2026年青少年科技创新大赛试题及答案

2026年青少年科技创新大赛试题及答案一、选择题（每题3分，共60分）1.以下哪种能源属于可再生能源？（）A.煤炭B.石油C.太阳能D.天然气2.在编程中，以下哪个是Python语言中用于循环执行代码块的关键字？（）A.ifB.whileC.defD.return3.当我们用放大镜观察物体时，物体看起来变大了，这是因为放大镜利用了（）原理。A.光的反射B.光的折射C.光的直线传播D.光的色散4.以下哪种材料的导电性最好？（）A.橡胶B.塑料C.铜D.玻璃5.一个物体在水平面上受到5N的拉力做匀速直线运动，若拉力增大到8N，则物体受到的摩擦力为（）A.5NB.8NC.3ND.13N6.在生物分类中，最基本的分类单位是（）A.界B.门C.科D.种7.以下哪种现象不属于化学变化？（）A.铁生锈B.蜡烛燃烧C.水结冰D.食物腐烂8.计算机中，存储容量的基本单位是（）A.位（bit）B.字节（Byte）C.千字节（KB）D.兆字节（MB）9.以下哪种动物属于哺乳动物，但却是卵生的？（）A.袋鼠B.鸭嘴兽C.蝙蝠D.海豚10.在电路中，串联电路的总电阻（）各分电阻之和。A.大于B.小于C.等于D.不确定11.以下哪种植物的繁殖方式属于无性繁殖？（）A.种子繁殖B.扦插繁殖C.授粉繁殖D.有性生殖12.声音在以下哪种介质中传播速度最快？（）A.空气B.水C.钢铁D.真空13.以下哪个是人工智能领域中常用的机器学习算法？（）A.冒泡排序B.快速排序C.决策树D.二分查找14.当我们把一个物体放入水中，如果它漂浮在水面上，说明该物体的密度（）水的密度。A.大于B.小于C.等于D.不确定15.以下哪种气体是导致温室效应的主要气体？（）A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.氢气16.在光学实验中，凸透镜对光线有（）作用。A.会聚B.发散C.反射D.折射17.以下哪种元素是人体中含量最多的金属元素？（）A.钠B.钾C.钙D.镁18.编程中，以下哪个是JavaScript语言中用于创建对象的关键字？（）A.classB.functionC.varD.let19.以下哪种生物属于单细胞生物？（）A.草履虫B.蚯蚓C.蝗虫D.青蛙20.在一个生态系统中，生产者主要是指（）A.动物B.植物C.微生物D.人类二、填空题（每题3分，共30分）1.地球的大气层从内到外依次分为对流层、平流层、中间层、______和散逸层。2.化学中，原子是由原子核和______构成的。3.编程中，算法的时间复杂度是衡量算法执行______的一个指标。4.在力学中，力的三要素是大小、方向和______。5.生物的遗传物质主要是______。6.计算机网络按照覆盖范围可以分为局域网、城域网和______。7.声音的三个特性是音调、响度和______。8.植物进行光合作用的主要场所是______。9.在电路中，电流的方向规定为______定向移动的方向。10.人工智能的两个主要分支是机器学习和______。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述可再生能源和不可再生能源的区别，并各举两个例子。2.请解释什么是算法，并说明算法在计算机编程中的重要性。3.描述植物光合作用的过程和意义。四、计算题（每题15分，共30分）1.一个质量为2kg的物体，在水平面上受到一个与水平方向成30°角向上的拉力F作用，物体做匀速直线运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，求拉力F的大小。（g取10m/s²）2.某工厂有一个电阻为10Ω的用电器，正常工作时的电流为2A。现在要把它接入电压为30V的电路中，需要串联一个多大的电阻才能使该用电器正常工作？五、设计题（20分）设计一个简单的智能家居系统，要求包含以下功能：1.可以通过手机APP远程控制家中的灯光开关。2.能够实时监测室内温度和湿度，并将数据显示在手机APP上。3.当室内温度超过30℃时，自动开启空调。请简要描述该系统的组成部分和工作原理。答案与解析一、选择题1.答案：C解析：可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，具有取之不尽，用之不竭的特点。太阳能可以源源不断地从太阳获取，属于可再生能源；而煤炭、石油、天然气是经过漫长的地质年代形成的，用一点少一点，属于不可再生能源。2.答案：B解析：在Python中，`if`是用于条件判断的关键字；`while`是用于循环执行代码块的关键字，当条件满足时会一直循环执行代码块；`def`是用于定义函数的关键字；`return`是用于函数返回值的关键字。3.答案：B解析：放大镜是凸透镜，当物体放在凸透镜的一倍焦距以内时，通过凸透镜可以看到物体正立、放大的虚像，这是利用了光的折射原理。光的反射是指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象；光的直线传播是指光在同种均匀介质中沿直线传播；光的色散是指复色光分解为单色光的现象。4.答案：C解析：橡胶、塑料、玻璃都是绝缘体，几乎不导电；而铜是良好的导体，导电性最好。5.答案：A解析：物体在水平面上做匀速直线运动时，拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以此时摩擦力为5N。当拉力增大到8N时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以摩擦力大小不变，仍然为5N。6.答案：D解析：生物分类单位由大到小是界、门、纲、目、科、属、种。界是最大的分类单位，种是最基本的分类单位。7.答案：C解析：化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化。铁生锈生成了铁锈（主要成分是氧化铁），蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水，食物腐烂有新的有机物生成，都属于化学变化；水结冰只是水的状态由液态变为固态，没有新物质生成，属于物理变化。8.答案：B解析：计算机中，存储容量的基本单位是字节（Byte），位（bit）是计算机中数据的最小单位；千字节（KB）、兆字节（MB）是比字节更大的存储单位，1KB=1024Byte，1MB=1024KB。9.答案：B解析：袋鼠、蝙蝠、海豚都是胎生哺乳动物；鸭嘴兽是一种特殊的哺乳动物，它虽然是哺乳动物，但却是卵生的。10.答案：C解析：在串联电路中，总电阻等于各分电阻之和，即=+11.答案：B解析：无性繁殖是指不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。扦插繁殖是利用植物的营养器官（如茎、叶等）进行繁殖，属于无性繁殖；种子繁殖、授粉繁殖都涉及到两性生殖细胞的结合，属于有性生殖。12.答案：C解析：声音的传播需要介质，真空不能传声。一般情况下，声音在固体中传播速度最快，在液体中次之，在气体中最慢。钢铁是固体，水是液体，空气是气体，所以声音在钢铁中传播速度最快。13.答案：C解析：冒泡排序、快速排序、二分查找都是计算机编程中的算法，但它们属于数据结构与算法中的排序和查找算法，不是人工智能领域常用的机器学习算法。决策树是一种常用的机器学习算法，可用于分类和回归任务。14.答案：B解析：根据物体的浮沉条件，当物体的密度小于液体的密度时，物体漂浮在液体表面；当物体的密度等于液体的密度时，物体悬浮在液体中；当物体的密度大于液体的密度时，物体下沉。所以物体漂浮在水面上时，其密度小于水的密度。15.答案：C解析：二氧化碳等温室气体能够吸收和重新辐射地球表面散发的长波辐射，使地球表面温度升高，导致温室效应。氧气、氮气、氢气都不是导致温室效应的主要气体。16.答案：A解析：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚于一点，这个点叫做焦点。17.答案：C解析：钙是人体中含量最多的金属元素，它在人体骨骼和牙齿的形成、维持神经和肌肉的正常功能等方面起着重要作用。18.答案：A解析：在JavaScript中，`class`关键字用于创建对象的类，通过类可以实例化对象；`function`可用于定义函数，也可以模拟类的功能，但在ES6引入`class`后，创建类更常用`class`；`var`和`let`是用于声明变量的关键字。19.答案：A解析：草履虫是单细胞生物，整个身体只由一个细胞构成，能够完成各种生命活动。蚯蚓、蝗虫、青蛙都是多细胞生物。20.答案：B解析：在生态系统中，生产者主要是指绿色植物，它们能够通过光合作用将光能转化为化学能，将无机物转化为有机物，为生态系统中的其他生物提供物质和能量。动物是消费者，微生物主要是分解者，人类在生态系统中也属于消费者。二、填空题1.答案：热层解析：地球的大气层从内到外依次分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。对流层是贴近地面的大气层，天气现象复杂多变；平流层中有臭氧层，能吸收紫外线；中间层气温随高度增加而降低；热层气温随高度增加而迅速升高；散逸层是大气层的最外层。2.答案：核外电子解析：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核由质子和中子构成（氢原子核除外，只有一个质子）。3.答案：时间长短解析：算法的时间复杂度是衡量算法执行时间长短的一个指标，它反映了算法的执行时间随问题规模增长的变化趋势。常见的时间复杂度有O(1)、O4.答案：作用点解析：力的三要素是大小、方向和作用点，它们都能影响力的作用效果。例如，用同样大小和方向的力推门，作用点不同，门的转动效果可能不同。5.答案：DNA（脱氧核糖核酸）解析：生物的遗传物质主要是DNA，它携带着生物体的遗传信息，通过复制和转录等过程将遗传信息传递给子代。在某些病毒中，遗传物质是RNA（核糖核酸）。6.答案：广域网解析：计算机网络按照覆盖范围可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。局域网一般覆盖范围较小，如学校、公司内部的网络；城域网覆盖一个城市的范围；广域网覆盖范围更大，可以跨越不同的地区甚至国家。7.答案：音色解析：声音的三个特性是音调、响度和音色。音调与物体振动的频率有关，频率越高，音调越高；响度与物体振动的幅度有关，幅度越大，响度越大；音色是由发声体的材料和结构等因素决定的，不同的发声体发出声音的音色不同。8.答案：叶绿体解析：植物进行光合作用的主要场所是叶绿体，叶绿体中含有叶绿素等色素，能够吸收光能，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气。9.答案：正电荷解析：在电路中，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向。在金属导体中，实际定向移动的是带负电的自由电子，其移动方向与电流方向相反。10.答案：深度学习解析：人工智能的两个主要分支是机器学习和深度学习。机器学习是让计算机通过数据和经验来自动学习和改进性能；深度学习是机器学习的一个分支，它通过构建深度神经网络来处理复杂的数据和任务，在图像识别、语音识别等领域取得了显著的成果。三、简答题1.答案：可再生能源和不可再生能源的区别主要体现在以下几个方面：来源和形成时间：可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，其来源广泛且形成时间短，如太阳能来自太阳的辐射能，风能是由于空气流动产生的，它们可以在短时间内自然补充。不可再生能源是指经过漫长的地质年代形成的能源，形成时间非常长，一旦消耗很难在短时间内恢复，如煤炭、石油是古代生物经过漫长的地质作用形成的。储量：可再生能源储量丰富，几乎是取之不尽、用之不竭的。而不可再生能源储量是有限的，随着人类的不断开采和使用，其储量会逐渐减少。对环境的影响：可再生能源在使用过程中对环境的污染较小，甚至可以做到零污染，如太阳能、水能等。不可再生能源在燃烧过程中会释放大量的污染物，如二氧化碳、二氧化硫等，对环境造成严重的污染，导致温室效应、酸雨等环境问题。可再生能源的例子：太阳能、风能；不可再生能源的例子：煤炭、石油。2.答案：算法是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。算法在计算机编程中的重要性主要体现在以下几个方面：解决问题的基础：计算机编程的目的是解决各种实际问题，而算法是解决问题的核心。通过设计合理的算法，可以将问题分解为一系列可执行的步骤，从而让计算机能够按照这些步骤来解决问题。例如，在排序问题中，不同的排序算法（如冒泡排序、快速排序等）可以根据不同的需求和数据特点来选择使用。提高程序效率：一个好的算法可以显著提高程序的执行效率，减少程序的运行时间和占用的内存空间。例如，在处理大规模数据时，使用时间复杂度较低的算法可以大大缩短程序的运行时间，提高系统的响应速度。优化资源利用：合理的算法可以优化计算机资源的利用，避免不必要的计算和存储。例如，在搜索算法中，使用高效的搜索算法可以减少搜索的时间和空间开销，提高资源的利用率。促进程序的可维护性和可扩展性：清晰、简洁的算法设计可以使程序的结构更加清晰，易于理解和维护。同时，良好的算法设计也便于程序的扩展，当需求发生变化时，可以更容易地对算法进行修改和优化。3.答案：植物光合作用的过程可以分为光反应和暗反应两个阶段：光反应阶段：光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，需要光的参与。首先，叶绿体中的色素吸收光能，将水分解成氧气和[H]（还原氢），同时将光能转化为ATP（三磷酸腺苷）中的化学能。这个过程可以用以下化学反应式表示：2O\stackrel光暗反应阶段：暗反应发生在叶绿体的基质中，不需要光的直接参与，但需要光反应提供的[H]和ATP。首先，二氧化碳被五碳化合物（）固定，形成三碳化合物（）；然后，在[H]和ATP的作用下，三碳化合物被还原成有机物（如葡萄糖），同时五碳化合物得以再生。这个过程可以用以下化学反应式表示：C+\stackrel酶→2植物光合作用的意义主要体现在以下几个方面：物质合成：光合作用是地球上最重要的物质合成过程之一，它将无机物（二氧化碳和水）转化为有机物（如葡萄糖等），为植物自身的生长、发育和繁殖提供了物质基础，同时也为其他生物提供了食物来源。能量转换：光合作用将光能转化为化学能，并储存在有机物中。这些化学能不仅是植物生命活动的能量来源，也是整个生态系统能量流动的起点，为其他生物的生命活动提供了能量。维持大气中氧气和二氧化碳的平衡：光合作用释放出氧气，吸收二氧化碳，对维持地球大气中氧气和二氧化碳的平衡起着至关重要的作用。如果没有光合作用，地球上的氧气将会逐渐耗尽，二氧化碳浓度会不断增加，导致地球环境恶化。四、计算题1.答案：对物体进行受力分析，物体受到重力mg、拉力F、支持力N和摩擦力f将拉力F分解为水平方向的分力=Fco在竖直方向上，根据平衡条件有：N+Fs在水平方向上，根据平衡条件有：Fcos=f将m=2kg，FFFF=2.答案：用电器正常工作时的电压=I，其中I=2A，要使该用电器接入30V的电路中正常工作，串联电阻应分担的电压=U因为串联电路中电流处处相等，所以通过的电流也为I=2根据欧姆定律R=，可得串联电阻=五、设计题答案：该智能家居系统主要由以下几个部分组成：1.传感器模块：包括温度传感器和湿度传感器，用于实时监测室内的温度和湿度。温度传感器可以采用数字式温度传