2026年全国科普知识竞赛题库及答案

2026年全国科普知识竞赛题库及答案一、单项选择题1.2023年，中国科学家在“人造太阳”（EAST）装置上实现了稳态高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。这里的“人造太阳”是指利用（）原理进行能源研究的装置。A.核裂变B.核聚变C.化学燃烧D.太阳能光伏答案：B解析：“人造太阳”通常指通过模拟太阳内部核聚变反应，实现可控核聚变，从而获得近乎无限的清洁能源的装置。EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）正是为此目标而建造的实验平台。2.我国自主研发的北斗卫星导航系统，其空间段由若干颗卫星组成。其中，提供全球服务至少需要（）颗地球中圆轨道（MEO）卫星。A.3B.24C.30D.55答案：B解析：北斗三号全球卫星导航系统空间段的基本星座由24颗地球中圆轨道（MEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和3颗地球静止轨道（GEO）卫星组成。其中，24颗MEO卫星是提供全球覆盖和服务的核心星座。3.当我们在晴朗的夜晚仰望星空，看到一条横跨天际的乳白色亮带，它主要由大量的恒星、星云和星际尘埃组成，这是（）。A.黄道B.银河C.星团D.星座连线答案：B解析：银河是太阳系所在的星系（银河系）在天空中投影的明亮光带，由无数遥远的恒星、星云和星际物质密集分布形成。黄道是地球绕太阳公转轨道平面在天球上的投影。4.深海探测中，“奋斗者”号载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟，其深度超过10000米。在如此深的海底，海水对潜水器外壳产生的压强主要与（）有关。A.海水温度B.海水盐度C.海水深度和密度D.海底地质构造答案：C解析：液体压强公式为p=ρgh，其中p为压强，ρ为液体密度，5.在植物学中，我们常吃的土豆（马铃薯）和红薯（甘薯），它们可供食用的膨大部分分别属于（）。A.块茎和块根B.块根和块茎C.都是块茎D.都是块根答案：A解析：马铃薯的食用部分是地下茎的变态，称为块茎，其上有芽眼（侧芽）；红薯的食用部分是由不定根膨大形成的，属于块根，表面有须根。6.人工智能领域，一种能够根据输入文本自动生成连贯、相关文本的模型，如ChatGPT，其核心技术基础属于（）。A.卷积神经网络（CNN）B.循环神经网络（RNN）C.生成式预训练变换模型（如Transformer）D.强化学习（RL）答案：C解析：ChatGPT等大型语言模型的核心架构是基于Transformer的生成式预训练模型。Transformer通过自注意力机制处理序列数据，在自然语言处理领域表现出色，特别适合文本生成任务。7.碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“净零排放”。从化学反应的角度看，森林实现碳汇作用的主要过程是（）。A.呼吸作用B.光合作用C.分解作用D.蒸腾作用答案：B解析：光合作用是绿色植物吸收大气中的二氧化碳，在光能作用下与水合成有机物，并释放氧气的过程。这是陆地生态系统固定大气中二氧化碳最主要、最根本的途径。8.在量子计算中，作为信息基本单元的不是经典计算机的“比特”（bit），而是“量子比特”（qubit）。量子比特区别于经典比特的关键特性不包括（）。A.叠加态B.纠缠态C.不可克隆性D.只能表示0或1答案：D解析：经典比特只能处于0或1中的某一个确定状态。量子比特则可以处于0和1的叠加态（同时以一定概率存在），并且多个量子比特之间可以形成纠缠态，这些特性是量子计算优势的基础。不可克隆性是量子力学的基本原理之一。D选项描述的是经典比特的特性。9.我国科学家在青海冷湖地区发现了一个国际一流的光学天文观测台址。优良天文台址的首要条件是（）。A.海拔极高B.气温极低C.大气视宁度好且晴夜多D.靠近赤道答案：C解析：大气视宁度反映了大气湍流导致星光闪烁和抖动的程度，视宁度越好，星像越稳定、越锐利，观测细节的能力越强。同时，晴夜数是保证有效观测时间的基础。这两者是评价光学天文台址质量最核心的指标。10.接种疫苗是预防传染病的有效手段。灭活疫苗是通过物理或化学方法处理病原微生物，使其失去（）但保留免疫原性而制成的。A.传染性和繁殖能力B.全部蛋白质结构C.遗传物质D.所有化学成分答案：A解析：灭活疫苗的关键是使病原体（如病毒、细菌）失去感染性和复制（繁殖）能力，但其表面的抗原蛋白等结构仍保持完整，能够刺激机体产生保护性免疫应答。二、多项选择题11.以下关于我国“嫦娥”系列月球探测任务的成就，描述正确的有（）。A.“嫦娥一号”实现了绕月探测，绘制了全月球影像图B.“嫦娥三号”实现了月面软着陆，其巡视器“玉兔号”开展了月面巡视勘察C.“嫦娥五号”实现了月球样品自动采样返回，是44年来首次D.“嫦娥四号”实现了人类探测器首次月背软着陆，并通过“鹊桥”中继星与地面通信答案：A,B,C,D解析：以上四项分别对应了“嫦娥”工程“绕、落、回”三步走战略中的标志性成就，均描述准确。12.数字人民币（e-CNY）是中国人民银行发行的数字形式的法定货币。以下属于其核心特征的有（）。A.具有法偿性，任何单位和个人不得拒收B.与实物人民币等价，价值相同C.支持离线交易，无需网络即可完成支付D.具有匿名性，完全无法追踪资金流向答案：A,B,C解析：数字人民币是法定货币的数字形式，具有法偿性（A）和等价性（B）。它采用“双离线支付”技术，满足无网环境下的支付需求（C）。数字人民币遵循“小额匿名、大额依法可溯”的原则，在保护用户合理隐私的同时，防范违法犯罪活动，并非完全无法追踪（D错误）。13.生物多样性包括多个层次，主要有（）。A.生态系统多样性B.物种多样性C.遗传（基因）多样性D.景观多样性答案：A,B,C解析：生物多样性通常包括三个主要层次：生态系统多样性（指生物及其生存环境类型的多样性）、物种多样性（指物种的丰富程度和均匀度）、遗传多样性（指物种内基因的丰富程度）。景观多样性是更宏观的空间异质性概念，有时被包含在广义的生态系统多样性中，但并非最核心的三个基本层次。14.以下关于碳纤维材料特性的描述，正确的有（）。A.密度小，比铝轻B.强度高，比钢铁强C.耐高温，在惰性环境中高温性能稳定D.导电性能优良答案：A,B,C,D解析：碳纤维是由碳元素组成的高性能纤维材料。它具有密度低（比铝轻）、强度高（优于许多金属）、模量高、耐高温（在无氧条件下可耐2000℃以上高温）、耐腐蚀、导电导热性好等一系列优异特性。15.在物理学中，下列现象或实验能够说明光具有粒子性的有（）。A.光电效应B.光的干涉（如双缝干涉）C.光的衍射（如单缝衍射）D.康普顿散射答案：A,D解析：光电效应和康普顿散射是光与物质相互作用时表现出能量和动量量子化（即粒子性）的典型现象，无法用经典的波动理论完美解释。光的干涉（B）和衍射（C）是光具有波动性的典型证据。三、判断题16.5G通信技术相比4G，主要优势只是网速更快。答案：错误解析：5G的优势不仅在于更高的峰值速率（eMBB），还包括超低时延（uRLLC）和海量设备连接（mMTC），这三大场景将支撑物联网、工业互联网、自动驾驶等广泛应用。17.所有的细菌都对人体有害，是导致疾病的元凶。答案：错误解析：人体内存在大量有益菌群，如肠道菌群，它们在消化、免疫、维生素合成等方面发挥重要作用。只有一部分细菌是致病菌。18.航天器在绕地球飞行时，其内部的宇航员处于“微重力”环境，这是因为他们离地球很远，地球引力几乎消失了。答案：错误解析：在近地轨道（如空间站高度），地球引力依然很大（约为地面的90%）。航天器及其内部物体受到的“微重力”效应，主要是由于航天器绕地球作圆周运动时产生的离心力与地球引力近似平衡（即处于持续的自由落体状态）造成的，并非引力消失。19.区块链技术中的“区块”一旦形成并加入链中，其中的信息就几乎不可篡改。答案：正确解析：区块链通过密码学哈希函数将区块按时间顺序链接，每个区块包含前一个区块的哈希值。篡改任一区块的数据会导致其哈希值改变，从而与后续所有区块不匹配，若要成功篡改需要控制全网超过51%的算力，这在大型公链中极其困难，因此具有不可篡改的特性。20.杂交水稻利用了杂种优势，其杂交种子（F1代）种植后，下一代（F2代）可以继续留种且高产性状不会衰退。答案：错误解析：杂种优势在杂交第一代（F1）表现最强。F1代自交产生的F2代会出现性状分离，产量、抗性等优势性状会显著衰退，因此杂交水稻需要每年制种，农民不能自行留种。四、填空题21.在化学元素周期表中，原子序数为8的元素是______，它是生命活动和燃烧过程中不可或缺的元素。答案：氧（或O）22.我国自主设计建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台名为“______”，标志着我国深海油气开发能力进入世界先进行列。答案：深海一号23.根据广义相对论，任何有质量的物体都会使其周围的时空发生______，这解释了引力产生的本质。答案：弯曲（或畸变）24.在生态学中，不同物种之间为了争夺有限的资源（如食物、空间）而形成的相互作用关系，称为______。答案：竞争25.计算机CPU中，负责执行算术运算和逻辑运算的核心部件是______。答案：运算器（或算术逻辑单元，ALU）五、计算与简答题26.（计算题）我国“天宫”空间站运行在距离地球表面约400公里的近圆轨道上。已知地球半径R≈6371km，地球表面重力加速度g≈答案：轨道半径r=由地表关系GM代入向心力公式：=m解得：v=代入数值：v=即空间站运行线速度约为7.66k27.（简答题）简述“东数西算”工程的含义及其主要意义。答案：“东数西算”工程是通过构建国家算力网络体系，将东部地区产生的需要巨大算力支撑的数据需求，有序引导到可再生能源丰富、气候适宜、土地成本较低的西部地区进行计算、存储和反馈。主要意义包括：1.优化资源配置：促进数据中心合理布局，提升国家整体算力能效和绿色化水平。2.促进区域协调发展：带动西部地区数字经济发展和产业升级，为西部发展注入新动能。3.保障能源安全：利用西部绿色能源（风、光、水）支撑算力设施，减少对东部能源紧张地区的压力，助力“双碳”目标。4.强化算力安全保障：构建全国一体化的算力调度和供给体系，增强国家数据安全和经济韧性。28.（简答题）什么是“脑机接口”（BCI）技术？请列举其两个潜在的应用方向。答案：脑机接口（Brain-ComputerInterface,BCI）是一种不依赖于外周神经和肌肉的正常输出通路，在大脑与外部设备之间建立直接通信连接的技术。它通过采集和解码大脑活动信号（如脑电图EEG），将其转化为控制指令，从而实现对设备（如计算机、假肢）的控制；或者将外部信息编码为特定刺激反馈给大脑。潜在应用方向（任选两个）：医疗康复：帮助瘫痪患者控制外部假肢或轮椅，恢复运动功能；为失明、失聪患者提供视觉、听觉替代感知。神经功能增强：提升认知能力或学习效率；实现更高效的人机交互方式。神经疾病治疗：用于癫痫预测与干预、抑郁症的神经调控治疗等。六、综合应用题29.阅读以下材料，回答问题。材料：锂离子电池是现代便携式电子设备和电动汽车的核心储能部件。其工作原理是锂离子（Li⁺）在正极和负极材料之间可逆地嵌入和脱出，同时通过外电路电子的转移实现充放电。正极材料通常采用含锂的过渡金属氧化物（如LiCoO₂），负极材料常用石墨。能量密度是衡量电池性能的关键指标之一。问题：（1）在放电过程中，锂离子是从哪个电极移动到哪个电极？外电路中的电子流向如何？（2）请从材料科学和电化学角度，提出两条可能提高锂离子电池能量密度的技术途径。答案：（1）放电过程中，锂离子从负极（石墨）脱出，穿过电解质，嵌入到正极（如LiCoO₂）材料中。外电路中的电子从负极经导线流向正极，为外部负载供电。（2）提高能量密度的技术途径（示例）：开发高容量正负极材料：研发富锂锰基、高镍三元材料等高容量正极，以及硅基负极（理论容量远高于石墨）等。优化电池系统设计：提高活性物质占比，减少非活性组件（如集流体、隔膜、封装材料）的质量和体积。探索新型电解质体系：如固态电解质，可能允许使用更高电压的正极材料或更安全的金属锂负极，从而提升能量密度。改进制造工艺：提高电极压实密度，优化孔隙结构，使单位体积内能储存更多活性物质。30.分析以下场景中的科学原理。场景：在炎热的夏季，城市中心区域的气温常常明显高于周边的郊区或公园绿地，这种现象被称为“城市热岛效应”。问题：（1）请从下垫面性质、人为热排放和大气环境三个方面，各列举一个导致城市热岛效应增强的主要原因。（2）请提出两项基于城市规划或建筑设计的、可以缓解城市热岛效应的具体措施，并简述其原理。答案：（1）主要原因：下垫面性质：城市大量使用沥青、混凝土等建筑材料，这些材料热容量小、导热率高，吸收太阳辐射后升温快，且在夜间释放热量也快。同时，城市地表不透水面积大，植被和水体少，导致通过蒸腾和蒸发消耗的潜热少。人为热排放：工业生产、交通运输、空调制冷、居民生活等活动向大气中直接排放大量废热。大气环境：城市建筑密集、街道峡谷纵