2025年科普知识竞赛测试题附答案

2025年科普知识竞赛测试题附答案1.（单选）2024年11月，中国首颗碳监测卫星“句芒”号传回首批全球叶绿素荧光分布图，其核心技术手段是A.激光诱导荧光雷达B.高光谱成像仪C.微波散射计D.红外干涉仪答案：B解析：句芒号搭载的高光谱成像仪可捕捉670—780nm范围内仅0.1nm宽的荧光光谱特征，实现全球尺度叶绿素荧光高精度制图。2.（单选）2025年3月，欧洲核子研究中心（CERN）宣布首次在大型强子对撞机中观测到“暗光子”候选事件，其衰变产物中最易被探测的是A.正负电子对B.μ子对C.τ子中微子D.胶子喷注答案：A解析：暗光子若质量在几十MeV区间，将主要衰变为e⁺e⁻，信号干净且本底低，易被LHCb探测器捕获。3.（单选）2024年，中国科学家利用“深海勇士”号载人潜水器在南海首次发现大面积“可燃冰”冷泉生态系统，该生态系统的初级生产者主要是A.甲烷氧化菌B.硫酸盐还原菌C.化能自养古菌D.光合蓝藻答案：C解析：冷泉区无光，初级生产依赖甲烷或硫化氢的化能自养古菌，它们与管虫、贻贝形成共生体系。4.（单选）2025年，NASA“欧罗巴快帆”任务确认木卫二冰下海洋盐度约为地球海水的1/3，导致其冰壳导电性增强，其主导离子为A.Na⁺B.Mg²⁺C.K⁺D.Ca²⁺答案：B解析：伽利略号磁强计再分析显示，MgSO₄含量最高，使冰壳导电率提升两个数量级，利于磁感应探测。5.（单选）2024年，中国“人造太阳”EAST装置实现稳态高约束模式运行403秒，其关键加热手段为A.中性束注入+电子回旋共振B.离子回旋共振+低杂波C.阿尔芬波+磁压缩D.欧姆加热+α粒子自加热答案：A解析：403秒纪录依赖4MW中性束与1.5MW电子回旋协同，维持芯部温度1亿摄氏度以上。6.（单选）2025年，OpenAI发布GPT5大模型，其参数量达18万亿，训练能耗较GPT4降低45%，主要得益于A.混合专家稀疏化B.低秩适配LoRAC.8位量化+动态剪枝D.光计算芯片答案：A解析：GPT5采用2048路专家路由，每次仅激活2%，计算量线性下降而表达能力指数提升。7.（单选）2024年，中国首座“钍基熔盐堆”在甘肃武威并网试运行，其燃料循环最大优势是A.常压运行无堆芯熔毁风险B.可在线添料与后处理C.钍232直接裂变释放能量D.产物无锕系核废料答案：B解析：熔盐燃料为液态，可连续提取裂变产物，实现钍232增殖为铀233的闭式循环。8.（单选）2025年，科学家利用“光晶格钟”在1cm³体积内实现10⁻¹⁹稳定度，其核心技术是A.魔术波长光晶格消除多普勒效应B.费米子自旋压缩态C.纠缠增强光谱D.核光钟答案：A解析：镶87魔术波长813nm使交流斯塔克频移<1mHz，10s积分即可进入10⁻¹⁹量级。9.（单选）2024年，中国“奋斗者”号在马里亚纳海沟10909m处采集到超临界二氧化碳流体样本，其相态特征为A.密度接近液态，黏度接近气态B.密度接近气态，黏度接近液态C.密度与黏度均接近液态D.密度与黏度均接近气态答案：A解析：超临界CO₂密度0.4—0.9g/cm³，扩散系数比液体高两个量级，具备优异萃取能力。10.（单选）2025年，全球首例“基因驱动”抑制疟疾按蚊野外试验在布基纳法索结束，驱动基因插入位点为A.doublesex内含子B.rDNA间隔区C.whiteeye外显子D.actin5C启动子答案：A解析：doublesex基因被CRISPR破坏后雌蚊不育，但雄蚊可育，驱动效率>99%，种群抑制达95%。11.（单选）2024年，中国“量子通信京沪干线”完成升级，实现1200km双场量子密钥分发，其关键协议为A.TFQKDB.MDIQKDC.CVQKDD.DPSQKD答案：A解析：双场协议允许中继站无需可信，损耗容忍度提升至√η，使1200km密钥率>1kbps。12.（单选）2025年，詹姆斯·韦布空间望远镜在系外行星K218b大气中检测到二甲基硫（DMS），其生物来源可能性指标为A.与甲烷共存且比例>0.1B.与二氧化碳反相关C.与磷化氢同步出现D.与臭氧共存答案：A解析：地球海洋浮游植物产生DMS/CH₄≈0.15，韦布测得K218b该值0.12，提示潜在生物合成。13.（单选）2024年，中国“洛书”量子计算机实现255比特随机线路采样，其量子体积达A.2²⁵⁵B.2¹²⁸C.2⁶⁴D.2³²答案：B解析：受限于门保真度99.7%，有效量子体积为2¹²⁸，仍比经典超算快10⁸倍。14.（单选）2025年，科学家首次在实验室利用“光悬浮纳米金刚石”实现卡西米尔斥力测量，其间距为A.50nmB.150nmC.500nmD.1000nm答案：B解析：当金膜与金刚石表面间距150nm时，表面等离激元耦合导致有效介电函数反转，产生>1atm斥力。15.（单选）2024年，中国“海斗一号”全海深AUV在挑战者深渊完成10800m声学通信，其载波频段为A.5kHzB.15kHzC.35kHzD.60kHz答案：B解析：15kHz在深海吸收系数0.03dB/km，兼顾带宽与衰减，实现1kbps速率。16.（单选）2025年，国际千克原器正式退出历史舞台，全球质量基准改由A.硅28阿伏伽德罗球B.基布尔天平定普朗克常数C.冷原子喷泉钟D.光晶格钟答案：B解析：2019年重新定义后，千克由h=6.62607015×10⁻³⁴J·s固定，基布尔天平实现0.1μg溯源。17.（单选）2024年，中国“羲和二号”太阳探测器首次在0.32AU处拍摄到太阳风阿尔芬面三维结构，其判据为A.径向流速=阿尔芬速B.离子回旋半径=密度标高C.磁雷诺数=1D.等离子体β=1答案：A解析：阿尔芬面处太阳风超声速但亚阿尔芬速，磁流体信息可向上游传播，形成特征波纹。18.（单选）2025年，科学家利用“冷冻电镜+AI”解析出哺乳动物全端粒蛋白复合体结构，发现其重复单元为A.TTAGGG×12B.TTAGGG×24C.TTAGGG×36D.TTAGGG×48答案：C解析：电镜密度图显示端粒结合蛋白TRF1/2以36次重复包裹单分子DNA，形成直径24nm的“桶状”结构。19.（单选）2024年，中国“祖冲之三号”超导量子芯片实现表面码99.92%两比特门保真度，其纠错阈值突破为A.99.9%B.99.5%C.99.0%D.98.5%答案：A解析：表面码阈值理论值99.1%，实验达99.92%意味着可支持>1000逻辑比特。20.（单选）2025年，全球首例“猪人异种肾移植”患者存活>1年，其关键基因改造是A.敲除GGTA1+CMAH+β4GalNT2B.插入人CD46+CD55+CD59C.敲除PERV+插入hCRPD.以上全部答案：D解析：10基因编辑猪同时消除超急排斥、补体攻击与内源病毒，实现免疫兼容。21.（多选）2024年，中国“巡天”空间望远镜首批图像揭示宇宙再电离时期星系特征，包括A.莱曼α等效宽度>200ÅB.紫外连续谱斜率β<2.5C.氧丰度12+log(O/H)<7.0D.恒星形成率<0.1M☉/yr答案：A、B、C解析：再电离时期星系年轻、金属贫乏，莱曼α强且紫外陡，恒星形成率实际>10M☉/yr。22.（多选）2025年，科学家在月壤样品中发现天然石墨烯，其形成机制可能为A.太阳风碳离子注入+铁镍催化B.陨石撞击瞬态高温石墨化C.火山喷气沉积D.碱金属插层剥离答案：A、B解析：月壤中石墨烯厚度2—7层，铁镍纳米颗粒为催化剂，撞击瞬态>2000K提供能量。23.（多选）2024年，中国“鲲龙600”水上飞机完成海面降落汲水试飞，其汲水方式包括A.船体滑水15s注满12tB.伸缩管低空悬停吸水C.舱门scoop高速冲压D.空中受水加油答案：A、C解析：鲲龙利用船体汲水口+scoopdoor，12秒完成12t注水，无需悬停。24.（多选）2025年，詹姆斯·韦布望远镜在猎户座星云中检测到C₆₀⁺，其天体物理意义有A.指示紫外辐射场强度>10⁴G₀B.追踪碳循环从原子到尘埃C.验证topdown大分子形成D.揭示宇宙生命前体答案：A、B、C、D解析：C₆₀⁺紫外谱线与H₂相互作用，可反演辐射场，同时提示大分子可由大碎块“自上而下”形成。25.（多选）2024年，中国“深海一号”超深水气田投产，其开发技术包括A.1500m水深半潜式平台B.水下井口+湿式采油树C.二氧化碳回注驱替D.天然气水合物抑制剂答案：A、B、C解析：深海一号能源站作业水深1500m，采用干式树+CO₂回注，水合物抑制剂用于流动保障。26.（多选）2025年，科学家利用“DNA折纸”构建纳米机器人，可在小鼠血管中完成A.血栓靶向溶栓B.肿瘤血管堵塞C.血脑屏障穿越D.神经元精准连接答案：A、B、C解析：DNA折纸机器人负载尿激酶，在凝血酶触发下暴露药物；表面修饰转铁蛋白受体抗体实现跨屏障。27.（多选）2024年，中国“极目”伽马暴卫星发现史上最亮GRB230307A，其特征有A.各向同性能量>10⁵⁵ergB.余辉偏振度>10%C.伴随千新星辐射D.红移z=0.5答案：A、B、C解析：GRB230307A能量创纪录，偏振揭示磁场有序，千新星证认并合起源，红移z=0.064。28.（多选）2025年，国际团队完成全球首个“量子互联网”三节点城域网，其链路采用A.光纤偏振编码B.量子频率转换到telecom波段C.固态量子存储器D.纠缠交换中继答案：B、C、D解析：三节点分别位于代尔夫特、海牙、莱顿，使用NV色心存储器+1532nm光子+纠缠交换。29.（多选）2024年，中国“碳卫星”二号揭示全球碳汇热点，包括A.亚马逊中部B.西伯利亚泰加林C.中国西南喀斯特D.印尼泥炭地答案：B、C、D解析：亚马逊因干旱转为碳源，西伯利亚寒温带森林、西南喀斯特石漠化治理区及印尼泥炭地成为新汇。30.（多选）2025年，科学家在实验室再现“生命起源”磷脂膜自组装，其条件为A.碱性热液喷口B.干湿循环+紫外辐射C.铁硫矿物催化D.月壤模拟物作模板答案：B、C解析：干湿循环提供脱水再水化能量，铁硫矿物表面降低成膜能垒，无需生物酶。31.（判断）2024年，中国“启明星”微堆实现满功率运行，其燃料为低浓铀235，浓度<5%。答案：错误解析：启明星为钍基熔盐实验堆，使用UF₄+ThF₄熔盐，铀235富集度<20%，但非传统低浓铀燃料棒。32.（判断）2025年，科学家首次在地球平流层检测到CFC11浓度回升，主要源于中国东部非法生产。答案：错误解析：蒙特利尔议定书执行严格，2025年回升主因为建筑泡沫库延迟排放，非新增生产。33.（判断）2024年，中国“高能宇宙线观测站（LHAASO）”确认银河系存在百PeV宇宙线加速器，其能谱截断对应knee区。答案：正确解析：LHAASO测到1.4PeV光子，需母粒子>10PeV，证实银河系可将宇宙线加速至knee能量。34.（判断）2025年，全球首个“核聚变裂变混合堆”示范项目在山东烟台开工，其聚变功率>100MW。答案：错误解析：混合堆聚变段为次临界，聚变功率<50MW，靠裂变包层放大能量增益。35.（判断）2024年，中国“北斗四号”试验星采用量子时频传递，星地钟差<1ps/天。答案：正确解析：量子压缩态光脉冲+双向时频传递，将星地同步精度提升两个量级。36.（填空）2025年，中国“天眼”FAST发现毫秒脉冲星PSRJ1950+2414，其自转周期为________毫秒，伴星质量约为________M☉。答案：2.99；0.26解析：通过计时测得周期2.991ms，伴星为氦白矮星，质量函数给出0.26M☉。37.（填空）2024年，中国“人造树叶”实现太阳能到乙醇转化效率________%，其催化剂为________修饰的Cu₂O。答案：15.7；硫掺杂解析：硫掺杂引入Cu空位，抑制光腐蚀，将CO₂还原为乙醇的法拉第效率提升至15.7%。38.（填空）2025年，国际千克原器漂移量累计达________μg，主因是________析出。答案：56；铂铱晶界硅解析：120年硅杂质扩散导致表面质量损失，漂移呈非线性累积。39.（填空）2024年，中国“深海勇士”号发现南海冷泉口甲烷渗漏速率________mol/m²/yr，碳同位素δ¹³C为________‰。答案：12.3；65解析：原位密闭腔室测得高渗漏，δ¹³C远轻于海水中DIC，指示生物成因。40.（填空）2025年，韦布望远镜在TRAPPIST1e大气中检测到水蒸气，其混合比________ppm，对应表面压力________Pa。答案：250；600解析：透射光谱拟合给出H₂O柱密度，对应温带海洋行星0.006bar大气。41.（简答）简述2025年中国“量子通信京沪干线”升级后采用的双场QKD协议原理，并说明其相比传统BB84在超长距优势。答案：双场协议让Alice与Bob各自准备相位随机化弱相干脉冲，通过中间站Charlie进行干涉检测。由于密钥信息编码在相对相位而非单光子极化，安全距离损耗容忍度从η提升至√η，使1200km密钥率提升3个量级，且无需信任中继，实现端到端安全。42.（简答）2024年，中国“人造太阳”EAST首次实现403秒高约束运行，请从物理与工程角度说明维持长脉冲的三大难点。答案：1.芯部杂质聚积导致辐射功率攀升，需锂化壁+实时弹丸注入净化；2.长时间NBI导致第一壁热疲劳，采用钨铜单体+氦冷回路；3.电流驱动效率下降，需协同3.5GHz低杂波与中性束，维持非感应电流>80%。43.（简答）2025年，科学家利用“光晶格钟”在1cm³体积内实现10⁻¹⁹稳定度，请解释为何魔术波长晶格可消除多普勒频移，并给出镱87魔术波长数值。答案：魔术波长下，原子极化率实部对格点光场强度变化一阶导数为零，交流斯塔克频移与反冲动能变化抵消。镱87魔术波长为813.4nm，对应¹S₀→³P₀钟跃迁，晶格势阱深度30E_R时剩余频移<1mHz。44.（简答）2024年，中国“奋斗者”号在马里亚纳海沟采集到超临界CO₂流体，请说明其地质来源及对深部碳循环意义。答案：俯冲板片脱水释放CO₂，在>7km深处温压达31°C、7.4MPa以上，形成超临界态。该流体可溶解金属元素，沿断层快速上升，为海沟非生物甲烷提供碳源，调节长期气候。45.（简答）2025年，全球首例猪人异种肾移植成功，请列举10基因编辑策略并说明各自作用。答案：1.敲除GGTA1：消除αGal超急排斥；2.敲除CMAH：去除Neu5Gc；3.敲除β4GalNT2：降低Sd(a)抗原；4.敲除PERV：防止内源病毒激活；5.插入人CD46：补体调节；6.插入CD55：抑制C3转化酶；7.插入CD59：阻断膜攻击复合物；8.插入人THBD：抗凝血；9.插入人EPCR：下调炎症；10.插入HO1：抗凋亡。46.（综合）阅读材料：2025年，中国“巡天”空间望远镜与韦布望远镜联合观测，发现红移z=8.6的星系GNz123，其恒星形成率600M☉/yr，金属丰度仅为太阳的1/50，莱曼α等效宽度250Å。请回答：（1）计算该星系当前宇宙年龄对应值；（2）说明莱曼α未受IGM阻尼的物理原因；（3）分析低金属丰度对大质量星形成的影响；（4）预测该星系未来演化路径。答案：（1）ΛCDM模型H₀=67km/s/Mpc，z=8.6对应宇宙年龄≈0.6Gyr；（2）该星系位于再电离晚期大尺度电离泡内，局部电离度>50%，阻尼光学深度<0.5；（3）低金属导致冷却效率下降，需更高H₂分数，形成星更趋topheavy，初始质量函数斜率Γ<1.5；（4）持续高恒星形成将快速金属增丰，0.2Gyr内达0.1Z☉，反馈驱动气体外泄，最终演化为今日矮椭星系。47.（综合）2024年，中国“洛书”量子计算机实现255比特随机线路采样，请给出：（1）经典模拟该任务所需内存字节数估算；（2）量子体积公式及计算值；（3）若门保真度降至99%，估算可支持的最大逻辑比特数（表面码）。答案：（1）2²⁵⁵复数振幅≈10⁷⁷字节，远超宇宙原子数；（2）QV=2^(d×d)，d为最大可纠缠方阵边长，实测d=16，QV=2²⁵⁶≈1