2025年科學(xué)大眾試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在“量子點(diǎn)發(fā)光材料”領(lǐng)域作出突破的科學(xué)家，以下關(guān)于量子點(diǎn)的描述錯(cuò)誤的是：A.尺寸通常在1-100納米之間B.發(fā)光顏色可通過調(diào)節(jié)尺寸控制C.主要應(yīng)用于太陽能電池和顯示技術(shù)D.屬于宏觀物體，遵循經(jīng)典力學(xué)規(guī)律答案：D（量子點(diǎn)為納米級(jí)微觀粒子，需用量子力學(xué)描述）2.我國“嫦娥七號(hào)”任務(wù)在月球南極發(fā)現(xiàn)了厚度約3米的水冰層，其形成的關(guān)鍵條件不包括：A.永久陰影區(qū)的低溫環(huán)境（<-180℃）B.太陽風(fēng)攜帶的氫與月壤中的氧結(jié)合C.月球地質(zhì)活動(dòng)釋放的內(nèi)部水汽D.小行星撞擊帶來的外源性水答案：C（月球地質(zhì)活動(dòng)極弱，水冰主要來自太陽風(fēng)注入和撞擊輸入）3.人工合成淀粉技術(shù)（CO?→淀粉）的核心突破是：A.模仿植物光合作用的卡爾文循環(huán)B.構(gòu)建了非自然的酶催化反應(yīng)路徑C.實(shí)現(xiàn)了常溫常壓下的高效固碳D.突破了淀粉分子的長鏈合成瓶頸答案：B（該技術(shù)通過化學(xué)-生物耦合路徑，縮短了反應(yīng)步驟，非傳統(tǒng)光合路徑）4.關(guān)于“室溫超導(dǎo)”研究（2023年?duì)幾h性成果），以下說法正確的是：A.已被多國實(shí)驗(yàn)室重復(fù)驗(yàn)證，即將進(jìn)入應(yīng)用階段B.若成功，可徹底解決能源傳輸損耗問題C.其理論基礎(chǔ)是傳統(tǒng)BCS超導(dǎo)理論D.關(guān)鍵材料為鉛基銅氧化物答案：B（室溫超導(dǎo)若實(shí)現(xiàn)，能極大降低輸電損耗，但2023年成果未被廣泛復(fù)現(xiàn)；其可能涉及非傳統(tǒng)機(jī)制，材料多為含氫化合物）5.2024年全球大氣CO?濃度突破435ppm（百萬分比濃度），導(dǎo)致這一變化的主要人為因素是：A.火山活動(dòng)頻繁B.森林火災(zāi)面積擴(kuò)大C.化石燃料燃燒和土地利用變化D.海洋吸收能力下降答案：C（火山活動(dòng)為自然因素，森林火災(zāi)部分由氣候變暖引發(fā)但非主因；化石燃料燃燒占全球碳排放75%以上）6.CRISPR-Cas12系統(tǒng)與傳統(tǒng)CRISPR-Cas9的主要區(qū)別在于：A.識(shí)別的靶標(biāo)類型（DNA/RNA）B.切割后產(chǎn)生的末端（平末端/粘性末端）C.對(duì)PAM序列的依賴性D.用于基因編輯的脫靶率答案：B（Cas12切割DNA產(chǎn)生粘性末端，Cas9產(chǎn)生平末端；二者均靶向DNA，PAM要求不同但非主要區(qū)別）7.我國“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝發(fā)現(xiàn)的“深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)”中，初級(jí)生產(chǎn)者是：A.管蠕蟲B.硫化細(xì)菌C.巨型蛤類D.盲蝦答案：B（熱泉生態(tài)系統(tǒng)依賴化能合成作用，硫化細(xì)菌通過氧化H?S獲取能量，固定CO?為有機(jī)物）8.5G通信相比4G的核心優(yōu)勢(shì)不包括：A.更低的網(wǎng)絡(luò)延遲（<1ms）B.更高的頻譜效率（利用毫米波）C.支持海量設(shè)備連接（100萬臺(tái)/km2）D.完全替代光纖實(shí)現(xiàn)無線傳輸答案：D（5G需與光纖等有線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，無法完全替代）9.關(guān)于“量子糾纏”現(xiàn)象，以下描述錯(cuò)誤的是：A.糾纏粒子間的相互作用可超光速傳遞信息B.是量子計(jì)算和量子通信的基礎(chǔ)C.已在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)光子、原子等的糾纏態(tài)制備D.違反經(jīng)典物理學(xué)的“定域?qū)嵲谡摗贝鸢福篈（量子糾纏不能用于超光速通信，信息傳遞仍受光速限制）10.2024年全球首款獲批的“通用型CAR-T細(xì)胞療法”主要解決了傳統(tǒng)CAR-T的哪一缺陷？A.制備周期長（需患者自體細(xì)胞）B.對(duì)實(shí)體瘤療效差C.細(xì)胞因子風(fēng)暴風(fēng)險(xiǎn)高D.治療成本過高答案：A（通用型CAR-T使用健康供體的T細(xì)胞，經(jīng)基因編輯避免免疫排斥，縮短制備時(shí)間）二、填空題（每空1分，共15分）1.地球大氣層中，臭氧濃度最高的層次是______層，其主要作用是吸收______。答案：平流（或臭氧層）；紫外線（或短波紫外線/UV-C）2.人工智能大模型訓(xùn)練所需的算力主要依賴______芯片（填“GPU”“CPU”或“FPGA”），其核心優(yōu)勢(shì)是______。答案：GPU；并行計(jì)算能力強(qiáng)（或同時(shí)處理大量數(shù)據(jù)）3.我國“西氣東輸”工程輸送的天然氣主要成分是______，其完全燃燒的化學(xué)方程式為______。答案：甲烷（CH?）；CH?+2O?=點(diǎn)燃=CO?+2H?O4.生物分類學(xué)中，最基本的分類單位是______；人類的學(xué)名（雙名法）是______。答案：種；Homosapiens5.2024年發(fā)射的“風(fēng)云四號(hào)C星”屬于______氣象衛(wèi)星（填“極軌”或“靜止”），其主要功能是______。答案：靜止；對(duì)固定區(qū)域進(jìn)行高頻次觀測(cè)（或?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)天氣系統(tǒng)變化）6.核聚變反應(yīng)的原料主要是______和______（填元素符號(hào)），反應(yīng)釋放能量的原理是______。答案：D（氘）；T（氚）；質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為能量（或愛因斯坦質(zhì)能方程E=Δmc2）7.土壤污染中，“鎘大米”現(xiàn)象主要由______污染引起，其危害是______（列舉1點(diǎn)）。答案：鎘（Cd）；損害腎臟/骨骼（或?qū)е隆巴赐床　保┤?、?jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.為什么晴朗的天空呈現(xiàn)藍(lán)色，而日出日落時(shí)天空呈紅色？答：陽光包含不同波長的光，大氣中的空氣分子和微小塵埃會(huì)發(fā)生瑞利散射（1分）。藍(lán)光波長較短（約450nm），散射能力是紅光（約650nm）的10倍以上（2分），因此晴朗時(shí)人眼接收到更多散射的藍(lán)光，天空呈藍(lán)色（1分）。日出日落時(shí)，陽光需穿過更厚的大氣層，短波光（藍(lán)、紫）被充分散射，剩余長波光（紅、橙）直接到達(dá)地面，故天空呈紅色（2分）。2.簡(jiǎn)述“碳達(dá)峰”與“碳中和”的區(qū)別，并說明我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵措施（至少2項(xiàng)）。答：碳達(dá)峰指CO?排放量達(dá)到峰值后開始下降（1分）；碳中和指一定時(shí)間內(nèi)CO?排放總量通過植樹造林、碳捕捉等方式抵消，實(shí)現(xiàn)凈零排放（1分）。關(guān)鍵措施：①發(fā)展可再生能源（風(fēng)電、光伏）替代化石能源（2分）；②推廣節(jié)能技術(shù)（如建筑節(jié)能、工業(yè)能效提升）（1分）；③完善碳交易市場(chǎng)，推動(dòng)企業(yè)減排（1分）。3.為什么用冰箱保存食物能延長保質(zhì)期？從微生物學(xué)角度解釋。答：微生物（細(xì)菌、真菌等）的生長繁殖需要適宜的溫度（1分）。大多數(shù)微生物的最適生長溫度為20-40℃（1分），冰箱冷藏室（4℃左右）能顯著降低酶活性，減緩微生物代謝和繁殖速度（2分）；冷凍室（-18℃）可使微生物細(xì)胞內(nèi)水分結(jié)冰，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，抑制其活性（2分）。4.比較“傳統(tǒng)燃油車”與“純電動(dòng)車”的能源轉(zhuǎn)換效率（從燃料到車輪做功），并分析電動(dòng)車的環(huán)境效益。答：燃油車：燃料（汽油）化學(xué)能→熱能（發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，效率約20-35%）→機(jī)械能（傳動(dòng)損失，最終效率約15-25%）（2分）。電動(dòng)車：電網(wǎng)電能→電池化學(xué)能（充電效率約90%）→電能→機(jī)械能（電機(jī)效率約85-95%），綜合效率約70-85%（2分）。環(huán)境效益：若電力來自可再生能源（如風(fēng)電、光伏），電動(dòng)車可減少CO?排放；同時(shí)無尾氣污染物（如NOx、PM2.5）排放（2分）。5.說明“轉(zhuǎn)基因作物”與“基因編輯作物”的主要區(qū)別，并列舉1項(xiàng)轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用實(shí)例。答：轉(zhuǎn)基因作物通過插入外源基因（如其他物種的抗蟲基因）獲得新性狀（2分）；基因編輯作物通過修改自身基因（如敲除特定基因）實(shí)現(xiàn)性狀改良，不引入外源DNA（2分）。實(shí)例：抗蟲棉（轉(zhuǎn)入蘇云金桿菌Bt毒蛋白基因，減少農(nóng)藥使用）（2分）。四、綜合分析題（共35分）（一）2024年，我國自主研發(fā)的“蛟龍-3”號(hào)深海探測(cè)機(jī)器人完成11000米全海深科考，搭載了多參數(shù)環(huán)境傳感器、生物采樣機(jī)械臂和高清攝像系統(tǒng)。結(jié)合海洋科學(xué)知識(shí)，回答以下問題：（15分）1.深海極端環(huán)境的主要特征有哪些？（5分）答：①高壓（11000米處約1100個(gè)大氣壓）；②低溫（通常1-4℃）；③黑暗（無陽光，依賴化學(xué)能或生物發(fā)光）；④高鹽度（海水鹽度約35‰）；⑤缺氧（部分區(qū)域溶解氧極低）。2.機(jī)械臂采樣時(shí)需避免破壞深海生物的生存環(huán)境，可采取哪些技術(shù)措施？（5分）答：①使用柔性材質(zhì)機(jī)械爪（如硅膠），減少物理損傷；②控制采樣力度，避免擾動(dòng)底質(zhì)（如沉積物）；③結(jié)合水下攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，精準(zhǔn)選取樣本；④限制單次采樣數(shù)量，保護(hù)種群；⑤對(duì)敏感物種（如瀕危深海珊瑚）標(biāo)記后避開采樣。3.從“人類與海洋可持續(xù)發(fā)展”角度，說明深海探測(cè)的意義。（5分）答：①揭示深海生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如熱泉生態(tài)、深淵生物適應(yīng)性），為生物多樣性保護(hù)提供依據(jù)；②發(fā)現(xiàn)新型生物資源（如耐高壓酶、抗菌物質(zhì)），推動(dòng)醫(yī)藥和工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新；③監(jiān)測(cè)深海碳匯（如沉積物碳儲(chǔ)存），助力全球氣候變化研究；④評(píng)估深海采礦（如多金屬結(jié)核開采）的環(huán)境影響，制定可持續(xù)開發(fā)策略；⑤提升我國深?？萍寄芰?，參與國際海洋治理規(guī)則制定。（二）2024年，全球首條“零碳鋼鐵”生產(chǎn)線在我國投產(chǎn)，采用“氫能還原+電爐煉鋼”工藝替代傳統(tǒng)“焦炭還原+高爐煉鋼”。結(jié)合化學(xué)與環(huán)境知識(shí)，分析該技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)及對(duì)“雙碳”目標(biāo)的貢獻(xiàn)。（20分）1.傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)的主要碳排放環(huán)節(jié)是什么？寫出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。（6分）答：傳統(tǒng)工藝中，焦炭（主要成分為C）在高爐中與O?反應(yīng)提供CO（提供熱量），CO再還原鐵礦石（Fe?O?）（2分）。主要反應(yīng)：①C+O?=點(diǎn)燃=CO?（放熱，部分CO?與C反應(yīng)提供CO）；②CO?+C=高溫=2CO（2分）；③Fe?O?+3CO=高溫=2Fe+3CO?（2分）。最終每生產(chǎn)1噸鋼約排放1.8噸CO?。2.氫能還原工藝的核心反應(yīng)是什么？與CO還原相比有何優(yōu)勢(shì)？（7分）答：核心反應(yīng)：Fe?O?+3H?=高溫=2Fe+3H?O（3分）。優(yōu)勢(shì)：①產(chǎn)物為H?