2025年度全國大學(xué)生科普知識競賽題庫及答案1.2024年發(fā)射的嫦娥六號探測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自月球的哪個地質(zhì)單元？答案：嫦娥六號采樣區(qū)域位于月球背面的南極-艾特肯盆地中的馮·卡門撞擊坑，該區(qū)域被認(rèn)為保留了月球早期演化的關(guān)鍵信息，月壤樣本主要來自這一古老撞擊盆地的底部。2.厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時，赤道東太平洋海域的表層水溫會出現(xiàn)怎樣的變化？這種變化對全球氣候可能產(chǎn)生哪些典型影響？答案：厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時，赤道東太平洋海域表層水溫會異常升高（較常年偏高0.5℃以上）。典型影響包括：南美洲西岸降水增多，易引發(fā)洪澇；東南亞、澳大利亞東部降水減少，出現(xiàn)干旱；西太平洋臺風(fēng)生成數(shù)量減少；我國可能出現(xiàn)南澇北旱或暖冬現(xiàn)象。3.2023年獲批上市的某款mRNA腫瘤疫苗，其核心技術(shù)原理與新冠mRNA疫苗有何異同？答案：相同點：均通過脂質(zhì)納米顆粒（LNP）遞送編碼特定抗原的mRNA進入人體細(xì)胞，利用宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成機制表達(dá)抗原，激發(fā)體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)。不同點：腫瘤疫苗的mRNA編碼的是腫瘤特異性抗原（如突變蛋白、新抗原）或腫瘤相關(guān)抗原，需針對患者個體腫瘤特征設(shè)計（個性化疫苗）；而新冠mRNA疫苗編碼的是病毒刺突蛋白（S蛋白），具有通用性。4.為什么智能手機的OLED屏幕可以實現(xiàn)“熄屏顯示”功能？這一功能與LCD屏幕的顯示原理有何本質(zhì)區(qū)別？答案：OLED（有機發(fā)光二極管）屏幕的每個像素點可獨立發(fā)光，因此在顯示部分內(nèi)容（如時間、通知）時，僅需點亮對應(yīng)像素，其余像素保持關(guān)閉狀態(tài)，從而實現(xiàn)低功耗的“熄屏顯示”。而LCD（液晶顯示）屏幕依賴背光源整體發(fā)光，通過液晶分子偏轉(zhuǎn)控制光線透過率來顯示圖像，無法單獨關(guān)閉背光源的局部區(qū)域，因此無法實現(xiàn)真正意義上的低功耗熄屏顯示。5.量子計算中的“量子比特”與傳統(tǒng)計算機的“比特”最根本的區(qū)別是什么？目前制約量子計算機大規(guī)模應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸有哪些？答案：根本區(qū)別：傳統(tǒng)比特只能處于0或1的確定狀態(tài)（經(jīng)典疊加），而量子比特可處于0和1的量子疊加態(tài)（如α|0?+β|1?，其中α2+β2=1），并通過量子糾纏實現(xiàn)并行計算。主要技術(shù)瓶頸：量子比特的退相干（與環(huán)境相互作用導(dǎo)致疊加態(tài)破壞）、糾錯能力不足（量子誤差校正需要大量冗余比特）、可擴展的量子比特數(shù)量（目前通用量子計算機僅實現(xiàn)數(shù)百個邏輯比特）、低溫環(huán)境維持（多數(shù)量子芯片需接近絕對零度運行）。6.地球內(nèi)部圈層由外到內(nèi)依次分為地殼、地幔和地核，其中地幔又可分為上地幔和下地幔。請簡述莫霍面和古登堡面分別是哪兩個圈層的分界面。答案：莫霍面（莫霍洛維奇不連續(xù)面）是地殼與地幔的分界面，平均深度約33千米（大陸）至7千米（海洋）；古登堡面（古登堡不連續(xù)面）是地幔與地核的分界面，深度約2900千米。7.2023年我國科學(xué)家在人工合成淀粉領(lǐng)域取得新突破，相較于2021年首次實現(xiàn)的二氧化碳到淀粉的人工合成，此次突破的核心改進是什么？答案：此次突破將人工合成淀粉的步驟從11步縮短至6步，關(guān)鍵在于開發(fā)了新型的生物酶催化劑體系，通過優(yōu)化酶的協(xié)同反應(yīng)路徑，顯著提高了碳轉(zhuǎn)化效率（從約7%提升至15%以上），同時降低了反應(yīng)條件的復(fù)雜度，為工業(yè)化應(yīng)用進一步奠定了基礎(chǔ)。8.為什么雷雨天氣時，我們總是先看到閃電后聽到雷聲？若某次雷雨時，看到閃電后3秒聽到雷聲，估算雷電發(fā)生處與觀測者的距離（已知聲速約340米/秒）。答案：光速（約3×10?米/秒）遠(yuǎn)大于聲速（約340米/秒），因此光信號先到達(dá)觀測者。距離=聲速×?xí)r間=340米/秒×3秒=1020米（約1公里）。9.塑料污染治理中提到的“可降解塑料”主要分為哪幾類？完全降解的標(biāo)準(zhǔn)是什么？答案：主要分為生物降解塑料（如聚乳酸PLA、聚羥基脂肪酸酯PHA）、光降解塑料、熱氧降解塑料等，其中生物降解塑料是主流。完全降解的標(biāo)準(zhǔn)是：在特定環(huán)境（如堆肥、土壤、海洋）中，塑料被微生物分解為水、二氧化碳（或甲烷）和生物質(zhì)，且分解率需達(dá)到90%以上（根據(jù)GB/T19277.1-2011等標(biāo)準(zhǔn)），同時降解產(chǎn)物對環(huán)境無危害。10.2024年發(fā)射的“夸父二號”太陽探測衛(wèi)星的主要科學(xué)目標(biāo)是什么？它搭載的主要載荷與“夸父一號”有何不同？答案：“夸父二號”的主要科學(xué)目標(biāo)是研究太陽磁場、日冕物質(zhì)拋射（CME）的起源及傳播規(guī)律，尤其是太陽爆發(fā)活動對地球空間環(huán)境的影響。與“夸父一號”（主要載荷為萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡、太陽硬X射線成像儀、太陽磁場探測儀）不同，“夸父二號”新增了日冕儀載荷，可直接觀測日冕結(jié)構(gòu)和CME的全程演化，同時升級了磁場探測精度，以更細(xì)致地捕捉太陽活動的能量釋放過程。11.為什么用微波爐加熱雞蛋（帶殼或帶膜）容易發(fā)生爆炸？從物理和化學(xué)角度分析其原理。答案：物理角度：雞蛋內(nèi)部（蛋白、蛋黃）含有大量水分，微波爐加熱時，水分子受微波激發(fā)高頻振動產(chǎn)生熱量，內(nèi)部溫度迅速升高，水蒸氣在密閉的蛋殼或膜內(nèi)聚集，壓力增大，超過蛋殼/膜的承受極限時爆炸?；瘜W(xué)角度：雞蛋中的蛋白質(zhì)在快速加熱時發(fā)生變性凝固，形成致密結(jié)構(gòu)，阻礙內(nèi)部蒸汽擴散，進一步加劇壓力積累。12.我國“東數(shù)西算”工程中，“數(shù)”指數(shù)據(jù)中心，“算”指算力。請解釋該工程為何選擇在西部（如貴州、內(nèi)蒙古）布局超大型數(shù)據(jù)中心？答案：主要原因：①能源成本低：西部水電、風(fēng)電、光伏等可再生能源豐富，電力價格低廉；②冷卻條件好：西部氣候寒冷（如內(nèi)蒙古年均氣溫低），可利用自然冷源降低數(shù)據(jù)中心制冷能耗（占數(shù)據(jù)中心總能耗約30%）；③土地資源豐富：西部地廣人稀，土地成本低，適合建設(shè)大規(guī)模數(shù)據(jù)中心；④減少東部能源壓力：緩解東部地區(qū)電力供應(yīng)緊張問題，優(yōu)化全國算力資源布局。13.生物分類學(xué)中，“界門綱目科屬種”是基本分類等級。請將以下生物按從界到種的等級排列：家犬（Canislupusfamiliaris）、銀杏（Ginkgobiloba）、大腸桿菌（Escherichiacoli）。答案：①大腸桿菌：細(xì)菌界→變形菌門→γ-變形菌綱→腸桿菌目→腸桿菌科→埃希氏菌屬→大腸桿菌種；②銀杏：植物界→銀杏門→銀杏綱→銀杏目→銀杏科→銀杏屬→銀杏種；③家犬：動物界→脊索動物門→哺乳綱→食肉目→犬科→犬屬→狼種→家犬亞種（注：家犬是狼的亞種，學(xué)名為Canislupusfamiliaris）。14.為什么晴朗的天空呈現(xiàn)藍(lán)色？而日出日落時天空常呈紅色或橙色？答案：晴朗天空呈藍(lán)色是瑞利散射的結(jié)果：太陽光中的短波長藍(lán)光（約450-495nm）比長波長紅光（約620-750nm）更易被大氣分子（如氮、氧）散射，且散射強度與波長的四次方成反比（瑞利散射定律），因此進入人眼的主要是散射的藍(lán)光。日出日落時，太陽高度角低，光線需穿過更厚的大氣層，短波長的藍(lán)、紫光被大量散射，而長波長的紅、橙光穿透能力更強，因此天空和太陽呈現(xiàn)紅色或橙色。15.2023年諾貝爾化學(xué)獎授予了量子點研究的三位科學(xué)家。請解釋量子點的定義及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢。答案：量子點是尺寸在納米級（通常1-10nm）的半導(dǎo)體納米晶體，其光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)因量子限域效應(yīng)而表現(xiàn)出尺寸依賴性（即不同尺寸的量子點可發(fā)射不同波長的光）。在顯示技術(shù)中，量子點的應(yīng)用優(yōu)勢包括：①色彩純度高：發(fā)射光譜窄（半高寬約20-30nm），可呈現(xiàn)更鮮艷的色彩（覆蓋100%以上的REC.2020色域）；②效率高：量子產(chǎn)率可達(dá)90%以上，發(fā)光效率優(yōu)于傳統(tǒng)熒光材料；③穩(wěn)定性好：相較于有機發(fā)光材料，量子點耐光、耐熱性能更優(yōu)，壽命更長；④可溶液加工：適合制備柔性顯示器件。16.碳中和目標(biāo)要求我國在2060年前實現(xiàn)二氧化碳“凈零排放”。請解釋“凈零排放”的含義，并說明植樹造林在實現(xiàn)碳中和中的作用機制。答案：“凈零排放”指通過減少化石能源使用、提高能源效率等方式降低二氧化碳排放，同時通過碳匯（如森林、海洋）或碳捕集與封存（CCUS）技術(shù)吸收或固定等量的二氧化碳，使人為活動產(chǎn)生的二氧化碳凈排放量為零。植樹造林的作用機制：樹木通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，將其轉(zhuǎn)化為有機物儲存于植被和土壤中（即增加碳匯）；同時，森林生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力可抵消部分工業(yè)、交通等領(lǐng)域的碳排放，從而降低整體碳足跡。17.為什么高鐵軌道通常采用無砟軌道而非傳統(tǒng)有砟軌道？無砟軌道的主要優(yōu)勢和潛在挑戰(zhàn)是什么？答案：無砟軌道以混凝土或瀝青等整體結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)的碎石道砟，主要優(yōu)勢：①穩(wěn)定性高：整體結(jié)構(gòu)可承受高速列車的高頻振動，減少軌道變形，保障運行安全；②維護成本低：無需頻繁補充道砟、整理軌道，適合高鐵的高密度運營需求；③平順性好：軌道表面更平整，降低列車運行時的噪音和能耗。潛在挑戰(zhàn)：初期建設(shè)成本高（約為有砟軌道的2-3倍）；修復(fù)難度大（局部損壞需整體更換結(jié)構(gòu)）；對基礎(chǔ)沉降敏感（需嚴(yán)格控制路基變形）。18.人體血液中的紅細(xì)胞為何呈雙凹圓盤狀？這種形態(tài)對其功能有何意義？答案：紅細(xì)胞的雙凹圓盤狀形態(tài)可增大表面積（約140μm2），比球形紅細(xì)胞的表面積增加約20%-30%，從而提高氧氣和二氧化碳的交換效率。此外，雙凹結(jié)構(gòu)使紅細(xì)胞具有更好的柔韌性，可變形通過直徑僅3-5μm的毛細(xì)血管（紅細(xì)胞直徑約7-8μm），確保氧氣能輸送到全身組織。19.2024年我國首臺國產(chǎn)E級超算“曙光硅立方”正式啟用，其“E級”指的是算力達(dá)到101?次/秒。請說明超算的算力通常以何種指標(biāo)衡量？E級超算對哪些領(lǐng)域的研究具有關(guān)鍵推動作用？答案：超算算力通常以浮點運算次數(shù)（FLOPS）衡量，1EFlops=101?次浮點運算/秒。E級超算的關(guān)鍵推動領(lǐng)域包括：①氣候模擬：高精度預(yù)測全球氣候變化和極端天氣；②藥物研發(fā)：加速分子動力學(xué)模擬，縮短新藥篩選周期；③能源勘探：提升油氣儲層、核聚變反應(yīng)的模擬精度；④人工智能：支持大規(guī)模深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，推動AI技術(shù)突破；⑤基礎(chǔ)科學(xué)：模擬宇宙演化、材料微觀結(jié)構(gòu)等復(fù)雜系統(tǒng)。