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2025年公民科学素质大赛参考试题库及答案
一、基础科学与前沿技术
（一）物理与天文
1.选择题：量子通信中量子不可克隆定理的核心意义是？
A.确保信息传输速度超光速
B.保证密钥分发的绝对安全性
C.实现多节点量子纠缠
D.降低通信设备能耗
答案：B
解析：该定理表明无法精确复制未知量子态，因此任何窃听行为都会改变量子态，从而被通信双方察觉，这是量子通信绝对安全的理论基础。
2.判断题：根据广义相对论，大质量天体周围的时空会发生弯曲，光线经过时会出现偏折现象。（）
答案：正确
解析：1919年爱丁顿日食观测证实了这一预言，光线在太阳引力场中的偏折角度与广义相对论计算值一致，成为验证该理论的重要证据。
3.简答题：简述引力波的发现对现代物理学的意义。
答案：引力波是爱因斯坦广义相对论的最后一个未被验证的预言，2015年LIGO首次直接探测到引力波（由双黑洞合并产生）。其意义包括：①验证广义相对论在强引力场下的正确性；②开辟了观测宇宙的新窗口（传统电磁观测无法覆盖的事件如黑洞合并、中子星碰撞）；③推动多信使天文学发展（结合电磁信号、中微子等）；④促进精密测量技术进步（如激光干涉测量精度达10?23米级）。
（二）化学与材料
4.选择题：可降解塑料聚乳酸（PLA）的主要原料是？
A.石油裂解产物
B.玉米等可再生生物质
C.海洋藻类提取物
D.废弃塑料再生
答案：B
解析：PLA通过乳酸单体聚合而成，乳酸主要通过玉米、木薯等淀粉类作物发酵制取，属于生物基可降解材料，在堆肥条件下可分解为CO?和H?O。
5.判断题：锂离子电池中，比能量指单位体积能存储的电荷量，比功率指单位质量能输出的功率。（）
答案：错误
解析：比能量（Wh/kg）是单位质量存储的能量，比功率（W/kg）是单位质量能输出的功率。体积相关的指标是能量密度（Wh/L）和功率密度（W/L）。
6.简答题：为什么常温常压超导被称为材料科学的圣杯？若实现可能带来哪些变革？
答案：超导材料在临界温度下电阻为零，可大幅减少能量损耗。当前已知超导材料需极低温（如液氦环境）或超高压，应用受限。若实现常温常压超导：①电力传输效率接近100%，减少全球约15%的输电损耗；②磁悬浮技术普及（如高速列车、磁悬浮飞轮储能）；③医疗设备（如MRI）成本大幅降低；④可控核聚变（依赖强磁场约束等离子体）实现难度下降；⑤量子计算硬件性能突破（超导量子比特无需复杂制冷系统）。
（三）生物与生命科学
7.选择题：CRISPR-Cas9基因编辑技术中，sgRNA的主要功能是？
A.切割DNA双链
B.识别目标基因位点
C.修复DNA断裂处
D.激活基因表达
答案：B
解析：sgRNA（单链引导RNA）通过碱基互补配对与目标DNA序列结合，引导Cas9核酸酶到达特定位置进行切割，是实现精准编辑的关键。
8.判断题：合成生物学中人造生命的定义是完全由人工化学合成基因组并能自我复制的生命体。（）
答案：正确
解析：2010年克雷格·文特尔团队将人工合成的支原体基因组植入去核细胞，创造出首个合成细胞（Synthia），其能自主复制并执行生命活动，标志着人造生命的突破。
9.简答题：简述基因编辑婴儿事件引发的主要伦理争议。
答案：2018年贺建奎宣布通过CRISPR技术编辑人类胚胎CCR5基因（试图赋予HIV抗性），引发全球谴责。争议核心：①违反基因编辑仅限体细胞、禁止生殖细胞编辑的国际共识（可能改变人类基因库）；②技术风险：脱靶效应（编辑非目标基因）、CCR5敲除可能增加流感等疾病易感性；③伦理原则：未充分告知受试者风险（婴儿无自主选择权）；④设计婴儿的滑坡效应（从治疗到增强的技术滥用）；⑤破坏科学共同体信任（绕过伦理审查）。
二、地球与环境科学
（一）气候变化与生态
10.选择题：政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告指出，当前全球平均气温较工业化前已上升约？
A.0.5℃
B.1.1℃
C.1.5℃
D.2.0℃
答案：B
解析：2021年IPCC报告显示，2011-2020年全球地表温度较1850-1900年上升1.09℃（范围0.95-1.20℃），其中陆地升温（1.59℃）高于海洋（0.88℃）。
11.判断题：碳汇仅指森林通过光合作用吸收CO?的过程。（）
答案：错误
解析：碳汇是指通过自然或人为方式吸收大气中CO?的过程、活动或机制，包括森林（生物碳汇）、海洋（蓝碳）、土壤固碳，以及人工碳捕集与封存（CCUS）等技术手段。
12.简答题：简述城市热岛效应的形成机制及缓解措施。
答案：形成机制：①下垫面改变：混凝土、沥青等代替自然地表，导热率高且蓄热能力强；②人为热源：工业、交通、建筑空调排放大量废热；③绿地减少：植物蒸腾作用
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