2025年科学大众试题及答案

2025年科学大众试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.2024年诺贝尔化学奖授予在“量子点发光材料”领域作出突破的科学家，以下关于量子点的描述错误的是：A.尺寸通常在1-100纳米之间B.发光颜色可通过调节尺寸控制C.主要应用于太阳能电池和显示技术D.属于宏观物体，遵循经典力学规律答案：D（量子点为纳米级微观粒子，需用量子力学描述）2.我国“嫦娥七号”任务在月球南极发现了厚度约3米的水冰层，其形成的关键条件不包括：A.永久阴影区的低温环境（<-180℃）B.太阳风携带的氢与月壤中的氧结合C.月球地质活动释放的内部水汽D.小行星撞击带来的外源性水答案：C（月球地质活动极弱，水冰主要来自太阳风注入和撞击输入）3.人工合成淀粉技术（CO₂→淀粉）的核心突破是：A.模仿植物光合作用的卡尔文循环B.构建了非自然的酶催化反应路径C.实现了常温常压下的高效固碳D.突破了淀粉分子的长链合成瓶颈答案：B（该技术通过化学-生物耦合路径，缩短了反应步骤，非传统光合路径）4.关于“室温超导”研究（2023年争议性成果），以下说法正确的是：A.已被多国实验室重复验证，即将进入应用阶段B.若成功，可彻底解决能源传输损耗问题C.其理论基础是传统BCS超导理论D.关键材料为铅基铜氧化物答案：B（室温超导若实现，能极大降低输电损耗，但2023年成果未被广泛复现；其可能涉及非传统机制，材料多为含氢化合物）5.2024年全球大气CO₂浓度突破435ppm（百万分比浓度），导致这一变化的主要人为因素是：A.火山活动频繁B.森林火灾面积扩大C.化石燃料燃烧和土地利用变化D.海洋吸收能力下降答案：C（火山活动为自然因素，森林火灾部分由气候变暖引发但非主因；化石燃料燃烧占全球碳排放75%以上）6.CRISPR-Cas12系统与传统CRISPR-Cas9的主要区别在于：A.识别的靶标类型（DNA/RNA）B.切割后产生的末端（平末端/粘性末端）C.对PAM序列的依赖性D.用于基因编辑的脱靶率答案：B（Cas12切割DNA产生粘性末端，Cas9产生平末端；二者均靶向DNA，PAM要求不同但非主要区别）7.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟发现的“深海热泉生态系统”中，初级生产者是：A.管蠕虫B.硫化细菌C.巨型蛤类D.盲虾答案：B（热泉生态系统依赖化能合成作用，硫化细菌通过氧化H₂S获取能量，固定CO₂为有机物）8.5G通信相比4G的核心优势不包括：A.更低的网络延迟（<1ms）B.更高的频谱效率（利用毫米波）C.支持海量设备连接（100万台/km²）D.完全替代光纤实现无线传输答案：D（5G需与光纤等有线网络协同，无法完全替代）9.关于“量子纠缠”现象，以下描述错误的是：A.纠缠粒子间的相互作用可超光速传递信息B.是量子计算和量子通信的基础C.已在实验室中实现光子、原子等的纠缠态制备D.违反经典物理学的“定域实在论”答案：A（量子纠缠不能用于超光速通信，信息传递仍受光速限制）10.2024年全球首款获批的“通用型CAR-T细胞疗法”主要解决了传统CAR-T的哪一缺陷？A.制备周期长（需患者自体细胞）B.对实体瘤疗效差C.细胞因子风暴风险高D.治疗成本过高答案：A（通用型CAR-T使用健康供体的T细胞，经基因编辑避免免疫排斥，缩短制备时间）二、填空题（每空1分，共15分）1.地球大气层中，臭氧浓度最高的层次是______层，其主要作用是吸收______。答案：平流（或臭氧层）；紫外线（或短波紫外线/UV-C）2.人工智能大模型训练所需的算力主要依赖______芯片（填“GPU”“CPU”或“FPGA”），其核心优势是______。答案：GPU；并行计算能力强（或同时处理大量数据）3.我国“西气东输”工程输送的天然气主要成分是______，其完全燃烧的化学方程式为______。答案：甲烷（CH₄）；CH₄+2O₂=点燃=CO₂+2H₂O4.生物分类学中，最基本的分类单位是______；人类的学名（双名法）是______。答案：种；Homosapiens5.2024年发射的“风云四号C星”属于______气象卫星（填“极轨”或“静止”），其主要功能是______。答案：静止；对固定区域进行高频次观测（或实时监测天气系统变化）6.核聚变反应的原料主要是______和______（填元素符号），反应释放能量的原理是______。答案：D（氘）；T（氚）；质量亏损转化为能量（或爱因斯坦质能方程E=Δmc²）7.土壤污染中，“镉大米”现象主要由______污染引起，其危害是______（列举1点）。答案：镉（Cd）；损害肾脏/骨骼（或导致“痛痛病”）三、简答题（每题6分，共30分）1.为什么晴朗的天空呈现蓝色，而日出日落时天空呈红色？答：阳光包含不同波长的光，大气中的空气分子和微小尘埃会发生瑞利散射（1分）。蓝光波长较短（约450nm），散射能力是红光（约650nm）的10倍以上（2分），因此晴朗时人眼接收到更多散射的蓝光，天空呈蓝色（1分）。日出日落时，阳光需穿过更厚的大气层，短波光（蓝、紫）被充分散射，剩余长波光（红、橙）直接到达地面，故天空呈红色（2分）。2.简述“碳达峰”与“碳中和”的区别，并说明我国实现“双碳”目标的关键措施（至少2项）。答：碳达峰指CO₂排放量达到峰值后开始下降（1分）；碳中和指一定时间内CO₂排放总量通过植树造林、碳捕捉等方式抵消，实现净零排放（1分）。关键措施：①发展可再生能源（风电、光伏）替代化石能源（2分）；②推广节能技术（如建筑节能、工业能效提升）（1分）；③完善碳交易市场，推动企业减排（1分）。3.为什么用冰箱保存食物能延长保质期？从微生物学角度解释。答：微生物（细菌、真菌等）的生长繁殖需要适宜的温度（1分）。大多数微生物的最适生长温度为20-40℃（1分），冰箱冷藏室（4℃左右）能显著降低酶活性，减缓微生物代谢和繁殖速度（2分）；冷冻室（-18℃）可使微生物细胞内水分结冰，破坏细胞结构，抑制其活性（2分）。4.比较“传统燃油车”与“纯电动车”的能源转换效率（从燃料到车轮做功），并分析电动车的环境效益。答：燃油车：燃料（汽油）化学能→热能（发动机燃烧，效率约20-35%）→机械能（传动损失，最终效率约15-25%）（2分）。电动车：电网电能→电池化学能（充电效率约90%）→电能→机械能（电机效率约85-95%），综合效率约70-85%（2分）。环境效益：若电力来自可再生能源（如风电、光伏），电动车可减少CO₂排放；同时无尾气污染物（如NOx、PM2.5）排放（2分）。5.说明“转基因作物”与“基因编辑作物”的主要区别，并列举1项转基因作物的应用实例。答：转基因作物通过插入外源基因（如其他物种的抗虫基因）获得新性状（2分）；基因编辑作物通过修改自身基因（如敲除特定基因）实现性状改良，不引入外源DNA（2分）。实例：抗虫棉（转入苏云金杆菌Bt毒蛋白基因，减少农药使用）（2分）。四、综合分析题（共35分）（一）2024年，我国自主研发的“蛟龙-3”号深海探测机器人完成11000米全海深科考，搭载了多参数环境传感器、生物采样机械臂和高清摄像系统。结合海洋科学知识，回答以下问题：（15分）1.深海极端环境的主要特征有哪些？（5分）答：①高压（11000米处约1100个大气压）；②低温（通常1-4℃）；③黑暗（无阳光，依赖化学能或生物发光）；④高盐度（海水盐度约35‰）；⑤缺氧（部分区域溶解氧极低）。2.机械臂采样时需避免破坏深海生物的生存环境，可采取哪些技术措施？（5分）答：①使用柔性材质机械爪（如硅胶），减少物理损伤；②控制采样力度，避免扰动底质（如沉积物）；③结合水下摄像机实时监控，精准选取样本；④限制单次采样数量，保护种群；⑤对敏感物种（如濒危深海珊瑚）标记后避开采样。3.从“人类与海洋可持续发展”角度，说明深海探测的意义。（5分）答：①揭示深海生态系统结构（如热泉生态、深渊生物适应性），为生物多样性保护提供依据；②发现新型生物资源（如耐高压酶、抗菌物质），推动医药和工业技术创新；③监测深海碳汇（如沉积物碳储存），助力全球气候变化研究；④评估深海采矿（如多金属结核开采）的环境影响，制定可持续开发策略；⑤提升我国深海科技能力，参与国际海洋治理规则制定。（二）2024年，全球首条“零碳钢铁”生产线在我国投产，采用“氢能还原+电炉炼钢”工艺替代传统“焦炭还原+高炉炼钢”。结合化学与环境知识，分析该技术的创新点及对“双碳”目标的贡献。（20分）1.传统钢铁生产的主要碳排放环节是什么？写出相关化学反应方程式。（6分）答：传统工艺中，焦炭（主要成分为C）在高炉中与O₂反应提供CO（提供热量），CO再还原铁矿石（Fe₂O₃）（2分）。主要反应：①C+O₂=点燃=CO₂（放热，部分CO₂与C反应提供CO）；②CO₂+C=高温=2CO（2分）；③Fe₂O₃+3CO=高温=2Fe+3CO₂（2分）。最终每生产1吨钢约排放1.8吨CO₂。2.氢能还原工艺的核心反应是什么？与CO还原相比有何优势？（7分）答：核心反应：Fe₂O₃+3H₂=高温=2Fe+3H₂O（3分）。优势：①产物为H₂