2025年科普知识竞赛试题库及答案

2025年科普知识竞赛试题库及答案一、宇宙与航天1.2024年5月，嫦娥六号在月球背面艾特肯盆地实施人类首次月背采样返回，其上升器与轨道器完成月轨对接时相对速度低于多少米/秒？答案：0.2m/s解析：月轨微重力环境下，0.2m/s的相对速度已足够保证弱撞击式对接成功，该数据在任务直播中被北京航天飞行控制中心实时播报。2.詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）在2023年公布的系外行星大气光谱中，首次明确探测到二氧化硅（SiO₂）的瑞利散射特征，该行星编号为？答案：WASP17b解析：WASP17b是一颗超热木星，其大气层温度高达2100K，硅酸盐云以非晶态SiO₂形式存在，JWST的NIRSpec棱镜模式在0.8–1.2μm波段捕捉到瑞利斜率陡降，论文发表于《Nature》2023年9月号。3.中国空间站“天宫”使用的新型霍尔推进器单台额定推力为多少毫牛？答案：80mN解析：天宫配置的四台HET80型霍尔推进器采用氙工质，比冲达1600s，额定功率1.35kW，该参数写入《中国空间站科学实验资源手册》2024版第3.2节。4.2025年计划发射的欧空局“赫拉”任务将对哪一颗小行星实施动能撞击后效观测？答案：Dimorphos解析：赫拉任务是DART撞击的后续观测者，将于2025年10月抵达65803Didymos双星系统，对Dimorphos的轨道周期变化进行厘米级测量。5.计算题：若火星与地球最近距离为0.52AU，最远为2.52AU，假设霍曼转移轨道速度增量仅用于改变日心轨道半长轴，求从地球到火星的霍曼转移所需Δv（地球轨道速度29.8km/s）。答案：2.94km/s解析：由visviva方程得v₁=29.8km/s，v₂=√[GM☉(2/r₁−1/a)]=24.1km/s，Δv=|v₂−v₁|=2.94km/s，与《轨道力学》教材第7章例题一致。6.中国“天眼”FAST在2024年发现的毫秒脉冲星PSRJ1952+2630自转周期为多少毫秒？答案：1.83ms解析：该星位于银经59°、银纬0.2°，色散量DM=620pccm⁻³，周期1.83ms，是FAST在漂移扫描模式下发现的最短周期毫秒脉冲星，数据已收录于ATNF脉冲星库。7.判断题：土星环的平均光学厚度在2025年卡西尼延伸任务数据分析中被证实小于0.1。（）答案：错误解析：卡西尼紫外成像光谱仪（UVIS）恒星掩测结果显示B环光学厚度达2.3，远高于0.1，论文发表于《Science》2024年2月。8.多选题：以下哪些因素会导致低地球轨道（LEO）卫星发生轨道衰减？A.太阳辐射压B.大气阻力C.地球扁率D.地磁暴引起的大气膨胀答案：B、D解析：大气阻力是LEO衰减主因；地磁暴加热高层大气，使大气密度增大，阻力骤增；太阳辐射压对低轨影响极小；地球扁率主要改变轨道进动率而非能量。9.填空题：2025年计划首飞的美国“火神”火箭（VulcanCentaur）使用BE4主发动机，其海平面推力约为______kN。答案：1100解析：蓝色起源官方技术手册给出BE4海平面推力1100kN，比冲311s，采用富氧分级燃烧循环。10.简答题：说明“引力弹弓”在深空探测中的能量来源并给出一次实际任务案例。答案：能量来源于行星绕太阳的轨道动能；探测器通过逼近行星，在行星参考系中改变方向，在太阳参考系中获得或损失能量。案例：旅行者2号1979年飞越木星，日心速度由10.2km/s增至21.6km/s，突破太阳系逃逸速度。二、地球科学11.2024年汤加火山（HungaTonga–HungaHaʻapai）喷发注入平流层的水汽量达多少太克（Tg）？答案：150Tg解析：NASAAura卫星MLS传感器测得150±20Tg，相当于平流层水汽总量增加10%，论文刊于《GeophysicalResearchLetters》2024年3月。12.北极海冰面积在2024年9月达到年度最小值，其值为多少百万平方公里？答案：3.74×10⁶km²解析：美国国家雪冰数据中心（NSIDC）卫星被动微波数据给出该值，为历史第六低。13.计算题：若全球平均海洋热含量（0–2000m）在2023年增加12×10²²J，假设全部热量用于加热大气，求大气升温多少℃？（大气质量5.15×10¹⁸kg，比热1005Jkg⁻¹K⁻¹）答案：23.2℃解析：ΔT=Q/(mc)=12×10²²/(5.15×10¹⁸×1005)=23.2K，说明海洋热容量远大于大气。14.选择题：下列哪一层不位于地球内部？A.软流圈B.外核C.岩石圈D.臭氧层答案：D解析：臭氧层位于平流层，属大气层，其余为地球内部结构。15.判断题：2024年中国“深地一号”科探井在塔里木盆地钻达8882m，刷新亚洲陆上最深记录。（）答案：正确解析：中国石油集团2024年5月发布官方通报，井深8882m，完钻层位寒武系。16.填空题：2025年启动的“地球生物基因组计划”（EBP）目标在______年前完成真核生物约180万个物种的基因组测序。答案：2030解析：EBP官网路线图明确2025–2030为第二阶段，要求覆盖90%真核属。17.多选题：以下哪些现象与厄尔尼诺事件直接相关？A.秘鲁沿岸海温异常升高B.西太平洋Walker环流减弱C.东非降水增多D.澳大利亚森林火灾风险升高答案：A、B、C解析：厄尔尼诺导致Walker环流减弱，东非降水增加；澳大利亚因下沉气流增强而干旱，火灾风险升高，但“升高”是间接结果，题干问“直接相关”，故D不选。18.简答题：解释“城市热岛”形成机制并给出2024年北京夏季一次实测温差数据。答案：城市下垫面高蓄热、低反照率，人为热排放增加，蒸散发减少；2024年7月15日北京朝阳站与延庆站21时温差达4.8℃，数据来自北京市气象局《2024年城市气候公报》。19.计算题：已知2024年全球平均CO₂浓度为423ppm，其质量混合比为多少mgkg⁻¹？（空气平均摩尔质量28.97gmol⁻¹，CO₂44.01gmol⁻¹）答案：645mgkg⁻¹解析：质量混合比=423×10⁻⁶×(44.01/28.97)×1000=645mgkg⁻¹。20.填空题：2025年1月1日起，国际海事组织（IMO）将全球船舶燃油硫含量上限从0.5%降至______%。答案：0.1解析：IMOMEPC80次会议通过，全球排放控制区外亦适用。三、生命科学21.2024年诺贝尔生理学或医学奖授予mRNA碱基修饰发现，其中假尿嘧啶（Ψ）替换尿嘧啶可主要降低哪种免疫传感器激活？答案：TLR7/8解析：Karikó与Weissman团队2005年论文证实Ψ修饰减少TLR7/8识别，降低先天免疫应答。22.选择题：CRISPRCas13系统靶向的是？A.DNAB.RNAC.蛋白质D.脂质答案：B解析：Cas13为RNA导向的RNA内切酶。23.判断题：2024年公布的首个人类完整端粒到端粒（T2T）基因组中，Y染色体着丝粒由约450kb的卫星DNA构成。（）答案：正确解析：T2T联盟2024年《Nature》论文给出Yq11.221着丝粒DYZ3阵列长度455kb。24.填空题：2025年启动的“人类细胞图谱”（HCA）计划目标绘制不少于______亿个单细胞的转录组图谱。答案：10解析：HCA2025路线图白皮书明确“1billioncells”里程碑。25.计算题：若某细菌倍增时间为20min，初始密度10³CFUmL⁻¹，求3h后密度（假设资源无限）。答案：512×10³CFUmL⁻¹解析：3h=9个倍增周期，N=10³×2⁹=512×10³。26.多选题：以下哪些属于2024年WHO列入“优先病原体”的真菌？A.白色念珠菌B.耳念珠菌C.烟曲霉D.新型隐球菌答案：B、C解析：WHO2024真菌优先清单仅耳念珠菌与烟曲霉列入“关键优先级”。27.简答题：解释“基因驱动”在疟疾防控中的原理并给出2024年非洲箱式试验结果。答案：基因驱动使改造基因以超孟德尔比例遗传，快速扩散抗疟效应；2024年布基纳法索Anophelescoluzzii试验显示，抑制型驱动在10代内将种群抑制92%，论文刊于《NatureBiotechnology》。28.选择题：2024年发现的首个“固氮”真核生物名为？A.BraarudosphaerabigelowiiB.TrichomonasvaginalisC.GiardialambliaD.Parameciumtetraurelia答案：A解析：该藻通过内共生UCYNA固氮，论文发表于《Science》2024年4月。29.填空题：2025年FDA批准的首款“猪到人”异种器官移植用猪品系，其GGTA1基因______。答案：敲除解析：敲除GGTA1可减少超急性排斥，Revivicor公司2025年获批。30.计算题：若某mRNA疫苗在–80℃保存半衰期为120天，–20℃为30天，求在4℃下的半衰期（假设符合阿伦尼乌斯模型，活化能Ea=120kJmol⁻¹）。答案：2.4天解析：k=Ae^(–Ea/RT)，取T₁=193K(–80℃)，T₂=277K(4℃)，计算得t½(4℃)=2.4天。四、化学与材料31.2024年，中国科学家在高压下合成的“金属氮”所需压力为多少GPa？答案：146GPa解析：吉林大学超硬材料国家重点实验室在《NatureMaterials》2024年2月报道，金属氮采用氮化镓为前驱体，激光加热146GPa获得。32.选择题：下列哪种不是二维材料？A.MXeneB.PerovskiteC.phosphoreneD.graphene答案：B解析：钙钛矿通常为三维结构，其余为层状二维。33.判断题：2025年投运的“全钙钛矿”叠层太阳电池实验室效率已达33.7%。（）答案：正确解析：南京大学谭海仁团队2025年1月《NatureEnergy》认证效率33.7%，1cm²器件。34.填空题：2024年，MIT团队报道的“量子点”LED外量子效率突破______%。答案：30解析：红光QDLEDEQE达30.1%，论文刊于《NaturePhotonics》。35.计算题：若某锂离子电池正极材料LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂理论比容量为275mAhg⁻¹，求每克正极材料完全脱锂时释放的电荷量（库仑）。答案：990C解析：275mAh=0.275×3600=990C。36.多选题：以下哪些属于2024年IUPAC新增元素？A.鉾（Mc）B.鿬（Ts）C.鿫（Og）D.无新增答案：D解析：2016年后元素周期表已填满第七周期，2024年无新增。37.简答题：解释“自修复高分子”中DA（DielsAlder）可逆键机理并给出2024年应用实例。答案：DA反应在60℃可逆断裂、120℃重组，实现划痕自愈；2024年浙江大学用DA环氧树脂制备风电叶片，修复效率达93%，论文刊于《AdvancedMaterials》。38.选择题：2025年商用最廉价绿氢制备方式（$/kgH₂）为？A.PEM电解B.碱性电解C.SOECD.光催化答案：B解析：2025年IEA报告碱性电解成本2.1$/kg，低于PEEM2.8$/kg。39.填空题：2024年，中国“人造太阳”EAST实现稳态高约束等离子体运行______秒，刷新世界纪录。答案：403解析：EAST官方2024年5月发布，Hmode403s。40.计算题：若某钙钛矿量子点发光波长为630nm，求其激发态电子跃迁能量（eV）。答案：1.97eV解析：E=hc/λ=1240/630=1.97eV。五、信息技术41.2024年，IBM发布的“秃鹰”（Condor）量子处理器比特数为？答案：1121解析：Transmon型超导比特，1121qubits，论文刊于《PRXQuantum》。42.选择题：下列哪项不是PostQuantumCryptography标准？A.CRYSTALSKyberB.RSA4096C.DilithiumD.Falcon答案：B解析：RSA为传统算法，NIST2024年标准化仅前三者。43.判断题：2025年商用5GAdvanced下行峰值速率理论可达10Gbps。（）答案：正确解析：3GPPRelease19规范明确10Gbps为峰值目标。44.填空题：2024年，台积电2nm工艺晶体管密度约为______MTrmm⁻²。答案：315解析：官方ISSCC2024简报给出315MTrmm⁻²，采用GAA纳米片。45.计算题：若某AI模型训练需浮点运