(2025年)科普知识竞赛试题及参考答案

(2025年)科普知识竞赛试题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.2024年发射的“夸父二号”太阳探测卫星主要观测目标是？A.太阳黑子周期变化B.日冕物质抛射（CME）C.太阳风粒子成分D.太阳耀斑能量释放机制2.量子计算中，“量子比特”与传统比特的本质区别在于？A.存储容量更大B.具有叠加态特性C.运算速度更快D.依赖半导体材料3.下列哪种生物属于“分解者”？A.蚯蚓B.螳螂C.含羞草D.大肠杆菌（寄生型）4.2024年我国首台“医用重离子加速器”投入临床，其利用的“重离子”主要指？A.质子B.碳离子C.氦离子D.氧离子5.地球大气中，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6.下列哪项属于“二次能源”？A.天然气B.潮汐能C.沼气D.地热能7.2024年新发现的“类地行星LHS475b”距离地球约41光年，其被归类为“类地行星”的主要依据是？A.轨道周期与地球相似B.表面存在液态水C.岩石质表面结构D.大气成分含氧气8.化学中“同分异构体”的定义核心是？A.分子量相同B.元素组成相同C.原子连接方式不同D.物理性质完全一致9.脑机接口技术中，“非侵入式”设备主要通过哪种方式采集脑电信号？A.植入颅内电极B.头皮表面电极阵列C.经颅磁刺激D.脑脊液离子检测10.2024年我国科学家在“人工合成淀粉”技术上取得新突破，其核心反应模拟的是自然界的？A.化能合成作用B.卡尔文循环C.三羧酸循环D.糖酵解过程11.下列哪种现象与“光的衍射”无关？A.雨后彩虹B.光盘表面的彩色条纹C.单缝实验中的明暗相间条纹D.望远镜物镜边缘的模糊光斑12.土壤中“有效磷”含量主要影响植物的？A.叶绿素合成B.根系发育与开花C.抗倒伏能力D.水分吸收效率13.2024年“东方超环”（EAST）实现1.2亿摄氏度等离子体运行101秒，其采用的约束方式是？A.惯性约束B.磁约束C.激光约束D.重力约束14.医学中“表观遗传学”研究的主要对象是？A.DNA序列突变B.基因表达调控的可遗传变化（不改变序列）C.蛋白质三维结构异常D.染色体数目变异15.下列哪种材料属于“形状记忆合金”？A.钛合金B.镍钛合金C.铝合金D.不锈钢16.地球“磁层”的主要作用是？A.反射无线电波B.阻挡太阳风高能粒子C.维持大气温度D.促进水循环17.2024年发布的“中国气候公报”显示，我国极端高温事件频率增加的主因是？A.太阳活动增强B.火山活动频繁C.温室气体浓度上升D.厄尔尼诺现象18.微生物学中“革兰氏染色”区分细菌的主要依据是？A.运动能力B.细胞壁结构差异C.代谢类型D.对抗生素的敏感性19.下列哪种技术属于“增材制造”？A.数控机床切削B.3D打印C.铸造D.冲压成型20.天文学中“秒差距”是衡量什么的单位？A.时间B.角度C.距离D.亮度二、判断题（每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.蝙蝠是唯一能真正飞行的哺乳动物。（）2.半导体的导电能力随温度升高而减弱。（）3.所有病毒都必须在宿主细胞内才能复制。（）4.地球自转速度变慢会导致一天时间变长。（）5.维生素C属于脂溶性维生素。（）6.天然气的主要成分是一氧化碳。（）7.台风眼区是台风中风力最强的区域。（）8.植物光合作用中，水的光解发生在叶绿体基质中。（）9.石墨烯是由单层碳原子构成的二维材料。（）10.人工智能中的“强化学习”主要通过试错与奖励机制学习。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述“温室效应”的形成机制，并列举两种主要温室气体。2.解释“量子纠缠”现象及其在通信领域的潜在应用。3.说明“生态系统服务功能”的定义，并举例说明其直接价值与间接价值。4.对比“核聚变”与“核裂变”的区别（至少列出三点）。5.什么是“蓝碳”？简述其在应对气候变化中的作用。四、论述题（每题10分，共20分）1.结合2024年全球科技进展，论述“可再生能源（如光伏、风电）大规模应用面临的技术挑战与解决方案”。2.从生物学角度分析“生物入侵”对生态系统的影响，并提出至少三种防控措施。参考答案一、单项选择题1.B（“夸父二号”聚焦日冕物质抛射等太阳爆发活动的观测）2.B（量子比特可处于0和1的叠加态，传统比特只能是0或1）3.A（蚯蚓分解有机物，属于分解者；螳螂是消费者，含羞草是生产者，寄生型大肠杆菌是消费者）4.B（医用重离子加速器主要使用碳离子治疗肿瘤）5.B（平流层中的臭氧层集中了90%以上的臭氧）6.C（二次能源是一次能源加工转换的产物，沼气由生物质发酵提供）7.C（类地行星指岩石质行星，LHS475b被推测为岩石结构）8.C（同分异构体元素组成和分子量相同，但原子连接方式不同）9.B（非侵入式通过头皮电极采集脑电，侵入式需植入颅内）10.B（人工合成淀粉模拟了光合作用中的卡尔文循环）11.A（雨后彩虹是光的折射与反射，衍射涉及光绕过障碍物）12.B（磷促进根系发育和开花结果，氮影响叶绿素合成）13.B（EAST是磁约束核聚变装置，通过托卡马克结构约束等离子体）14.B（表观遗传学研究不改变DNA序列的可遗传基因表达变化）15.B（镍钛合金是典型的形状记忆合金）16.B（磁层通过地球磁场偏转太阳风高能粒子，保护生命）17.C（温室气体浓度上升是全球变暖主因，厄尔尼诺是短期影响）18.B（革兰氏染色区分革兰氏阳性菌（厚肽聚糖层）和阴性菌（薄肽聚糖层外膜））19.B（增材制造即3D打印，通过逐层堆积材料成型）20.C（秒差距是天文学中用于测量恒星距离的单位，1秒差距≈3.26光年）二、判断题1.√（蝙蝠是唯一具备主动飞行能力的哺乳动物）2.×（半导体温度升高，载流子浓度增加，导电能力增强）3.√（病毒无细胞结构，需宿主细胞提供能量和原料复制）4.√（地球自转减慢导致一天时间逐渐变长，如恐龙时代一天约23小时）5.×（维生素C是水溶性，脂溶性如A、D、E、K）6.×（天然气主要成分是甲烷，一氧化碳是煤气主要成分）7.×（台风眼区风力微弱，外围眼墙区风力最强）8.×（水的光解发生在叶绿体类囊体膜上，基质是暗反应场所）9.√（石墨烯是单层碳原子以六边形排列的二维材料）10.√（强化学习通过与环境交互，基于奖励信号调整策略）三、简答题1.形成机制：太阳短波辐射穿透大气到达地面，地面吸收后以长波辐射形式反射，部分被大气中的温室气体（如二氧化碳、甲烷）吸收并重新辐射回地面，导致地表温度升高。主要温室气体：二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）（或氧化亚氮N₂O、氟利昂等）。2.量子纠缠是指两个或多个量子系统相互作用后，其状态无法独立描述，只能用整体量子态表示的现象（如一个粒子状态改变，另一粒子立即同步改变，无论距离多远）。应用：量子密钥分发（利用纠缠态实现绝对安全的信息加密）、量子隐形传态（通过纠缠传递量子信息）。3.生态系统服务功能指生态系统为人类提供的各种惠益。直接价值：如森林提供木材（供给服务）、药用植物（文化服务）；间接价值：如森林固碳（调节气候）、湿地净化水质（调节服务）、土壤形成（支持服务）。4.区别：①原料不同：核裂变用重元素（如铀-235），核聚变用轻元素（如氘、氚）；②能量释放：核聚变单位质量释放能量远高于裂变；③放射性废物：裂变产生长寿命放射性废物，聚变产物（如氦）无辐射；④可控难度：裂变已实现可控（核电站），聚变仍处于实验阶段（如ITER）。5.蓝碳指海洋生态系统（如红树林、海草床、盐沼）通过光合作用固定并储存的碳。作用：蓝碳生态系统固碳效率是陆地森林的10倍以上，且碳储存时间长达数千年，是重要的碳汇，可减缓大气CO₂浓度上升，助力碳中和目标。四、论述题1.技术挑战：①间歇性与不稳定性：光伏依赖光照、风电依赖风速，导致电力输出波动，需解决并网调峰问题；②储能技术瓶颈：现有锂电池成本高、寿命有限，无法满足大规模储能需求；③电网适应性不足：传统电网调节能力弱，需升级为智能电网以匹配可再生能源输出特性；④材料与制造限制：光伏面板稀有金属（如铟）依赖进口，风电叶片回收技术不成熟。解决方案：①发展多能互补系统（如风光储一体化），利用不同能源的时间互补性平滑输出；②突破新型储能技术（如液流电池、压缩空气储能、氢储能），降低成本并提高容量；③建设智能电网与虚拟电厂，通过大数据预测电力需求，动态调节供需平衡；④推动材料创新（如钙钛矿太阳能电池、可回收风电叶片材料），减少资源依赖并提升循环利用率。2.生物学影响：①竞争排斥：入侵物种（如互花米草）抢占本地物种生存空间和资源，导致本地生物多样性下降；②生态位破坏：改变原有食物链结构（如鳄雀鳝捕食本土鱼类），破坏生态系统稳定性；③基因污染：与近缘物种杂交（如加拿