2025年海淀區(qū)中小學(xué)信息學(xué)競賽普及賽預(yù)選賽真題及解析

一、單選題（33 小題，除標(biāo)注外每題 2 分，共 80 分）

第 1 題：人工智能技術(shù)應(yīng)用

小青牛手機(jī)的 "智能相冊" 能自動分類人臉、識別笑容，依賴的 AI 技術(shù)是？

A. 語音識別

B. 自動駕駛

C. 計(jì)算機(jī)視覺

D. 大數(shù)據(jù)分析

答案：C

解析：智能相冊通過捕捉人臉、表情等圖像特征實(shí)現(xiàn)分類，屬于計(jì)算機(jī)視覺的核心應(yīng)用。語音識別針對聲音信號，自動駕駛側(cè)重控制邏輯，大數(shù)據(jù)分析聚焦數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)預(yù)測，均不匹配場景。

第 2 題：聊天機(jī)器人工作流程

聊天機(jī)器人的正確工作順序（①理解語義 ②播放語音 ③生成回答 ④接收語音）是？

A. ④→①→③→②

B. ①→④→②→③

C. ④→③→①→②

D. ①→③→④→②

答案：A

解析：遵循 "接收 - 理解 - 處理 - 輸出" 的邏輯，先接收用戶語音，再解析含義，接著生成回應(yīng)內(nèi)容，最后播放語音。

第 3 題：AI 技術(shù)局限性

聊天機(jī)器人常 "答非所問"，反映其哪方面不足？

A. 計(jì)算速度不夠快

B. 理解和推理能力

C. 存儲容量不足

D. 圖形顯示能力差

答案：B

解析：核心問題在于缺乏對自然語言的深層理解和邏輯推理能力，而非計(jì)算速度、存儲容量或圖形顯示問題。

第 4 題：智能設(shè)備邏輯排序

智能路燈的三條控制規(guī)則（①5 分鐘無目標(biāo)則變暗 ②天黑亮基礎(chǔ)亮度 ③檢測到行人則提亮），合理執(zhí)行順序是？

A. ②→③→①

B. ①→②→③

C. ③→②→①

D. ②→①→③

答案：A

解析：遵循 "基礎(chǔ)狀態(tài) - 觸發(fā)增強(qiáng) - 無觸發(fā)回落" 的邏輯，先開啟基礎(chǔ)亮度，再根據(jù)行人調(diào)整，最后無目標(biāo)時(shí)變暗。

第 5 題：傳感器應(yīng)用場景

"學(xué)習(xí)管家" 實(shí)現(xiàn) "坐姿矯正" 功能，最需要的傳感器是？

A. 溫度傳感器

B. 濕度傳感器

C. 聲音傳感器

D. 攝像頭

答案：D

解析：需通過圖像捕捉人體姿態(tài)判斷坐姿是否正確，溫度、濕度、聲音傳感器均無法實(shí)現(xiàn)該功能。

第 6 題：AI 解題流程

"學(xué)習(xí)管家" 處理幾何題的正確流程是？

A. 生成講解→識別題目→理解知識點(diǎn)

B. 識別題目→理解知識點(diǎn)→生成講解

C. 理解知識點(diǎn)→識別題目→生成講解

D. 識別題目→生成講解→理解知識點(diǎn)

答案：B

解析：先通過 OCR 識別題目內(nèi)容，再依托 NLP 和知識圖譜解析知識點(diǎn)，最后生成分步講解，符合 AI 處理任務(wù)的邏輯。

第 7 題：AI 硬件基礎(chǔ)

廣泛應(yīng)用于 AI 模型訓(xùn)練的并行計(jì)算硬件是？

A. GPU

B. CPU

C. 硬盤

D. 內(nèi)存

答案：A

解析：GPU（圖形處理器）擅長大規(guī)模矩陣和向量的并行運(yùn)算，適配 AI 訓(xùn)練需求。CPU 側(cè)重串行計(jì)算，硬盤和內(nèi)存僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲，均無并行計(jì)算優(yōu)勢。

第 8 題：邏輯條件判斷

智能空調(diào)規(guī)則 "溫度 > 28℃或濕度 > 80% 則制冷"，啟動制冷后哪項(xiàng)一定不成立？

A. 溫度 30℃，濕度 75%

B. 溫度 27℃，濕度 85%

C. 溫度 27℃，濕度 78%

D. 溫度 32℃，濕度 82%

答案：C

解析：兩項(xiàng)條件均不滿足（溫度未超 28℃，濕度未超 80%），不符合制冷觸發(fā)條件，其余選項(xiàng)均滿足至少一項(xiàng)。

第 9 題：路徑計(jì)數(shù)問題

機(jī)器人從 (1,1) 到 (5,5)，僅能向右 / 向下移動，共有多少條路徑？

A. 24

B. 70

C. 60

D. 36

答案：B

解析：需移動 4 次右（R）和 4 次下（D），共 8 步。從 8 個(gè)位置中選 4 個(gè)放 R（其余放 D），組合數(shù) C (8,4)=70。

第 10 題：算法思想識別

字典中 "對半分割查找" 對應(yīng)的算法是？

A. 順序查找

B. 隨機(jī)查找

C. 冒泡排序

D. 二分查找

答案：D

解析：二分查找的核心是每次將查找范圍減半，快速縮小目標(biāo)區(qū)間，順序查找是逐一遍歷，隨機(jī)查找無固定邏輯，冒泡排序是排序算法，均不匹配。

第 11 題：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)起源

人工智能 "神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)" 的靈感來自？

A. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

B. 蜘蛛網(wǎng)

C. 人腦神經(jīng)元

D. 電力網(wǎng)格

答案：C

解析：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模仿人腦神經(jīng)元的連接方式和信號傳遞機(jī)制，與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、蜘蛛網(wǎng)、電力網(wǎng)格無關(guān)。

第 12 題：AI 倫理與隱私

設(shè)計(jì) "校園智能助手" 時(shí)，哪項(xiàng)做法不負(fù)責(zé)任？

A. 盡可能多地收集學(xué)生數(shù)據(jù)，不做任何隱私保護(hù)

B. 對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理

C. 明確告知用戶數(shù)據(jù)收集用途

D. 提供數(shù)據(jù)刪除功能

答案：A

解析：未經(jīng)保護(hù)收集大量學(xué)生數(shù)據(jù)違反個(gè)人信息保護(hù)原則，其余選項(xiàng)均是保障隱私的負(fù)責(zé)任做法。

第 13 題：機(jī)器人運(yùn)動軌跡

機(jī)器人初始面向正北，執(zhí)行指令：向前 10 步→右轉(zhuǎn) 90 度→向前 5 步→左轉(zhuǎn) 90 度→向前 5 步，最終在起點(diǎn)哪個(gè)方向？

A. 正北方

B. 正東方

C. 起點(diǎn)東北方

D. 起點(diǎn)西北方

答案：C

解析：右轉(zhuǎn) 90 度后面向正東，前進(jìn) 5 步；左轉(zhuǎn) 90 度回歸正北，再前進(jìn) 5 步。最終位置在起點(diǎn)東側(cè) 5 步、北側(cè) 15 步，即東北方。

第 14 題：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用

高效統(tǒng)計(jì)情緒詞出現(xiàn)次數(shù)，最適合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是？

A. 數(shù)組

B. 鏈表

C. 棧

D. 哈希表

答案：D

解析：哈希表能通過鍵值對快速存儲和查詢詞頻，數(shù)組、鏈表查詢效率低，棧適用于先進(jìn)后出的場景，均不適合詞頻統(tǒng)計(jì)。

第 15 題：翻譯軟件局限性

翻譯軟件將 "小蔥拌豆腐 —— 一清二白" 直譯為外文后外國朋友不懂，反映其哪方面不足？

A. 翻譯速度太慢

B. 常識與語境理解

C. 存儲容量不足

D. 發(fā)音不夠標(biāo)準(zhǔn)

答案：B

解析：歇后語蘊(yùn)含文化語境和常識，直譯無法傳遞深層含義，與翻譯速度、存儲容量、發(fā)音標(biāo)準(zhǔn)度無關(guān)。

第 16 題：人工智能應(yīng)用判斷

下列應(yīng)用中，體現(xiàn)人工智能的是？①停車場識別車牌 ②多人視頻會議 ③微信語音通話 ④智慧家居調(diào)亮度 ⑤語音實(shí)時(shí)翻譯

A. ①⑤

B. ②③

C. ③④

D. ①④

答案：A

解析：①車牌識別屬于計(jì)算機(jī)視覺，⑤語音實(shí)時(shí)翻譯融合語音識別與 NLP，均是 AI 應(yīng)用；②③是通信功能，④是普通控制邏輯，不涉及 AI。

第 17 題：垃圾郵件過濾邏輯

AI 過濾垃圾郵件，最關(guān)鍵的判斷依據(jù)是？

A. 郵件發(fā)送時(shí)間

B. 郵件發(fā)送者地址

C. 郵件標(biāo)題和正文的高風(fēng)險(xiǎn)詞匯

D. 郵件附件大小

答案：C

解析：垃圾郵件常包含 "中獎(jiǎng)"" 優(yōu)惠 ""轉(zhuǎn)賬" 等高風(fēng)險(xiǎn)詞匯，發(fā)送時(shí)間、發(fā)送者地址、附件大小均不能作為核心判斷依據(jù)。

第 18 題：電商推薦邏輯

電商向購買 "機(jī)械鍵盤" 的用戶推薦 "電競鼠標(biāo)"，核心邏輯是？

A. 商品購買行為的強(qiáng)相關(guān)性

B. 商品價(jià)格相同

C. 商品產(chǎn)地一致

D. 商品銷量相近

答案：A

解析：推薦系統(tǒng)通過分析用戶行為，發(fā)現(xiàn)機(jī)械鍵盤和電競鼠標(biāo)的購買關(guān)聯(lián)性（協(xié)同過濾），其余因素并非核心邏輯。

第 19 題：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用

快速判斷兩個(gè)賬號是否屬于同一 "機(jī)器人團(tuán)伙"（圖連通性），最適合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是？

A. 并查集

B. 隊(duì)列

C. 堆

D. 二叉樹

答案：A

解析：并查集專門用于快速判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否在同一連通分量，隊(duì)列適用于廣度優(yōu)先搜索，堆適用于排序，二叉樹適用于數(shù)據(jù)存儲，均不匹配。

第 20 題：數(shù)據(jù)脫敏定義

醫(yī)療數(shù)據(jù)訓(xùn)練 AI 時(shí)的 "數(shù)據(jù)脫敏" 是指？

A. 刪除所有醫(yī)療數(shù)據(jù)

B. 移除或替換可識別個(gè)人的信息

C. 加密所有數(shù)據(jù)文件

D. 擴(kuò)大數(shù)據(jù)樣本規(guī)模

答案：B

解析：數(shù)據(jù)脫敏的核心是去除姓名、身份證號等個(gè)人標(biāo)識信息，既保證 AI 可用數(shù)據(jù)，又保護(hù)隱私，其余選項(xiàng)均非數(shù)據(jù)脫敏的定義。

閱讀數(shù)學(xué)定義答題（21-23 小題）

定義 1 - 解析解：以封閉形式給出的、由問題參數(shù)構(gòu)成的精確數(shù)學(xué)表達(dá)式。

定義 2 - 數(shù)值解：無法得到解析解或解析解過于復(fù)雜時(shí)，通過算法迭代得到的近似解。

第 21 題：解析解與數(shù)值解判斷

方程 x3-x-1=0 通過迭代算法得到近似解 x≈1.3247，該解屬于？

A. 解析解

B. 數(shù)值解

C. 既有解析解也有數(shù)值解

D. 既非解析解也非數(shù)值解

答案：B

解析：題中解是通過迭代算法得到的近似值，符合定義 2 中 "數(shù)值解" 的描述，并非封閉形式的精確表達(dá)式。

第 22 題：解析解定義理解

根據(jù)材料，"解析解" 最準(zhǔn)確的描述是？

A. 通過迭代得到的近似解

B. 封閉形式的、由參數(shù)構(gòu)成的精確數(shù)學(xué)表達(dá)式

C. 無法用數(shù)學(xué)公式表示的解

D. 只能通過計(jì)算機(jī)計(jì)算的解

答案：B

解析：直接對應(yīng)定義 1，解析解是能用明確數(shù)學(xué)式子表示的精確解，無需迭代近似計(jì)算。

第 23 題：解析解適用場景

下列問題中最適合用解析解解決的是？

A. 預(yù)測股票未來價(jià)格

B. 訓(xùn)練 AI 圖像識別模型

C. 模擬天氣變化

D. 已知直角邊求斜邊長度

答案：D

解析：直角三角形斜邊可通過勾股定理直接得到封閉表達(dá)式（解析解），其余選項(xiàng)均需通過數(shù)值方法或訓(xùn)練模型求解，無明確解析解。

閱讀《誰偷吃了蛋糕》答題（24-25 小題）

媽媽的蛋糕被偷吃，四個(gè)孩子的回答如下（已知只有一人說真話，只有一人偷吃）：甲說："不是我吃的"；乙說："是丙吃的"；丙說："是丁吃的"；丁說："丙在說謊"。

第 24 題（3 分）：說真話的人是？

A. 甲

B. 乙

C. 丙

D. 丁

答案：D

解析：丙和丁的說法必然一真一假（矛盾關(guān)系）。若丙說真話（丁偷吃），則甲說 "不是我吃的" 也為真話，與 "只有一人說真話" 矛盾，故丁說真話。

第 25 題（3 分）：偷吃蛋糕的人是？

A. 甲

B. 乙

C. 丙

D. 丁

答案：A

解析：由上題可知丁說真話，丙說假話（非丁偷吃），乙說假話（非丙偷吃），甲說假話（是甲偷吃），符合 "只有一人偷吃" 的條件。

閱讀《座位與帽子問題》答題（26-27 小題）

5 位客人（A,B,C,D,E）隨機(jī)拿各不相同的帽子戴回家。

第 26 題（3 分）：恰好有 3 位客人拿對自己帽子的方法數(shù)為？

A. 5

B. 10

C. 15

D. 20

答案：B

解析：從 5 人中選 3 人拿對帽子，有 C (5,3)=10 種選擇，剩余 2 人只能互相拿對方帽子（1 種方式），總方法數(shù)為 10×1=10。

第 27 題（4 分）：至少有 1 位客人拿對自己帽子的方法數(shù)為？

A. 65

B. 76

C. 89

D. 103

答案：B

解析："至少 1 人拿對" 的反面是 "所有人都拿錯(cuò)"（錯(cuò)排數(shù) D?）。5! = 120，錯(cuò)排數(shù) D?=44（遞推式 D?=(n-1)(D???+D???)），故答案為 120-44=76。

閱讀《比賽安排》答題（28-29 小題）

周一至周五有比賽安排，分上午、下午、晚上三個(gè)時(shí)段，有單人賽和雙人賽。5 名同學(xué)（甲、乙、丙、丁、戊）共參加 8 場比賽（3 場雙人賽，5 場單人賽），已知條件：①戊同學(xué)參加的 3 場比賽均不在晚上；②甲同學(xué)的比賽均在上午，且不在連續(xù)兩天；③若乙不與甲組隊(duì)參加雙人賽，則乙的比賽均在周一至周三；④每個(gè)同學(xué)參加 2 場或 3 場比賽。

時(shí)段

周一

周二

周三

周四

周五

上午

單人

雙人

雙人

下午

雙人

晚上

單人

單人

單人

第 28 題（4 分）：若周五參加比賽的是乙同學(xué)，則可以得出？

A. 甲同學(xué)參加了 4 場比賽

B. 丙同學(xué)只參加單人賽

C. 丁同學(xué)的比賽都在下午

D. 戊同學(xué)至少參加了一場單人比賽

答案：D

解析：乙周五參賽，根據(jù)條件③，乙必須與甲組隊(duì)參加雙人賽（周三 / 周四上午）。戊不參加晚上比賽，需參加 3 場（來自上午、下午的 3 場雙人賽 + 2 場單人賽），因甲乙占據(jù) 1 場雙人賽，剩余 2 場雙人賽最多容納戊 2 場，故戊至少參加 1 場單人賽。

第 29 題（4 分）：若丁同學(xué)的比賽均被安排在上午，且僅有一項(xiàng)選項(xiàng)錯(cuò)誤，則錯(cuò)誤的是？

A. 甲同學(xué)參加了周三上午的雙人賽

B. 戊同學(xué)參加了周四上午的雙人賽

C. 周四下午乙同學(xué)參加比賽

D. 丙同學(xué)參加了周二晚上的單人賽

答案：C

解析：丁的比賽均在上午，結(jié)合條件②（甲上午比賽不連續(xù)），可推出甲的比賽時(shí)段。枚舉選項(xiàng)驗(yàn)證：若 C 錯(cuò)誤，其余選項(xiàng)均成立且無矛盾；若其他選項(xiàng)錯(cuò)誤，會出現(xiàn)人數(shù)、場次不匹配的矛盾。

閱讀漢明距離介紹答題（30-33 小題）

漢明距離：兩個(gè)長度相等的字符串間，對應(yīng)位置不相同的字符對數(shù)。例：abcdef 和 azcdeg 的漢明距離為 2。

第 30 題（3 分）：字符串 100110 和 011010 之間的漢明距離為？

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

答案：B

解析：逐位對比：第 1 位（1≠0）、第 2 位（0≠1）、第 3 位（0≠1）、第 4 位（1≠0）、第 5 位（1=1）、第 6 位（0=0），共 4 對不同，漢明距離為 4。

第 31 題（3 分）：與 102000 漢明距離為 2，且長度為 6、只由 0、1、2 組成的字符串有多少種？

A. 30

B. 45

C. 60

D. 75

答案：C

解析：第一步選 2 個(gè)不同位置：C (6,2)=15 種；第二步每個(gè)位置可替換為 2 種其他數(shù)字（如 0 可換 1/2），共 2×2=4 種。總方案數(shù) 15×4=60。

第 32 題（3 分）：小明和小紅各有一個(gè)長度為 6、只由 0 和 1 組成的字符串，漢明距離為 3，小明手中的字符串有多少種可能？

A. 32

B. 64

C. 128

D. 256

答案：B

解析：小明的字符串可為任意 6 位二進(jìn)制字符串（共 2?=64 種），無論小明選哪種，小紅都能找到對應(yīng)的字符串（調(diào)整 3 位不同字符）滿足漢明距離要求。

第 33 題（4 分）：有長為 10、僅由 0 和 1 組成的三個(gè)字符串 A、B、C，已知 A 與 B 漢明距離為 4，B 與 C 漢明距離為 2，則 A 與 C 漢明距離的所有可能取值為？

A. 2,4,6

B. 1,3,5

C. 0,2,4

D. 3,4,5

答案：A

解析：根據(jù)漢明距離三角不等式，|d (A,B)-d (B,C)|≤d (A,C)≤d (A,B)+d (B,C)，即 2≤d (A,C)≤6。又因漢明距離的奇偶性與兩字符串不同位的數(shù)量一致，A 與 B、B 與 C 的不同位數(shù)量之和 / 差的奇偶性不變，故 d (A,C) 必為偶數(shù)，可能取值為 2、4、6。

二、簡答題（2 小題，共 20 分）

第 34 題：醫(yī)學(xué) AI 應(yīng)用分析

某醫(yī)院希望引入人工智能賦能，擬定兩種方案：

路線 1：AI 開藥

原工作方式：患者與醫(yī)生談話、檢查，醫(yī)生診斷并開藥。AI 賦能工作方式：患者輸入檢查結(jié)果與口述病情，AI 診斷并開藥方。

路線 2：AI 腸鏡高亮

原工作方式：醫(yī)生操作腸鏡，觀察屏幕找病灶。AI 賦能工作方式：醫(yī)生操作腸鏡，AI 實(shí)時(shí)標(biāo)注可疑病灶，醫(yī)生最終判斷。

（1）你認(rèn)為這兩種方案哪個(gè)合適、哪個(gè)不合適？簡要說明理由。（4 分）

參考答案：方案一不合適（2 分），開藥涉及復(fù)雜病情判斷和用藥安全，AI 無法承擔(dān)醫(yī)療責(zé)任，易引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)；方案二合適（2 分），AI 僅輔助標(biāo)注病灶，最終決策權(quán)在醫(yī)生，能提高診斷效率且風(fēng)險(xiǎn)可控。

（2）根據(jù)材料，指出醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中適合應(yīng)用人工智能的場景有哪些特點(diǎn)？（3 分）

參考答案：①任務(wù)結(jié)構(gòu)化、重復(fù)性強(qiáng)（如病灶標(biāo)注）；②AI 僅起輔助作用，醫(yī)生掌握最終決策權(quán)；③錯(cuò)誤后果可控，不直接危及生命安全；④能減輕醫(yī)生重復(fù)勞動（答出 3 點(diǎn)即可）。

第 35 題：創(chuàng)客空間人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

假設(shè)你負(fù)責(zé)開發(fā)基于計(jì)算機(jī)視覺的創(chuàng)客空間人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)（同一人多次進(jìn)出只記一次），請回答以下問題：

（1）列舉用到的硬件與人工智能技術(shù)（4 分）

參考答案：硬件：高清攝像機(jī)（2 分）；人工智能技術(shù)：人臉識別技術(shù)（特征提取 + 匹配）（2 分）。

（2）簡述方案設(shè)計(jì)，并說明如何解決 "同一人多次進(jìn)出只記一次" 的問題（5 分）

參考答案：①在創(chuàng)客空間出入口部署高清攝像機(jī)，實(shí)時(shí)拍攝進(jìn)出人員畫面（1 分）；②通過人臉識別模型檢測畫面中的人臉，提取人臉特征向量（1 分）；③建立當(dāng)日人臉特征數(shù)據(jù)庫，存儲已統(tǒng)計(jì)人員的特征（1 分）；④新檢測到人臉時(shí)，計(jì)算其特征與數(shù)據(jù)庫中特征的相似度（1 分）；⑤相似度高于設(shè)定閾值（如 95%）則判定為同一人，不重復(fù)計(jì)數(shù)；低于閾值則判定為新人，計(jì)數(shù) + 1 并將特征存入數(shù)據(jù)庫（1 分）。

（3）設(shè)計(jì)的方案中存在的問題或挑戰(zhàn)（4 分）

參考答案：①人臉識別精度受光線、遮擋（口罩、帽子）影響，可能出現(xiàn)誤判（2 分）；②攝像頭拍攝涉及人員隱私，需合規(guī)授權(quán)，避免信息泄露（2 分）；③多人同時(shí)進(jìn)出時(shí)，可能出現(xiàn)漏檢或重復(fù)檢測（補(bǔ)充答案，答出 2 點(diǎn)即可）。

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