【2025年】科普知识竞赛题及答案

【2025年】科普知识竞赛题及答案一、单项选择题（每题2分，共30题）1.2024年嫦娥六号任务成功从月球背面采集的月壤样本中，检测到含量异常的氦-3同位素。氦-3原子核内的中子数为？A.1B.2C.3D.4答案：A（氦原子质子数为2，氦-3的质量数为3，中子数=质量数-质子数=1）2.2023年国际天文学联合会（IAU）确认的最新类地行星“LP890-9c”，其环绕的恒星类型属于？A.红矮星B.黄矮星C.中子星D.白矮星答案：A（LP890-9是一颗红矮星，质量约为太阳的12%）3.新型量子计算机“九章三号”实现的“量子计算优越性”，其核心利用的量子特性是？A.量子纠缠B.量子隧穿C.量子叠加D.量子退相干答案：C（量子叠加态是量子计算并行处理的基础）4.2024年我国科学家在南海发现的新型极端微生物“热泉硫还原菌”，其代谢类型属于？A.光能自养型B.化能自养型C.光能异养型D.化能异养型答案：B（利用热泉中的硫化物氧化释放的能量合成有机物）5.2023年全球平均气温较工业化前上升约1.2℃，导致这一变化的主要温室气体中，对辐射强迫贡献最大的是？A.二氧化碳B.甲烷C.一氧化二氮D.氟利昂答案：A（二氧化碳贡献约66%的辐射强迫）6.钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在2024年突破30%，其核心材料的晶体结构通式为？A.ABO₂B.ABO₃C.A₂BO₃D.AB₂O₄答案：B（典型钙钛矿结构为ABX₃，太阳能电池中X多为卤素）7.2024年发射的“爱因斯坦探针”卫星，主要探测的天文现象是？A.超新星爆发B.黑洞吸积盘C.快速射电暴D.伽马射线暴答案：D（专注于软X射线波段的暂现源探测，尤其是伽马暴余辉）8.人体中含量最多的金属元素是？A.钙B.钾C.钠D.镁答案：A（约占体重1.5%-2%，主要存在于骨骼和牙齿）9.2023年首次观测到的“量子自旋液体”状态，其特征是？A.自旋有序排列B.自旋完全无序C.自旋形成长程纠缠D.自旋呈现周期性波动答案：C（自旋无法形成长程有序，保持量子纠缠的无序态）10.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟下潜至11000米时，舱外海水压强约为？（海水密度取1.03×10³kg/m³，g=9.8m/s²）A.1.1×10⁷PaB.1.1×10⁸PaC.1.1×10⁹PaD.1.1×10¹⁰Pa答案：B（压强P=ρgh=1.03×10³×9.8×11000≈1.1×10⁸Pa）11.2024年新发现的抗生素“链霉菌素A”，其作用机制是抑制细菌的？A.细胞壁合成B.蛋白质合成C.DNA复制D.细胞膜功能答案：B（通过与核糖体30S亚基结合阻断肽链延伸）12.地球自转轴的进动周期约为？A.2600年B.26000年C.260000年D.2.6×10⁶年答案：B（地轴进动导致春分点西移，周期约25700年，近似26000年）13.5G通信中使用的毫米波频段范围是？A.300MHz-3GHzB.3GHz-30GHzC.30GHz-300GHzD.300GHz-3THz答案：C（毫米波通常指30-300GHz，对应波长1-10mm）14.2023年我国科学家合成的全氮阴离子盐(N₅)₆(H₃O)₃(NH₄)₄Cl，其中氮元素的平均化合价为？A.-1/5B.-1/3C.-1/2D.-2/5答案：A（化合物整体电中性，设N平均化合价为x，6×5x+3×(+1)+4×(+1)+(-1)=0→30x+6=0→x=-1/5）15.人类基因组中编码蛋白质的基因占比约为？A.1%B.10%C.25%D.50%答案：A（约1.5%-2%的序列编码蛋白质）16.2024年“雪龙三号”极地科考船采用的破冰技术中，利用的主要物理原理是？A.增大接触面积减小压强B.利用船体重力压碎冰层C.加热融化冰层D.超声波振动破碎冰层答案：B（通过船艏上翘冲上冰面，利用船体重量压碎冰层）17.大气中臭氧浓度最高的层次是？A.对流层B.平流层C.中间层D.热层答案：B（平流层臭氧集中在15-35km高度，形成臭氧层）18.2023年首次实现的“量子隐形传态”实验中，传递的是？A.粒子本身B.粒子的量子态C.经典信息D.能量答案：B（利用量子纠缠传递量子态，粒子本身不移动）19.植物光合作用中，水的光解发生在？A.类囊体膜B.叶绿体基质C.线粒体内膜D.细胞质基质答案：A（光反应阶段在类囊体膜上进行，包括水的光解和ATP合成）20.2024年投入使用的“东数西算”工程中，“数”主要指？A.数据存储B.数据计算C.数据传输D.数据应用答案：B（核心是将东部算力需求引导到西部，优化资源配置）21.原子核的比结合能最大的元素是？A.氢B.铁C.铀D.铅答案：B（铁元素的比结合能最高，是核聚变和核裂变的分界点）22.2023年我国科学家培育的“海水稻”，其耐盐机制主要是？A.主动吸收盐分储存B.抑制根细胞对盐分的吸收C.通过叶片排出盐分D.细胞液浓度低于外界答案：B（通过离子转运蛋白调控，减少Na⁺在根细胞的吸收）23.地球磁层的形成主要是由于？A.地核的液态外核流动B.地壳的磁性矿物C.太阳风的作用D.月球引力影响答案：A（地核外核的液态铁镍流动产生自激发电机效应，形成地磁场）24.2024年发布的《全球生态系统评估报告》指出，当前生物多样性丧失的主因是？A.气候变化B.栖息地破坏C.污染D.过度开发答案：B（约50%的生物多样性丧失由栖息地破坏导致）25.半导体芯片制造中，“光刻”工艺的关键是？A.沉积金属层B.刻蚀硅片C.图案转移D.掺杂杂质答案：C（通过光刻胶将掩膜版图案转移到硅片上）26.2023年发现的“室温超导”材料LK-99，其声称的超导机制与传统超导体的主要区别是？A.基于BCS理论B.存在电子配对C.具有迈斯纳效应D.可能涉及结构畸变引起的量子阱答案：D（LK-99被认为通过铜掺杂导致的结构畸变形成量子阱，促进电子配对）27.人体血液中，红细胞的主要功能是？A.免疫防御B.凝血止血C.运输氧气D.调节酸碱平衡答案：C（红细胞中的血红蛋白结合氧气进行运输）28.2024年“墨子号”量子卫星实现的新突破是？A.千公里级量子密钥分发B.地月量子通信C.量子纠缠跨洲际传输D.量子隐形传态到空间站答案：C（首次实现亚洲-欧洲的量子纠缠分发，距离超12000公里）29.地质年代中，恐龙灭绝发生在？A.二叠纪末B.三叠纪末C.白垩纪末D.侏罗纪末答案：C（约6600万年前白垩纪-古近纪灭绝事件）30.2023年我国研发的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器，其动力系统主要采用？A.锂电池B.燃料电池C.液压驱动D.核能答案：A（目前全海深潜水器多使用高能量密度锂电池组）二、判断题（每题1分，共20题）1.太阳的能量来源于核裂变反应。（）答案：×（太阳能量来自氢聚变为氦的核聚变）2.所有病毒都含有DNA和RNA两种核酸。（）答案：×（病毒只含DNA或RNA一种核酸）3.光年是时间单位。（）答案：×（光年是光在真空中一年传播的距离，属于长度单位）4.石墨和金刚石互为同素异形体。（）答案：√（都是碳元素的单质，结构不同）5.地球大气中氧气的主要来源是森林的光合作用。（）答案：×（约70%的氧气来自海洋中的浮游植物）6.量子力学中，测不准原理是由于测量工具精度不足导致的。（）答案：×（是微观粒子的固有属性，与测量工具无关）7.所有恒星最终都会演化成黑洞。（）答案：×（只有质量超过奥本海默-沃尔科夫极限（约3倍太阳质量）的恒星才会形成黑洞）8.人体呼出的气体中，二氧化碳含量高于氧气。（）答案：×（呼出气体中氧气约16%，二氧化碳约4%）9.石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长演化形成的。（）答案：√（属于生物成油理论的主要观点）10.5G网络的延迟可以低至1毫秒以下。（）答案：√（5GURLLC场景理论延迟可低至0.5-1ms）11.月球始终以同一面朝向地球是因为月球自转周期等于公转周期。（）答案：√（潮汐锁定导致自转与公转同步）12.所有植物细胞都含有叶绿体。（）答案：×（如根细胞、叶表皮细胞不含叶绿体）13.酸雨的pH值通常小于5.6。（）答案：√（正常雨水因溶解CO₂pH约5.6，小于此值为酸雨）14.原子核外电子的运动轨迹可以用经典力学精确描述。（）答案：×（需用量子力学的电子云模型描述）15.2023年我国发射的“天问二号”探测器目标是小行星采样返回。（）答案：√（任务包括探测近地小行星2016HO3并采样返回）16.蛋白质变性后，其一级结构会被破坏。（）答案：×（变性破坏的是空间结构，一级结构（肽链）保持完整）17.地球的地核主要由铁和镍组成。（）答案：√（外核液态铁镍，内核固态铁镍）18.人工智能中的“深度学习”主要基于神经网络模型。（）答案：√（深度学习是多层神经网络的机器学习方法）19.所有昆虫都有三对足。（）答案：√（昆虫纲的特征之一是胸部有3对足）20.2024年全球首颗晨昏轨道气象卫星“风云三号G星”主要用于降水测量。（）答案：√（该卫星搭载双频降水测量雷达，提升暴雨监测能力）三、简答题（每题5分，共10题）1.简述量子计算机与传统计算机的核心区别。答案：量子计算机利用量子比特（Qubit）的量子叠加和量子纠缠特性，可同时处于0和1的叠加态，实现并行计算；传统计算机使用经典比特（Bit），只能处于0或1的单一状态，计算能力随比特数线性增长，而量子计算机呈指数增长。2.说明温室效应的形成机制及主要影响。答案：形成机制：大气中的温室气体（如CO₂、CH₄）吸收地面辐射的长波红外辐射，重新向各方向发射，其中向下的部分返回地面，使地表温度升高。主要影响：全球气温上升、冰川融化、海平面上升、极端天气事件增多、生态系统失衡。3.为什么树叶在秋季会变黄或变红？答案：秋季日照缩短、温度降低，植物叶片中的叶绿素合成减少并分解，类胡萝卜素（黄色）和叶黄素（橙色）的颜色显现；部分植物细胞液中积累花青素（红色），导致叶片变红。4.简述核聚变与核裂变的区别。答案：核裂变是重原子核（如铀-235）分裂为较轻原子核，释放能量；需要中子轰击引发，用于核电站和原子弹。核聚变是轻原子核（如氘、氚）结合为较重原子核（如氦），释放能量；需要极高温度和压力克服库仑斥力，太阳能量来源，受控核聚变是未来清洁能源方向。5.说明DNA与RNA在结构和功能上的主要差异。答案：结构差异：DNA是双链螺旋，含脱氧核糖和胸腺嘧啶（T）；RNA多为单链，含核糖和尿嘧啶（U）。功能差异：DNA是遗传信息的储存和传递载体；RNA参与遗传信息的转录（mRNA）、翻译（tRNA、rRNA），部分病毒中RNA是遗传物质。6.解释“马格努斯效应”及其在体育中的应用。答案：马格努斯效应是流体中旋转物体受到的侧向力现象（由于物体旋转导致周围流体速度差，产生压强差）。应用：足球的“香蕉球”、乒乓球的弧圈球、网球的上旋/下旋球，通过击球时的旋转使球轨迹弯曲。7.简述生物多样性的三个层次。答案：遗传多样性（物种内基因的多样性）、物种多样性（生物种类的丰富度）、生态系统多样性（生态系统类型、结构和功能的多样性）。8.说明半导体二极管的单向导电性原理。答案：二极管由P型（空穴多）和N型（自由电子多）半导体组成，PN结处形成内建电场。正向偏置（P接正、N接负）时，外电场削弱内建电场，载流子容易扩散，导通；反向偏置时，外电场增强内建电场，载流子难以扩散，截止，表现出单向导电。9.解释“厄尔尼诺现象”及其对气候的影响。答案：厄尔尼诺是赤道