2025年科普知識(shí)競(jìng)賽試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.2024年，詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球約120億光年的類星體J0529-4351，其主要觀測(cè)波段是？A.可見(jiàn)光B.紫外線C.紅外線D.X射線答案：C（韋伯望遠(yuǎn)鏡主要工作在紅外波段，用于觀測(cè)早期宇宙天體）2.量子通信的核心原理是利用了量子力學(xué)的哪一特性？A.波粒二象性B.量子糾纏與不可克隆定理C.不確定性原理D.隧穿效應(yīng)答案：B（量子通信通過(guò)糾纏光子的關(guān)聯(lián)特性實(shí)現(xiàn)安全傳輸，不可克隆定理保證了信息不可竊聽(tīng)）3.CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)中，Cas9蛋白的主要功能是？A.識(shí)別目標(biāo)DNA序列B.切斷特定位置的DNA雙鏈C.修復(fù)DNA斷裂缺口D.合成新的DNA片段答案：B（Cas9作為“分子剪刀”，在向?qū)NA引導(dǎo)下切割目標(biāo)DNA）4.2023年，我國(guó)科學(xué)家成功合成了一種新型超導(dǎo)材料——镥氮?dú)潴w系，其臨界溫度約為21℃。下列關(guān)于超導(dǎo)材料的描述，正確的是？A.超導(dǎo)狀態(tài)下電阻為零，但仍會(huì)消耗能量B.目前所有超導(dǎo)材料都需要極低溫環(huán)境C.超導(dǎo)材料可用于制造無(wú)損耗輸電線路D.超導(dǎo)現(xiàn)象僅發(fā)生在金屬材料中答案：C（超導(dǎo)狀態(tài)電阻為零，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電；部分材料已實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)，不限于金屬）5.地球大氣層中，臭氧濃度最高的層次是？A.對(duì)流層B.平流層C.中間層D.熱層答案：B（平流層中的臭氧層集中了90%以上的臭氧，吸收紫外線）6.下列關(guān)于人工智能大模型的描述，錯(cuò)誤的是？A.訓(xùn)練大模型需要海量標(biāo)注數(shù)據(jù)B.大模型的“涌現(xiàn)能力”指超出訓(xùn)練目標(biāo)的復(fù)雜功能C.GPT-4已具備完全自主的邏輯推理能力D.多模態(tài)大模型可處理文本、圖像、語(yǔ)音等多種數(shù)據(jù)答案：C（當(dāng)前大模型仍基于統(tǒng)計(jì)規(guī)律，不具備人類級(jí)別的自主邏輯推理）7.2024年，我國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝下潛至11034米，該深度海水的主要壓力來(lái)源是？A.地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力B.海水自身的重量C.地幔熱對(duì)流D.板塊擠壓答案：B（液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度成正比，深海壓力主要由上方海水重量引起）8.下列哪種現(xiàn)象與地球公轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)？A.四季更替B.晝夜長(zhǎng)短變化C.太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)D.晝夜交替答案：D（晝夜交替是地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的）9.糖尿病患者的血糖調(diào)節(jié)障礙主要與哪種激素有關(guān)？A.甲狀腺激素B.胰島素C.腎上腺素D.生長(zhǎng)激素答案：B（胰島素由胰島β細(xì)胞分泌，促進(jìn)血糖進(jìn)入細(xì)胞利用）10.2023年，我國(guó)首顆探日衛(wèi)星“羲和號(hào)”發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)大氣中存在“磁重聯(lián)”現(xiàn)象，該現(xiàn)象的直接結(jié)果是？A.太陽(yáng)黑子增多B.日珥爆發(fā)C.太陽(yáng)風(fēng)速度降低D.光球?qū)訙囟壬叽鸢福築（磁重聯(lián)釋放大量能量，引發(fā)日珥、耀斑等活動(dòng)）11.下列關(guān)于塑料降解的描述，正確的是？A.普通聚乙烯塑料在自然環(huán)境中可在5年內(nèi)完全降解B.可降解塑料在任何條件下都能快速分解為水和二氧化碳C.光降解塑料的降解速率受光照強(qiáng)度影響顯著D.生物降解塑料只能通過(guò)微生物分解，與溫度無(wú)關(guān)答案：C（光降解塑料依賴紫外線觸發(fā)分解，光照不足時(shí)降解緩慢）12.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度主要依賴于？A.衛(wèi)星數(shù)量B.原子鐘的精度C.地面基站數(shù)量D.信號(hào)頻率答案：B（原子鐘提供高精度時(shí)間基準(zhǔn)，是定位計(jì)算的核心）13.下列關(guān)于RNA的描述，錯(cuò)誤的是？A.mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板B.tRNA負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸C.rRNA是核糖體的組成成分D.所有RNA都參與蛋白質(zhì)合成答案：D（某些RNA如miRNA參與基因表達(dá)調(diào)控，不直接參與翻譯）14.2024年，我國(guó)科學(xué)家在青海湖發(fā)現(xiàn)一種耐鹽細(xì)菌，其細(xì)胞內(nèi)維持滲透壓的主要機(jī)制是？A.排出細(xì)胞內(nèi)的鹽分B.積累有機(jī)溶質(zhì)（如甜菜堿）C.增大細(xì)胞膜的透性D.分解鹽分獲取能量答案：B（耐鹽生物通過(guò)積累相容性溶質(zhì)平衡胞內(nèi)外滲透壓）15.下列能源中，屬于二次能源的是？A.煤炭B.天然氣C.電能D.太陽(yáng)能答案：C（二次能源是由一次能源加工轉(zhuǎn)換而來(lái)，如電能、汽油）16.下列關(guān)于地震波的描述，正確的是？A.縱波（P波）只能在固體中傳播B.橫波（S波）傳播速度比縱波快C.面波（L波）是地震時(shí)破壞最嚴(yán)重的波D.地震波無(wú)法穿過(guò)地核答案：C（面波沿地表傳播，振幅大、能量集中，破壞性最強(qiáng)）17.下列關(guān)于基因工程的應(yīng)用，不屬于“轉(zhuǎn)基因生物”的是？A.抗蟲(chóng)棉（轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因）B.胰島素（大腸桿菌表達(dá)人胰島素基因）C.克隆羊多莉（體細(xì)胞移植）D.黃金大米（轉(zhuǎn)入β-胡蘿卜素合成基因）答案：C（克隆屬于無(wú)性繁殖，未引入外源基因）18.2023年，我國(guó)“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船采用了新型熱控材料——?dú)饽z，其主要特性是？A.高密度、高導(dǎo)熱B.低密度、低導(dǎo)熱C.高強(qiáng)度、高導(dǎo)電D.高彈性、高透光答案：B（氣凝膠孔隙率高，是目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低的固體材料之一）19.下列關(guān)于月相的描述，正確的是？A.新月時(shí)，月球位于太陽(yáng)和地球之間B.滿月時(shí)，月球與太陽(yáng)同升同落C.上弦月出現(xiàn)在農(nóng)歷每月初一D.月相變化周期為24小時(shí)答案：A（新月時(shí)日月地共線，月球位于中間，不可見(jiàn)）20.下列關(guān)于人工智能倫理的爭(zhēng)議，主要源于？A.計(jì)算速度過(guò)快B.數(shù)據(jù)隱私與算法偏見(jiàn)C.硬件成本過(guò)高D.模型參數(shù)過(guò)多答案：B（AI倫理核心問(wèn)題包括數(shù)據(jù)泄露、算法歧視、責(zé)任歸屬等）二、判斷題（共10題，每題1分，共10分）1.光年是時(shí)間單位。（）答案：×（光年是距離單位，指光在真空中一年傳播的距離）2.所有病毒都含有DNA和RNA兩種遺傳物質(zhì)。（）答案：×（病毒僅含DNA或RNA中的一種）3.試管嬰兒是指在試管中完成所有發(fā)育過(guò)程的嬰兒。（）答案：×（試管嬰兒是體外受精后將胚胎移植入母體子宮發(fā)育）4.塑料屬于天然高分子材料。（）答案：×（塑料是人工合成的高分子材料）5.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是美國(guó)研發(fā)的全球定位系統(tǒng)。（）答案：×（北斗是中國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）6.酸雨的pH值通常小于5.6。（）答案：√（正常雨水因溶解CO?呈弱酸性，pH約5.6，酸雨pH更低）7.染色體僅存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核中。（）答案：×（線粒體、葉綠體中也含有環(huán)狀DNA分子）8.5G通信使用的電磁波頻率低于4G。（）答案：×（5G采用更高頻率的毫米波，提升傳輸速率）9.醫(yī)用酒精消毒的最佳濃度是100%。（）答案：×（75%酒精可滲透進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，100%酒精會(huì)使表面蛋白凝固，阻礙滲透）10.地球自轉(zhuǎn)的速度是恒定不變的。（）答案：×（地球自轉(zhuǎn)速度受月球引力、地核活動(dòng)等影響，存在微小變化）三、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.2024年，我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)中的“碳達(dá)峰”是指__________。答案：二氧化碳排放量達(dá)到歷史最高值，之后逐步下降2.目前人類已知質(zhì)量最大的天體類型是__________。答案：黑洞（或超大質(zhì)量黑洞）3.植物光合作用中，光反應(yīng)的產(chǎn)物是__________和__________。答案：ATP（三磷酸腺苷）、NADPH（還原型輔酶Ⅱ）4.半導(dǎo)體芯片制造過(guò)程中，“光刻”步驟的核心作用是__________。答案：將掩膜版上的電路圖案轉(zhuǎn)移到硅片表面5.2023年，我國(guó)“深海一號(hào)”大氣田實(shí)現(xiàn)超深水天然氣田開(kāi)發(fā)，其“超深水”一般指水深超過(guò)__________米。答案：3006.量子計(jì)算機(jī)的核心優(yōu)勢(shì)在于利用__________實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算，可解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)難以處理的復(fù)雜問(wèn)題。答案：量子疊加態(tài)7.地球大氣層中，能反射無(wú)線電波的層次是__________。答案：電離層8.2024年，我國(guó)科學(xué)家在云南發(fā)現(xiàn)的“寒武紀(jì)化石庫(kù)”為研究__________提供了關(guān)鍵證據(jù)。答案：生命大爆發(fā)（或寒武紀(jì)大爆發(fā)）9.新型冠狀病毒（COVID-19）的遺傳物質(zhì)是__________。答案：RNA（核糖核酸）10.2023年，我國(guó)“人造太陽(yáng)”（EAST）實(shí)現(xiàn)1.2億℃持續(xù)101秒的等離子體運(yùn)行，其采用的約束方式是__________。答案：磁約束（或托卡馬克裝置）四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述引力波的探測(cè)原理及其科學(xué)意義。答案：引力波是時(shí)空的漣漪，由大質(zhì)量天體劇烈運(yùn)動(dòng)（如黑洞合并、中子星碰撞）產(chǎn)生。探測(cè)原理：利用激光干涉儀（如LIGO、天琴計(jì)劃）測(cè)量引力波引起的兩條垂直臂長(zhǎng)的微小變化（精度達(dá)10?21米量級(jí)）?？茖W(xué)意義：驗(yàn)證廣義相對(duì)論預(yù)言，開(kāi)啟多信使天文學(xué)（結(jié)合電磁信號(hào)、中微子等），探索宇宙早期演化和極端天體物理過(guò)程。2.說(shuō)明CRISPR-Cas9技術(shù)與傳統(tǒng)基因編輯技術(shù)（如鋅指核酸酶）相比的優(yōu)勢(shì)。答案：①操作更簡(jiǎn)單：CRISPR通過(guò)向?qū)NA（gRNA）靶向目標(biāo)基因，無(wú)需設(shè)計(jì)復(fù)雜蛋白質(zhì)；②成本更低：gRNA合成難度低于鋅指蛋白或TALEN；③多基因編輯：可同時(shí)導(dǎo)入多個(gè)gRNA，實(shí)現(xiàn)多靶點(diǎn)編輯；④應(yīng)用范圍廣：適用于幾乎所有真核生物細(xì)胞。3.解釋“溫室效應(yīng)”與“全球變暖”的聯(lián)系與區(qū)別。答案：聯(lián)系：溫室效應(yīng)是全球變暖的重要機(jī)制。大氣中的溫室氣體（如CO?、CH?）吸收地面輻射的長(zhǎng)波紅外能量，使熱量滯留大氣，導(dǎo)致氣溫升高。區(qū)別：溫室效應(yīng)是自然現(xiàn)象（無(wú)溫室效應(yīng)時(shí)地球平均溫度約-18℃），而全球變暖是由于人類活動(dòng)（化石燃料燃燒、森林砍伐）導(dǎo)致溫室氣體濃度超自然水平，引發(fā)的異常升溫現(xiàn)象。4.簡(jiǎn)述半導(dǎo)體芯片中“摩爾定律”的內(nèi)容及其面臨的挑戰(zhàn)。答案：摩爾定律（1965年提出）：集成電路上可容納的晶體管數(shù)目約每18-24個(gè)月翻倍，性能隨之提升。挑戰(zhàn)：①物理極限：當(dāng)晶體管尺寸縮小至納米級(jí)（如3nm以下），量子隧穿效應(yīng)導(dǎo)致漏電流增加；②制造難度：極紫外光刻（EUV）等技術(shù)成本極高；③散熱問(wèn)題：?jiǎn)挝幻娣e功率密度增大，散熱需求劇增；④材料限制：傳統(tǒng)硅基材料接近性能極限，需開(kāi)發(fā)新型材料（如二維材料、碳基芯片）。5.說(shuō)明DNA與RNA在結(jié)構(gòu)和功能上的主要區(qū)別。答案：結(jié)構(gòu)：①五碳糖：DNA含脫氧核糖，RNA含核糖；②堿基：DNA含胸腺嘧啶（T），RNA含尿嘧啶（U）；③空間結(jié)構(gòu)：DNA多為雙螺旋，RNA多為單鏈（部分病毒RNA為雙鏈）。功能：DNA是主要遺傳物質(zhì)（儲(chǔ)存遺傳信息）；RNA參與遺傳信息傳遞（mRNA為模板、tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸、rRNA構(gòu)成核糖體）及調(diào)控（如miRNA、siRNA）。五、論述題（共1題，20分）結(jié)合當(dāng)前科技發(fā)展，論述“核聚變能”作為未來(lái)能源的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)。答案：核聚變能是兩個(gè)輕原子核（如氘、氚）結(jié)合成較重原子核（如氦）時(shí)釋放的能量，是太陽(yáng)等恒星的能量來(lái)源。作為未來(lái)能源，其優(yōu)勢(shì)顯著：（1）燃料豐富：氘在海水中儲(chǔ)量約45萬(wàn)億噸，按當(dāng)前能源需求可使用數(shù)億年；氚可通過(guò)鋰（地殼中儲(chǔ)量豐富）在反應(yīng)堆中生成。（2）環(huán)境友好：產(chǎn)物主要是氦，無(wú)二氧化碳排放；與核裂變相比，無(wú)長(zhǎng)壽命放射性廢物（聚變?nèi)剂虾徒Y(jié)構(gòu)材料的活化產(chǎn)物半衰期較短）。（3）能量密度極高：1克氘氚混合物完全聚變釋放的能量相當(dāng)于8噸石油，是化石能源的數(shù)百萬(wàn)倍。然而，實(shí)現(xiàn)可控核聚變?nèi)悦媾R重大挑戰(zhàn)：（1）極端條件維持：核聚變需要上億攝氏度的高溫（使物質(zhì)電離為等離子體）和足夠的約束時(shí)間（勞森判據(jù)）。目前主流的磁約束（托卡馬克）和慣性約束（激光聚變）均難以長(zhǎng)期穩(wěn)定維持等離子體。（2）材料難題：等離子體與裝置壁面的相互作用會(huì)導(dǎo)致材料腐蝕、中子輻