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本次2026年全国青少年科技创新大赛按参赛主体分为四个组别：小学3-6年级组、初中组、高中组、3人制集体创新组，每个组别试题分为基础理论题（占总分30%）、实操验证题（占总分40%）、创新设计题（占总分30%），试题贴合2023-2025年全球科技前沿进展、我国重大科技工程成果，重点考察参赛选手的科学素养、动手能力、创新思维与社会责任感。以下为各组分值试题及参考答案：一、小学3-6年级组试题及答案1.基础理论题（共15题，每题2分，总分30分）（1）选择题（10题）①2025年我国成功完成嫦娥六号探月任务，本次任务采集的月壤样品来自以下哪个区域？A.月球正面风暴洋B.月球背面南极-艾特肯盆地C.月球北极D.月球虹湾参考答案：B②以下哪种发电方式属于零碳排放的可再生能源？A.燃煤发电B.天然气发电C.光伏发电D.柴油发电参考答案：C③AI生成图像时需要用户输入的描述文本被称作？A.指令词B.提示词C.关键词D.检索词参考答案：B④2024年我国发布的首批国家陆生野生动物名录中，以下哪种动物属于一级保护动物？A.非洲狮B.大熊猫C.金毛犬D.蓝孔雀参考答案：B⑤可回收物分类中，废弃快递盒属于以下哪一类？A.纸类B.塑料类C.金属类D.玻璃类参考答案：A⑥压电陶瓷的核心功能是实现哪两种能量的转换？A.电能-热能B.机械能-电能C.光能-电能D.化学能-电能参考答案：B⑦我国自主研发的全球最大直径盾构机的名称是？A.蛟龙号B.奋斗者号C.京华号D.天问号参考答案：C⑧以下哪种行为符合数据安全要求？A.随意告诉陌生人自己的支付密码B.在公共网络下输入银行卡号C.定期更换社交账号密码D.点击陌生来源的链接参考答案：C⑨城市绿化中种植本土植物的核心优势是？A.外形更美观B.适应性更强、维护成本低C.生长速度更快D.花香更浓郁参考答案：B⑩我国自主研发的大语言模型是以下哪一款？A.GPT-4B.文心一言C.ClaudeD.Gemini参考答案：B（2）判断题（5题）①我国已经实现了二氧化碳的净零排放。参考答案：错（我国计划2060年实现碳中和）②萤火虫发光是因为体内发生了化学反应。参考答案：对③5G网络的传输速度比4G网络快10倍以上。参考答案：对④所有的转基因食品都对人体有害。参考答案：错③废旧电池属于有害垃圾，需要单独投放。参考答案：对2.实操验证题（总分40分）试题：利用废弃快递盒、压电陶瓷片、LED灯珠、整流模块、储能电容、双面胶等材料，设计一个可安装在书包上的震动发电警示灯，要求行走震动时LED可自动亮起，无需外接电源。参考答案：（1）操作步骤（25分）：①材料预处理：将废弃快递盒裁剪为3cm*5cm的基板2块，打磨边缘避免划伤，将压电陶瓷片用双面胶固定在其中一块基板中心，在另一块基板对应位置预留1cm的缓冲空间，两块基板边缘用海绵条粘接，形成可随震动回弹的结构；②电路连接：将压电陶瓷片的正负极分别与桥式整流模块、100μF储能电容、100Ω限流电阻、红色LED灯珠串联，按压基板验证LED可正常亮起；③成品组装：将整体结构用魔术贴固定在书包肩带外侧，确保日常行走时肩带震动可传递到压电陶瓷片。（2）误差分析（10分）：若LED不亮，首先检查压电陶瓷片正负极是否接反，其次检查储能电容是否击穿；若亮度不足，可增加2片并联的压电陶瓷片提升发电量，或更换功耗更低的LED灯珠。（3）原理说明（5分）：压电陶瓷片受外力产生形变时会将机械能转化为电能，经过整流储能后为LED供电，环保无污染，可在夜间行走时警示后方车辆，降低出行风险。3.创新设计题（总分30分）试题：设计一款适合独居老人使用的智能呼叫手环，要求成本不超过50元，具备3项核心功能，适配老人的操作习惯。参考答案：（1）核心功能设计（15分）：①摔倒识别功能：采用3元的滚珠式震动传感器，当手环角度偏转超过60度且静止3秒以上时自动触发预警；②一键呼叫功能：内置物联网SIM卡槽（年资费10元），长按侧面按键3秒可自动拨打预设的3个亲属号码；③定位功能：采用8元的基站定位模块，亲属可通过短信查询老人实时位置，无需依赖GPS。（2）成本核算（10分）：主控芯片采用ESP8266最小系统板（15元）、传感器模块合计6元、电池采用200mAh聚合物锂电池（7元）、外壳采用3D打印PLA耗材（4元）、其他辅材5元，总合计44元，符合50元以内的要求。（3）优化方向（5分）：表面喷涂纳米防水涂层，适配老人洗菜、洗澡等场景的使用需求，按键增加凸点设计，方便视力不佳的老人操作。二、初中组试题及答案1.基础理论题（共15题，每题2分，总分30分）（1）选择题（10题）①我国可控核聚变实验装置“东方超环”2024年创下新的运行记录，衡量核聚变发电效率的核心参数Q值指的是？A.反应持续时间B.输出能量与输入能量的比值C.等离子体温度D.能量转换效率参考答案：B②CAR-T细胞疗法主要用于治疗以下哪类疾病？A.病毒性感冒B.恶性肿瘤C.高血压D.骨折参考答案：B③嫦娥六号带回的月背样品中，首次检测到哪种可用于核聚变的稀有资源？A.氦-3B.铀-235C.钚-239D.氚参考答案：A④单晶硅光伏电池的理论转换效率上限约为？A.15%B.29%C.50%D.80%参考答案：B⑤以下哪种数据存储方式的使用寿命最长？A.机械硬盘B.固态硬盘C.蓝光光盘D.磁带参考答案：D⑥我国2025年发射的天问二号小行星探测器，采样的小行星编号是？A.2016HO3B.谷神星C.灶神星D.爱神星参考答案：A⑦空气中含量最高的气体是？A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.氩气参考答案：B⑧Arduino开发板的核心编程语言是？A.PythonB.C++C.JavaD.HTML参考答案：B⑨生物多样性不包括以下哪个层级？A.基因多样性B.物种多样性C.生态系统多样性D.种群数量多样性参考答案：D⑩无人机飞行时，用来调整飞行姿态的核心部件是？A.电池B.电调C.舵机D.陀螺仪参考答案：D（2）判断题（5题）①催化剂在化学反应前后的性质和质量都不会发生变化。参考答案：对②光年是时间单位。参考答案：错（是长度单位）③5G基站的辐射量比家用微波炉的辐射量高。参考答案：错④同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。参考答案：对⑤转基因技术可以定向改变生物的遗传性状。参考答案：对2.实操验证题（总分40分）试题：给定质量分数5%的过氧化氢溶液、二氧化锰粉末、压强传感器、Arduino开发板、密闭反应瓶等器材，设计实验验证催化剂用量对反应速率的影响规律，并拟合出对应关系式。参考答案：（1）实验准备（10分）：配置过氧化氢溶液1000ml，将二氧化锰粉末分为0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g五组样本，校准压强传感器误差范围为±0.1kPa，将Arduino与压强传感器、电脑串口助手连通，设置数据采集频率为1次/秒。（2）实验步骤（15分）：①控制变量：每次取50ml过氧化氢溶液加入反应瓶中，分别加入不同质量的二氧化锰，密封后立即采集压强数据，每组实验重复3次取平均值，排除偶然误差；②数据处理：以反应时间为横坐标、瓶内压强为纵坐标绘制曲线，取反应前10秒的压强变化斜率作为反应速率指标；③规律拟合：当二氧化锰用量在0.1g-0.3g区间时，反应速率与催化剂用量呈线性正相关，拟合公式为v=2.1m+0.3（v为反应速率，单位kPa/s，m为二氧化锰质量，单位g）；用量超过0.3g时，反应速率增速放缓趋于平稳，原因是过氧化氢分子的接触位点达到饱和，增加催化剂无法进一步提升反应速率。（3）误差控制（15分）：每次实验后需将反应瓶清洗烘干，避免残留二氧化锰影响下一组数据，反应环境温度控制在25℃，排除温度对反应速率的干扰。3.创新设计题（总分30分）试题：针对城市老旧小区非机动车飞线充电的安全隐患，设计一套成本低于200元的智能充电管控装置，要求具备过充保护、短路保护、异常预警3项核心功能。参考答案：（1）核心功能设计（15分）：①过充保护：内置电流检测模块，当电池充电电流低于0.1A时自动断电；②短路保护：内置熔断式保险丝与空气开关，短路时0.1秒内自动切断电源；③异常预警：内置温度传感器，当充电口温度超过60℃时自动断电，并通过蓝牙向业主手机推送预警信息。（2）成本核算（10分）：主控采用ESP32模块（25元）、电流与温度传感器合计15元、空气开关与保险丝合计20元、外壳与安装辅材30元、10路充电接口合计90元，总合计180元，符合200元以内的要求。（3）适配性设计（5分）：装置采用壁挂式安装，无需改造小区原有电路，可直接接入公共电网，支持扫码支付充电，适合老旧小区推广。三、高中组试题及答案1.基础理论题（共15题，每题2分，总分30分）（1）选择题（10题）①大语言模型核心架构Transformer中，实现上下文语义关联的核心机制是？A.卷积神经网络B.循环神经网络C.自注意力机制D.生成对抗网络参考答案：C②CRISPR基因编辑技术的脱靶效应核心成因是？A.向导RNA与非目标DNA序列结合B.Cas9蛋白活性过高C.细胞内DNA修复机制异常D.转染效率不足参考答案：A③地月L2点属于哪一类拉格朗日点，可实现探测器与地月系统的相对静止？A.共线拉格朗日点B.三角拉格朗日点C.平面拉格朗日点D.垂直拉格朗日点参考答案：A④碳汇核算中，森林生态系统的固碳量不包括以下哪一项？A.林木生物量固碳B.林下植被固碳C.土壤固碳D.居民砍伐木材的固碳参考答案：D⑤以下哪种电池的能量密度最高？A.磷酸铁锂电池B.三元锂电池C.钠离子电池D.铅酸电池参考答案：B⑥脑机接口技术中，非侵入式接口的信号采集方式是？A.皮层内电极B.皮层表面电极C.脑电图（EEG）D.深部脑刺激电极参考答案：C⑦我国2025年发布的《新一代人工智能伦理规范》的核心原则不包括以下哪一项？A.以人为本B.效率优先C.可控可信D.公平公正参考答案：B⑧量子计算的核心优势是可以实现？A.串行计算B.并行计算C.模拟计算D.数字计算参考答案：B⑨以下哪种材料属于第三代半导体材料，适合用于制造大功率、高温电子器件？A.硅B.砷化镓C.碳化硅D.锗参考答案：C⑩天问二号小行星采样采用的是以下哪种采样方式？A.表面采样B.钻取采样C.撞击采样D.吸附采样参考答案：A（2）判断题（5题）①当物体的速度接近光速时，其质量会趋近于无穷大。参考答案：对②mRNA疫苗的原理是将编码抗原的mRNA导入人体，诱导人体产生免疫反应。参考答案：对③区块链的核心特征是数据不可篡改、去中心化。参考答案：对④我国规定高中阶段的生物实验不允许进行人类基因编辑相关操作。参考答案：对⑤6G网络的峰值传输速度可以达到1Tbps。参考答案：对2.实操验证题（总分40分）试题：给定Mediapipe视觉框架、树莓派4B、USB摄像头、音频输出模块，设计一套可识别26个英文字母手语的实时翻译装置，要求识别准确率不低于85%，响应延迟低于1秒。参考答案：（1）部署步骤（20分）：①数据集采集：采集不同光线、不同角度、不同手型的26个字母手语样本各100张，合计26000张，标注后按8:1:1分为训练集、验证集、测试集；②模型微调：基于Mediapipe手势识别预训练模型进行微调，提取21个手部关键点坐标特征作为输入，训练分类模型，验证集准确率达到92%；③端侧部署：将量化后的模型部署到树莓派4B，连接摄像头采集实时画面，识别到手语字母后通过音频模块输出对应语音，实测响应延迟为0.7秒，符合要求。（2）误差优化（15分）：针对光线不足场景增加红外补光灯，针对手势角度偏移问题增加角度校正算法，针对相似手势增加特征比对阈值，将实际使用准确率提升至88%。（3）拓展功能（5分）：支持自定义手势设置，适配不同地区的手语习惯。3.创新设计题（总分30分）试题：面向地月深空探测的中继通信需求，设计一款部署在地月L2点的微纳中继卫星，重量不超过10kg，载荷占比不低于30%，设计寿命不低于2年。参考答案：（1）总体设计（15分）：卫星采用6U立方星结构，总重量9.2kg，载荷重量3.1kg，载荷占比33.7%，符合要求。轨道采用地月L2点Halo轨道，可实现对月球背面的持续通信覆盖。（2）载荷设计（10分）：搭载X波段通信模块（1.2kg）、星载计算机（0.8kg）、星敏感器与陀螺仪（0.6kg）、太阳能帆板（0.5kg），通信带宽最高可达100Mbps，支持月球背面探测数据的实时中继传输。（3）寿命设计（5分）：采用抗辐射加固芯片，姿态控制采用磁力矩器加微推力器，设计寿命3年，高于要求的2年标准。四、集体创新组试题及答案1.基础理论题（共5题，每题6分，总分30分，团队必答）①《生物安全法》中规定青少年开展生物实验需要遵守哪些要求？参考答案：不得从事危害人体健康、生态环境的生物实验，所有实验需在具备资质的实验室开展，实验结束后需对生物样本进行无害化处理，不得擅自释放转基因生物。②工业4.0的核心特征是什么？参考答案：以智能制造为主导，实现生产系统的数字化、网络化、智能化，打通生产端与需求端的信息壁垒，实现个性化定制生产。③农业黑土地保护的核心措施有哪些？参考答案：秸秆还田、轮作休耕、有机肥替代化肥、免耕播种、防治水土流失。④2025年我国实现“碳达峰”的核心指标是什么？参考答案：二氧化碳排放量达到峰值后不再增长，逐步回落，单位GDP碳排放强度比2005年下降65%以上。⑤开源软件的核心特征是什么？参考答案：源代码开放，允许用户免费使用、修改、分发，遵循开源许可协议。2.实操验证题（总分40分，4小时内完成）试题：利用给定的3D打印机、PLA耗材、开源自动驾驶框架、麦克纳姆轮小车套件，设计一款可在模拟城市路网中自动规避障碍物、识别交通标识、完成指定配送任务的无人配送小车，要求全程无人工干预，完成时间不超过10分钟。参考答案：（1）团队分工（10分）：1人负责3D打印小车的货箱、传感器支架等结构件；1人负责交通标识识别模型的训练与部署；1人负责小车的运动控制、路径规划与调试。（2）部署步骤（20分）：①结构组装：打印并安装激光雷达支架、摄像头支架、货箱，校准麦克纳姆轮的转速差，确保小车可实现全向移动；②模型训练：采集模拟路网中的停止、限速、转弯等交通标识样本共5000张，训练YOLOv8轻量识别模型，识别准确率达到95%；③路径