2025年度全國大學(xué)生科普知識(shí)競賽題庫及答案一、天文與航天知識(shí)1.2024年，中國嫦娥六號(hào)任務(wù)成功從月球背面采集的月壤樣本中，首次發(fā)現(xiàn)了一種可用于核聚變的關(guān)鍵物質(zhì)。該物質(zhì)是？答案：氦-3（3He）。月壤中氦-3含量約為10-15ppm，是地球含量的百萬倍，未來可作為可控核聚變的理想燃料。2.韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）觀測到的“宇宙第一縷光”對應(yīng)的天體類型是？答案：早期星系。韋伯望遠(yuǎn)鏡通過近紅外相機(jī)（NIRCam）捕捉到紅移值z≈13的星系，其發(fā)出的光經(jīng)過134億年傳播到達(dá)地球，對應(yīng)宇宙大爆炸后約3億年的早期宇宙。3.地球同步軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期嚴(yán)格一致，其軌道高度約為？答案：約35786公里。該軌道位于赤道上空，衛(wèi)星相對地面靜止，廣泛用于通信、氣象監(jiān)測等領(lǐng)域。4.太陽活動(dòng)極大年時(shí)，最可能對地球產(chǎn)生的影響是？A.全球平均氣溫顯著升高B.無線電短波通信中斷C.兩極地區(qū)極光減弱D.地球磁場強(qiáng)度增強(qiáng)答案：B。太陽活動(dòng)極大年時(shí)，耀斑爆發(fā)釋放大量高能帶電粒子，干擾地球電離層，導(dǎo)致無線電短波通信中斷；極光會(huì)因高能粒子增多而增強(qiáng)，全球氣溫主要受溫室氣體影響，與太陽活動(dòng)無直接強(qiáng)關(guān)聯(lián)。5.類地行星（水、金、地、火）與類木行星（木、土、天、海）的主要區(qū)別在于？答案：類地行星體積小、密度高（主要由巖石和金屬構(gòu)成），類木行星體積大、密度低（主要由氫、氦等氣體及冰物質(zhì)構(gòu)成）。二、地球與環(huán)境科學(xué)6.2023年全球平均氣溫較工業(yè)化前上升約1.2℃，其中對升溫貢獻(xiàn)最大的溫室氣體是？答案：二氧化碳（CO?）。其在大氣中的濃度已超過420ppm（2023年數(shù)據(jù)），因化石燃料燃燒、森林砍伐等人類活動(dòng)持續(xù)增加，是當(dāng)前全球變暖的主因。7.喀斯特地貌的形成主要依賴哪種化學(xué)反應(yīng)？答案：碳酸鈣的溶解與沉積。方程式為：CaCO?+H?O+CO??Ca(HCO?)?。雨水溶解大氣中的CO?形成弱酸性溶液，溶蝕可溶性巖石（如石灰?guī)r），經(jīng)長期作用形成溶洞、峰林等地貌。8.以下哪種能源屬于“負(fù)碳能源”？A.風(fēng)電B.生物質(zhì)能（需配套碳捕集）C.光伏發(fā)電D.天然氣答案：B。生物質(zhì)能利用植物光合作用固定的CO?，若燃燒后通過碳捕集與封存（BECCS）技術(shù)將CO?永久儲(chǔ)存，可實(shí)現(xiàn)凈碳移除，成為負(fù)碳能源。9.厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，赤道東太平洋海域會(huì)出現(xiàn)？A.水溫異常升高B.信風(fēng)增強(qiáng)C.秘魯寒流加強(qiáng)D.澳大利亞東部降水增多答案：A。厄爾尼諾指赤道中東太平洋海溫異常增暖的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致信風(fēng)減弱、秘魯寒流減弱，澳大利亞東部因干燥下沉氣流增強(qiáng)而出現(xiàn)干旱，南美西岸則可能暴雨頻發(fā)。10.土壤中“有效態(tài)磷”含量低是限制農(nóng)作物生長的常見問題，其主要原因是？答案：磷易與土壤中的鐵、鋁（酸性土壤）或鈣（堿性土壤）結(jié)合形成難溶磷酸鹽（如磷酸鐵、磷酸鈣），無法被植物直接吸收。三、生命科學(xué)與生物技術(shù)11.CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)中，Cas9蛋白的主要功能是？答案：在sgRNA（向?qū)NA）引導(dǎo)下識(shí)別并切割特定DNA序列（靶標(biāo)位點(diǎn)），實(shí)現(xiàn)基因敲除或插入。12.人類體細(xì)胞中，端粒的主要作用是？A.編碼蛋白質(zhì)B.保護(hù)染色體末端完整性C.調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄D.參與DNA復(fù)制答案：B。端粒是染色體末端的重復(fù)DNA序列（如TTAGGG），隨細(xì)胞分裂逐漸縮短，縮短至臨界長度時(shí)細(xì)胞停止分裂（衰老），因此具有保護(hù)染色體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的功能。13.2023年，科學(xué)家首次在實(shí)驗(yàn)室中通過細(xì)胞重編程技術(shù)獲得“人工類胚胎”，其關(guān)鍵突破是？答案：成功模擬了早期胚胎的三胚層分化（外胚層、中胚層、內(nèi)胚層）及原腸運(yùn)動(dòng)，為研究胚胎發(fā)育缺陷、藥物篩選提供了新模型，且不依賴自然胚胎。14.以下哪種生物屬于“極端微生物”？A.南極磷蝦B.深海熱泉口的硫還原古菌C.撒哈拉沙漠的駱駝D.熱帶雨林的樹蛙答案：B。極端微生物能在高溫（>80℃）、高壓、高鹽、強(qiáng)酸/堿等極端環(huán)境中生存，如熱泉口古菌可在121℃下存活。15.合成生物學(xué)中“人工設(shè)計(jì)基因組”的典型案例是？答案：2010年J.CraigVenter團(tuán)隊(duì)合成的支原體基因組（MycoplasmamycoidesJCVI-syn1.0），這是首個(gè)完全由人工化學(xué)合成的基因組，并成功驅(qū)動(dòng)細(xì)胞存活分裂。四、物理與材料科學(xué)16.量子計(jì)算中，“量子比特（Qubit）”與經(jīng)典比特的本質(zhì)區(qū)別是？答案：量子比特可處于“0”和“1”的疊加態(tài)（如α|0?+β|1?，α2+β2=1），而經(jīng)典比特只能是0或1的確定態(tài)；此外，量子比特間可通過量子糾纏實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算，大幅提升算力。17.高溫超導(dǎo)材料的“高溫”是指？A.高于0℃B.高于液氮溫度（-196℃）C.高于液氦溫度（-269℃）D.接近室溫（20℃左右）答案：B。傳統(tǒng)超導(dǎo)材料需液氦（約4K）冷卻，而高溫超導(dǎo)材料（如釔鋇銅氧）可在液氮（77K，-196℃）環(huán)境下實(shí)現(xiàn)零電阻，降低了應(yīng)用成本。18.當(dāng)光從空氣射入水中時(shí)，以下物理量保持不變的是？A.波長B.頻率C.速度D.折射率答案：B。光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)；波長λ=v/f，速度v=c/n（n為折射率），因此波長和速度會(huì)隨介質(zhì)改變。19.形狀記憶合金（如鎳鈦合金）的“記憶效應(yīng)”源于？答案：馬氏體相變。高溫下為奧氏體相（有序結(jié)構(gòu)），低溫下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相（較軟、易變形）；當(dāng)加熱至奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)，馬氏體重新轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，恢復(fù)原始形狀。20.以下哪種現(xiàn)象屬于“量子隧穿效應(yīng)”？A.電子顯微鏡利用電子束成像B.太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能C.α衰變中原子核釋放α粒子D.激光的受激輻射答案：C。α粒子在原子核內(nèi)的勢能高于勢壘高度時(shí)，經(jīng)典物理認(rèn)為無法逃逸，但量子隧穿效應(yīng)允許其以一定概率穿過勢壘，導(dǎo)致α衰變。五、化學(xué)與能源21.鋰離子電池中，正極材料的主要作用是？答案：儲(chǔ)存并釋放鋰離子（Li?）。常見正極材料如磷酸鐵鋰（LiFePO?）、三元材料（LiNixCoyMnzO?），充電時(shí)Li?從正極脫出嵌入負(fù)極（石墨），放電時(shí)反向移動(dòng)。22.光催化分解水制氫的關(guān)鍵是？A.提高催化劑對可見光的吸收效率B.降低反應(yīng)溫度C.增加水的純度D.施加高壓答案：A。水分解需吸收足夠能量（對應(yīng)波長<190nm的紫外光），但太陽光譜中紫外光僅占約5%，因此開發(fā)能吸收可見光（400-700nm）的催化劑（如改性TiO?、硫化鎘）是關(guān)鍵。23.以下哪種物質(zhì)屬于“綠色溶劑”？A.二甲基亞砜（DMSO）B.離子液體（如[BMIM][PF6]）C.四氯化碳（CCl4）D.苯（C6H6）答案：B。離子液體由有機(jī)陽離子和無機(jī)陰離子組成，蒸氣壓極低、可回收，替代傳統(tǒng)揮發(fā)性有機(jī)溶劑（如苯、四氯化碳），符合綠色化學(xué)理念。24.酸雨的pH值通常小于？答案：5.6。正常雨水因溶解CO?呈弱酸性（pH≈5.6），當(dāng)SO?、NOx等酸性氣體（來自化石燃料燃燒）溶于水后，pH<5.6的降水即為酸雨。25.合成氨工業(yè)中，使用鐵基催化劑的主要目的是？A.提高平衡轉(zhuǎn)化率B.降低反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)C.減少氮?dú)庀腄.增加氫氣產(chǎn)量答案：B。合成氨反應(yīng)（N?+3H??2NH?）需高溫高壓（傳統(tǒng)條件：400-500℃，15-30MPa），鐵基催化劑通過降低反應(yīng)活化能，使反應(yīng)在較溫和條件下快速進(jìn)行，但不改變平衡轉(zhuǎn)化率。六、科技前沿與交叉學(xué)科26.元宇宙（Metaverse）的核心支撐技術(shù)不包括？A.擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）B.區(qū)塊鏈C.量子計(jì)算D.數(shù)字孿生答案：C。元宇宙依賴XR（沉浸式交互）、區(qū)塊鏈（虛擬資產(chǎn)確權(quán)）、數(shù)字孿生（物理世界映射）、AI（智能生成內(nèi)容）等技術(shù)，量子計(jì)算目前尚未成為其核心支撐。27.腦機(jī)接口（BCI）的“侵入式”與“非侵入式”的主要區(qū)別是？答案：侵入式需通過手術(shù)將電極植入大腦皮層（如Neuralink的芯片），信號(hào)質(zhì)量高但有創(chuàng)傷；非侵入式通過頭皮腦電（EEG）等外部設(shè)備采集信號(hào)，無創(chuàng)傷但分辨率較低。28.2023年，中國科學(xué)家在“人工合成淀粉”領(lǐng)域取得新進(jìn)展，其技術(shù)路徑的關(guān)鍵突破是？答案：從二氧化碳出發(fā)，通過酶催化反應(yīng)模塊（如C1→C3→C6→淀粉），將反應(yīng)步驟從自然光合作用的60余步縮短至11步，效率提升8.5倍，為未來工業(yè)合成糧食奠定基礎(chǔ)。29.以下哪種技術(shù)屬于“6G”的典型特征？A.毫米波波通信B.空天地一體化網(wǎng)絡(luò)C.百兆級(jí)傳輸速率D.僅支持地面設(shè)備連接答案：B。6G將融合衛(wèi)星通信、無人機(jī)通信等，構(gòu)建覆蓋空、天、地、海的一體化網(wǎng)絡(luò)，支持全域無縫連接；傳輸速率預(yù)計(jì)達(dá)1Tbps以上，遠(yuǎn)超5G的10Gbps。30.人工智能大模型（如GPT-4）的“涌現(xiàn)能力”是指？A.模型參數(shù)規(guī)模超過一定閾值后，突然具備的未顯式訓(xùn)練的能力（如邏輯推理、多語言翻譯）B.模型僅能處理單一任務(wù)的特性C.模型訓(xùn)練過程中參數(shù)的隨機(jī)波動(dòng)D.模型對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的過擬合現(xiàn)象答案：A。涌現(xiàn)能力是大模型的重要特征，例如參數(shù)規(guī)模超千億的模型可能自發(fā)掌握數(shù)學(xué)計(jì)算、常識(shí)推理等未在訓(xùn)練目標(biāo)中明確要求的能力。七、綜合知識(shí)31.中國古代科技著作《天工開物》的作者是？答案：宋應(yīng)星（明代）。該書系統(tǒng)記錄了農(nóng)業(yè)、手工業(yè)（如紡織、陶瓷、冶金）的生產(chǎn)技術(shù)，被稱為“中國17世紀(jì)的工藝百科全書”。32.2024年，全球首顆“量子微納衛(wèi)星”發(fā)射成功，其核心任務(wù)是？答案：驗(yàn)證微納衛(wèi)星平臺(tái)下的星地量子密鑰分發(fā)技術(shù)，探索低成本、批量化量子衛(wèi)星組網(wǎng)的可行性，推動(dòng)量子通信從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)?；瘧?yīng)用。33.以下哪種動(dòng)物的導(dǎo)航方式與地球磁場無關(guān)？A.信鴿B.帝王蝶C.蝙蝠D.海龜答案：C。蝙蝠主要依賴回聲定位（超聲波）導(dǎo)航；信鴿、帝王蝶、海龜體內(nèi)含