2025科普知識(shí)競(jìng)賽題及參考答案一、選擇題（每題3分，共45分）1.2024年12月，中國(guó)“天問(wèn)三號(hào)”探測(cè)器成功完成火星采樣任務(wù)，其攜帶的“祝融二號(hào)”火星車(chē)采用了新型熱管理材料。該材料最可能具備以下哪種特性？A.高溫下易分解B.極低的熱導(dǎo)率C.高反射率與紅外輻射率D.強(qiáng)磁性參考答案：C。火星表面晝夜溫差可達(dá)150℃，熱管理材料需通過(guò)高反射率減少太陽(yáng)輻射吸收，同時(shí)通過(guò)高紅外輻射率加速夜間散熱，維持設(shè)備溫度穩(wěn)定。2.量子計(jì)算中，“量子比特”與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)“比特”的本質(zhì)區(qū)別在于：A.量子比特存儲(chǔ)容量更大B.量子比特可處于疊加態(tài)C.量子比特由光子構(gòu)成D.量子比特?zé)o需電源維持參考答案：B。量子比特利用量子疊加原理，可同時(shí)表示0和1的疊加態(tài)，而傳統(tǒng)比特只能是0或1，這是量子計(jì)算并行處理能力的核心來(lái)源。3.2025年新發(fā)現(xiàn)的系外行星“HD209458b”被稱(chēng)為“熱木星”，其大氣中檢測(cè)到水蒸氣和二氧化碳。以下哪項(xiàng)最能解釋該行星的極端高溫？A.距離恒星過(guò)近（約0.047天文單位）B.自身核反應(yīng)劇烈C.大氣溫室效應(yīng)極強(qiáng)D.表面覆蓋熔巖海洋參考答案：A。熱木星是類(lèi)木行星但軌道極近恒星，HD209458b公轉(zhuǎn)周期僅3.5天，恒星輻射直接加熱導(dǎo)致表面溫度超1000℃，大氣成分檢測(cè)到的氣體是高溫下蒸發(fā)的結(jié)果。4.合成生物學(xué)中，“基因編輯3.0技術(shù)”與CRISPR-Cas9的主要區(qū)別在于：A.無(wú)需RNA引導(dǎo)B.可實(shí)現(xiàn)單堿基精準(zhǔn)替換C.只能編輯原核生物D.操作成本更高參考答案：B。最新的堿基編輯器（如ABE和CBE）結(jié)合了Cas9的靶向定位與脫氨酶，可在不切斷DNA雙鏈的情況下實(shí)現(xiàn)單堿基轉(zhuǎn)換，比CRISPR-Cas9的雙鏈斷裂修復(fù)更精準(zhǔn)，脫靶率更低。5.新能源領(lǐng)域，“固態(tài)電池”相比傳統(tǒng)鋰離子電池的核心優(yōu)勢(shì)是：A.充電速度更快B.能量密度更高且更安全C.原材料成本更低D.工作溫度范圍更廣參考答案：B。固態(tài)電池用固體電解質(zhì)替代液態(tài)電解液，避免了漏液和熱失控風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可匹配高比能的鋰金屬負(fù)極，理論能量密度可達(dá)400Wh/kg以上，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電池的250-300Wh/kg。6.地球大氣中，臭氧濃度最高的層次是：A.對(duì)流層B.平流層C.中間層D.熱層參考答案：B。平流層（15-50公里）集中了90%的大氣臭氧，形成臭氧層，吸收太陽(yáng)紫外線中的UV-B和UV-C波段，保護(hù)地球生物。7.人工智能模型“GPT-5”相比前代的關(guān)鍵技術(shù)突破是：A.參數(shù)量增加10倍B.多模態(tài)理解與生成能力C.完全脫離數(shù)據(jù)訓(xùn)練D.實(shí)現(xiàn)真正的自主意識(shí)參考答案：B。GPT-5通過(guò)多模態(tài)架構(gòu)（文本、圖像、音頻、視頻）實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)信息融合，例如根據(jù)文字描述生成3D模型，或從視頻中提取結(jié)構(gòu)化知識(shí)，而非單純的文本生成。8.化學(xué)中，“超臨界二氧化碳”可用于替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑，其原理是：A.二氧化碳無(wú)毒且易回收B.超臨界狀態(tài)下兼具液體溶解性和氣體擴(kuò)散性C.成本遠(yuǎn)低于有機(jī)溶劑D.可與所有有機(jī)物反應(yīng)參考答案：B。超臨界二氧化碳（溫度＞31.1℃，壓力＞7.38MPa）的密度接近液體（溶解性好），黏度接近氣體（擴(kuò)散性強(qiáng)），是理想的綠色溶劑，廣泛用于萃取、清洗等領(lǐng)域。9.2025年發(fā)射的“愛(ài)因斯坦探針”衛(wèi)星主要科學(xué)目標(biāo)是：A.探測(cè)暗物質(zhì)粒子B.觀測(cè)快速暫現(xiàn)天體（如伽馬暴、中子星合并）C.繪制太陽(yáng)系外行星大氣圖譜D.驗(yàn)證廣義相對(duì)論的黑洞預(yù)測(cè)參考答案：B。該衛(wèi)星搭載寬視場(chǎng)X射線望遠(yuǎn)鏡，可捕捉宇宙中突然增強(qiáng)的X射線源（暫現(xiàn)源），研究極端天體物理過(guò)程，如黑洞吸積、中子星爆發(fā)等。10.生物進(jìn)化中，“趨同進(jìn)化”指不同物種因相似環(huán)境產(chǎn)生相似特征。以下屬于趨同進(jìn)化的是：A.人類(lèi)與黑猩猩的DNA相似度達(dá)98.7%B.鯊魚(yú)（魚(yú)類(lèi)）與海豚（哺乳類(lèi)）的流線型體型C.狼與狗的形態(tài)差異D.同一地區(qū)的蘭花與蝴蝶花色相近參考答案：B。鯊魚(yú)和海豚分屬不同綱，因海洋環(huán)境中的游泳需求獨(dú)立演化出流線型身體，是典型趨同進(jìn)化；A是共同祖先的趨異進(jìn)化，C是人工選擇的結(jié)果，D是協(xié)同進(jìn)化。11.材料科學(xué)中，“拓?fù)浣^緣體”的獨(dú)特性質(zhì)是：A.內(nèi)部絕緣，表面導(dǎo)電且電子運(yùn)動(dòng)無(wú)散射B.常溫下電阻為零C.能吸收所有波長(zhǎng)的光D.強(qiáng)度超過(guò)金剛石參考答案：A。拓?fù)浣^緣體內(nèi)部帶隙寬（絕緣），表面因拓?fù)浔Ｗo(hù)存在無(wú)耗散的邊緣態(tài)電子，電子運(yùn)動(dòng)不受缺陷散射，是未來(lái)低功耗電子器件的關(guān)鍵材料。12.氣象學(xué)中，“拉尼娜現(xiàn)象”發(fā)生時(shí)，赤道太平洋東部海面溫度會(huì)：A.異常升高B.異常降低C.無(wú)明顯變化D.先升后降參考答案：B。拉尼娜是赤道中、東太平洋海溫異常偏低的現(xiàn)象，與厄爾尼諾（海溫異常偏高）相反，會(huì)導(dǎo)致全球氣候異常，如東亞冬季更冷、南美西岸干旱加劇。13.核物理中，“受控核聚變”的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是：A.燃料（氘、氚）難以獲取B.如何維持高溫高壓等離子體的約束C.核廢料處理問(wèn)題D.反應(yīng)釋放能量不足參考答案：B。核聚變需要1億℃以上的高溫使原子核克服庫(kù)侖斥力，目前主流的磁約束（如托卡馬克）和慣性約束（如激光聚變）均需解決等離子體穩(wěn)定約束問(wèn)題，避免能量泄漏導(dǎo)致反應(yīng)終止。14.地球板塊構(gòu)造中，“消亡邊界”最可能出現(xiàn)的地理現(xiàn)象是：A.海嶺（海底山脈）B.裂谷C.火山與地震帶D.大陸架擴(kuò)張參考答案：C。消亡邊界是板塊碰撞擠壓的區(qū)域（如太平洋板塊與亞歐板塊），常形成海溝、島弧，并因板塊俯沖引發(fā)火山活動(dòng)和地震；海嶺和裂谷出現(xiàn)在生長(zhǎng)邊界（板塊張裂處）。15.神經(jīng)科學(xué)中，“鏡像神經(jīng)元”的發(fā)現(xiàn)主要解釋了人類(lèi)的哪種能力？A.語(yǔ)言理解B.共情與模仿C.空間記憶D.疼痛感知參考答案：B。鏡像神經(jīng)元在個(gè)體執(zhí)行動(dòng)作或觀察他人執(zhí)行同一動(dòng)作時(shí)均會(huì)激活，是模仿學(xué)習(xí)、理解他人意圖及共情能力的神經(jīng)基礎(chǔ)，例如嬰兒模仿成人表情即與此相關(guān)。二、填空題（每題2分，共20分）1.2025年，中國(guó)“嫦娥七號(hào)”探測(cè)器將在月球南極著陸，其首要科學(xué)任務(wù)是探測(cè)________的存在，為未來(lái)月球基地提供資源。參考答案：水冰（或月壤中的水）2.物理學(xué)中，“薛定諤的貓”思想實(shí)驗(yàn)主要用于說(shuō)明________的疊加態(tài)在宏觀世界的表現(xiàn)矛盾。參考答案：量子力學(xué)3.化學(xué)中，“王水”是濃鹽酸與濃硝酸的體積比為_(kāi)_______的混合溶液，能溶解金、鉑等貴金屬。參考答案：3:14.生物學(xué)中，“中心法則”的完整流程是DNA→RNA→________，2025年新發(fā)現(xiàn)的“反向轉(zhuǎn)錄”現(xiàn)象補(bǔ)充了該法則。參考答案：蛋白質(zhì)5.天文學(xué)中，“奧爾特云”被認(rèn)為是________的發(fā)源地，位于太陽(yáng)系最外圍，距離太陽(yáng)約5萬(wàn)-10萬(wàn)天文單位。參考答案：長(zhǎng)周期彗星6.材料學(xué)中，“氣凝膠”因具有________（填物理特性），被稱(chēng)為“最輕的固體”，同時(shí)是高效的隔熱材料。參考答案：極低的密度（或高孔隙率）7.氣象學(xué)中，“副熱帶高壓”控制的區(qū)域通常盛行________氣流，易形成高溫少雨天氣。參考答案：下沉8.計(jì)算機(jī)科學(xué)中，“區(qū)塊鏈”的核心技術(shù)是________，通過(guò)分布式賬本確保數(shù)據(jù)不可篡改。參考答案：哈希算法與共識(shí)機(jī)制（或去中心化存儲(chǔ)）9.地質(zhì)學(xué)中，“科里奧利力”是由________引起的，導(dǎo)致北半球的氣流向右偏、南半球向左偏。參考答案：地球自轉(zhuǎn)10.生態(tài)學(xué)中，“生態(tài)位”指物種在生態(tài)系統(tǒng)中的________，包括空間位置、食物資源利用等維度。參考答案：功能地位（或角色與位置）三、判斷題（每題2分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.量子通信的“量子密鑰分發(fā)”可以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)安全的信息傳輸，因?yàn)槿魏胃`聽(tīng)都會(huì)改變量子態(tài)，被發(fā)送方和接收方察覺(jué)。（）參考答案：√。量子不可克隆定理保證了竊聽(tīng)必然留下痕跡，因此量子密鑰分發(fā)是理論上無(wú)條件安全的。2.所有恒星最終都會(huì)演化成黑洞。（）參考答案：×。只有質(zhì)量超過(guò)奧本海默-沃爾科夫極限（約3倍太陽(yáng)質(zhì)量）的恒星，在超新星爆發(fā)后核心坍縮才會(huì)形成黑洞；中小質(zhì)量恒星會(huì)演化為白矮星或中子星。3.植物光合作用中，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP僅用于暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）。（）參考答案：√。光反應(yīng)通過(guò)光合磷酸化產(chǎn)生ATP和NADPH，這兩種物質(zhì)是暗反應(yīng)中固定CO?、合成葡萄糖的直接能量來(lái)源。4.塑料的“可降解性”僅指在自然環(huán)境中被微生物分解為水和二氧化碳，與分解時(shí)間無(wú)關(guān)。（）參考答案：×?？山到馑芰闲铦M(mǎn)足兩個(gè)條件：一是能被微生物分解為無(wú)害物質(zhì)，二是分解時(shí)間需在合理范圍內(nèi)（如1-2年），否則即使最終分解但耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)仍不符合要求。5.地震波中，橫波（S波）只能在固體中傳播，而縱波（P波）可在固體、液體、氣體中傳播，因此地震時(shí)先感覺(jué)到上下顛簸（P波），后感覺(jué)到左右搖晃（S波）。（）參考答案：√。P波傳播速度快（5-7km/s），S波較慢（3-4km/s），且S波無(wú)法通過(guò)液態(tài)外核，這也是探測(cè)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。四、簡(jiǎn)答題（每題7分，共28分）1.為什么說(shuō)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)“負(fù)碳技術(shù)”？請(qǐng)列舉兩種主要的負(fù)碳技術(shù)并簡(jiǎn)述其原理。參考答案：碳達(dá)峰是指CO?排放達(dá)到峰值后逐步下降，碳中和是指凈排放為零（排放=吸收）。僅靠減排無(wú)法抵消工業(yè)、交通等領(lǐng)域的剩余排放，因此需要負(fù)碳技術(shù)主動(dòng)移除大氣中的CO?。主要技術(shù)包括：①直接空氣捕獲（DAC）：通過(guò)化學(xué)吸附劑（如胺類(lèi)材料）從空氣中捕獲CO?，壓縮后封存于地下或用于合成燃料；②生物炭技術(shù)：將生物質(zhì)（如農(nóng)林廢棄物）在缺氧環(huán)境中高溫?zé)峤馍缮锾?，埋入土壤固定碳（生物炭穩(wěn)定性可達(dá)數(shù)百年），同時(shí)改善土壤肥力。2.簡(jiǎn)述“引力波”的發(fā)現(xiàn)對(duì)天文學(xué)研究的意義，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。參考答案：引力波是時(shí)空彎曲的漣漪，由大質(zhì)量天體加速運(yùn)動(dòng)（如黑洞合并、中子星碰撞）產(chǎn)生。其發(fā)現(xiàn)意義：①驗(yàn)證了廣義相對(duì)論的最后一個(gè)預(yù)言；②開(kāi)啟了多信使天文學(xué)（結(jié)合電磁波、中微子、引力波），全面探測(cè)天體事件；③提供了研究暗物質(zhì)、早期宇宙（電磁波無(wú)法穿透的“黑暗時(shí)期”）的新手段。應(yīng)用案例：2023年LIGO和Virgo探測(cè)器探測(cè)到雙中子星合并的引力波，同時(shí)觀測(cè)到對(duì)應(yīng)的伽馬暴和千新星電磁信號(hào)，首次直接測(cè)量了宇宙膨脹速率（哈勃常數(shù)），精度比傳統(tǒng)方法提高30%。3.為什么說(shuō)“微生物組”是人體的“第二基因組”？請(qǐng)從功能和研究進(jìn)展兩方面說(shuō)明。參考答案：人體微生物組（如腸道、皮膚菌群）包含約100萬(wàn)億個(gè)微生物，其基因數(shù)量是人類(lèi)自身基因的100倍以上，因此被稱(chēng)為“第二基因組”。功能上：①參與消化（如分解膳食纖維產(chǎn)生短鏈脂肪酸）；②調(diào)節(jié)免疫（訓(xùn)練免疫系統(tǒng)識(shí)別病原體）；③影響代謝（與肥胖、糖尿病相關(guān)）；④合成維生素（如B族維生素、維生素K）。研究進(jìn)展：2025年“人類(lèi)微生物組計(jì)劃2.0”完成了10萬(wàn)例不同人群的微生物組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)特定腸道菌群（如阿克曼氏菌）可改善代謝綜合征，相關(guān)益生菌藥物已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)。4.解釋“半導(dǎo)體”的導(dǎo)電機(jī)制，并說(shuō)明為什么“摩爾定律”逐漸失效后，“Chiplet（芯粒）技術(shù)”成為芯片發(fā)展的新方向。參考答案：半導(dǎo)體的導(dǎo)電源于價(jià)帶電子獲得能量（如熱激發(fā)、摻雜）躍遷到導(dǎo)帶，留下空穴，電子和空穴共同參與導(dǎo)電（本征半導(dǎo)體）；摻雜后（如N型摻磷、P型摻硼）形成