2025年度科普知識競賽題庫及答案1.2024年嫦娥六號任務(wù)成功從月球采集了約1731克月壤樣本，其采樣區(qū)域位于月球的哪個(gè)特殊地質(zhì)單元？A.雨海B.風(fēng)暴洋C.南極-艾特肯盆地D.澄海答案：C解析：南極-艾特肯盆地是月球上最大、最古老的撞擊盆地，直徑約2500公里，深度超過12公里。該區(qū)域的月壤可能包含月球地幔物質(zhì)，對研究月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和早期演化具有關(guān)鍵價(jià)值。嫦娥六號選擇此處采樣，是人類首次在月球背面南極區(qū)域開展采樣返回任務(wù)，填補(bǔ)了月球背面地質(zhì)研究的空白。2.地球自轉(zhuǎn)速度近年來觀測到微小加快趨勢（2020年后平均每天縮短約0.5毫秒），最主要的影響因素是？A.冰川融化導(dǎo)致質(zhì)量重新分布B.地核與地幔之間的角動(dòng)量交換C.大氣環(huán)流的季節(jié)性波動(dòng)D.人類活動(dòng)（如水庫蓄水）答案：B解析：地球自轉(zhuǎn)速度的長期變化主要由地核與地幔的相互作用驅(qū)動(dòng)。地核由液態(tài)外核和固態(tài)內(nèi)核組成，外核的流動(dòng)會(huì)通過電磁耦合與地幔交換角動(dòng)量。近年來的加速可能與地核內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的周期性調(diào)整有關(guān)。冰川融化（A）主要影響海平面和地殼均衡，對自轉(zhuǎn)的影響周期較長；大氣環(huán)流（C）和人類活動(dòng)（D）的影響量級遠(yuǎn)小于地核作用。3.CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)中，Cas9蛋白的核心功能是？A.識別特定DNA序列B.切割目標(biāo)DNA雙鏈C.修復(fù)DNA斷裂位點(diǎn)D.傳遞編輯指令答案：B解析：CRISPR系統(tǒng)的工作流程為：向?qū)NA（gRNA）通過堿基互補(bǔ)配對識別目標(biāo)DNA序列（A由gRNA完成），隨后Cas9蛋白被招募到該位置，利用其核酸酶活性切斷DNA雙鏈（B）。DNA斷裂后，細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)非同源末端連接（易出錯(cuò)）或同源重組（精確修復(fù)）進(jìn)行修復(fù)（C是細(xì)胞自身機(jī)制）。因此，Cas9的核心功能是切割DNA。4.室溫超導(dǎo)若實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，最可能首先大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域是？A.消費(fèi)電子（如手機(jī)電池）B.電力傳輸網(wǎng)絡(luò)C.航空航天材料D.醫(yī)療影像設(shè)備答案：B解析：超導(dǎo)材料的最大優(yōu)勢是零電阻特性，可大幅降低輸電損耗（目前全球約8%的電能在傳輸中損失）。電力傳輸網(wǎng)絡(luò)對材料的載流能力、成本和穩(wěn)定性要求相對較低（相比需要微型化的消費(fèi)電子），且經(jīng)濟(jì)效益顯著（每年可節(jié)省數(shù)千億美元）。醫(yī)療影像設(shè)備（如MRI）雖已使用低溫超導(dǎo)，但室溫超導(dǎo)可簡化冷卻系統(tǒng)；消費(fèi)電子因需要柔性、小型化材料，技術(shù)門檻更高，需更長期研發(fā)。5.可降解塑料PLA（聚乳酸）的主要生產(chǎn)原料是？A.石油基烯烴B.玉米淀粉發(fā)酵產(chǎn)物C.海洋藻類提取物D.廢棄塑料再生答案：B解析：PLA是一種生物基可降解塑料，其生產(chǎn)流程為：以玉米、木薯等含淀粉作物為原料，經(jīng)水解得到葡萄糖，再通過乳酸菌發(fā)酵生成乳酸單體，最后聚合為聚乳酸。石油基烯烴（A）是傳統(tǒng)塑料（如聚乙烯）的原料；海洋藻類（C）因提取成本高，目前未大規(guī)模用于PLA生產(chǎn)；廢棄塑料再生（D）屬于物理回收，與PLA的生物合成工藝不同。PLA在堆肥條件下（50-60℃、微生物環(huán)境）可在6-12個(gè)月內(nèi)降解為水和二氧化碳。6.詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）與哈勃望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵區(qū)別在于？A.觀測波段以紅外為主B.使用反射式光學(xué)系統(tǒng)C.部署在近地軌道D.主鏡由單一鏡片構(gòu)成答案：A解析：哈勃望遠(yuǎn)鏡主要觀測可見光和紫外波段（部分近紅外），而韋伯望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是中紅外和近紅外波段（0.6-28微米）。這是因?yàn)橛钪嬖缙谔祗w發(fā)出的光因宇宙膨脹發(fā)生紅移，需紅外望遠(yuǎn)鏡捕捉；同時(shí)，紅外能穿透星際塵埃，觀測恒星形成區(qū)。兩者均使用反射式系統(tǒng)（B錯(cuò)誤）；韋伯部署在日地拉格朗日L2點(diǎn)（C錯(cuò)誤）；主鏡由18塊六邊形鈹鏡拼接（D錯(cuò)誤）。7.地球大氣中氧氣的主要來源是？A.陸地植物光合作用B.海洋浮游植物光合作用C.巖石風(fēng)化釋放D.火山噴發(fā)氣體答案：B解析：地球大氣中約50%-80%的氧氣來自海洋，主要貢獻(xiàn)者是海洋浮游植物（如藍(lán)藻、硅藻）。雖然陸地植物（如森林）光合作用顯著，但海洋面積占地球表面的71%，且浮游植物繁殖周期短、總量大。巖石風(fēng)化（C）主要消耗氧氣（如金屬氧化）；火山噴發(fā)（D）釋放的氣體以二氧化碳、水蒸氣為主，不含大量氧氣。8.量子計(jì)算中“量子比特（Qubit）”與經(jīng)典比特的根本區(qū)別是？A.可同時(shí)處于0和1的疊加態(tài)B.存儲(chǔ)容量更大C.運(yùn)算速度更快D.抗干擾能力更強(qiáng)答案：A解析：經(jīng)典比特只能處于0或1的確定狀態(tài)，而量子比特可通過量子疊加原理同時(shí)處于0和1的疊加態(tài)（如α|0?+β|1?，α2+β2=1）。這種疊加性使量子計(jì)算機(jī)能并行處理大量計(jì)算任務(wù)，理論上在特定問題（如大數(shù)分解、量子模擬）上遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)。存儲(chǔ)容量（B）和運(yùn)算速度（C）是疊加性帶來的結(jié)果，而非根本區(qū)別；量子比特因易受環(huán)境干擾，目前抗干擾能力（D）弱于經(jīng)典比特。9.2024年全球氣候觀測數(shù)據(jù)顯示，南極海冰面積達(dá)到有記錄以來最低值，主要原因是？A.全球變暖導(dǎo)致海水溫度上升B.臭氧洞修復(fù)引發(fā)大氣環(huán)流變化C.厄爾尼諾現(xiàn)象的周期性影響D.南極大陸冰川崩解入海答案：A解析：南極海冰面積的長期縮減趨勢與全球平均氣溫上升直接相關(guān)。海水溫度升高減少了海冰形成的范圍和厚度；同時(shí)，大氣溫度上升導(dǎo)致更多降水以液態(tài)形式出現(xiàn)，抑制海冰增長。厄爾尼諾（C）會(huì)影響短期海冰變化，但2024年的極端低值是長期變暖背景下的疊加效應(yīng)。臭氧洞修復(fù)（B）主要影響平流層溫度，對海冰的直接影響較??；冰川崩解（D）主要影響海平面，而非海冰面積（海冰是海水凍結(jié)形成，冰川是陸地冰）。10.合成生物學(xué)中“細(xì)胞工廠”的核心目標(biāo)是？A.設(shè)計(jì)人工合成的最小基因組B.改造微生物高效生產(chǎn)目標(biāo)物質(zhì)C.構(gòu)建模擬人體器官的微生理系統(tǒng)D.開發(fā)基于細(xì)胞的新型藥物遞送載體答案：B解析：“細(xì)胞工廠”是通過基因編輯、代謝工程等技術(shù)改造微生物（如大腸桿菌、酵母），使其高效合成目標(biāo)化合物（如藥物前體、生物燃料、可降解材料）。例如，利用改造后的酵母生產(chǎn)青蒿酸（青蒿素前體），替代傳統(tǒng)植物提取。設(shè)計(jì)最小基因組（A）是合成生物學(xué)的基礎(chǔ)研究；微生理系統(tǒng)（C）屬于組織工程；藥物遞送載體（D）是納米生物技術(shù)方向，均非“細(xì)胞工廠”的核心。11.地球上已知最古老的生命證據(jù)是？A.35億年前的疊層石B.40億年前的鋯石中的碳同位素C.25億年前的真核生物化石D.5.4億年前的寒武紀(jì)生物群答案：B解析：目前最古老的生命證據(jù)是加拿大魁北克省42.8億年前的巖石中發(fā)現(xiàn)的含碳微結(jié)構(gòu)，以及澳大利亞西部40億年前鋯石晶體中的碳同位素（δ13C值偏低，指示生物成因）。疊層石（A）是35億年前藍(lán)藻等微生物形成的沉積結(jié)構(gòu)，是較明確的生命活動(dòng)證據(jù)；真核生物（C）出現(xiàn)于約18億年前；寒武紀(jì)生物群（D）是生物大爆發(fā)的標(biāo)志。12.核聚變反應(yīng)中“勞森判據(jù)”主要描述的是？A.等離子體溫度、密度和約束時(shí)間的乘積需達(dá)到閾值B.核燃料的富集度要求C.反應(yīng)裝置的材料耐溫極限D(zhuǎn).中子輻射的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)答案：A解析：勞森判據(jù)（Lawsoncriterion）是實(shí)現(xiàn)可控核聚變的關(guān)鍵條件，定義為等離子體溫度（T）、密度（n）和約束時(shí)間（τ）的乘積nTτ需超過某一閾值（約102?keV·s/m3）。只有滿足該條件，核聚變釋放的能量才能超過維持等離子體所需的能量（能量增益Q≥1）。核燃料富集度（B）是裂變反應(yīng)堆的參數(shù)；材料耐溫（C）和輻射防護(hù)（D）是工程挑戰(zhàn)，但非物理可行性的核心判據(jù)。13.植物光合作用中，光反應(yīng)階段的直接產(chǎn)物是？A.葡萄糖和氧氣B.ATP、NADPH和氧氣C.淀粉和水D.二氧化碳和水答案：B解析：光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊體膜上，通過吸收光能將水分解為氧氣（釋放）、質(zhì)子和電子，同時(shí)生成ATP（能量載體）和NADPH（還原力載體）。暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）利用ATP和NADPH將二氧化碳固定為葡萄糖（A錯(cuò)誤）。淀粉是葡萄糖的儲(chǔ)存形式（C錯(cuò)誤）；二氧化碳是暗反應(yīng)的原料（D錯(cuò)誤）。14.人工智能大模型（如GPT-4）的“涌現(xiàn)能力”指的是？A.模型在達(dá)到一定規(guī)模后突然獲得的新功能（如邏輯推理）B.模型對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的過擬合現(xiàn)象C.模型在小樣本任務(wù)上的泛化能力D.模型參數(shù)的隨機(jī)初始化特性答案：A解析：涌現(xiàn)能力（EmergentAbilities）是指大模型在參數(shù)規(guī)模、數(shù)據(jù)量或計(jì)算量超過某個(gè)閾值前完全不具備，達(dá)到后突然表現(xiàn)出的能力，例如復(fù)雜邏輯推理、多語言翻譯、創(chuàng)造性寫作等。這些能力無法通過小規(guī)模模型的線性擴(kuò)展預(yù)測。過擬合（B）是模型對訓(xùn)練數(shù)據(jù)過度適應(yīng)；泛化能力（C）是模型處理未訓(xùn)練任務(wù)的能力，與涌現(xiàn)不同；參數(shù)初始化（D）是訓(xùn)練的初始條件，無關(guān)涌現(xiàn)。15.地球磁層的主要作用是？A.反射無線電波便于通信B.阻擋太陽風(fēng)和宇宙輻射C.維持大氣中的氧氣含量D.影響地球自轉(zhuǎn)速度答案：B解析：地球磁層是地磁場與太陽風(fēng)相互作用形成的區(qū)域，能偏轉(zhuǎn)大部分太陽風(fēng)帶電粒子（主要是質(zhì)子和電子），保護(hù)大氣層不被剝離，同時(shí)減少高能宇宙輻射對生物的傷害。反射無線電波（A）主要由電離層完成；維持氧氣含量（C）依賴光合作用和大氣循環(huán)；影響自轉(zhuǎn)速度（D）與地核運(yùn)動(dòng)相關(guān)。16.生物分類學(xué)中“界門綱目科屬種”的最基本單位是？A.科B.屬C.種D.目答案：C解析：“種”（物種）是生物分類的基本單位，定義為能夠自然交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物。同一種的個(gè)體具有相似的形態(tài)、生理和遺傳特征；不同種之間存在生殖隔離（如馬和驢雜交產(chǎn)生的騾子不可育）。科、屬、目是更高層次的分類單元。17.半導(dǎo)體芯片制造中“光刻技術(shù)”的核心作用是？A.去除硅片表面雜質(zhì)B.在硅片上繪制電路圖案C.摻雜形成PN結(jié)D.連接不同芯片單元答案：B解析：光刻是芯片制造的關(guān)鍵步驟，通過光刻機(jī)將掩膜版上的電路圖案曝光到涂有光刻膠的硅片上，形成微米級甚至納米級的精細(xì)結(jié)構(gòu)（如晶體管的柵極）。去除雜質(zhì)（A）是清洗工藝；摻雜（C）通過離子注入或擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)；連接單元（D）是金屬化工藝（如銅互連）。目前最先進(jìn)的極紫外（EUV）光刻可實(shí)現(xiàn)3納米以下制程。18.全球變暖導(dǎo)致的“海洋酸化”主要是由于？A.工業(yè)廢水排放含酸物質(zhì)B.大氣二氧化碳溶于海水生成碳酸C.海洋生物呼吸作用釋放二氧化碳D.火山噴發(fā)釋放的二氧化硫溶于海水答案：B解析：海洋酸化的主因是大氣中CO?濃度升高（工業(yè)革命以來從280ppm升至約420ppm），CO?溶于海水發(fā)生反應(yīng)：CO?+H?O?H?CO??H?+HCO??，導(dǎo)致海水pH值下降（近200年下降約0.1，相當(dāng)于酸度增加30%）。工業(yè)廢水（A）影響局部海域；生物呼吸（C）是自然碳循環(huán)的一部分；火山SO?（D）影響短暫且范圍小。19.量子通信的“不可竊聽”特性基于？A.量子糾纏的超距作用B.量子態(tài)的不可克隆定理C.光子的高速傳輸D.加密算法的復(fù)雜性答案：B解析：量子通信（如量子密鑰分發(fā)）的安全性基于量子力學(xué)的基本原理：任何對量子態(tài)的測量都會(huì)干擾其狀態(tài)（測不準(zhǔn)原理），且量子態(tài)無法被精確克?。ú豢煽寺《ɡ恚?。若存在竊聽，發(fā)送方和接收方可通過比對部分密鑰發(fā)現(xiàn)異常，從而廢棄被竊聽的密鑰。量子糾纏（A）是量子通信的一種實(shí)現(xiàn)方式（如量子隱形傳態(tài)），但非安全性的根本保障；加密算法（D）是經(jīng)典通信的安全基礎(chǔ)。2