(2025年)初中生科技知识竞赛试题及答案

(2025年)初中生科技知识竞赛试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.彩虹的形成主要与光的哪种现象有关？A.反射B.折射与散射C.干涉D.衍射答案：B2.下列哪种物质属于纯净物？A.空气B.蒸馏水C.生理盐水D.碘酒答案：B3.人体中含量最多的金属元素是？A.钙B.铁C.钠D.钾答案：A4.5G通信技术相比4G，核心优势不包括？A.更低的延迟B.更大的连接数C.更高的能耗D.更快的传输速率答案：C5.下列哪种能源属于可再生能源？A.天然气B.核能C.地热能D.石油答案：C6.显微镜观察细胞时，若视野过暗，应调节？A.目镜B.物镜C.反光镜或光圈D.粗准焦螺旋答案：C7.我国“嫦娥六号”探测器的主要任务是？A.月球背面软着陆B.月壤采样返回C.火星探测D.空间站对接答案：B8.下列哪种现象是化学变化？A.冰雪融化B.铁水铸锅C.葡萄酿酒D.石蜡熔化答案：C9.人工智能（AI）中，“深度学习”主要依赖？A.规则编程B.大数据训练C.人工设定逻辑D.机械记忆答案：B10.地球自转产生的现象是？A.四季更替B.昼夜长短变化C.昼夜交替D.五带划分答案：C11.氢燃料电池的反应产物是？A.二氧化碳B.水C.一氧化碳D.甲烷答案：B12.下列哪项是基因编辑技术CRISPR-Cas9的主要功能？A.加速细胞分裂B.精准修改DNA序列C.提高蛋白质合成效率D.增强免疫力答案：B13.下列哪种材料属于复合材料？A.纯铝B.钢筋混凝土C.塑料D.玻璃答案：B14.北斗卫星导航系统的定位原理是？A.利用声波反射B.通过地面基站信号C.多颗卫星测距交汇D.接收太阳辐射信号答案：C15.下列关于垃圾分类的说法，错误的是？A.废电池属于有害垃圾B.剩饭剩菜属于厨余垃圾C.快递纸箱属于可回收物D.陶瓷碎片属于可回收物答案：D二、填空题（每空2分，共20分）1.光年是________单位（填“时间”或“距离”）。答案：距离2.5G网络的关键技术之一是________（填“毫米波”或“长波”）通信，能支持更高的传输速率。答案：毫米波3.我国首颗探月卫星“嫦娥一号”发射于________年。答案：20074.锂电池中，通常作为正极材料的是________（填“磷酸铁锂”或“石墨”）。答案：磷酸铁锂5.植物光合作用的场所是________（填细胞结构名称）。答案：叶绿体6.基因编辑技术CRISPR的全称是________。答案：规律间隔成簇短回文重复序列7.地月平均距离约为________万公里（保留一位小数）。答案：38.48.量子通信的核心优势是________（填“不可克隆性”或“超光速”），能实现绝对安全通信。答案：不可克隆性9.碳捕捉与封存技术的英文缩写是________。答案：CCUS10.人工智能的三要素是数据、算法和________。答案：算力三、简答题（每题6分，共30分）1.为什么手机屏幕能显示出丰富的色彩？请从光学原理角度简要说明。答案：手机屏幕通常采用RGB（红、绿、蓝）子像素排列技术。每个像素由红、绿、蓝三个子像素组成，通过控制每个子像素的亮度（电压调节液晶透光率或LED发光强度），三原色按不同比例混合可产生人眼能识别的约1600万种颜色。OLED屏幕则通过自发光的红、绿、蓝有机材料直接发光，进一步提升色彩表现。2.垃圾分类对资源回收有何重要意义？请列举至少两点。答案：①减少污染：有害垃圾（如废电池）单独处理可避免重金属渗入土壤和水源；②提高资源利用率：可回收物（如纸张、塑料）集中回收后，通过再生工艺制成新产品，减少原生资源消耗（如1吨废纸可生产850公斤再生纸，节省17棵树）；③降低处理成本：分类后厨余垃圾可用于堆肥或厌氧发酵产沼气，减少填埋或焚烧的压力。3.太阳能热水器是如何将太阳能转化为热能的？请简述其工作原理。答案：太阳能热水器主要由集热器、储水箱和循环系统组成。集热器表面的吸热涂层（如黑铬）吸收太阳辐射能，将光能转化为热能，加热管内的传热介质（通常为水或防冻液）。受热后的介质因密度降低上升，通过循环管道进入储水箱，与水箱内的冷水交换热量，使水箱内水温升高；冷却后的介质下沉，形成自然循环（或通过泵强制循环），持续加热储水箱中的水。4.卫星导航系统（如北斗）是如何实现定位的？请用“三角定位”原理解释。答案：卫星导航定位基于“三球交汇”原理。用户终端接收至少4颗卫星的信号，每颗卫星发送自身的位置（经纬度、高度）和信号发射时间。终端通过计算信号传播时间差（乘以光速）得到与每颗卫星的距离，形成以卫星为中心、距离为半径的虚拟球面。4个球面的交点即为用户的三维坐标（经度、纬度、高度），其中第4颗卫星用于修正时间误差。5.为什么雨后的天空看起来比平时更蓝？答案：雨后空气中的尘埃、颗粒物被雨水冲刷减少，大气更洁净。太阳光中的蓝紫光波长较短，易被大气分子（如氮、氧）散射（瑞利散射）。当空气中悬浮颗粒减少时，蓝紫光的散射更占优势，且未被颗粒吸收或反射，因此天空呈现更纯净的蓝色。四、综合应用题（每题8分，共40分）1.假设你要设计一个家庭节水智能系统，需要考虑哪些关键技术？请结合传感器、自动控制和水资源循环利用原理，提出至少3项设计方案。答案：①智能水流量监测：在水龙头、马桶进水口安装流量传感器，实时监测用水量，通过物联网（IoT）传输数据至手机APP，用户可查看各用水节点的消耗情况；②自动感应控制：在洗手台安装红外传感器，检测到人体靠近时自动开启低流量水流，离开后延时关闭，避免长流水；③中水回用系统：收集洗衣机、洗澡的废水（需简单过滤），通过储水箱储存，用于冲厕或浇花。水箱内安装水位传感器，当水位低于阈值时自动切换至自来水补充，高于阈值时停止进水。2.新能源汽车（如纯电动车、氢燃料电池车）相比传统燃油车有哪些优势？当前推广还面临哪些挑战？请各列举2点。答案：优势：①环保：零尾气排放（纯电动车）或仅排放水（氢燃料电池车），减少温室气体和污染物（如PM2.5、氮氧化物）；②能源效率高：电机效率（约90%）远高于燃油发动机（约30%），降低能源浪费。挑战：①续航与补能：纯电动车电池能量密度有限（当前主流约200-300Wh/kg），长途行驶需频繁充电；氢燃料电池车的加氢站建设成本高（单站约1000万元），普及难度大；②电池回收：锂电池退役后若处理不当易造成重金属污染，目前回收体系尚不完善。3.人工智能（AI）在教育领域有哪些应用？请结合具体场景说明其价值。（至少2例）答案：①个性化学习：AI学习分析系统通过跟踪学生答题数据（如正确率、耗时），识别知识薄弱点，推送定制化学习内容（如针对“二次函数”薄弱的学生，推荐专项练习和微课视频），提升学习效率；②智能测评：AI作文批改系统利用自然语言处理（NLP）技术，分析作文的结构、语法、立意，给出评分和修改建议（如“论点不明确，建议补充具体案例”），减轻教师批改负担；③虚拟教师：AI驱动的虚拟助手可24小时解答学生疑问（如“如何配平方程式”），提供动态演示（如3D分子结构旋转），辅助理解抽象概念。4.某学校计划建设“智能垃圾分类监测系统”，请设计一个方案，包括监测设备、数据传输和后台功能。答案：①监测设备：在每个垃圾桶（可回收物、有害垃圾等）内安装重量传感器（监测垃圾量）、图像识别摄像头（拍摄垃圾图片，识别是否分类正确）、RFID标签（绑定班级或宿舍，追踪责任主体）；②数据传输：通过LoRa（低功耗广域网）或Wi-Fi将传感器数据和图像上传至学校云平台；③后台功能：a.实时监控：大屏显示各垃圾桶的填满状态（绿色/黄色/红色），提醒清洁人员及时清运；b.分类纠错：AI图像识别系统分析垃圾图片，若检测到错误分类（如将电池投入可回收桶），向对应班级推送警告信息；c.统计排名：按月统计各班级的正确分类率，提供排行榜，纳入“文明班级”评选。5.未来月球基地建设需要解决哪些关键问题？请从生命支持、能源供应和辐射防护三个方面分析。答案：①生命支持：月球无大气，需建立密闭生态循环系统（CELSS），通过植物栽培（如拟南芥、生菜）回收二氧化碳并产生氧气，利用微生物分解厨余和人体排泄物提供水和肥