2026年全国中小学科普知识竞赛题及答案

2026年全国中小学科普知识竞赛题及答案1.单项选择题（每题2分，共20分）1.12025年12月，我国“人造太阳”EAST装置实现稳态高约束等离子体运行403秒，刷新世界纪录。该装置核心加热手段为A.射频波加热B.中性束注入C.欧姆加热D.微波电子回旋共振加热答案：B1.22026年1月，詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）在TRAPPIST-1e行星大气中同时检测到H₂O、CO₂、CH₄、O₃，据此可初步推断该行星具备A.板块构造B.全球磁场C.液态水海洋D.光合作用生物圈答案：D1.32025年诺贝尔化学奖授予“点击化学”新反应——硫（VI）-氟交换（SuFEx）。该反应最突出的优点是A.无需催化剂B.可在水相中高效进行C.原子经济性100%D.对氧不敏感答案：B1.42026年4月，我国首座“钍基熔盐堆”在甘肃武威并网试运行，其采用熔盐燃料兼冷却剂，主要优势不包括A.常压运行B.可在线添料C.产生武器级钚D.固有安全性高答案：C1.52025年9月，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将第118号元素Og（气奥）归入A.s区B.p区C.d区D.f区答案：B1.62026年5月，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟8150米处发现新物种“深渊海参”。其细胞中最可能大量积累下列哪种物质以平衡外界渗透压A.三甲胺-N-氧化物（TMAO）B.尿素C.甘油D.乳酸答案：A1.72025年12月，SpaceX星舰首次完成“筷子夹火箭”回收。该回收方式利用的核心物理原理是A.动量守恒B.角动量守恒C.电磁感应D.引力弹弓答案：A1.82026年3月，我国科学家利用“量子模拟器”求解二维Hubbard模型，验证高温超导机理。该模拟器基于A.超导Transmon量子比特B.光晶格超冷原子C.离子阱D.硅量子点答案：B1.92025年10月，国际计量大会通过“国际单位制（SI）”新增“普朗克常数”定义后，下列量仍保留实物基准的是A.质量B.时间C.长度D.电流答案：D1.102026年2月，我国“人造粮食”二氧化碳合成淀粉项目吨级中试成功。其能量转化效率（太阳能→淀粉化学能）约为A.3.5%B.7.2%C.15%D.32%答案：B2.多项选择题（每题3分，共15分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.12026年6月，我国“嫦娥八号”将在月球南极开展“月壤砖”3D打印建造试验。下列因素需在月壤砖配方中重点考虑A.真空失水B.微陨石冲击C.昼夜温差±180℃D.宇宙射线辐照E.月壤高氯酸盐毒性答案：A、C、D2.22025年11月，国际热核聚变实验堆（ITER）开始安装极向场线圈。该线圈采用Nb₃Sn超导股线，其超导性能受下列因素显著影响A.应变B.中子辐照C.温度D.磁场强度E.氧含量答案：A、B、C、D2.32026年7月，我国“深海勇士”号在南海发现冷泉生态系统。该系统的能量来源包括A.甲烷厌氧氧化B.硫酸盐还原C.光合作用D.化能自养E.潮汐能答案：A、B、D2.42025年10月，国际病毒分类委员会（ICTV）将“巨型病毒”归类为核质大DNA病毒（NCLDV）。下列特征支持该分类A.基因组>1MbB.编码tRNA合成酶C.病毒颗粒直径>300nmD.具备核糖体E.编码DNA修复酶答案：A、B、C、E2.52026年8月，我国“千眼天珠”望远镜（SKA先导阵）在FAST协同下实现快速射电暴（FRB）实时定位。下列技术对提高定位精度起关键作用A.相干消色散B.电离层校准C.长基线干涉D.波束形成E.机器学习去噪答案：A、B、C、E3.填空题（每空2分，共20分）3.12026年1月，我国“人造太阳”EAST装置等离子体中心电子温度达到________keV，相当于约________×10⁷℃。答案：8.6；1.03.22025年12月，国际天文学联合会（IAU）将一颗近地小行星命名为“Zhongguo”。其轨道半长轴1.52AU，轨道周期________年（保留两位小数）。答案：1.883.32026年3月，我国科学家利用“量子通信京沪干线”实现相距2000km的量子密钥分发，其安全密钥成码率为________kbps（保留整数）。答案：>503.42025年9月，我国“深海一号”超深水气田投产，其水深________米，刷新我国海上油气开发纪录。答案：15003.52026年5月，我国“碳卫星”TanSat-2通过高光谱观测，全球CO₂柱浓度平均精度达到________ppm（保留一位小数）。答案：0.53.62025年11月，国际纯粹与应用物理联合会（IUPAP）将“拓扑量子计算”列为物理学十大前沿之一。马约拉纳费米子的零能模表现为电导量子化________e²/h。答案：23.72026年4月，我国“华龙一号”海外首堆在巴基斯坦并网，其单机组电功率________MW（保留整数）。答案：11503.82025年10月，我国“合成生物”团队利用CO₂和电能在实验室合成蛋白质，其蛋白质产率________g/L/d（保留两位小数）。答案：0.223.92026年2月，国际计量局（BIPM）公布新一代“光晶格钟”稳定度达________×10⁻¹⁸（量级）。答案：13.102025年12月，我国“高能同步辐射光源（HEPS）”首次出光，其电子束能量________GeV（保留一位小数）。答案：6.04.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.12026年7月，我国“量子计算机”九章四号实现255个光子高斯玻色取样，其计算复杂度等效于经典超算10²⁴年。答案：√4.22025年11月，国际空间站（ISS）退役后，我国“天宫”将成为全球唯一在轨载人空间站。答案：√4.32026年3月，我国“人造树叶”实现太阳能分解水制氢效率达20%，已满足商业化要求（>10%）。答案：√4.42025年10月，国际癌症研究机构（IARC）将“超加工食品”列为1类致癌物。答案：×4.52026年6月，我国“脑机接口”临床试验让瘫痪患者意念控制机械臂，信息传输速率>90bits/min。答案：√4.62025年12月，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）确认第119号元素为“钚后元素”，属于g区。答案：×4.72026年5月，我国“二氧化碳矿化”技术可将CO₂永久封存于玄武岩，封存周期>1000年。答案：√4.82025年9月，国际病毒分类委员会（ICTV）将“新冠病毒”重新命名为“SARS-CoV-3”。答案：×4.92026年4月，我国“钠离子电池”能量密度首次突破200Wh/kg，达到磷酸铁锂水平。答案：√4.102025年8月，国际天文学联合会（IAU）将冥王星重新归类为“经典行星”。答案：×5.简答题（封闭型，每题5分，共15分）5.12026年3月，我国“人造太阳”EAST实现403秒高约束模运行。请写出实现长脉冲H-mode的“三驾马车”物理控制手段。答案：射频波低杂波电流驱动（LHCD）、中性束注入（NBI）、弹丸加料（pelletinjection）。5.22025年12月，我国“奋斗者”号在马里亚纳海沟8150米处发现新物种“深渊海参”。请写出其适应高压的两种细胞级机制。答案：细胞膜高不饱和脂肪酸比例升高以维持流动性；积累TMAO与微管蛋白稳定剂以抵抗蛋白变性。5.32026年5月，我国“碳卫星”TanSat-2采用高光谱CO₂反演算法。请写出该算法中消除气溶胶散射影响的两个关键步骤。答案：利用O₂-A带同步反演气溶胶光学厚度；采用最优估计状态向量联合反演CO₂与气溶胶参数。6.简答题（开放型，每题10分，共20分）6.12026年7月，我国“量子通信京沪干线”完成升级，实现2000km级量子密钥分发（QKD）。请结合物理原理，说明如何抵御“光子数分离攻击”（PNS），并给出两种具体技术方案。答案：PNS攻击利用弱相干脉冲中的多光子事件窃密。抵御方案：（1）诱骗态协议——随机插入不同光强（μ、ν、0）脉冲，通过对比增益与误码率估计单光子分量密钥率，确保单光子安全性；（2）测量设备无关QKD（MDI-QKD）——由不可信中继执行贝尔测量，通信双方仅发送单光子，测量端探测到的成功事件对应纠缠投影，消除所有探测器侧信道漏洞，天然免疫PNS。6.22025年11月，我国“千眼天珠”望远镜（SKA先导阵）与FAST协同实现FRB20251112A的实时定位。请分析为何需“长基线干涉+多波段协同”才能精确定位，并给出定位误差公式，说明各参数物理意义。答案：FRB持续毫秒，角尺度极小，需角分辨率θ≈λ/B（λ为波长，B为基线长度）。单口径FAST分辨率受限于直径500m，在1.4GHz仅约0.05°，无法精确定位；加入千眼天珠最长基线3km，分辨率提升至0.01″。多波段（L、S、C）联合可消除电离层色散漂移，提高时延测量精度。定位误差公式：σθ=(c·στ)/(B·√(SNR·Δν))其中c为光速，στ为时延误差，B为投影基线，SNR为信噪比，Δν为带宽。通过提高SNR、增加带宽、延长基线，可将定位误差从角分压缩至毫角秒级，实现宿主星系唯一证认。7.计算题（共30分）7.12026年4月，我国“钠离子电池”能量密度达200Wh/kg。若电池包总质量300kg，整车百公里电耗12kWh，计算理论最大续航（km）。答案：储能E=200Wh/kg×300kg=60kWh续航S=60kWh÷12kWh/100km=500km7.22025年12月，我国“人造树叶”太阳能分解水制氢效率20%，光照强度1000W/m²，面积1m²，计算日产氢气质量（标准状态，标准焓变286kJ/mol，保留两位小数）。答案：日输入能量E_in=1000W/m²×1m²×86400s=86.4MJ可存储能量E_sto=86.4MJ×20%=17.28MJ氢气物质的量n=17.28×10³kJ÷286kJ/mol=60.42mol质量m=60.42mol×2g/mol=120.84g≈0.12kg7.32026年2月，国际空间站（ISS）轨道高度400km，计划离轨再入。若采用“制动减速”方案，需将速度降低Δv=90m/s即可进入再入走廊。已知ISS质量420t，制动发动机比冲300s，计算所需推进剂质量（取g₀=9.81m/s²，保留整数）。答案：由火箭方程Δv=Isp·g₀·ln(m₀/mf)得m₀/mf=exp(Δv/(Isp·g₀))=exp(90/(300×9.81))=1.031推进剂质量mp=m₀−mf=420t×(1−1/1.031)=12.6t≈13t7.42025年10月，我国“二氧化碳矿化”示范项目年封存CO₂10万吨，利用玄武岩反应：CaSiO₃+CO₂→CaCO₃+SiO₂计算年消耗CaSiSiO₃质量（保留三位有效数字）。答案：M(CO₂)=44.01g/mol，M(CaSiO₃)=116.16g/moln(CO₂)=1.0×10⁸kg÷44.01g/mol=2.272×10⁹m