2026年全国青少年人工智能编程技能竞赛试题

2026年全国青少年人工智能编程技能竞赛试题2026年全国青少年人工智能编程技能竞赛试题，竞赛总时长180分钟，试卷满分为100分，题型分为单项选择题、多项选择题、编程实操题、综合创新应用题四类，所有代码编写类题目默认基于Python3.10运行环境，允许使用numpy、opencv-python基础依赖库，禁止直接调用预训练的大模型接口、封装完成的机器学习算法类第三方接口。一、单项选择题（共20题，每题1分，总计20分。每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.基于Python语法规则，以下表达式的运行结果与其余三项不一致的是（）A.32+11%3B.int(9.7)//2*2+3C.12/4+6D.len("AI竞赛实训")*1+12.以下不属于当前多模态大模型核心输入处理模块的是（）A.图像编码器B.音频特征提取器C.结构化文本分词器D.分布式算力调度器3.某同学训练的手写数字识别模型在训练集上准确率达到99%，但在公开测试集上准确率仅为72%，以下哪种操作无法有效缓解该问题（）A.对训练集图像添加随机平移、旋转的数据增广操作B.增大模型的全连接层神经元数量C.在模型中加入Dropout随机失活层D.引入L2正则化约束权重更新范围4.根据我国《生成式人工智能服务管理暂行办法》相关要求，以下AI应用行为符合合规要求的是（）A.未经授权批量抓取互联网平台的用户隐私聊天数据用于模型训练B.面向12岁以下青少年推出的AI编程辅导服务需设置青少年模式，过滤不符合年龄的内容C.直接使用生成式AI输出的未经过人工审核的内容用于中小学教材编写D.任意采集公共场所的路人面部图像用于人脸门禁模型训练5.基于Python语法特性，以下关于递归函数的描述错误的是（）A.递归函数必须具备明确的结束递归的边界条件B.递归的深度超过Python默认最大限制时会抛出RecursionError异常C.所有用循环实现的逻辑都可以等价改写为递归实现D.递归函数的运行效率一定高于相同逻辑的循环实现6.某边缘端AI计算盒的算力为1TOPS，代表其每秒可以完成的运算次数为（）A.1万亿次整数运算B.100亿次整数运算C.1亿次浮点运算D.10万亿次浮点运算7.以下关于二叉树的描述，符合数据结构标准定义的是（）A.任意二叉树的度都为2B.满二叉树一定是完全二叉树C.完全二叉树的叶子节点一定在最后两层之外D.二叉树的前序遍历顺序一定是“左子树-根节点-右子树”8.运行以下Python代码片段的输出结果为（）a=[1,2,3]b=aa.append(4)print(b)A.[1,2,3]B.[1,2,3,4]C.[2,3,4]D.程序报错9.以下不属于计算机视觉领域典型任务的是（）A.图像语义分割B.人体姿态关键点检测C.时序语音信号降噪D.目标检测与跟踪10.某同学使用冒泡排序算法对长度为10的无序数组进行升序排序，在最坏情况下需要的元素比较总次数为（）A.45B.100C.90D.1011.当K近邻算法的K参数取值过小时，模型会出现以下哪种典型问题（）A.过拟合B.欠拟合C.训练速度大幅下降D.无法输出分类结果12.以下Python代码的运行结果为（）print(0.1+0.2==0.3)A.TrueB.FalseC.报错D.输出013.以下AI开发框架中，由国内团队开源研发的是（）A.PyTorchB.TensorFlowC.PaddlePaddle飞桨D.MXNet14.针对有序数组[2,5,7,9,12,16,21,27]使用二分查找算法查找元素16，需要的比较次数为（）A.2B.3C.4D.515.以下不属于生成式AI内容评价核心指标的是（）A.内容准确性B.逻辑一致性C.幻觉率D.模型参数量16.基于Python语法，以下变量命名符合规范的是（）A.123studentB.student-nameC.student_ageD.class17.以下场景中不适合使用人工智能技术落地实现的是（）A.高考数学绝密试卷的印刷前加密校验B.校园智能安防区域的明火检测C.智能作业本的手写作业自动批改D.校园快递驿站的取件码自动识别18.卷积神经网络中用于降低特征图尺寸、减少计算量的典型网络层是（）A.池化层B.全连接层C.卷积层D.激活层19.以下数据类型中，Python内置类型不支持的是（）A.列表ListB.元组TupleC.字典DictionaryD.链表LinkedList20.某AI模型的精确率为0.8，召回率为0.6，其F1-score的计算结果为（）A.0.6857B.0.7C.0.75D.0.8二、多项选择题（共10题，每题1.5分，总计15分。每题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求，多选、少选、错选均不得分）1.以下Python列表操作方法中，属于原地修改列表内存数据、不生成新列表对象的是（）A.list.append(element)B.list.sort()C.list.reverse()D.list.pop()2.青少年科创作品部署在边缘端硬件而非云端服务器，可以获得以下哪些优势（）A.降低数据传输带来的隐私泄露风险B.任务响应延迟更低，无需等待云端数据返回C.不需要额外配置公网网络环境即可独立运行D.可以获得无限的算力支撑，运行任意复杂大模型3.以下属于人工智能算法中无监督学习典型任务的是（）A.用户消费行为聚类分析B.海量文本数据的主题挖掘C.图像内容分类标注D.异常数据点的自动识别筛除4.以下关于Python异常处理机制的描述正确的有（）A.可以使用try-except代码块捕获程序运行时的异常，避免程序直接崩溃退出B.一个try代码块后面可以跟多个不同类型的except代码块，分别处理不同类型的异常C.finally代码块内的逻辑无论程序是否触发异常都会被执行D.可以随意省略异常类型，直接使用except捕获所有异常，不会带来任何安全隐患5.某同学要开发AI作物病虫害识别系统，采集了1000张标注完成的作物叶片图像数据，以下哪些操作属于合理的数据预处理流程（）A.将所有图像统一缩放为224*224像素的标准尺寸B.对所有图像像素值做归一化处理，将取值范围从0-255转换到0-1区间C.随机删除90%的样本数据，仅保留100张图像用于训练D.对训练集图像做随机水平翻转、亮度微调的数据增广操作6.以下算法中属于路径规划领域经典算法的有（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.Floyd算法D.K-Means算法7.基于个人信息保护相关法律要求，以下采集学生个人数据的行为符合合规要求的有（）A.采集学生人脸数据用于校园AI考勤系统前，必须提前告知家长和学生并获得明确授权B.采集到的学生成绩相关数据不得随意对外公开泄露C.不得采集学生的生物识别数据用于非必要的商业用途D.可以未经允许将学生的个人训练数据用于第三方AI模型训练8.以下关于Python字典数据结构的描述正确的有（）A.字典的键必须是不可变数据类型，比如字符串、整数B.同一个字典内的键不允许重复重复赋值，后面赋值的键值对会覆盖之前的valueC.字典内部基于哈希表实现，单步查找元素的时间复杂度为O(1)D.字典是有序数据结构，元素的存储顺序和插入顺序保持一致9.以下指标中属于目标检测模型核心性能评价指标的有（）A.mAP平均精度均值B.推理单帧耗时C.模型参数量与算力消耗D.文本生成BLEU值10.青少年在进行AI作品创新设计时，需要遵循的核心伦理原则包括（）A.AI应用不得用于侵犯他人合法权益B.面向未成年人的AI服务不得推送诱导沉迷的内容C.AI算法需要具备可解释性，不得做出伤害用户人身安全的决策D.为了提升模型准确率，可以无限制采集任意公开数据三、编程实操题（共3题，总计45分，所有代码需要具备可运行性，边界处理逻辑完整，输出结果误差不超过允许范围）1.科创社团AI考勤数据处理（本题12分）背景：某校科创社团引入AI人脸识别打卡系统，生成了格式统一的月度考勤数据文件attendance.csv，文件内每一行的字段顺序为：8位字符串格式学生ID、%Y-%m-%d%H:%M格式打卡时间、0/1/2整数型打卡状态，其中0代表未签到、1代表正常签到、2代表迟到，文件总数据行数不超过10000行，要求编写完整Python程序实现以下三个功能：任务1（4分）：统计当月累计迟到次数超过3次的所有学生ID，按照字符串升序规则输出排序后的ID列表；任务2（4分）：按照自然周维度统计每周的社团签到率，签到率计算规则为=当周正常签到人次/社团在册总人数，结果保留2位小数，按周数升序输出；任务3（4分）：支持输入任意学生ID，自动输出该学生当月考勤报告，包含应签到总次数、正常签到次数、迟到次数、缺勤次数四个指标，若输入的学生ID不存在于在册名单中，直接输出“查无此人”提示。要求：程序自动过滤文件内的空行、格式错误的脏数据，处理逻辑适配不同月份的天数差异，运行时长不超过2s。2.无人车动态路径规划算法实现（本题15分）背景：全国青少年无人车挑战赛的模拟场地为n*n的正方形网格地图，无人车初始位置为左上角(0,0)，终点为右下角(n-1,n-1)，无人车每一步仅能向上、下、左、右四个相邻方向移动一格，1步耗时为1秒，网格内数值为0代表可通行区域，数值为1代表固定静态障碍物。要求编写Python程序实现带动态障碍物适配的路径规划算法：任务1（7分）：输入网格尺寸n（n≤20）和n行n列的地图矩阵，输出从起点到终点的最短路径总步数，若不存在任何可达路径直接输出-1；任务2（8分）：新增动态障碍物约束条件，输入k个动态障碍物的三元组参数(t,x,y)，代表第t步时坐标(x,y)会出现临时障碍物、无人车无法在该时刻进入该位置，其他时刻该位置可正常通行，基于该规则重新计算最短可达路径的总步数，同时输出按移动顺序排列的路径坐标序列，若不存在可达路径则输出-1。要求：输入样例n=3，地图矩阵为[[0,0,0],[1,1,0],[0,0,0]]，动态障碍物k=1，参数为(2,2,1)，程序对应输出的最短路径步数为6，路径坐标序列为[(0,0),(0,1),(0,2),(1,2),(2,2)]。3.加权KNN分类器实现（本题18分）背景：现有预处理完成的垃圾分类10分类数据集，训练集包含10000条样本，每条样本为128维浮点特征向量，末尾附带0-9的分类标签，所有特征值均归一化到0-1区间内，要求编写Python程序实现K近邻分类算法，禁止直接调用sklearn等第三方库封装完成的KNN接口：任务1（5分）：实现欧氏距离计算函数，输入两个长度为128的一维数组，输出二者的欧氏距离，结果保留4位小数；任务2（6分）：将数据集按照8:2的随机比例划分为训练集和验证集，分别计算K取3、5、7、9四个值时普通KNN分类器的验证集准确率，结果保留2位小数；任务3（7分）：实现加权投票机制，将每个近邻样本的投票权重设置为1/(对应样本距离+1e-6)，替代原有的票数平权投票规则，计算K=5时加权KNN分类器的验证集准确率，对比普通KNN（K=5）的结果输出准确率的提升百分点，结果保留2位小数。要求：程序允许使用numpy库做基础数组运算，最终输出结果和标准答案的误差允许范围为±0.02。四、综合创新应用题（本题总计30分，结合智慧助老场景完成系统方案设计与核心代码实现）背景：社区需要搭建面向独居老人的AI智能陪护系统，解决日常安全监测、交互需求响应的实际问题，参赛选手需要基于已掌握的AI编程技能完成以下任务：1.场景需求与技术方案设计（8分）：结构化梳理跌倒异常预警、语音交互陪伴、用药时间智能提醒三个核心场景的实现逻辑，分别说明每个场景的数据采集方式、核心算法选型、青少年可落地的硬件选型方案，总描述内容不少于300字，方案不得超出青少年科创作品的可实现范围，禁止选用成本超过5000元的工业级硬件方案。其中跌倒异常预警场景可选用内置加速度传感器的低成本智能手环采集动作数据，搭配部署在边缘端的轻量时序动作分类算法识别跌倒事件，硬件总成本控制在300元以内；语音交互陪伴场景选用低成本麦克风阵列和扬声器，基于端侧部署的7B参数以下开源小语言模型实现本地语音转文字、对话生成、文字转语音全流程逻辑，无需连接公网即可运行；用药时间智能提醒场景对接老人的定时药盒内置的压力传感器数据，当到预设用药时间传感器未检测到药盒开盖动作时，自动触发语音提醒和监护人远程通知，整套系统总成本不超过2000元，完全适配青少年科创落地条件。2.核心数据结构设计（7分）：针对老人日常陪护日志的存储需求，基于Pythondataclass模块设计自定义数据存储结构，覆盖老人基础信息、每日行为事件、健康采集数据三类核心字段，明确标注每个字段的数据类型、取值范围、存储优化逻辑，最终输出