2026中小学生科技节科普知识竞赛题库及答案

2026中小学生科技节科普知识竞赛题库及答案一、选择题1.下列哪项技术是物联网（IoT）的核心基础，使得物体能够收集和交换数据？A.虚拟现实（VR）B.全球定位系统（GPS）C.传感器技术D.3D打印技术答案：C解析：物联网的核心是让物体“感知”世界并联网通信，这主要依赖于各种传感器来采集温度、湿度、位置、运动状态等数据。GPS主要用于定位，VR是虚拟仿真，3D打印是制造技术，它们虽可能与物联网结合，但并非其核心基础。2.我们日常使用的Wi-Fi信号，其本质属于哪种类型的电磁波？A.无线电波B.红外线C.可见光D.X射线答案：A解析：Wi-Fi是一种利用无线电波（具体是2.4GHz或5GHz频段的微波）进行数据传输的无线局域网技术。红外线常用于遥控器，可见光是肉眼可见的光谱，X射线频率更高，用于医疗成像等，它们都不用于Wi-Fi通信。3.在编程中，用于存储一系列相同类型数据元素的数据结构是？A.变量B.数组C.函数D.类答案：B解析：数组是一种基本的数据结构，用于在连续的内存空间中存储固定大小的、相同类型元素的集合。变量存储单个值，函数是一段可重复使用的代码块，类是面向对象编程中描述对象属性和行为的模板。4.人工智能领域中的“机器学习”是指？A.机器像人类一样通过阅读书籍学习知识。B.计算机程序通过分析数据，自动改进其性能的过程。C.工厂里机器自动学习操作工人的动作。D.计算机通过网络自动下载并安装新软件。答案：B解析：机器学习是人工智能的一个分支，其核心是让计算机系统能够从提供的数据中自动学习规律和模式，并利用这些学习成果来做出预测或决策，而无需进行明确的、针对特定任务的编程。5.我国自主研发的卫星导航系统是？A.GPSB.格洛纳斯（GLONASS）C.伽利略（Galileo）D.北斗（BDS）答案：D解析：北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的全球卫星导航系统。6.下列哪种能源属于可再生能源？A.煤炭B.石油C.天然气D.风能答案：D解析：风能来源于太阳辐射能引起的大气运动，在人类时间尺度上是取之不尽、用之不竭的，属于可再生能源。煤炭、石油、天然气是古代生物遗骸经复杂变化形成的，储量有限，属于不可再生能源。7.在计算机中，中央处理器（CPU）的主要功能是？A.存储数据和程序B.执行算术和逻辑运算，控制其他部件工作C.显示图像和文字D.连接网络答案：B解析：CPU是计算机的“大脑”，负责解释和执行程序中的指令，进行各种算术运算、逻辑判断，并协调控制内存、输入输出设备等所有硬件的工作。存储数据主要是内存和硬盘的功能，显示图像是显卡的功能，连接网络是网卡的功能。8.3D打印技术，在科学上更准确的称谓是？A.快速成型技术B.激光雕刻技术C.数控切削技术D.注塑成型技术答案：A解析：3D打印的学术名称是“增材制造”或“快速成型技术”，它是一种通过逐层添加材料（如塑料、金属粉末）来构造三维物体的技术，与传统通过切削、钻孔等“减材制造”方式相反。9.二维码中存储信息的基本原理是基于什么编码？A.二进制编码B.摩尔斯电码C.条形码的宽度编码D.图案的颜色编码答案：A解析：二维码（如QR码）本质上是一种将二进制信息（0和1）编码成黑白方块（或点）矩阵的图形符号。手机等设备扫描后，通过图像识别技术将其解码还原为二进制数据，再转换成文字、链接等信息。颜色不是必须的，标准二维码是黑白的。10.为了保护个人信息安全，在设置密码时，下列哪种做法最不安全？A.使用包含字母、数字和特殊符号的混合密码。B.密码长度超过8位。C.在不同网站使用相同的复杂密码。D.定期更换重要账户的密码。答案：C解析：在不同网站使用相同的密码是极大的安全隐患。一旦其中一个网站数据库泄露，攻击者就会用获得的账号密码去尝试登录其他网站（称为“撞库”），导致多个账户同时被盗。A、B、D都是增强密码安全性的好习惯。二、判断题1.光纤通信是利用光在玻璃或塑料制成的纤维中全反射原理来传输信息。答案：正确解析：光纤通信以光波作为信息载体，以光纤作为传输介质。光在光纤芯层中传播时，由于芯层与包层的折射率不同，会在其界面上发生全反射，从而使光被约束在芯层中向前传播，实现低损耗、大容量的通信。2.无人机只能通过遥控器手动操作飞行。答案：错误解析：现代无人机（尤其是多旋翼和固定翼无人机）普遍搭载飞控计算机、GPS、惯性测量单元等设备，可以实现自主飞行（按照预设航线飞行）、自动返航、定点悬停等多种智能飞行模式，不完全依赖手动遥控。3.“云计算”中的“云”指的是天空中的自然云朵。答案：错误解析：云计算中的“云”是一个比喻，它代表了互联网。云计算是指通过网络（通常是互联网）以按需、易扩展的方式获得所需的计算资源（如服务器、存储、数据库、软件等），这些资源由云服务商在远程的数据中心提供和管理。4.绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，对维持大气中氧气和二氧化碳的平衡有重要作用。答案：正确解析：光合作用是绿色植物、藻类和某些细菌在光的作用下，利用水和二氧化碳合成有机物，并释放氧气的过程。它是地球上氧气的主要来源，也是将太阳能转化为化学能的关键环节，对全球碳氧循环至关重要。5.所有的机器人都具有人的外形。答案：错误解析：机器人是一种能够自动执行任务的机器系统。其形态多种多样，工业机器人通常是机械臂，扫地机器人是圆盘状，无人机是飞行器形态，只有仿人机器人等少数类别才具有人的外形。外形并非定义机器人的必要条件。三、填空题1.计算机内部处理信息采用的是______进制。答案：二解析：二进制只有0和1两个数码，与计算机内部逻辑电路的高、低电平两种稳定状态天然对应，使得设计简单、可靠性高，因此成为计算机运算和存储的基础。2.声音在空气中的传播速度大约是______米/秒（在15℃时）。答案：340解析：声音的传播速度与介质和温度有关。在标准大气压和15℃的空气中，声速约为340米/秒。温度越高，声速越快。3.我国“天问一号”探测器成功着陆的火星区域是______。答案：乌托邦平原解析：2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器携带的“祝融号”火星车，成功着陆于火星北半球的乌托邦平原南部预选着陆区。4.在编程中，用于重复执行某段代码的控制结构叫做______。答案：循环（或循环结构）解析：循环结构是程序设计中的基本控制结构之一，它允许程序重复执行一段代码，直到满足某个终止条件为止。常见的循环语句有for循环、while循环等。5.两个物体之间的引力大小与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比，这是______定律。答案：万有引力解析：这是牛顿万有引力定律的内容，其数学表达式为F=G，其中F是引力，G是引力常数，、是两个物体的质量，r是它们之间的距离。四、简答题1.简述什么是“碳中和”，并列举两种青少年可以为实现“碳中和”做出的具体行动。答案：“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体（主要是二氧化碳）排放总量，然后通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳的“净零排放”。青少年具体行动示例：（1）节约能源：养成随手关灯、关水龙头、关闭不用的电器电源的习惯；夏季空调温度设定不低于26℃，冬季取暖温度不高于20℃。（2）绿色出行：短途出行尽量步行、骑自行车或乘坐公共交通工具，减少私家车使用。（3）节约资源：减少使用一次性塑料制品，如塑料袋、吸管、餐具；践行垃圾分类，促进资源回收利用。（4）低碳消费：理性购物，选择环保、耐用的产品；节约用纸，提倡双面打印。（5）宣传倡导：向家人和朋友宣传低碳生活理念，共同参与环保活动。解析：本题考察对“碳中和”这一重要环保概念的理解及个人行动力。回答需先准确解释概念，再结合青少年生活实际提出具体、可行的行动建议。2.解释为什么在太空中的宇航员处于“失重”状态，而不是地球引力为零。答案：宇航员在太空（如空间站内）感受到的“失重”状态，并不是因为那里没有地球引力。事实上，在空间站运行的约400公里高度，地球引力大约仍有地面引力的90%。失重的原因是空间站和宇航员都在地球引力的作用下，以相同的加速度绕地球做圆周运动（或自由落体运动）。这个加速度就是向心加速度，其大小等于该高度处的重力加速度。宇航员和空间站处于完全相同的运动状态中，彼此之间没有挤压、拉伸等力的作用，因此宇航员感觉不到自己的重量，呈现出漂浮的失重现象。解析：这是一个常见的科学误区。关键在于理解“失重”是一种表现现象，其物理本质是物体（包括人体）对支持物的压力（或拉力）小于实际重力的状态。在环绕地球飞行时，引力完全提供了做圆周运动的向心力，导致“完全失重”。3.什么是“人工智能伦理”？请举一个例子说明其重要性。答案：人工智能伦理是研究和解决人工智能在设计、开发、部署和使用过程中产生的道德问题、社会影响及价值对齐的一系列原则和规范。它旨在确保人工智能技术的发展和应用是安全、可靠、公平、透明且符合人类整体利益的。重要性示例：在“算法偏见”问题中。例如，如果一个人脸识别系统的训练数据主要来自某一特定肤色或性别的人群，那么它在识别其他群体时准确率可能会显著下降，甚至出现无法识别的情况。如果这种有偏见的系统被用于安防监控、金融认证或招聘筛选等关键领域，就会导致不公平的歧视，加剧社会不公。人工智能伦理要求开发者在数据收集、算法设计阶段就关注并努力消除此类偏见，确保技术的公平性。解析：本题考察对新兴科技社会影响的理解。回答需先定义概念，然后通过一个具体、有代表性的实例（如算法偏见、隐私侵犯、责任界定、自主武器等）来阐述忽视伦理可能带来的社会风险，从而反衬其重要性。五、计算与应用题1.已知一个简单的串联电路，电源电压为6V，电路中有一个小灯泡和一个电阻器。小灯泡正常发光时两端电压为2.5V，通过它的电流为0.2A。请问：(1)电阻器两端的电压是多少？(2)电阻器的阻值是多少欧姆（Ω）？答案与解析：(1)在串联电路中，总电压等于各用电器两端电压之和。即：=已知=6V则电阻器两端电压：=(2)在串联电路中，电流处处相等。已知电路电流I=根据欧姆定律R=R2.某校科技小组设计了一个简易太阳能热水器模型。其水箱容量为2升（即2kg水）。在晴天测试中，该模型在1小时内能使满箱水的温度从25℃升高到45℃。已知水的比热容c=(1)这段时间内水吸收了多少热量？(2)该太阳能热水器模型吸收太阳能的功率是多少瓦（W）？答案与解析：(1)水吸收的热量由公式=c其中，m=2kg，代入公式：==(2)功率是指单位时间内完成的功或转换的能量。这里，模型吸收太阳能的功率等于水吸收热量的功率（假设能量全部被水吸收，无损失）。时间t=功率PP因此，该模型吸收太阳能的功率约为46.7瓦。六、综合实践题1.【情境】学校计划在科技节举办“创意桥梁承重赛”，要求用指定数量的A4纸和胶水制作一座跨度不小于30厘米的桥梁模型，并测试其承重能力。【问题】请简述你的设计思路，并说明设计中运用了哪些科学原理来增强桥梁的强度和稳定性。（至少写出两个原理）答案示例：设计思路：我计划设计一座“桁架桥”。桥面采用多层纸粘合成的平板，桥身两侧用卷成细柱的纸筒制作成三角形桁架结构进行支撑，桥墩部分会用紧密卷成的粗纸筒制作。运用的科学原理：（1）三角形稳定性原理：桁架结构由多个三角形单元构成。三角形是几何图形中最稳定的形状，当受到外力时，其形状不易改变，能将受力均匀分散到各个边，从而极大提高桥梁整体的结构稳定性，防止扭曲变形。（2）材料形状影响强度原理：将平纸卷成紧密的纸筒（圆柱形）。圆柱形结构在承受垂直压力时，能将力沿着曲面均匀分散，比平纸的抗压和抗弯曲能力要强得多。这类似于建筑中常用的圆柱。（3）增加截面惯性矩原理：将桥面设计成多层粘合的“工”字形或“箱”形截面。这种形状可以在使用相同量材料的情况下，显著增加截面对弯曲的抵抗能力（即惯性矩），使桥面在承受中间载荷时更不易弯曲断裂。（任选两个即可）解析：本题考察将科学原理应用于实际工程问题的能力。回答需包含具体的设计构想（如桥梁类型、关键结构），并清晰地将设计特征与背后的力学或结构原理（如三角形稳定性、拱形/圆柱形承压、增大惯性矩、降低重心等）对应起来，说明其如何提升性能。2.【情境】小明发现家里的无线网络在卧室信号很弱，上网课经常卡顿。他了解到可以通过“无线中继”或“电力猫”两种方案来扩展网络覆盖。【问题】请你帮助小明分析这两种技术方案的基本工作原理，并分别列举一个主要优点。答案：（1）无线中继（Wi-Fi中继器/放大器）：工作原理：中继器设备首先接收来自主路由器的原始Wi-Fi信号，然后对信号进行放大和重新发送，从而将无线网络的覆盖范围扩展到信号弱的区域。它像一个“传话员”，在中间转发数据。主要优点：安装设置通常比较简单，无需布线，位置摆放相对灵活，成本相对较低。（2）电力猫（电力线网络适配器）：工作原理