2025年大學(xué)生科普知識(shí)競(jìng)賽試題庫(kù)及答案一、天文與航天知識(shí)1.2024年發(fā)射的嫦娥六號(hào)探測(cè)器完成了人類首次月背采樣返回任務(wù)，其采集的月壤主要來(lái)自月球的哪個(gè)區(qū)域？答案：月球南極-艾特肯盆地。該區(qū)域是月球最大、最古老的撞擊盆地，保存了月球早期地質(zhì)活動(dòng)的關(guān)鍵信息，月壤樣本對(duì)研究月球演化史具有重要價(jià)值。2.韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）與哈勃望遠(yuǎn)鏡的主要觀測(cè)波段有何不同？答案：韋伯望遠(yuǎn)鏡主要工作在紅外波段（0.6-28微米），而哈勃望遠(yuǎn)鏡以可見(jiàn)光和紫外波段（0.1-1微米）為主。紅外觀測(cè)能穿透星際塵埃，探測(cè)更遙遠(yuǎn)、更早期的星系及系外行星大氣。3.被稱為“星際訪客”的奧陌陌（?Oumuamua）有何特殊之處？答案：奧陌陌是人類發(fā)現(xiàn)的首個(gè)星際天體（2017年），其形狀呈雪茄形（長(zhǎng)約400米，寬約40米），軌道顯示它來(lái)自太陽(yáng)系外。不同于彗星，它沒(méi)有彗尾，可能由金屬或巖石構(gòu)成，表面因星際輻射呈紅色。4.火星大氣非常稀?。ū砻鏆鈮簝H約600帕，地球?yàn)?01325帕），主要原因是什么？答案：火星內(nèi)核冷卻導(dǎo)致磁場(chǎng)消失（約40億年前），失去磁場(chǎng)保護(hù)后，太陽(yáng)風(fēng)直接剝離大氣分子（主要是二氧化碳）；此外，火星質(zhì)量較?。s為地球的11%），引力不足以長(zhǎng)期束縛輕分子（如氫、氦）逃逸。二、物理與前沿科技5.根據(jù)狹義相對(duì)論，當(dāng)物體接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“時(shí)間膨脹”現(xiàn)象。若飛船以0.9c（c為光速）飛行，地面觀察者測(cè)得飛船上的1秒相當(dāng)于地面的多長(zhǎng)時(shí)間？（保留兩位小數(shù)）答案：約2.29秒。時(shí)間膨脹公式為Δt=Δt?/√(1-v2/c2)，代入v=0.9c，計(jì)算得Δt=1/√(1-0.81)=1/√0.19≈2.29秒。6.量子糾纏中“鬼魅般的超距作用”是否違反光速不變?cè)?？答案：不違反。量子糾纏的“關(guān)聯(lián)傳遞”不攜帶信息，糾纏粒子的狀態(tài)在測(cè)量前是疊加的，測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性是量子力學(xué)的內(nèi)在屬性，無(wú)法用于超光速通信，因此不違背相對(duì)論。7.超導(dǎo)材料的“零電阻”特性在什么條件下才能實(shí)現(xiàn)？目前已知最高臨界溫度的超導(dǎo)材料是哪種？答案：超導(dǎo)材料需在低于其臨界溫度（Tc）時(shí)才會(huì)呈現(xiàn)零電阻。目前（截至2024年），高壓下的氫化鑭（LaH10）臨界溫度約250K（-23℃），是常壓外最高記錄；常壓下最高Tc的材料是銅基超導(dǎo)體，約138K（-135℃）。8.激光（LASER）的全稱是“受激輻射光放大”，其與普通光的本質(zhì)區(qū)別是什么？答案：激光具有高度的相干性（相位一致）、單色性（單一頻率）和方向性（幾乎無(wú)發(fā)散）。普通光是自發(fā)輻射產(chǎn)生的，各光子相位、方向隨機(jī)；激光通過(guò)受激輻射實(shí)現(xiàn)光子的同步放大，光子狀態(tài)高度一致。三、化學(xué)與環(huán)境科學(xué)9.食品包裝中常見(jiàn)的“脫氧劑”主要成分是什么？其防止食品氧化的原理是？答案：常見(jiàn)脫氧劑成分為還原鐵粉（Fe），輔以活性炭、氯化鈉等。原理：鐵粉與包裝內(nèi)的氧氣、水分發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鐵（Fe?O?·nH?O），消耗氧氣，降低環(huán)境氧濃度，從而抑制微生物生長(zhǎng)和食品氧化。10.酸雨的pH值通常小于5.6，其主要酸性物質(zhì)來(lái)源有哪些？答案：主要來(lái)源是人為排放的硫氧化物（SO?）和氮氧化物（NOx）。SO?來(lái)自化石燃料（煤、石油）燃燒，NOx來(lái)自汽車尾氣、工業(yè)高溫過(guò)程。這些氣體在大氣中與水、氧氣反應(yīng)生成硫酸（H?SO?）和硝酸（HNO?），隨降水降落形成酸雨。11.鋰離子電池的正極材料（如三元材料）為何需要加入鈷元素？答案：鈷（Co）能穩(wěn)定正極材料的層狀結(jié)構(gòu)（如LiNiCoMnO?），提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性（充放電次數(shù)）和能量密度。鈷的存在可抑制充放電過(guò)程中過(guò)渡金屬離子的遷移，減少結(jié)構(gòu)坍塌，延長(zhǎng)電池壽命。12.光催化分解水制氫的關(guān)鍵是找到高效催化劑，目前研究較多的催化劑材料是什么？其作用機(jī)制是？答案：常見(jiàn)催化劑為二氧化鈦（TiO?）及其改性材料（如摻雜金屬或非金屬元素）。機(jī)制：TiO?吸收光能后，價(jià)帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)；電子還原水生成H?（2H?+2e?→H?），空穴氧化水生成O?（2H?O+4h?→O?+4H?）。四、生物與生命科學(xué)13.CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)中，“向?qū)NA（gRNA）”的作用是什么？答案：gRNA包含與目標(biāo)DNA序列互補(bǔ)的引導(dǎo)序列（約20個(gè)核苷酸）和與Cas9蛋白結(jié)合的支架序列。它通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)定位到目標(biāo)基因位點(diǎn)，引導(dǎo)Cas9蛋白切割該位置的DNA雙鏈，從而實(shí)現(xiàn)基因敲除、插入或編輯。14.新冠病毒（SARS-CoV-2）的刺突蛋白（S蛋白）為何是疫苗設(shè)計(jì)的關(guān)鍵靶點(diǎn)？答案：S蛋白是病毒感染宿主細(xì)胞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其受體結(jié)合域（RBD）可與人體細(xì)胞表面的ACE2受體結(jié)合，介導(dǎo)病毒進(jìn)入細(xì)胞。疫苗通過(guò)誘導(dǎo)人體產(chǎn)生針對(duì)S蛋白的中和抗體，阻止病毒與ACE2結(jié)合，從而阻斷感染。15.人類基因組計(jì)劃（HGP）宣稱“完成”的時(shí)間是哪一年？其測(cè)定的是單倍體基因組的序列嗎？答案：2003年（比原計(jì)劃提前2年）。HGP測(cè)定的是來(lái)自多個(gè)供體的單倍體基因組序列（22條常染色體+X、Y染色體），但初期仍有約8%的高度重復(fù)序列未完成；2022年“端粒到端粒聯(lián)盟（T2T）”才首次發(fā)布完整的人類基因組序列。16.植物向光性生長(zhǎng)的主要原因是？生長(zhǎng)素在其中如何分布？答案：植物向光性由單側(cè)光引起生長(zhǎng)素分布不均導(dǎo)致。單側(cè)光照射下，莖尖產(chǎn)生的生長(zhǎng)素向背光側(cè)運(yùn)輸（橫向運(yùn)輸），背光側(cè)生長(zhǎng)素濃度高于向光側(cè)，細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)更快，莖向光彎曲。五、地理與地球科學(xué)17.厄爾尼諾現(xiàn)象（ElNi?o）發(fā)生時(shí)，赤道東太平洋表層水溫會(huì)如何變化？對(duì)全球氣候有哪些典型影響？答案：厄爾尼諾發(fā)生時(shí)，赤道東太平洋表層水溫異常升高（較常年偏高0.5℃以上）。典型影響包括：南美洲西岸（秘魯、智利）暴雨洪澇；東南亞、澳大利亞?wèn)|部干旱；北美西部暖濕、東部冷冬；我國(guó)南方易出現(xiàn)“暖冬”和夏季洪澇。18.板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)認(rèn)為地球巖石圈由哪些大板塊組成？板塊邊界的主要類型有哪些？答案：主要大板塊包括：太平洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、印度洋板塊、美洲板塊、南極洲板塊（部分分類含小板塊如納斯卡板塊）。板塊邊界類型：離散型（生長(zhǎng)邊界，如大洋中脊）、匯聚型（消亡邊界，如海溝-島?。?、轉(zhuǎn)換型（平移邊界，如圣安德列斯斷層）。19.冰川融化（如格陵蘭冰蓋）為何會(huì)導(dǎo)致海平面上升？其與熱膨脹效應(yīng)相比，哪個(gè)貢獻(xiàn)更大？答案：冰川融化直接增加海洋水量（固態(tài)水轉(zhuǎn)為液態(tài)）；熱膨脹效應(yīng)是海水因升溫體積膨脹。目前（21世紀(jì)初），冰川融化（包括山地冰川和冰蓋）對(duì)海平面上升的貢獻(xiàn)約占60%，熱膨脹約占30%，剩余為地下水開(kāi)采等。20.喀斯特地貌（如桂林山水）的形成需要哪些條件？其典型地表形態(tài)有哪些？答案：形成條件：可溶性巖石（以石灰?guī)r為主）、溫暖濕潤(rùn)的氣候（降水豐富，溶蝕作用強(qiáng)）、巖石裂隙發(fā)育（利于水滲透）。典型地表形態(tài)：峰林、峰叢、孤峰、溶洞、天坑、地下河等。六、綜合與前沿交叉21.生成式AI（如ChatGPT）的“涌現(xiàn)能力”指什么？其與傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型的主要區(qū)別是？答案：涌現(xiàn)能力指模型在達(dá)到一定規(guī)模（參數(shù)、數(shù)據(jù)量）后，突然獲得訓(xùn)練時(shí)未顯式學(xué)習(xí)的能力（如邏輯推理、多語(yǔ)言翻譯）。傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型（如隨機(jī)森林）的能力與模型復(fù)雜度線性相關(guān)，而大語(yǔ)言模型（LLM）的涌現(xiàn)能力呈現(xiàn)非線性躍升，需通過(guò)大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練激發(fā)。22.元宇宙（Metaverse）的核心技術(shù)支撐包括哪些？答案：關(guān)鍵技術(shù)包括：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）提供沉浸式交互；區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)數(shù)字資產(chǎn)確權(quán)；5G/6G保障低延遲通信；人工智能（AI）生成內(nèi)容（AIGC）豐富場(chǎng)景；數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建虛擬物理世界映射。23.可控核聚變（如“人造太陽(yáng)”）的主要燃料是氘（D）和氚（T），為何選擇這兩種同位素？答案：氘和氚的聚變反應(yīng)（D+T→?He+n+17.6MeV）在較低溫度（約1億℃）下即可發(fā)生，且反應(yīng)截面（發(fā)生概率）較大。此外，氘在海水中儲(chǔ)量豐富（每升海水含約0.03克氘，全球海水含氘約40萬(wàn)億噸），氚可通過(guò)鋰（Li）在反應(yīng)堆中再生（n+?Li→T+?He）。24.碳捕捉與封存技術(shù)（CCS）的主要流程包括哪幾個(gè)環(huán)節(jié)？其對(duì)“雙碳”目標(biāo)的意義是？答案：流程：捕捉（從工業(yè)廢氣或空氣中分離CO?）、運(yùn)輸（通過(guò)管道或船舶輸送）、封存（注入地下深層咸水層、枯竭油氣藏或進(jìn)行礦化固定）。意義：C