2025年全国科普知识竞赛题及答案

2025年全国科普知识竞赛题及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.2025年5月，我国嫦娥八号探测器成功着陆月球南极艾特肯盆地。其核心科学目标之一是：A.采集月海玄武岩样本B.探测月球内部核幔边界结构C.验证月球表面水冰直接利用技术D.建立月球永久通信中继站答案：C（嫦娥八号重点验证月面水冰资源原位利用、月壤建模仿真等关键技术，为后续月球基地建设奠基）2.量子计算中，“量子比特”与经典比特的本质区别在于：A.量子比特可同时处于0和1的叠加态B.量子比特存储容量更大C.量子比特仅存在于实验室环境D.量子比特传输速度更快答案：A（量子叠加态是量子计算的核心特性，经典比特只能取0或1单一状态）3.下列关于“合成生物学”的描述，错误的是：A.可通过人工设计DNA序列构建新型生物系统B.已实现人工合成酵母染色体C.主要应用于医药领域，无法用于农业D.可能为碳中和提供生物固碳新路径答案：C（合成生物学已在农业领域应用，如设计高效固氮作物减少化肥使用）4.2025年我国首台“液氢-液氧”重型运载火箭完成首飞，其燃料选择的主要优势是：A.成本低于煤油燃料B.燃烧后仅产生水，环境友好C.密度大，同等体积存储更多能量D.无需低温存储，发射准备时间短答案：B（液氢液氧燃烧产物为水，无碳排放，符合绿色航天趋势；但需低温存储，成本较高）5.下列关于“碳汇”的表述，正确的是：A.仅指森林通过光合作用吸收CO₂的能力B.海洋碳汇的效率远高于陆地生态系统C.土壤碳汇主要依靠微生物分解有机物实现D.人工碳汇（如碳捕集技术）不属于自然碳汇答案：D（碳汇包括自然（森林、海洋、土壤）和人工（碳捕集）两类；海洋碳汇总量大但单位面积效率低于森林；土壤碳汇主要通过植物残体积累）6.新型半导体材料“黑磷”与传统硅材料相比，最显著的优势是：A.耐高温性能更优B.具有可调带隙，适合高频器件C.成本更低廉D.加工工艺更成熟答案：B（黑磷的带隙可通过层数调节，在光电子、柔性电子领域潜力大；但稳定性较差，工艺待完善）7.关于“基因编辑技术CRISPR-Cas9”，下列说法错误的是：A.可实现对特定基因的精准剪切和替换B.已用于治疗遗传性血液病（如地中海贫血）C.所有编辑后的基因都会遗传给后代D.脱靶效应是其应用的主要安全隐患答案：C（体细胞基因编辑不会遗传，生殖细胞编辑才可能遗传，目前全球严格限制生殖细胞编辑）8.2025年全球气候报告指出，“海洋酸化”的主要原因是：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.海洋生物死亡分解产生酸性物质D.火山喷发释放的硫化物进入海洋答案：B（海洋吸收约30%的人为排放CO₂，与水反应生成碳酸，导致pH下降）9.下列关于“核聚变”的描述，正确的是：A.目前已实现可控核聚变的商业发电B.原料主要为铀-235或钚-239C.反应产物无长寿命放射性废物D.托卡马克装置是利用激光约束等离子体的设备答案：C（核聚变原料为氘、氚，产物为氦，无高放射性废物；托卡马克利用磁约束，激光约束为惯性约束；目前仍处于实验阶段）10.关于“人工智能大模型”的训练过程，下列说法错误的是：A.需要海量标注数据支撑B.计算资源消耗巨大（如数千张GPU并行运算）C.模型参数量越大，性能一定越强D.可能因数据偏见导致输出结果偏差答案：C（参数量过大会增加计算成本，且需匹配高质量数据，否则可能过拟合，性能未必提升）11.下列哪种现象与“大气逆温”直接相关？A.城市热岛效应B.平流层臭氧吸收紫外线C.清晨山谷多雾D.台风中心风力微弱答案：C（逆温层阻碍空气垂直对流，近地面水汽易凝结成雾；城市热岛是下垫面性质差异导致）12.关于“锂电池”的组成，下列说法正确的是：A.正极材料通常为金属锂B.电解液必须为水溶液C.负极材料多采用石墨D.隔膜的作用是增加导电性答案：C（锂电池负极一般为石墨，正极是含锂化合物（如磷酸铁锂）；电解液为有机溶液（水溶液会与锂反应）；隔膜用于隔离正负极，防止短路）13.下列关于“地震预警”的描述，正确的是：A.预警时间通常为地震发生前10-30分钟B.利用地震波中P波（纵波）比S波（横波）传播快的特性C.预警系统仅能通过卫星通信实现D.预警信息可完全避免人员伤亡答案：B（P波速度快、破坏性小，S波速度慢但破坏性大，预警系统通过P波信号提前几秒至几十秒发出警报；无法“完全避免”伤亡）14.2025年我国科学家发现一种新型超导材料，其“临界温度”为-196℃（77K）。这意味着：A.该材料在-196℃以下会失去电阻B.需在液氦（沸点-269℃）中才能实现超导C.比传统低温超导材料（如NbTi，临界温度9K）更易应用D.可直接用于常温下的电力传输答案：C（77K接近液氮沸点（77K），液氮成本远低于液氦，因此该材料更易实现大规模应用；临界温度是指低于该温度时进入超导态）15.关于“RNA疫苗”（如新冠mRNA疫苗）的原理，下列说法错误的是：A.疫苗中的RNA会整合到人体细胞基因组中B.人体细胞读取RNA指令后合成病毒抗原C.抗原刺激免疫系统产生抗体D.相比传统灭活疫苗，研发周期更短答案：A（RNA疫苗的RNA不会整合到基因组，仅在细胞质中指导抗原合成，随后被降解）16.下列关于“垃圾分类”的科学依据，错误的是：A.厨余垃圾易腐烂，需单独处理以减少渗滤液污染B.可回收物中的塑料需区分PET、PE等材质，因不同塑料熔点、密度不同C.有害垃圾（如电池）需特殊处理，防止重金属渗漏D.所有纸张都属于可回收物，包括被污染的纸巾答案：D（被污染的纸巾（如沾油污的）纤维受损，无法再生利用，属于其他垃圾）17.关于“地外生命搜索”，目前最被关注的“关键指标”是：A.行星表面存在液态水B.大气中含有氧气C.地表温度与地球完全一致D.存在固态岩石表面答案：A（水是已知生命化学反应的必要介质，液态水的存在是搜索地外生命的首要条件；早期地球大气也无氧气）18.下列关于“噪声污染”的控制措施，属于“声源控制”的是：A.高速公路两侧安装隔音屏障B.给机器设备加装减震垫C.居民楼使用隔音玻璃D.限制夜间施工时间答案：B（声源控制指降低声源本身的噪声，如减震减少振动发声；隔音屏障、隔音玻璃属于传播途径控制；限制时间属于管理控制）19.关于“引力波”的描述，正确的是：A.由物体加速运动引起的时空涟漪B.仅能通过光学望远镜观测C.传播速度远低于光速D.首次探测到引力波是在20世纪初答案：A（引力波是时空曲率的波动，速度等于光速；2015年LIGO首次探测到；需通过激光干涉仪等设备观测）20.下列关于“纳米材料”的特性，错误的是：A.比表面积大，反应活性高B.可能具有量子尺寸效应（如光学性质变化）C.所有纳米材料都对人体无害D.可用于制造更高效的催化剂答案：C（部分纳米颗粒可能穿透生物膜，存在生物安全性风险，需具体评估）二、判断题（共10题，每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.所有恒星最终都会演化成黑洞。（×）（小质量恒星会演化为白矮星，中等质量为中子星，仅大质量恒星可能形成黑洞）2.水的沸点在任何情况下都是100℃。（×）（沸点随气压降低而降低，如高原地区水沸点低于100℃）3.抗生素可以杀死病毒。（×）（抗生素针对细菌，对病毒无效）4.台风（飓风）的形成需要广阔的暖洋面（水温≥26.5℃）。（√）（暖洋面提供充足水汽和能量，是台风形成的必要条件）5.手机无线充电利用了电磁感应原理。（√）（发射端线圈通电产生交变磁场，接收端线圈感应电流充电）6.沙漠中的“绿洲”是因为地下有承压水出露。（√）（承压水受地质构造挤压，在地形低洼处出露形成绿洲）7.所有植物都需要阳光才能生长。（×）（如水晶兰等腐生植物，依赖分解有机物获取营养，无需光合作用）8.锂电池在充电时，锂离子从正极迁移到负极。（√）（充电时，Li⁺从正极（如LiFePO₄）脱出，经电解液嵌入负极（石墨））9.人工智能可以完全替代人类进行科学发现。（×）（AI可辅助分析数据，但提出假设、设计实验仍需人类智慧）10.地球的地磁场主要由地核的液态外核流动产生。（√）（液态外核的铁镍流体流动形成“发电机效应”，产生地磁场）三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.请简述“温室效应”的形成机制，并说明其与“全球变暖”的关系。答案：温室效应指大气中的温室气体（如CO₂、CH₄、H₂O等）吸收地表反射的长波辐射，将部分能量重新辐射回地面，使地表温度升高的现象。这是自然过程，维持了地球约15℃的平均温度（无温室效应时约-18℃）。但人类活动（如化石燃料燃烧、森林砍伐）导致温室气体浓度远超自然水平，增强了温室效应，引发全球变暖（平均气温上升），进而导致冰川融化、海平面上升、极端天气增多等问题。2.什么是“量子纠缠”？其在实际应用中有何意义？答案：量子纠缠是指两个或多个量子系统之间存在的一种“非定域”关联状态，即使相距遥远，一个粒子的状态变化会瞬间影响另一个粒子的状态（爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”）。实际应用包括：量子通信（利用纠缠态实现绝对安全的密钥传输）、量子计算（通过纠缠态提升并行计算能力）、高精度测量（如量子传感器）等。3.为什么说“保护生物多样性”是应对气候变化的重要措施？答案：生物多样性包括基因、物种和生态系统多样性。森林、湿地等生态系统通过光合作用固定CO₂，是重要的碳汇（如全球森林每年吸收约30%的人为CO₂排放）；多样的物种组成稳定的生态系统，提高抗干扰能力（如复杂的食物链可缓冲气候波动对单一物种的影响）；保护基因多样性可为培育适应气候变化的作物品种提供遗传资源（如耐旱、耐高温的野生植物基因）。4.简述“5G通信”相比“4G”的核心技术突破及典型应用场景。答案：核心突破：①更高的频段（毫米波）和更宽的带宽，理论速率达10Gbps（4G约100Mbps）；②低时延（1ms，4G约10ms）；③大规模MIMO（多输入多输出）技术，提升频谱效率；④网络切片技术，按需分配资源。典型应用：自动驾驶（低时延保障实时控制）、远程手术（高可靠低时延）、工业互联网（海量设备连接）、8K超高清直播（高速率支撑）等。5.请解释“垃圾分类中的‘可回收物’为何需要清洁干燥”。答案：可回收物（如塑料瓶、纸箱、金属）的再生利用需经过清洗、破碎、熔融等步骤。若混入油污、食物残渣等污染物：①增加清洗成本（需额外水资源和化学试剂）；②污染再生材料（如食物残渣在高温下分解产生有害气体，或导致塑料着色不均）；③降低回收效率（杂质可能堵塞设备，或影响材料纯度）。因此，清洁干燥的可回收物能提高资源利用率，降低处理成本。四、综合应用题（共2题，每题10分，共20分）1.某城市计划在郊区建设“光伏-养殖”互补项目（顶部架设光伏板发电，下方养殖绵羊）。请从科学角度分析该项目的合理性，并提出优化建议。答案：合理性分析：①土地集约利用：光伏板遮阴降低地表温度，减少水分蒸发，利于绵羊避暑；②光伏发电减少化石能源依赖，助力碳中和；③绵羊啃食杂草，减少人工除草成本，避免除草剂污染；④羊粪可为土壤提供有机肥，促进植被生长（若种植牧草），形成良性循环。优化建议：①选择透光率适宜的光伏板（如双玻组件），避免过度遮阴影响牧草光合作用；②监测光伏板下方光照强度，调整养殖密度（光照不足可能导致牧草减产，影响绵羊饲料）；③安装防动物碰撞设施（如围栏），防止绵羊啃咬光伏线路；④结合智能监测系统（如土壤湿度、光照传感器），动态调整光伏板角度和养殖规模。2.2025年，某社区推广“家庭厨余垃圾就地堆肥”计划，鼓励居民将剩菜、果皮等厨余垃圾放入堆肥桶，经微生物分解转化为有机肥。请说明该计划的科学原理，并指出实施中需注意的关键问题。答案：科学原理：厨余垃圾（含碳水化合物、蛋白质、脂肪等）在好氧微生物（如细菌、