质，如NO与O2反应生成NO2，NO2光解生成O3）。35.2025年将扩大应用的“全钒液流电池”优势是？A.能量密度极高（＞300Wh/kg）B.循环寿命长（＞10000次）C.无需电解液存储D.适合小型电子设备答案：B（全钒液流电池通过不同价态钒离子的氧化还原反应储能，电解液可循环使用，循环寿命超1万次，适合大规模储能；能量密度较低（约20-50Wh/kg），不适合小型设备）。36.海水淡化中“反渗透法”的核心是？A.加热使海水蒸发冷凝B.利用半透膜在高压下阻挡盐分C.加入化学试剂沉淀盐分D.冷冻使淡水结晶分离答案：B（反渗透膜孔径约0.1纳米，可阻挡Na+、Cl-等离子，在压力驱动下使淡水通过，是当前主流海水淡化技术）。37.碳中和“1.5℃目标”指的是？答案：将全球平均气温较工业化前水平升高控制在1.5℃以内（根据IPCC报告，超过此阈值将导致更严重的极端气候、生态系统崩溃）。38.以下哪种方法不能减少汽车尾气中的氮氧化物（NOx）？A.使用三元催化器（同时处理CO、HC、NOx）B.提高发动机燃烧温度（高温促进NOx生成）C.采用选择性催化还原（SCR）技术（注入尿素分解NH3还原NOx）D.推广电动车替代燃油车答案：B（燃烧温度越高，N2和O2反应生成NOx的速率越快，需通过EGR（废气再循环）降低燃烧温度）。39.2025年可能普及的“固态储氢”技术原理是？答案：利用金属氢化物（如LaNi5、MgH2）或多孔材料（如MOF）与氢气发生可逆化学反应/物理吸附，实现高密度、安全储氢（体积储氢密度高于高压气态或液氢）。40.土壤“重金属污染”修复中，“植物萃取法”的关键是？答案：筛选超富集植物（如蜈蚣草富集砷、东南景天富集镉），其地上部分重金属含量可达普通植物100倍以上，收获后集中处理。五、地理与生态41.2025年我国将启动的“国家公园体系”中，面积最大的可能是？A.三江源国家公园（覆盖青海西南部，约19万平方公里）B.大熊猫国家公园（川陕甘交界，约2.2万平方公里）C.海南热带雨林国家公园（约0.42万平方公里）D.东北虎豹国家公园（吉黑交界，约1.41万平方公里）答案：A（三江源是长江、黄河、澜沧江发源地，生态屏障作用关键，面积远超其他国家公园）。42.厄尔尼诺现象对我国气候的主要影响是？A.北方夏季更湿润（拉尼娜易导致北涝南旱）B.南方冬季偏暖（厄尔尼诺年冬季风偏弱，冷空气活动少）C.台风数量增多（西北太平洋海温降低，台风生成减少）D.长江流域伏旱加重（副高位置异常，降水可能偏多）答案：B（厄尔尼诺年，赤道中东太平洋海温异常升高，影响大气环流，我国南方冬季气温偏高，北方可能出现暖冬；台风生成数减少，长江流域可能多降水）。43.以下哪种地貌由冰川侵蚀形成？A.雅丹地貌（风力侵蚀）B.角峰（冰川刨蚀山峰周围形成）C.冲积扇（流水堆积）D.喀斯特溶洞（流水溶蚀）答案：B（角峰是多个冰斗之间的尖锐山峰，如珠峰附近的章子峰）。44.2025年监测的“全球海洋酸化”主要原因是？A.工业废水排入海洋B.大气CO2浓度升高（溶于海水生成碳酸）C.海洋生物呼吸作用D.石油泄漏污染答案：B（工业革命以来大气CO2从280ppm升至约420ppm，约30%被海洋吸收，导致海水pH值下降约0.1，影响珊瑚、贝类等钙化生物）。45.我国“三北防护林”的主要作用是？A.防治水土流失（长江中上游防护林为主）B.防风固沙（针对西北、华北、东北的土地荒漠化）C.增加木材产量（非主要目标）D.调节区域小气候（辅助作用）答案：B（三北地区是我国荒漠化最严重区域，防护林通过降低风速、固定沙丘遏制沙漠扩张）。46.下列哪种动物属于“关键种”（对生态系统结构起决定性作用）？A.北极熊（顶级捕食者，控制海豹数量）B.旅鼠（数量波动大，影响北极狐等捕食者）C.蜜蜂（传粉者，影响80%以上开花植物繁殖）D.蚊子（传播疾病，控制动物种群）答案：C（蜜蜂的传粉行为直接影响植物多样性和生态系统生产力，其消失将导致大量植物无法繁殖，属于关键种）。47.2025年将重点治理的“城市内涝”主要与哪种因素无关？A.硬化地面比例过高（雨水下渗减少）B.排水系统设计标准低（如“一年一遇”vs“五十年一遇”）C.全球变暖导致极端降水增多D.地下水过度开采（导致地面沉降，加剧积水）答案：D（地下水超采主要导致地面沉降，但内涝核心是短时间降水量超过排水能力，与地面硬化、排水标准、极端降水直接相关）。48.“蓝碳”指的是？答案：海洋生态系统（如红树林、盐沼、海草床）通过光合作用固定的碳（单位面积固碳能力是陆地森林的10倍以上，且碳存储时间长达数千年）。49.我国“南水北调”东线工程的水源是？A.长江下游（江苏扬州江都水利枢纽）B.长江中游（丹江口水库，中线水源）C.长江上游（金沙江，西线规划中）D.珠江（未纳入南水北调）答案：A（东线从扬州抽取长江水，沿京杭大运河逐级提水北送，主要缓解华北东部缺水）。50.2025年可能实施的“国土空间规划”中，“生态保护红线”内禁止的活动是？A.必要的科研监测B.原住民传统生活C.矿产开发（除战略性矿种且无法避让）D.森林防火设施建设答案：C（生态保护红线严格管控人为活动，禁止开发性、生产性建设活动，仅允许必要的生态保护、监测、修复及民生设施）。六、信息技术与人工智能51.2025年可能商用的“6G”相比5G的核心优势是？A.更高的峰值速率（预计1Tbps，5G为10Gbps）B.更低的延迟（＜1ms，5G为1-10ms）C.支持空天地一体化通信（卫星、无人机、地面基站融合）D.以上都是答案：D（6G将实现“全域覆盖”，融合太赫兹通信、可见光通信、卫星互联网，速率、延迟、覆盖范围全面提升）。52.人工智能“大模型”训练所需的关键资源是？A.海量数据（如千亿级参数模型需万亿级token数据）B.高性能计算集群（GPU/TPU算力）C.领域专家标注（小模型需，大模型依赖自监督学习）D.A和B答案：D（大模型（如GPT-4）需大规模无标注数据和算力支撑，参数规模与数据量、算力呈指数级关系）。53.以下哪种技术不属于“数字孪生”？A.城市级实时仿真系统（映射物理城市运行）B.汽车碰撞测试虚拟仿真（替代部分实车测试）C.电商平台用户画像（分析消费习惯）D.核电站设备健康监测（实时映射设备状态）答案：C（数字孪生需建立物理实体的动态虚拟模型，具备实时交互能力；用户画像是数据统计，无物理实体映射）。54.2025年可能普及的“边缘计算”主要解决什么问题？A.降低云服务器算力压力（数据在本地处理）B.减少数据传输延迟（如自动驾驶需毫秒级响应）C.提升数据隐私性（敏感数据不传回云端）D.以上都是答案：D（边缘计算将算力下沉至终端或靠近终端的边缘节点，适用于低延迟、高隐私、大流量场景）。55.量子通信中“量子密钥分发（QKD）”的安全性基于？A.计算复杂度（如RSA依赖大数分解）B.量子不可克隆定理（任何窃听会改变量子态，被通信双方察觉）C.哈希函数碰撞难度D.对称加密算法强度答案：B（QKD利用单光子偏振态或相位编码密钥，窃听必然导致量子态坍缩，通信双方可检测到误码率异常，确保无条件安全）。56.人工智能“多模态大模型”的“多模态”指？A.支持文本、图像、语音、视频等多种数据类型输入输出B.同时运行多个任务（如聊天、翻译、绘画）C