2025年科普知識(shí)競(jìng)賽試題庫(kù)及答案一、天文與航天知識(shí)1.2025年計(jì)劃發(fā)射的嫦娥七號(hào)月球探測(cè)器，其核心科學(xué)目標(biāo)之一是在月球南極區(qū)域開展哪項(xiàng)關(guān)鍵探測(cè)？答案：月表水冰資源的分布與含量探測(cè)。嫦娥七號(hào)將通過光譜儀、雷達(dá)等載荷，重點(diǎn)分析月球南極永久陰影區(qū)的水冰存在形式、富集程度及形成機(jī)制，為未來月球基地建設(shè)提供資源支撐。2.截至2025年，人類已發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系外行星（系外行星）中，多數(shù)通過哪種方法被探測(cè)到？答案：凌日法（TransitMethod）。該方法通過觀測(cè)恒星亮度因行星遮擋而發(fā)生的周期性微弱下降，結(jié)合光譜分析確認(rèn)行星存在，占已發(fā)現(xiàn)系外行星總數(shù)的約70%。3.2024年發(fā)射的“星艦”（Starship）飛船若在2025年完成首次載人繞月飛行，其采用的推進(jìn)劑組合是什么？答案：液氧（LOX）和甲烷（CH?）。相較于傳統(tǒng)火箭使用的液氧-煤油或液氧-液氫，液氧甲烷推進(jìn)劑具有更高的比沖、可重復(fù)使用性及月球/火星原位資源利用潛力（通過薩巴捷反應(yīng)可利用當(dāng)?shù)谻O?和水合成）。4.太陽(yáng)活動(dòng)周期約為11年，2025年前后將迎來第25個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)峰年，此時(shí)最可能出現(xiàn)的空間天氣現(xiàn)象是？答案：強(qiáng)烈的日冕物質(zhì)拋射（CME）和X級(jí)耀斑。太陽(yáng)活動(dòng)峰年時(shí)，太陽(yáng)黑子數(shù)量增多，磁場(chǎng)重聯(lián)事件頻發(fā)，可能引發(fā)高能帶電粒子暴，干擾衛(wèi)星通信、導(dǎo)航系統(tǒng)及地面電網(wǎng)。5.哈勃空間望遠(yuǎn)鏡與詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)波段主要區(qū)別是什么？答案：哈勃主要覆蓋紫外到近紅外（0.2-2.5微米），韋伯則聚焦中紅外到可見光（0.6-28微米）。韋伯的紅外優(yōu)勢(shì)使其能穿透星際塵埃，觀測(cè)早期宇宙的恒星形成和星系演化。二、物理與前沿科技6.量子計(jì)算中，“量子比特（Qubit）”與經(jīng)典計(jì)算機(jī)的“比特（Bit）”最本質(zhì)的區(qū)別是什么？答案：量子比特可處于“0”和“1”的量子疊加態(tài)（如α|0?+β|1?，α2+β2=1），而經(jīng)典比特只能是確定的0或1。疊加態(tài)使量子計(jì)算機(jī)在處理某些問題（如大數(shù)分解、量子模擬）時(shí)具備指數(shù)級(jí)加速能力。7.2025年有望實(shí)現(xiàn)的“室溫超導(dǎo)”若采用高壓氫化物材料，其超導(dǎo)機(jī)制主要遵循哪種理論？答案：基于電聲子耦合的BCS理論（巴丁-庫(kù)珀-施里弗理論）。高壓下氫化物中的氫原子振動(dòng)（聲子）與電子相互作用，促使電子形成庫(kù)珀對(duì)，從而無電阻傳輸電流。8.狹義相對(duì)論中，“鐘慢效應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證除了μ子壽命延長(zhǎng)外，2025年可能通過哪種新技術(shù)更精確觀測(cè)？答案：基于原子鐘的太空實(shí)驗(yàn)。例如，將高精度光鐘搭載于衛(wèi)星，利用不同軌道高度的引力勢(shì)差（廣義相對(duì)論效應(yīng)）與相對(duì)速度（狹義相對(duì)論效應(yīng)），同時(shí)驗(yàn)證兩種效應(yīng)的疊加影響。9.激光核聚變（慣性約束聚變）中，“點(diǎn)火”的定義是指？答案：聚變反應(yīng)釋放的能量超過輸入的激光能量（能量增益Q≥1），且產(chǎn)生的α粒子（氦原子核）通過熱沉積維持等離子體溫度，實(shí)現(xiàn)自持燃燒。2022年美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）已首次實(shí)現(xiàn)Q>1，2025年或向工程化應(yīng)用推進(jìn)。10.超材料（Metamaterial）的“超”主要體現(xiàn)在其具備哪種自然材料不具備的特性？答案：人工設(shè)計(jì)的電磁/聲學(xué)響應(yīng)特性。例如，負(fù)折射率（可實(shí)現(xiàn)“隱身斗篷”）、超分辨率成像（突破衍射極限）或特定頻率的完全吸收（電磁屏蔽），這些特性由亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)單元的周期性排列實(shí)現(xiàn)。三、生物與生命科學(xué)11.CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)中，“向?qū)NA（gRNA）”的主要功能是什么？答案：引導(dǎo)Cas9蛋白識(shí)別靶DNA序列。gRNA包含與目標(biāo)基因互補(bǔ)的20個(gè)核苷酸序列（spacer），通過堿基配對(duì)定位到特定基因組位置，Cas9則切割該位置的DNA雙鏈，觸發(fā)細(xì)胞的非同源末端連接（NHEJ）或同源重組（HDR）修復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)基因敲除或精確編輯。12.合成生物學(xué)中，“人工設(shè)計(jì)基因組”的典型案例是2010年的“辛西婭（Synthia）”，2025年該領(lǐng)域的核心挑戰(zhàn)是什么？答案：長(zhǎng)鏈人工基因組的功能驗(yàn)證與穩(wěn)定性調(diào)控。例如，如何確保人工設(shè)計(jì)的基因回路（如代謝途徑）在宿主細(xì)胞中高效、穩(wěn)定表達(dá)，避免因突變或基因沉默導(dǎo)致功能失效；同時(shí)需解決“非自然堿基對(duì)”（如X-Y對(duì)）在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄中的忠實(shí)性問題。13.2025年，全球首個(gè)獲批的“通用型CAR-T細(xì)胞療法”需解決的關(guān)鍵問題是什么？答案：避免移植物抗宿主?。℅VHD）和宿主抗移植物反應(yīng)（HvGD）。通用型CAR-T（UCAR-T）使用健康供體的T細(xì)胞，需通過基因編輯敲除T細(xì)胞受體（TCR）基因（防止攻擊宿主細(xì)胞）和MHC-I類分子（減少被宿主免疫細(xì)胞識(shí)別），同時(shí)引入“自殺基因”（如iCasp9）以便在嚴(yán)重副作用時(shí)清除。14.表觀遺傳學(xué)中，DNA甲基化（5mC）的主要生物學(xué)功能是？答案：調(diào)控基因表達(dá)。DNA甲基化通常發(fā)生在CpG島（胞嘧啶-磷酸-鳥嘌呤序列），高度甲基化會(huì)抑制轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，導(dǎo)致基因沉默；去甲基化則激活基因表達(dá)。該過程參與細(xì)胞分化、X染色體失活及環(huán)境因素（如飲食、壓力）引起的基因表達(dá)長(zhǎng)期改變。15.2023年發(fā)現(xiàn)的“泛素化修飾新機(jī)制”中，“類泛素蛋白（Ubl）”與泛素（Ubiquitin）的核心差異是？答案：類泛素蛋白的功能更具特異性。泛素主要標(biāo)記蛋白質(zhì)降解（通過26S蛋白酶體），而類泛素蛋白（如SUMO、NEDD8）參與蛋白質(zhì)定位（如核質(zhì)運(yùn)輸）、活性調(diào)控（如酶活性抑制）或復(fù)合體組裝（如DNA修復(fù)復(fù)合體），其修飾過程（E1-E2-E3酶級(jí)聯(lián)）與泛素類似但酶系統(tǒng)不同。四、地球與環(huán)境科學(xué)16.2025年，我國(guó)“雙碳”目標(biāo)（2030碳達(dá)峰、2060碳中和）的關(guān)鍵技術(shù)支撐之一是“碳捕集、利用與封存（CCUS）”，其中“地質(zhì)封存”的首選地層是？答案：深部咸水層（深度>800米）。咸水層分布廣、容量大（全球可封存約1萬億噸CO?），且通過溶解捕集（CO?溶于水）、礦物捕集（與巖石反應(yīng)生成碳酸鹽）和構(gòu)造捕集（蓋層封閉）實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定封存，安全性高于油氣藏或煤田封存。17.2025年可能出現(xiàn)的“極端天氣事件”中，“熱穹頂（HeatDome）”現(xiàn)象的形成機(jī)制是？答案：高壓系統(tǒng)停滯導(dǎo)致暖空氣被困。當(dāng)大氣中出現(xiàn)強(qiáng)高壓脊（如副熱帶高壓異常北移），下沉氣流增溫（絕熱壓縮）形成“穹頂”，阻擋冷空氣和降水進(jìn)入，使地面持續(xù)高溫。2021年北美熱穹頂曾導(dǎo)致加拿大利頓市氣溫達(dá)49.6℃，創(chuàng)歷史紀(jì)錄。18.海洋“酸化”的主要原因是？其對(duì)生物的最直接影響是？答案：原因是大氣CO?濃度升高（約30%被海洋吸收），與海水反應(yīng)生成碳酸（CO?+H?O→H?CO?），導(dǎo)致pH下降（工業(yè)革命以來海洋pH已降低0.1）。直接影響是干擾鈣化生物（如珊瑚、貝類）的外殼/骨骼形成，因?yàn)樗峄档土撕Ｋ刑妓岣x子（CO?2?）濃度，使CaCO?（碳酸鈣）溶解速率超過沉積速率。19.地?zé)崮荛_發(fā)中，“增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）”與傳統(tǒng)水熱型地?zé)岬暮诵膮^(qū)別是？答案：EGS通過人工造儲(chǔ)層獲取熱能。傳統(tǒng)水熱型依賴天然存在的高溫高壓地下水；EGS則針對(duì)干熱巖（地下3-10公里，溫度>150℃但無流動(dòng)水體），通過壓裂形成人工裂隙網(wǎng)絡(luò)，注入冷水循環(huán)吸收熱量，適用于更廣區(qū)域（如我國(guó)西藏、云南的非火山巖地區(qū)）。20.2025年，我國(guó)第七次全國(guó)人口普查后續(xù)研究可能重點(diǎn)關(guān)注的“人口結(jié)構(gòu)問題”是？答案：深度老齡化與少子化的疊加效應(yīng)。預(yù)計(jì)2025年我國(guó)60歲及以上人口占比將超20%（進(jìn)入深度老齡化社會(huì)），同時(shí)總和生育率可能低于1.1（遠(yuǎn)低于2.1的世代更替水平），需應(yīng)對(duì)勞動(dòng)力短缺、養(yǎng)老醫(yī)療壓力及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式轉(zhuǎn)型。五、交叉學(xué)科與生活科技21.5G通信中“毫米波（24-100GHz）”的主要優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)是？答案：優(yōu)勢(shì)：帶寬大（可支持10Gbps以上速率）、容量高（適合密集城區(qū)）；挑戰(zhàn)：信號(hào)衰減強(qiáng)（易被雨、霧、建筑阻擋）、覆蓋范圍?。ㄐ璨渴鸶嘈』荆?025年6G研發(fā)已關(guān)注太赫茲（0.1-10THz），但需解決更嚴(yán)重的大氣吸收問題。22.2025年普及的“數(shù)字孿生（DigitalTwin）”技術(shù)在智慧城市中的典型應(yīng)用是？答案：實(shí)時(shí)模擬城市運(yùn)行并預(yù)測(cè)優(yōu)化。例如，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)采集交通、能耗、環(huán)境數(shù)據(jù)，構(gòu)建城市3D虛擬模型，模擬暴雨內(nèi)澇時(shí)的排水系統(tǒng)壓力，提前調(diào)度抽水設(shè)備；或預(yù)測(cè)高峰時(shí)段的電網(wǎng)負(fù)荷，動(dòng)態(tài)調(diào)整可再生能源發(fā)電與儲(chǔ)能分配。23.食品工業(yè)中“3D打印食品”的核心技術(shù)難點(diǎn)是？答案：材料特性與營(yíng)養(yǎng)保留的平衡。打印材料需具備適當(dāng)?shù)恼扯龋蓴D出成型）和熱穩(wěn)定性（成型后不坍塌），同時(shí)需保持蛋白質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分的生物活性（避免高溫或化學(xué)處理破壞）。目前主要應(yīng)用于個(gè)性化餐食（如老年人軟食）或航天特需食品。24.智能家居中“邊緣計(jì)算（EdgeComputing）”相較于“云端計(jì)算”的優(yōu)勢(shì)是？答案：低延遲與隱私保護(hù)。邊緣計(jì)算將數(shù)據(jù)處理放在本地設(shè)備（如智能音箱、攝像頭）或小區(qū)服務(wù)器，無需上傳至云端，可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)（如安防攝像頭實(shí)時(shí)識(shí)別闖入者），同時(shí)避免用戶隱私數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中泄露。25.2025年，“腦機(jī)接口（BCI）”技術(shù)最可能首先實(shí)現(xiàn)的臨床應(yīng)用是？答案：幫助癱瘓患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)或交流能力。例如，通過植入式電極（如Neuralink的腦機(jī)芯片）讀取大腦運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)信號(hào)，解碼為控制指令，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂或輪椅；或通過非侵入式腦電（EEG）設(shè)備識(shí)別患者的意圖性腦波，轉(zhuǎn)化為文字輸出。六、判斷題（正確√，錯(cuò)誤×）26.黑洞的“事件視界”是光線無法逃逸的邊界，因此人類永遠(yuǎn)無法直接觀測(cè)到事件視界內(nèi)的信息。（）答案：√。根據(jù)廣義相對(duì)論，事件視界內(nèi)的任何信息（包括光）都無法逃離黑洞引力，因此只能通過視界外的效應(yīng)（如吸積盤輻射、引力透鏡）間接推斷其存在。27.所有病毒都必須依賴宿主細(xì)胞才能復(fù)制，因此病毒不屬于生物。（）答案：×。病毒雖無獨(dú)立代謝能力，但具備遺傳物質(zhì)（DNA/RNA）和進(jìn)化特征（可變異），生物學(xué)分類中通常被視為“非細(xì)胞生物”，而非完全非生物。28.地磁場(chǎng)的主要來源是地核的液態(tài)外核中熔融鐵鎳的對(duì)流運(yùn)動(dòng)（地球發(fā)電機(jī)效應(yīng)）。（）答案：√。地核分為固態(tài)內(nèi)核（鐵鎳合金）和液態(tài)外核，外核的熱對(duì)流與地球自轉(zhuǎn)共同驅(qū)動(dòng)導(dǎo)電流體運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生自維持的磁場(chǎng)。29.人工智能中的“深度學(xué)習(xí)”必須依賴大量標(biāo)注數(shù)據(jù)，因此無法處理小樣本學(xué)習(xí)問題。（）答案：×。近年來發(fā)展的“遷移學(xué)習(xí)”“