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2025年中职暗物质与暗能量探测（暗物质探测）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 以下关于暗物质的说法，正确的是（ ）
A. 能被直接观测到
B. 不参与电磁相互作用
C. 是一种已知的普通物质
D. 质量为零
2. 暗物质最早是通过什么现象被间接推测出来的？（ ）
A. 星系旋转曲线异常
B. 宇宙微波背景辐射
C. 引力透镜效应
D. 超新星爆发
3. 下列哪种探测器不是用于探测暗物质的？（ ）
A. 大型强子对撞机
B. 阿尔法磁谱仪
C. XENON1T
D. 冰立方中微子天文台
4. 暗物质粒子的候选者中，不包括以下哪种？（ ）
A. 轴子
B. 中性微子
C. 希格斯玻色子
D. 弱相互作用大质量粒子
5. 引力透镜效应是由于暗物质的什么性质产生的？（ ）
A. 质量
B. 电荷
C. 自旋
D. 温度
6. 目前对暗物质密度的测量结果表明，暗物质在宇宙物质总量中占比约为（ ）
A. 10%
B. 20%
C. 30%
D. 85%
7. 暗物质与普通物质之间的相互作用主要是（ ）
A. 电磁相互作用
B. 强相互作用
C. 弱相互作用
D. 引力相互作用
8. 以下哪个实验对暗物质的研究贡献较大？（ ）
A. 迈克尔逊干涉实验
B. 双缝干涉实验
C. 丁肇中领导的实验组
D. 卢瑟福的α粒子散射实验
9. 暗物质的存在对宇宙大尺度结构的形成有什么影响？（ ）
A. 促进了结构的形成
B. 阻碍了结构的形成
C. 没有影响
D. 使结构更加均匀
10. 若要寻找暗物质，通常需要在什么样的环境中进行探测？（ ）
A. 强磁场环境
B. 高温环境
C. 极低温且本底噪声低的环境
D. 高辐射环境

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述暗物质探测的重要意义。
12. （15分）请说明暗物质探测的主要方法有哪些，并简要解释其中一种方法。
13. （15分）分析当前暗物质探测面临的主要困难及挑战。
14. （15分）阅读材料：近年来，随着科技的不断进步，暗物质探测实验取得了一系列新的成果。一些实验发现某些异常信号，疑似与暗物质有关，但经过多次验证和分析，这些信号的来源仍存在争议。另一些实验则在不断改进探测器的性能和探测技术，以提高对暗物质的探测灵敏度。
问题：结合材料，谈谈你对当前暗物质探测进展的认识。
15. （15分）阅读材料：暗物质探测不仅是科学界的重要研究课题，也引起了公众的广泛关注。一些科普活动通过生动有趣的方式向大众介绍暗物质探测的意义和进展，激发了人们对宇宙奥秘的探索热情。然而，也有部分公众对暗物质探测的实际应用表示质疑，认为投入大量资源进行研究却看不到明显的实用价值。
问题：针对公众的质疑，请你从暗物质探测的潜在价值方面进行回应。

答案：1. B 2. A 3. D 4. C 5. A 6. D 7. D 8. C 9. A 10. C
11. 暗物质探测的重要意义在于：有助于深入理解宇宙的本质和演化，如揭示宇宙大尺度结构形成的奥秘；完善现有的物理学理论体系，可能引发新的物理学革命；对探索宇宙起源和发展提供关键线索，增进人类对宇宙全貌的认识。
12. 主要方法有：直接探测，通过探测器直接寻找暗物质粒子与普通物质相互作用的信号；间接探测，探测暗物质粒子湮灭或衰变产生的普通粒子信号；对撞机探测，利用高能对撞产生暗物质粒子。直接探测是利用探测器直接寻找暗物质粒子与原子核碰撞产生的微弱信号，比如通过极低本底环境下的探测器感知可能的碰撞事件。
13. 主要困难及挑战有：暗物质与普通物质相互作用极其微弱，难以产生可探测的信号；背景噪声干扰大，区分暗物质信号与背景信号困难；探测器灵敏度和分辨率有待提高，以捕捉微弱的暗物质信号；理论模型不完善，难以准确指导探测实验。
14. 当前暗物质探测虽取得新成果，但仍面临诸多问题。异常信号的争议说明探测结果的不确定性，不过也促使进一步研究验证。改进探测器性能和技术是积极举措，有望提高探测灵敏度，推动暗物质探测向前发展，虽进展缓慢，但不断探索中逐渐积累经验，未来有突破可能。
15. 暗物质探测具有巨大潜在价值。从科学角度，能深化对宇宙的认知，完善物理理论。从长远看，可能带来全新技术突破，如探测器技术的进步可应用于其他领域。虽目前无明显实用价值显现，但为人类探索未知奠定基础，激发创新思维，说不定未来会在能源利用、空间探索等方面带来变革性影响。