淮北市科协2025前沿科技科普知识竞赛题库(含答案)

淮北市科协2025前沿科技科普知识竞赛题库(含答案)一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填在括号内）1.2024年诺贝尔物理学奖授予的研究领域是（）A.高温超导机制B.阿秒激光脉冲技术C.拓扑量子计算D.引力波探测答案：B2.我国“人造太阳”EAST装置2024年实现的等离子体稳态高约束运行时长新纪录为（）A.403秒B.101秒C.1200秒D.210秒答案：A3.量子比特退相干时间T₂的物理含义是（）A.能量弛豫时间B.相位信息保持时间C.量子门操作时间D.读出时间答案：B4.下列哪项不是CRISPR-Cas系统衍生技术（）A.PrimeeditingB.BaseeditingC.RNAiD.CRISPRoff答案：C5.2025年国际计量大会拟将“千克”定义再次修订，其基准将改为（）A.普朗克常数h固定数值B.阿伏伽德罗常数NₐC.硅-28球实物D.瓦特天平测量答案：A6.在钙钛矿太阳能电池中，A位阳离子常用甲脒（FA⁺），其化学式为（）A.CH₃NH₃⁺B.NH₂CHNH₂⁺C.Cs⁺D.Rb⁺答案：B7.2024年发布的《全球人工智能治理宣言》由哪个国际组织牵头（）A.ITUB.UNESCOC.OECDD.GPAI答案：D8.星链卫星采用的主要轨道高度区间为（）A.200–400kmB.550–570kmC.1100–1300kmD.20200km答案：B9.下列哪种材料最适合做室温拓扑绝缘体衬底（）A.蓝宝石B.锑化铟C.钽酸钾D.氟化钙答案：C10.2024年OpenAI发布的GPT-5模型参数量级约为（）A.百亿B.千亿C.十万亿D.百万亿答案：C11.我国“九章四号”光量子计算机实现的采样任务复杂度约为（）A.10²⁰B.10²⁴C.10³⁰D.10³²答案：D12.可控核聚变中，氘氚反应截面最大的能量约为（）A.10keVB.100keVC.1MeVD.10MeV答案：B13.2025年启动的“中国脑计划2.0”核心指标之一是全脑神经元图谱分辨率达到（）A.1μmB.0.5μmC.50nmD.10nm答案：C14.在6G通信候选频段中，太赫兹波段一般指（）A.0.3–3THzB.3–30THzC.30–300THzD.0.03–0.3THz答案：A15.2024年AlphaFold3预测复合物结构新增的分子类型是（）A.DNAB.RNAC.糖链D.脂类答案：C16.钠离子电池主流正极材料层状氧化物化学式为（）A.NaFePO₄B.Na₃V₂(PO₄)₃C.NaNi₀.₃₃Mn₀.₃₃Fe₀.₃₃O₂D.Na₂MnO₃答案：C17.2024年SpaceX星舰IFT-6试飞成功的关键技术是（）A.热分离B.筷子塔机械臂回收C.在轨加注D.整流罩回收答案：B18.量子纠错表面码的阈值错误率约为（）A.10⁻³B.10⁻⁴C.10⁻⁵D.10⁻⁶答案：B19.2025年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将第119号元素正式命名为（）A.JaponiumB.MoscoviumC.TennessineD.Ununennium答案：D20.我国“深海勇士”号2024年马里亚纳海沟下潜最深记录为（）A.10909mB.11034mC.10960mD.10899m答案：C21.在固态电池中，LLZO代表的无机固态电解质化学式为（）A.Li₁₀GeP₂S₁₂B.Li₇La₃Zr₂O₁₂C.Li₃PS₄D.Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃答案：B22.2024年《自然》评选年度十大科技人物中，因“AI天气预报”入选的是（）A.李飞飞B.李沐C.谢晓亮D.张清答案：B23.我国“天琴二号”引力波探测卫星采用的关键测量技术是（）A.激光干涉B.原子干涉C.微波测距D.光学腔稳频答案：A24.2025年国际量子密码会议提出的后量子算法标准中，密钥封装机制CRYSTALS-Kyber的安全等级最高为（）A.NIST-1B.NIST-3C.NIST-5D.NIST-7答案：C25.2024年发布的全球首颗商用碳纳米管CPU工艺节点为（）A.90nmB.28nmC.16nmD.7nm答案：B26.2025年国际热核聚变实验堆（ITER）计划首次等离子体放电目标温度为（）A.50million°CB.100million°CC.150million°CD.200million°C答案：C27.2024年《科学》报道的室温超导材料Lu-N-H的临界温度约为（）A.21°CB.15°CC.1°CD.−23°C答案：A28.2025年国际空间站退役后，我国“天宫”空间站扩展舱段数量将达到（）A.3B.4C.5D.6答案：C29.2024年DeepMind发布的通用人工智能评估框架名称是（）A.ARC-AGIB.GLUEC.SuperGLUED.BIG-bench答案：A30.2025年国际可再生能源署（IRENA）预测光伏最低度电成本将降至（）A.0.5美分B.1美分C.1.5美分D.2美分答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选少选均不得分）31.下列属于第三代半导体材料的有（）A.GaNB.SiCC.Ga₂O₃D.InP答案：ABC32.2024年发布的“中国6G愿景”中，原生支持的场景包括（）A.空天地海一体化B.触觉互联网C.数字孪生人D.量子通信答案：ABC33.钠离子电池负极可选用的碳基材料有（）A.硬碳B.软碳C.石墨D.石墨烯答案：ABD34.量子计算优势领域包括（）A.大整数分解B.无序数据库搜索C.经典逻辑推理D.量子多体模拟答案：ABD35.2024年发布的“欧盟芯片法案”目标包括（）A.2030年全球产能占比20%B.2nm工艺量产C.建立量子芯片厂D.降低对美依赖答案：ABD36.下列属于mRNA疫苗关键辅料的有（）A.阳离子脂质B.PEG化脂质C.胆固醇D.蔗糖答案：ABCD37.2025年国际量子互联网联盟提出的量子中继技术包括（）A.量子存储B.纠缠交换C.纠缠纯化D.经典放大答案：ABC38.2024年《自然·医学》确认的阿尔茨海默病早期血液标志物有（）A.p-Tau217B.Aβ42/40比值C.NfLD.GFAP答案：ABCD39.2025年国际空间站商业舱段“星港”支持的研究方向有（）A.微重力制造B.太空旅游C.生物打印D.月壤模拟答案：ABC40.2024年发布的“全球AI伦理北京宣言”强调的原则包括（）A.公平性B.可解释性C.可追溯性D.完全自主答案：ABC三、填空题（每空1分，共30分）41.2024年，我国“人造太阳”EAST装置实现稳态高约束模等离子体运行________秒，刷新世界纪录。答案：40342.量子密钥分发协议BB84最早由________在1984年提出。答案：Bennett&Brassard43.2025年，国际单位制将“摩尔”定义中的基准由________常数改为阿伏伽德罗常数固定值。答案：0.012kg碳-1244.钙钛矿太阳能电池中，FA⁺的化学式为________。答案：NH₂CHNH₂⁺45.2024年，SpaceX星舰IFT-6试飞成功实现________塔机械臂回收。答案：筷子46.2025年，我国“天琴三号”引力波探测卫星编队臂长为________万公里。答案：1747.钠离子电池层状氧化物正极NaNi₀.₃₃Mn₀.₃₃Fe₀.₃₃O₂中，过渡金属平均价态为________。答案：+348.2024年，AlphaFold3预测复合物结构新增________分子类型。答案：糖链49.2025年，国际热核聚变实验堆（ITER）计划首次等离子体放电目标温度为________百万度。答案：15050.2024年，我国“九章四号”光量子计算机实现的采样复杂度约为10的________次方。答案：3251.2025年，国际量子密码会议将CRYSTALS-Kyber算法安全等级最高定为NIST-________。答案：552.2024年，全球首颗商用碳纳米管CPU工艺节点为________nm。答案：2853.2025年，国际可再生能源署预测光伏最低度电成本将降至________美分。答案：154.2024年，DeepMind发布的通用人工智能评估框架名称是________。答案：ARC-AGI55.2025年，我国“天宫”空间站扩展后舱段总数为________个。答案：556.2024年，欧盟芯片法案提出2030年全球产能占比目标为________%。答案：2057.2024年，Lu-N-H室温超导材料临界温度约为________℃。答案：2158.2025年，国际空间站退役后，商业舱段“星港”支持的微重力制造、________和生物打印研究。答案：太空旅游59.2024年，mRNA疫苗关键辅料包括阳离子脂质、PEG化脂质、胆固醇和________。答案：蔗糖60.2025年，国际量子互联网联盟提出的量子中继技术包括量子存储、纠缠交换和________。答案：纠缠纯化四、简答题（每题6分，共30分）61.简述EAST装置2024年403秒稳态高约束模运行的技术突破及其对ITER的意义。答案：突破包括：①射频波协同加热与电流驱动技术升级，实现全波谱耦合；②钨铜偏滤器热负荷控制达20MW/m²；③实时AI反馈控制撕裂模不稳定性。意义：验证了长脉冲稳态运行方案，为ITER提供中国经验，降低风险。62.说明钠离子电池层状氧化物NaNi₀.₃₃Mn₀.₃₃Fe₀.₃₃O₂的电荷补偿机制。答案：充放电中，Ni²⁺/Ni⁴⁺、Fe³⁺/Fe⁴⁺变价提供电荷补偿，Mn⁴⁺价态不变稳定结构；钠离子脱嵌时氧离子参与部分电荷补偿，形成O₂ⁿ⁻/O⁻氧化还原对，提高容量。63.概括AlphaFold3相比前代在复合物预测中的三项算法改进。答案：①引入扩散模型直接预测原子坐标；②联合优化蛋白、核酸、糖、离子坐标；③采用Pairformer替代Evoformer，减少多序列比对依赖，提升配体精度。64.解释量子纠错表面码的“阈值”概念及2024年实验进展。答案：阈值指逻辑错误率随物理错误率降低而突降的临界点，理论值约10⁻²–10⁻⁴。2024年谷歌用49位表面码首次实验突破10⁻³阈值，逻辑量子比特错误率低于物理比特。65.阐述6G太赫兹波段通信面临的两项主要挑战及2025年解决方案。答案：挑战：①大气衰减高，尤其水蒸气吸收峰；②射频前端功率放大器效率低。方案：①采用智能超表面(RIS)构建波束成形中继，降低路径损耗；②金刚石基氮化镓HEMT器件，功率附加效率>30%。五、应用题（共40分）66.计算题（10分）某钙钛矿太阳能电池有效面积0.1cm²，在AM1.5G光照下测得Jsc=25mA/cm²，Voc=1.2V，FF=0.85。求：(1)电池效率η；(2)若活性层厚度500nm，吸收系数α=1×10⁵cm⁻¹，计算入射光子被活性层吸收的比例（忽略反射）。答案：(1)η=(Jsc×Voc×FF)/Pin=(25×1.2×0.85)/100=25.5%(2)吸收比例=1−exp(−αd)=1−exp(−1×10⁵×500×10⁻⁷)=1−e^(−5)=0.993=99.3%67.分析题（10分）2025年，某城市部署100MWh钠离子电池储能系统，用于削峰填谷。已知：峰时放电功率50MW，持续2h；谷时充电功率40MW，持续2.5h；往返效率90%；循环寿命5000次。求：(1)每日等效循环次数；(2)系统10年总吞吐量与寿命衰减评估。答案：(1)每日一次完整循环（100MWh/100MWh=1）(2)10年循环次数=365×10=3650<5000，未达寿命极限；总吞吐量=3650×100MWh=365GWh，容量保持率>80%，满足设计要求。68.综合题（20分）阅读材料：2024年，某量子初创公司推出基于光子链路的多核量子处理器，每核含16物理量子比特，采用[[8,3,2]]量子纠错码，光子链路保真度99.9%，核间纠缠分发速率1MHz。任务：(1)画出系统架构示意图，标注量子核、光子链路与纠错层；(2)计算逻辑量子比特错误率与物理错误率关系，给出公式；(3)若需构建1000逻辑量子比特，估算所需物理比特数与光子链路数；(4)讨论该架构在2025年面临的两项工程瓶颈及缓解方案。答案：(1