2025年科普知識競賽題庫(附答案)1.太陽系中唯一逆向自轉(zhuǎn)的行星是哪一顆？答案：金星。金星的自轉(zhuǎn)方向與其他行星相反，是自東向西旋轉(zhuǎn)，其自轉(zhuǎn)周期（243地球日）甚至長于公轉(zhuǎn)周期（224.7地球日）。2.人體中最長的神經(jīng)是哪一條？答案：坐骨神經(jīng)。坐骨神經(jīng)從腰部脊髓發(fā)出，經(jīng)過臀部、大腿后側(cè)延伸至小腿和足部，是人體最粗大、最長的神經(jīng)，負責下肢的運動和感覺。3.量子計算機中“量子比特”與傳統(tǒng)計算機“比特”的本質(zhì)區(qū)別是什么？答案：量子比特利用量子疊加態(tài)，可同時表示0和1的疊加狀態(tài)；傳統(tǒng)比特只能表示0或1的單一狀態(tài)。這使得量子計算機在處理特定問題（如大數(shù)分解、量子模擬）時具有指數(shù)級速度優(yōu)勢。4.為什么雷雨過后空氣會變得清新？答案：主要原因有兩點：一是雷電使空氣中的氧氣（O?）轉(zhuǎn)化為臭氧（O?），微量臭氧具有清新空氣的作用；二是降雨過程中，雨水吸附并沉降了空氣中的灰塵、顆粒物等污染物，降低了空氣雜質(zhì)濃度。5.植物光合作用中，光反應和暗反應分別發(fā)生在葉綠體的哪個部位？答案：光反應發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上（依賴光能分解水并產(chǎn)生ATP和NADPH）；暗反應（卡爾文循環(huán)）發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中（利用光反應產(chǎn)生的能量將二氧化碳固定為葡萄糖）。6.目前已知宇宙中最古老的星系是哪個？其距地球約多少光年？答案：2023年韋伯望遠鏡發(fā)現(xiàn)的JADES-GS-z13-0星系，距地球約134億光年，其光傳播到地球耗時約134億年，因此我們觀測到的是它誕生于宇宙大爆炸后約3億年的狀態(tài)。7.為什么沙漠地區(qū)晝夜溫差大，而沿海地區(qū)溫差??？答案：主要與物質(zhì)的比熱容有關。沙子的比熱容?。s0.92×103J/(kg·℃)），吸收或釋放少量熱量溫度變化顯著；水的比熱容大（4.2×103J/(kg·℃)），溫度變化緩慢。因此沙漠白天升溫快、夜晚降溫快，沿海地區(qū)受海洋調(diào)節(jié)，晝夜溫差小。8.新冠病毒（SARS-CoV-2）的刺突蛋白（S蛋白）在感染過程中起什么作用？答案：刺突蛋白通過與宿主細胞表面的ACE2受體結合，介導病毒與宿主細胞膜的融合，使病毒遺傳物質(zhì)（RNA）進入宿主細胞，完成感染過程。這也是疫苗設計的關鍵靶點（如mRNA疫苗主要誘導針對S蛋白的抗體）。9.地球上現(xiàn)存最古老的樹種是什么？其存活的關鍵適應特征有哪些？答案：是位于美國加利福尼亞州的“瑪士撒拉”（一棵大盆地狐尾松），樹齡約4850年。其存活關鍵特征包括：樹皮厚實且含抗菌樹脂，減緩蟲害和真菌感染；生長緩慢，木質(zhì)致密減少水分流失；針葉表面覆蓋蠟質(zhì)層，降低蒸騰作用。10.核聚變反應與核裂變反應的主要區(qū)別是什么？目前人類實現(xiàn)可控核聚變的主要技術路徑有哪些？答案：核裂變是重原子核（如鈾-235）分裂為較輕原子核并釋放能量；核聚變是輕原子核（如氘、氚）結合為較重原子核（如氦）并釋放能量?？煽睾司圩兊闹饕夹g路徑包括磁約束（如國際熱核聚變實驗堆ITER的托卡馬克裝置）和慣性約束（如美國國家點火裝置NIF的激光壓縮靶丸）。11.為什么變色龍能改變體色？其變色機制與哪些因素相關？答案：變色龍的皮膚表層有多層特殊細胞（虹細胞），內(nèi)含納米級晶體結構。通過神經(jīng)調(diào)節(jié)改變晶體排列方式，可反射不同波長的光，從而呈現(xiàn)不同顏色。變色主要與情緒（如求偶、防御）、溫度、光照等因素相關，而非單純模仿環(huán)境。12.地球大氣層中，臭氧濃度最高的是哪一層？該層臭氧對人類有何意義？答案：平流層（距地面15-50公里）。平流層臭氧能吸收99%以上的太陽紫外線（尤其是UV-B和UV-C），保護地球生物免受過量紫外線的傷害（如皮膚癌、DNA損傷）。13.人體血液中紅細胞的主要功能是什么？其壽命約為多長時間？答案：紅細胞的主要功能是通過血紅蛋白運輸氧氣（從肺部到組織）和部分二氧化碳（從組織到肺部）。紅細胞壽命約120天，衰老后主要在脾臟被巨噬細胞分解。14.2023年“中國天眼”（FAST）取得的重要科學成果之一是什么？答案：FAST首次發(fā)現(xiàn)了脈沖星三維速度與自轉(zhuǎn)軸共線的證據(jù)，為研究脈沖星起源與演化提供了關鍵觀測數(shù)據(jù)；此外還探測到納赫茲引力波的關鍵證據(jù)，推動了低頻引力波天文學發(fā)展。15.為什么香蕉在未成熟時是綠色，成熟后會變黃？答案：未成熟香蕉的果皮含有大量葉綠素（呈現(xiàn)綠色），同時細胞內(nèi)的淀粉轉(zhuǎn)化酶活性低，淀粉未轉(zhuǎn)化為糖。成熟過程中，乙烯（植物激素）促進葉綠素分解，類胡蘿卜素（黃色）逐漸顯現(xiàn)；同時淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖、果糖等，使香蕉變甜變軟。16.地球的地磁場是如何產(chǎn)生的？如果地磁場消失會對生物造成哪些影響？答案：地磁場主要由地核外核的液態(tài)鐵鎳合金流動產(chǎn)生的“發(fā)電機效應”維持。若地磁場消失，宇宙高能粒子（如太陽風）將直接轟擊地球表面，破壞生物DNA；衛(wèi)星、通信設備可能因輻射過載失效；依賴地磁導航的生物（如信鴿、部分候鳥）將失去方向感。17.植物的向光性生長是由哪種植物激素調(diào)控的？其具體作用機制是什么？答案：由生長素（吲哚乙酸，IAA）調(diào)控。單側(cè)光照射下，生長素在背光側(cè)分布更多（通過細胞膜上的載體蛋白橫向運輸），導致背光側(cè)細胞伸長生長更快，植物莖向光彎曲。18.目前全球變暖的主要人為原因是什么？列舉兩種可有效減緩全球變暖的技術手段。答案：主要人為原因是化石燃料（煤、石油、天然氣）燃燒釋放大量二氧化碳（CO?），以及森林砍伐減少了CO?吸收。減緩技術手段包括：碳捕集與封存（CCS，將工業(yè)排放的CO?壓縮后注入地下儲存）、發(fā)展可再生能源（如光伏、風電替代火電）、推廣電動汽車減少燃油車排放。19.人體消化系統(tǒng)中，哪一器官既是內(nèi)分泌腺又是外分泌腺？其分泌的主要物質(zhì)及功能分別是什么？答案：胰腺。外分泌部分分泌胰液（含胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶），通過胰管進入小腸，參與食物消化；內(nèi)分泌部分（胰島）分泌胰島素（降低血糖）和胰高血糖素（升高血糖），調(diào)節(jié)血糖平衡。20.為什么高鐵軌道需要預留伸縮縫？其設計依據(jù)的物理原理是什么？答案：預留伸縮縫是為了應對鋼軌的熱脹冷縮。鋼軌主要成分為鐵，其熱膨脹系數(shù)約為12×10??/℃，溫度變化時長度會變化。若無縫連接，溫度升高時鋼軌可能因膨脹擠壓變形甚至斷裂；溫度降低時可能因收縮拉裂。伸縮縫為鋼軌提供了膨脹或收縮的空間，避免結構破壞。21.深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是什么？該生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者是哪類生物？答案：能量來源是地球內(nèi)部的化學能（如熱泉噴口釋放的硫化氫、甲烷等還原性物質(zhì)）。初級生產(chǎn)者是化能合成細菌（如硫氧化菌），它們通過氧化硫化氫等物質(zhì)獲取能量，將二氧化碳合成為有機物，支撐整個生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。22.5G通信相比4G的核心技術優(yōu)勢有哪些？列舉至少三項。答案：5G的核心優(yōu)勢包括：①更高的傳輸速率（理論峰值達20Gbps，4G為1Gbps）；②更低的時延（約1ms，4G為50ms）；③更大的連接密度（每平方公里支持100萬臺設備，4G為10萬臺）；④支持毫米波頻段，提升頻譜利用率。23.為什么用高壓鍋煮食物更快？其涉及的物理原理是什么？答案：高壓鍋通過密封使鍋內(nèi)氣壓升高（通?？蛇_1.5個標準大氣壓），水的沸點隨氣壓升高而升高（約120℃）。更高的溫度加快了食物中蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化的速率，因此食物更易煮熟，所需時間更短。24.人類基因組計劃（HGP）的主要成果是什么？該計劃對醫(yī)學發(fā)展有何意義？答案：HGP于2003年完成人類基因組30億個堿基對的測序，繪制了人類基因圖譜。其意義包括：①發(fā)現(xiàn)了與疾病相關的基因（如BRCA1/BRCA2與乳腺癌關聯(lián)）；②推動了精準醫(yī)學發(fā)展（根據(jù)個體基因差異制定治療方案）；③促進了基因編輯技術（如CRISPR）的應用。25.為什么天空在白天是藍色的，而日出日落時是紅色的？答案：白天陽光進入大氣層，短波長的藍光（約450nm）被大氣分子（如氮、氧）散射（瑞利散射）的概率是長波長紅光的10倍，因此天空呈現(xiàn)藍色。日出日落時，陽光需穿過更厚的大氣層，藍光被大量散射，剩余的紅光（長波長）占比更高，因此天空或太陽呈現(xiàn)紅色。26.植物的“頂端優(yōu)勢”現(xiàn)象指什么？生產(chǎn)中如何利用這一現(xiàn)象提高作物產(chǎn)量？答案：頂端優(yōu)勢指植物的頂芽優(yōu)先生長，抑制側(cè)芽發(fā)育的現(xiàn)象（由頂芽產(chǎn)生的生長素向下運輸，積累在側(cè)芽部位，高濃度生長素抑制側(cè)芽生長）。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過摘除頂芽（打頂）可解除頂端優(yōu)勢，促進側(cè)芽萌發(fā)，增加分枝數(shù)（如棉花打頂可提高結鈴率；番茄打頂可增加結果枝）。27.目前主流的鋰電池（如三元鋰電池）正極材料主要是什么？其相比鉛酸電池的優(yōu)勢有哪些？答案：三元鋰電池正極材料通常為鎳鈷錳（NCM）或鎳鈷鋁（NCA）的復合氧化物。相比鉛酸電池，其優(yōu)勢包括：①能量密度高（約200-300Wh/kg，鉛酸電池約50-70Wh/kg）；②循環(huán)壽命長（約1000-2000次充放電，鉛酸電池約300-500次）；③無重金屬污染（鉛酸電池含鉛和硫酸）；④重量更輕。28.為什么飛機在平流層飛行更平穩(wěn)？答案：平流層（距地面10-50公里）的特點是氣溫隨高度升高而升高（臭氧吸收紫外線增溫），空氣以水平流動為主，垂直對流弱，因此幾乎無雷暴、湍流等天氣現(xiàn)象。相比之下，對流層（0-10公里）空氣對流活躍，天氣復雜，飛行時顛簸較多。29.人體免疫系統(tǒng)的“第三道防線”由什么組成？其主要功能是什么？答案：第三道防線是特異性免疫（獲得性免疫），由免疫器官（胸腺、淋巴結等）、免疫細胞（T細胞、B細胞）和免疫活性物質(zhì)（抗體、細胞因子）組成。其功能是針對特定病原體（如病毒、細菌）產(chǎn)生特異性抗體或致敏T細胞，進行精確清除（如B細胞分化為漿細胞分泌抗體，T細胞直接攻擊被感染細胞）。30.為什么下雪后周圍環(huán)境會變得特別安靜？答案：新雪的結構疏松多孔（孔隙率可達90%以上），當聲波傳入雪層時，會在孔隙內(nèi)多次反射、摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為熱能，導致聲波能量被大量吸收。因此雪后環(huán)境噪音（如腳步聲、車輛聲）的反射和傳播被削弱，顯得更安靜。31.2023年我國在航天領域的重要成就之一是什么？答案：2023年11月，我國“天問一號”任務團隊獲得國際宇航聯(lián)合會（IAF）“世界航天獎”，以表彰其在火星探測中實現(xiàn)“繞、落、巡”一次任務完成的技術突破；此外，長征系列火箭年發(fā)射次數(shù)首次突破60次，刷新我國航天發(fā)射紀錄。32.為什么用冰箱保存食物可以延長保質(zhì)期？其生物學原理是什么？答案：低溫環(huán)境可抑制微生物（細菌、真菌）的生長繁殖（多數(shù)微生物最適生長溫度為20-40℃），同時減緩食物中酶的活性（如脂肪酶、蛋白酶），降低食物自身的生化反應速率（如氧化、腐?。Ｒ虼吮洌ㄍǔ?℃左右）能有效延長食物保鮮時間。33.地球的“磁偏角”指什么？其對導航有何影響？答案：磁偏角是地球表面某點的地磁子午線（指南針指向）與地理子午線（真北方向）之間的夾角。由于地磁場的磁極與地理兩極不重合（地磁北極位于加拿大北部，地磁南極位于南極洲），因此使用指南針導航時需根據(jù)當?shù)卮牌切拚?，否則會產(chǎn)生方向誤差。34.植物的“光周期現(xiàn)象”指什么？舉例說明其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用。答案：光周期現(xiàn)象指植物開花等生理活動對晝夜長短（光暗周期）的響應。例如：①短日植物（如菊花）需在日照長度短于臨界值（如12小時）時開花，通過人工遮光縮短日照可調(diào)控菊花在非自然季節(jié)開花；②長日植物（如小麥）需長于臨界日照才開花，通過補光可促進其提前抽穗，調(diào)整種植周期。35.為什么用吸管可以將飲料吸入口中？其涉及的物理原理是什么？答案：用吸管吸氣時，吸管內(nèi)空氣被排出，管內(nèi)氣壓降低（小于外界大氣壓）。在外界大氣壓的作用下，飲料被壓入吸管，最終進入口中。本質(zhì)是利用了大氣壓強的差異。36.人體中含量最多的金屬元素是什么？其主要生理功能有哪些？答案：鈣（約占人體體重的1.5-2%）。主要功能包括：①構成骨骼和牙齒（99%的鈣存在于骨組織）；②參與肌肉收縮（鈣離子觸發(fā)肌動蛋白與肌球蛋白結合）；③維持神經(jīng)沖動傳導（鈣離子調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)釋放）；④促進血液凝固（作為凝血因子參與凝血過程）。37.為什么火箭發(fā)射時需要多級推進？答案：火箭飛行中需攜帶大量燃料（占總質(zhì)量的80-90%），隨著燃料消耗，空殼的質(zhì)量成為冗余負載。多級火箭通過逐級分離已耗盡燃料的子級（如第一級、第二級），減少后續(xù)飛行的總質(zhì)量，提高推進效率。例如，三級火箭可將有效載荷（如衛(wèi)星）送入軌道，而單級火箭因推重比限制難以達到宇宙速度（7.9km/s）。38.為什么切開的蘋果放置一段時間后會變褐？如何防止這種現(xiàn)象？答案：蘋果細胞破裂后，多酚氧化酶（PPO）與細胞內(nèi)的酚類物質(zhì)接觸，在氧氣參與下催化酚類氧化為醌類，醌類進一步聚合形成褐色物質(zhì)（黑色素）。防止方法包括：①隔絕氧氣（如用保鮮膜包裹）；②降低酶活性（如冷藏或用沸水燙切面色）；③添加抗氧化劑（如檸檬汁中的維生素C，可還原醌類）。39.地球的“溫室效應”與“全球變暖”有何區(qū)別？答案：溫室效應是自然現(xiàn)象，指大氣中的溫室氣體（如CO?、水蒸氣）吸收地面長波輻射并反射回地面，使地球表面溫度維持在適宜生命生存的范圍（約15℃，無溫室效應時約-18℃）。全球變暖是由于人類活動（如化石燃料燃燒）導致溫室氣體濃度過高，增強了溫室效應，使地球平均氣溫異常升高（近百年全球平均氣溫上升約1.1℃）。40.人體的“反射弧”由哪幾部分組成？舉例說明簡單反射和復雜反射的區(qū)別。答案：反射弧由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應器五部分組成。簡單反射（非條件反射）是生來就有的先天性反射（如膝跳反射，神經(jīng)中樞在脊髓）；復雜反射（條件反射）是后天學習獲得的（如聽到鈴聲分泌唾液，神經(jīng)中樞在大腦皮層）。41.為什么衛(wèi)星繞地球運行時不會掉下來？其軌道高度與運行速度的關系如何？答案：衛(wèi)星繞地球運行時，地球引力提供向心力，使衛(wèi)星做圓周運動。根據(jù)牛頓萬有引力定律，軌道高度越低，所需運行速度越快（近地軌道速度約7.9km/s）；軌道高度越高，速度越慢（如同步軌道高度約36000公里，速度約3.1km/s）。當引力與向心力平衡時，衛(wèi)星可保持穩(wěn)定軌道。42.為什么用洗潔精可以去除油污？其去污原理是什么？答案：洗潔精的主要成分是表面活性劑（如烷基苯磺酸鈉），其分子一端為親水基（易溶于水），另一端為親油基（易溶于油）。親油基插入油污內(nèi)部，親水基朝向水，形成“膠束”包裹油污。在水流沖洗下，膠束脫離物體表面，隨水帶走油污。43.植物的“蒸騰作用”對自身有何意義？答案：蒸騰作用的意義包括：①產(chǎn)生蒸騰拉力，促進根對水分和無機鹽的吸收及向上運輸；②通過水分蒸發(fā)帶走熱量，降低葉片溫度（避免高溫灼傷）；③維持細胞的緊張度（使葉片舒展，利于光合作用）。44.為什么手機電池在低溫環(huán)境下續(xù)航縮短？答案：低溫會降低鋰離子電池中電解液的離子遷移速率（電解液黏度增加），同時電極材料（如石墨負極）的活性降低，導致電池內(nèi)部電阻增大，可用容量減少。此外，低溫下電池的化學反應速率減慢，實際放電容量可能降至常溫的50-70%。45.地球的“板塊構造學說”認為全球分為哪六大板塊？答案：六大板塊包括：亞歐板塊、非洲板塊、印度洋板塊（含澳大利亞大陸、印度次大陸）、太平洋板塊（幾乎全為海洋）、美洲板塊（分北美、南美板塊，部分學說合并）、南極洲板塊。46.為什么煮熟的雞蛋更容易剝皮？答案：生雞蛋的蛋清（主要成分是蛋白質(zhì)）與蛋殼內(nèi)膜之間有少量黏液（含黏蛋白），使兩者粘連緊密。煮熟后，蛋白質(zhì)變性凝固收縮，蛋清與蛋殼內(nèi)膜分離；同時加熱使蛋殼內(nèi)的空氣膨脹排出，冷卻后內(nèi)部氣壓降低，外界