綜合試卷第=PAGE1*2-11頁（共=NUMPAGES1*22頁） 綜合試卷第=PAGE1*22頁（共=NUMPAGES1*22頁）PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號密封線1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和所在地區(qū)名稱。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫，不要在標封區(qū)內填寫無關內容。一、選擇題1.航天器發(fā)射時，常用的運載火箭類型有哪些？

A.固體燃料火箭

B.液體燃料火箭

C.固液混合燃料火箭

D.以上都是

2.中國的“天問一號”火星探測器的主要任務是什么？

A.火星表面巡視探測

B.火星大氣和磁場探測

C.火星樣本返回

D.以上都是

3.航天器在太空中進行通信時，主要依賴哪種技術？

A.電磁波通信

B.光通信

C.以上都是

D.以上都不是

4.太陽能帆板技術在航天器中的應用有哪些優(yōu)勢？

A.提高航天器的壽命

B.降低燃料消耗

C.提高航天器的機動性

D.以上都是

5.航天器在返回地球時，為什么需要進入大氣層進行減速？

A.減少航天器的速度，避免撞擊地球

B.降低返回時的溫度，保證航天器結構安全

C.以上都是

D.以上都不是

6.航天器中的推進系統(tǒng)有哪些類型？

A.液體燃料火箭發(fā)動機

B.固體燃料火箭發(fā)動機

C.電推進系統(tǒng)

D.以上都是

7.中國的“嫦娥五號”月球探測器成功返回地球時，攜帶了哪些月球樣品？

A.月壤

B.月球巖石

C.以上都是

D.以上都不是

8.航天器在軌運行時，需要解決哪些關鍵技術問題？

A.航天器姿態(tài)控制

B.航天器軌道控制

C.航天器能源供應

D.以上都是

答案及解題思路：

1.答案：D

解題思路：固體燃料火箭、液體燃料火箭、固液混合燃料火箭都是航天器發(fā)射時常用的運載火箭類型。

2.答案：D

解題思路：“天問一號”火星探測器的主要任務包括火星表面巡視探測、火星大氣和磁場探測、火星樣本返回。

3.答案：C

解題思路：航天器在太空中進行通信時，主要依賴電磁波通信和光通信技術。

4.答案：D

解題思路：太陽能帆板技術在航天器中的應用優(yōu)勢包括提高航天器的壽命、降低燃料消耗、提高航天器的機動性。

5.答案：C

解題思路：航天器在返回地球時需要進入大氣層進行減速，以降低返回時的溫度，保證航天器結構安全，同時減少航天器的速度，避免撞擊地球。

6.答案：D

解題思路：航天器中的推進系統(tǒng)類型包括液體燃料火箭發(fā)動機、固體燃料火箭發(fā)動機、電推進系統(tǒng)。

7.答案：C

解題思路：“嫦娥五號”月球探測器成功返回地球時，攜帶了月壤和月球巖石樣品。

8.答案：D

解題思路：航天器在軌運行時需要解決的關鍵技術問題包括航天器姿態(tài)控制、航天器軌道控制、航天器能源供應。二、填空題1.航天器在太空中運行時，其速度大約為______千米/秒。

答案：7.9

解題思路：航天器在近地軌道上的運行速度大約為每秒7.9公里。

2.中國首次實現(xiàn)載人航天飛行的航天員是______。

答案：楊利偉

解題思路：楊利偉是中國第一位進入太空的航天員，2003年10月15日乘坐神舟五號飛船成功進入太空。

3.航天器在軌道上運行時，其軌道高度約為______千米。

答案：300400

解題思路：近地軌道的高度通常在300至400公里之間。

4.太空中沒有空氣，航天器在太空中進行推進時，主要依靠______。

答案：噴氣推進

解題思路：由于太空中沒有空氣，航天器通常通過噴氣推進系統(tǒng)使用燃料來產(chǎn)生推力。

5.航天器返回地球時，需要通過______進入大氣層進行減速。

答案：再入大氣層

解題思路：航天器返回地球時，需要通過再入大氣層的過程利用大氣阻力進行減速。

6.航天器在軌運行時，需要解決的主要問題包括______、______、______等。

答案：軌道維持、能源供應、生命保障

解題思路：航天器在軌運行時需要保證其軌道穩(wěn)定，持續(xù)能源供應，以及宇航員的生命保障。

7.太陽能帆板技術的應用，可以提高航天器的______、______等。

答案：續(xù)航能力、機動性

解題思路：太陽能帆板能夠為航天器提供持續(xù)的動力，從而提高其續(xù)航能力和機動性。

8.中國的“天宮”空間站預計將于______年全面建成。

答案：2022

解題思路：根據(jù)中國航天科技集團有限公司的公開信息，“天宮”空間站預計在2022年全面建成。三、判斷題1.航天器在軌道上運行時，其速度必須等于第一宇宙速度。

答案：錯誤

解題思路：第一宇宙速度是指物體在地球表面附近繞地球做圓周運動所需的最小初始速度，約為7.9公里/秒。航天器在軌道上運行時，并不一定必須等于第一宇宙速度，而是取決于其所在軌道的高度和軌道類型。在低地球軌道上，航天器的運行速度可能略低于第一宇宙速度；而在地球同步軌道上，航天器的運行速度則略高于第一宇宙速度。

2.航天器返回地球時，速度越快，其減速過程越平穩(wěn)。

答案：錯誤

解題思路：航天器返回地球時，速度越快，所需的減速過程會更劇烈，這可能導致較大的過載和沖擊，從而影響航天器的結構和乘員的安全。因此，為了保證航天器平穩(wěn)返回，通常需要通過多級火箭或使用再入大氣層技術，逐步減速。

3.太陽能帆板技術可以應用于所有類型的航天器。

答案：錯誤

解題思路：太陽能帆板技術主要用于為航天器提供電力，但并非所有類型的航天器都適合使用太陽能帆板。例如一些需要長時間在深空運行的探測器可能由于距離太陽較遠，無法從太陽能帆板獲得足夠的能量。某些航天器可能需要使用特定的能源系統(tǒng)，如核能或化學能源。

4.航天器在軌運行時，需要解決的主要問題包括推進、導航、通信等。

答案：正確

解題思路：航天器在軌運行時，確實需要解決推進、導航、通信等問題。推進系統(tǒng)保證航天器可以改變軌道或速度；導航系統(tǒng)保證航天器按照預定軌道運行；通信系統(tǒng)則用于與地面站或其他航天器進行信息交換。

5.航天器在太空中進行通信時，主要依賴電磁波傳輸。

答案：正確

解題思路：太空是真空環(huán)境，沒有空氣，因此聲波無法傳播。航天器在太空中進行通信時，主要依賴電磁波傳輸，如無線電波、微波等。

6.航天器在返回地球時，需要通過大氣層進行減速。

答案：正確

解題思路：航天器在返回地球時，需要通過大氣層進行減速，這是因為大氣層的摩擦力可以減小航天器的速度。如果沒有大氣層，航天器將無法減速，最終會以極高的速度撞擊地球表面。

7.航天器在軌運行時，需要解決的主要問題包括能源、環(huán)境、生命保障等。

答案：正確

解題思路：航天器在軌運行時，確實需要解決能源、環(huán)境、生命保障等問題。能源系統(tǒng)保證航天器在軌運行所需的電力供應；環(huán)境控制系統(tǒng)保證航天器內部環(huán)境適宜；生命保障系統(tǒng)則負責保障航天員或生物的生存需求。

8.太空中沒有空氣，航天器在太空中進行推進時，主要依靠火箭發(fā)動機。

答案：正確

解題思路：太空是真空環(huán)境，沒有空氣，因此航天器在太空中進行推進時，主要依靠火箭發(fā)動機?；鸺l(fā)動機通過燃燒推進劑產(chǎn)生推力，使航天器改變速度或軌道。四、簡答題1.簡述航天器在軌運行時，需要解決的主要問題。

答案：航天器在軌運行時，主要需要解決以下問題：

軌道維持與穩(wěn)定：保證航天器在預定軌道上穩(wěn)定運行。

溫度控制：應對空間環(huán)境中的極端溫差，保護航天器和設備的正常運行。

通信與控制：實現(xiàn)地面控制中心與航天器的有效通信和數(shù)據(jù)傳輸。

供能問題：保證航天器在長時間運行中有足夠的能源。

防輻射：降低宇宙輻射對航天器和宇航員的影響。

設備維護與維修：在軌期間對設備進行必要的維護和修理。

解題思路：分析航天器在軌運行面臨的挑戰(zhàn)，從多個角度進行闡述。

2.簡述太陽能帆板技術的應用及其優(yōu)勢。

答案：太陽能帆板技術的應用包括為航天器提供電力，其優(yōu)勢有：

高效節(jié)能：太陽能是一種清潔、可再生的能源，帆板能有效轉換太陽能為電能。

結構輕便：太陽能帆板重量輕，有利于提升航天器的載荷能力。

自給自足：在太空中無需攜帶大量燃料，降低了航天器的發(fā)射成本和運行風險。

可靠性高：太陽能帆板技術相對成熟，運行穩(wěn)定。

解題思路：分析太陽能帆板技術的應用領域，結合其優(yōu)勢特點進行說明。

3.簡述航天器返回地球時，需要通過大氣層進行減速的原因。

答案：航天器返回地球時，需要通過大氣層進行減速的原因包括：

降軌：通過減速降低軌道高度，進入大氣層進行著陸。

安全著陸：減小返回艙著陸時的沖擊力，保障宇航員和設備的安全。

熱防護：大氣層摩擦產(chǎn)生熱量，有助于保護返回艙結構。

解題思路：從航天器返回過程中的安全、穩(wěn)定和結構保護角度闡述減速的必要性。

4.簡述航天器在太空中進行通信時，主要依賴的技術。

答案：航天器在太空中進行通信主要依賴以下技術：

無線電通信：利用無線電波實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。

衛(wèi)星通信：通過衛(wèi)星轉發(fā)信號，擴大通信覆蓋范圍。

光通信：利用激光束進行高速數(shù)據(jù)傳輸。

解題思路：列舉常見的航天器通信技術，說明其原理和應用。

5.簡述航天器在軌運行時，其軌道高度對航天器的影響。

答案：航天器在軌運行時，軌道高度對航天器的影響包括：

運行速度：軌道高度越高，航天器的運行速度越快。

能源需求：高度越高的軌道，需要更多的能源維持。

風險系數(shù)：較高軌道可能面臨更大的空間碎片碰撞風險。

解題思路：分析軌道高度對航天器速度、能源需求和風險等方面的影響。

6.簡述航天器在太空中進行推進時，主要依靠的技術。

答案：航天器在太空中進行推進主要依靠以下技術：

化學推進：利用燃料和氧化劑在燃燒室內產(chǎn)生推力。

電磁推進：利用電磁場對帶電粒子施加推力。

反沖推進：利用噴射氣體產(chǎn)生推力。

解題思路：介紹航天器推進技術的種類，解釋其原理。

7.簡述航天器在軌運行時，其速度對航天器的影響。

答案：航天器在軌運行時，速度對航天器的影響包括：

軌道維持：航天器需要維持一定速度，以保證軌道高度和形狀。

運行周期：速度越快，運行周期越短。

能源消耗：較高速度需要更多能量維持。

解題思路：分析速度對航天器軌道、周期和能源消耗等方面的影響。

8.簡述航天器在軌運行時，其能源需求。

答案：航天器在軌運行時，能源需求包括：

生命保障系統(tǒng)：為宇航員提供氧氣、水、食物等。

熱控制：維持航天器溫度在適宜范圍內。

通信與控制：保持地面控制中心與航天器的通信聯(lián)系。

設備運行：為各類設備和儀器提供能源。

解題思路：列舉航天器在軌運行所需的基本能源，說明其在不同系統(tǒng)中的作用。五、論述題1.論述航天器在軌運行時，需要解決的主要問題及解決方案。

答案：

航天器在軌運行時面臨的主要問題包括：

空間輻射：高能粒子輻射可能損害航天器的電子設備。

微小隕石和碎片撞擊：這些撞擊可能造成航天器表面損傷或系統(tǒng)故障。

溫度控制：航天器需要維持適當?shù)臏囟龋苑乐乖O備過熱或過冷。

能源供應：長期在軌運行需要可靠的能源系統(tǒng)。

解決方案：

空間輻射：使用輻射屏蔽材料和輻射硬化的電子設備。

微小隕石和碎片撞擊：采用多層結構設計和抗撞擊材料。

溫度控制：使用熱輻射表面、熱電偶和熱交換器等。

能源供應：采用太陽能帆板、核能電池等高效能源系統(tǒng)。

解題思路：

首先列舉航天器在軌運行時遇到的主要問題，然后針對每個問題提出相應的解決方案，并簡要說明其原理和作用。

2.論述太陽能帆板技術在航天器中的應用及其優(yōu)勢。

答案：

太陽能帆板技術在航天器中的應用包括：

為航天器提供電力。

為推進系統(tǒng)提供能源。

優(yōu)勢：

高效能量轉換。

可再生能源，環(huán)保。

結構簡單，維護方便。

解題思路：

先介紹太陽能帆板技術在航天器中的應用，然后列舉其優(yōu)勢，并解釋這些優(yōu)勢的原因。

3.論述航天器返回地球時，需要通過大氣層進行減速的原因及影響。

答案：

原因：

航天器在高速飛行時需要減速，以避免撞擊地球表面。

大氣摩擦可以有效地降低航天器的速度。

影響：

大氣摩擦產(chǎn)生大量熱量，可能導致航天器表面溫度升高。

航天器結構可能因高溫和減速過程中產(chǎn)生的應力而受損。

解題思路：

先說明航天器返回地球時需要減速的原因，然后討論減速過程中可能產(chǎn)生的影響。

4.論述航天器在太空中進行通信時，主要依賴的技術及其應用。

答案：

主要依賴的技術：

無線電波通信。

光通信。

應用：

數(shù)據(jù)傳輸。

語音通信。

地面控制指令發(fā)送。

解題思路：

先列出航天器在太空中進行通信時依賴的主要技術，然后說明這些技術在航天器通信中的應用。

5.論述航天器在軌運行時，其軌道高度對航天器的影響及優(yōu)化方法。

答案：

影響：

軌道高度影響航天器的能量需求。

軌道高度影響航天器的通信距離。

優(yōu)化方法：

調整軌道高度以優(yōu)化能源消耗。

選擇合適的軌道高度以提高通信效率。

解題思路：

先分析軌道高度對航天器的影響，然后提出優(yōu)化軌道高度的方法。

6.論述航天器在太空中進行推進時，主要依靠的技術及其應用。

答案：

主要依靠的技術：

電推進。

熱推進。

應用：

航天器姿態(tài)控制。

軌道機動。

解題思路：

先列舉航天器在太空中進行推進時主要依靠的技術，然后說明這些技術在航天器推進中的應用。

7.論述航天器在軌運行時，其速度對航天器的影響及優(yōu)化方法。

答案：

影響：

速度影響航天器的軌道維持。

速度影響航天器的能源消耗。

優(yōu)化方法：

通過推進系統(tǒng)調整速度以維持軌道。

選擇合適的速度以降低能源消耗。

解題思路：

先分析航天器速度對其的影響，然后提出優(yōu)化速度的方法。

8.論述航天器在軌運行時，其能源需求及其解決方案。

答案：

能源需求：

電力供應。

推進系統(tǒng)能源。

解決方案：

使用太陽能帆板。

核能電池。

解題思路：

先描述航天器在軌運行時的能源需求，然后提出滿足這些需求的解決方案。六、計算題1.計算航天器在軌道上運行時的速度。

a)題目：若某航天器在近地軌道（高度約為300公里）上運行，地球質量為\(5.97\times10^{24}\)kg，地球半徑為\(6.37\times10^{6}\)m，萬有引力常數(shù)\(G=6.67\times10^{11}\)N·m2/kg2，求該航天器的運行速度。

b)解答：

答案：航天器的運行速度約為7.9km/s。

解題思路：

使用牛頓的萬有引力定律和圓周運動的向心力公式，可以得到：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\]

其中，\(G\)是萬有引力常數(shù)，\(M\)是地球質量，\(r\)是航天器到地球中心的距離。將已知數(shù)據(jù)代入公式計算即可。

2.計算航天器在軌運行時的軌道高度。

a)題目：一航天器在地球同步軌道上運行，其運行速度為3.07km/s，地球同步軌道的周期為24小時，地球半徑為\(6.37\times10^{6}\)m，求該航天器的軌道高度。

b)解答：

答案：軌道高度約為35,7公里。

解題思路：

使用軌道周期與軌道半徑的關系公式：

\[T=2\pi\sqrt{\frac{r^3}{GM}}\]

其中，\(T\)是軌道周期，\(r\)是軌道半徑，\(G\)是萬有引力常數(shù)，\(M\)是地球質量。已知周期和速度，可以解出軌道半徑，進而計算出軌道高度。

3.計算航天器返回地球時，需要通過大氣層進行減速的速度。

a)題目：一返回式航天器從低地球軌道返回地球，進入大氣層時的速度為每秒10公里，求其在減速至零速過程中需要消耗的動能。

b)解答：

答案：動能消耗約為\(5\times10^{10}\)焦耳。

解題思路：

使用動能公式\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)，其中\(zhòng)(m\)是航天器的質量，\(v\)是進入大氣層時的速度。假設質量為已知值，代入公式計算動能。

4.計算航天器在軌運行時的能源需求。

a)題目：一在軌運行的通信衛(wèi)星，其功率需求為150瓦，每年運行時間為8760小時，求該衛(wèi)星的年能源需求。

b)解答：

答案：年能源需求約為\(1.316\times10^{7}\)瓦時。

解題思路：

使用功率和時間的關系公式\(E=Pt\)，其中\(zhòng)(E\)是能量，\(P\)是功率，\(t\)是時間。將功率需求和運行時間代入公式計算。

5.計算航天器在太空中進行通信時，所需的電磁波傳輸距離。

a)題目：一航天器在地球同步軌道上，與地面通信站之間進行通信，求電磁波傳輸?shù)淖畲缶嚯x。

b)解答：

答案：傳輸距離約為42,164公里。

解題思路：

地球同步軌道距離地球表面約為35,7公里，加上地球半徑，即為電磁波傳輸?shù)淖畲缶嚯x。

6.計算航天器在軌運行時，所需的推進力。

a)題目：一在軌運行的航天器，需要以1m/s2的加速度進行軌道調整，質量為2000公斤，求所需的推進力。

b)解答：

答案：所需推進力約為\(2\times10^{3}\)牛頓。

解題思路：

使用牛頓第二定律\(F=ma\)，其中\(zhòng)(F\)是力，\(m\)是質量，\(a\)是加速度。將已知數(shù)據(jù)代入公式計算。

7.計算航天器在軌運行時，所需的導航精度。

a)題目：一航天器進行軌道調整，要求導航系統(tǒng)提供精度為0.1公里的位置信息，求導航系統(tǒng)所需的精度。

b)解答：

答案：導航系統(tǒng)所需的精度為0.1公里。

解題思路：

直接給出所需的導航精度，不需要計算。

8.計算航天器在軌運行時，所需的通信帶寬。

a)題目：一在軌運行的通信衛(wèi)星，需要支持高清視頻傳輸，假設視頻數(shù)據(jù)率為500Mbps，求所需的通信帶寬。

b)解答：

答案：所需通信帶寬為500Mbps。

解題思路：

直接給出所需的通信帶寬，不需要計算。七、應用題1.分析航天器在軌運行時，如何解決能源問題。

解題思路：

航天器在軌運行所需的能源通常包括電力和熱能。一些解決能源問題的方法：

太陽能電池板：利用太陽能轉化為電能，是當前航天器最常見的能源解決方案。

核能電池：使用放射性同位素熱電發(fā)生器（RTG）將核能轉化為熱能，再轉化為電能。

化學電池：在小型航天器上，可以使用化學電池作為能源儲備。

答案：

航天器在軌運行時解決能源問題的方法包括：

太陽能電池板；

核能電池；

化學電池。

2.分析航天器在軌運行時，如何解決通信問題。

解題思路：

航天器與地面或航天器之間的通信需要高效的信號傳輸技術。一些解決通信問題的方法：

無線電通信：使用無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸，包括微波和射頻通信。

高增益天線：提高信號接收和發(fā)送的效率。

信號調制與解調：使用不同的調制方式（如QAM、PSK）來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院托省?/p>

答案：

航天器在軌運行時解決通信問題的方法包括：

無線電通信；

高增益天線；

信號調制與解調。

3.分析航天器在軌運行時，如何解決導航問題。

解題思路：

航天器在軌運行需要精確的導航系統(tǒng)來確定其位置和速度。一些解決導航問題的方法：

星載導航系統(tǒng)：利用地球或太空中的恒星進行導航。

地面測控網(wǎng)：通過地面測控站向航天器發(fā)送測控指令，接收返回的數(shù)據(jù)進行定位。

自主導航系統(tǒng)：利用慣性測量單元（IMU）和星敏感器等設備實現(xiàn)自主導航。

答案：

航天器在軌運行時解決導航問題的方法包括：

星載導航系統(tǒng)；

地面測控網(wǎng)；

自主導航系統(tǒng)。

4.分析航天器在軌運行時，如何解決推進問題。

解題思路：

航天器在軌運行需要進行機動和姿態(tài)調整，需要有效的推進系統(tǒng)。一些解決推進問題的方法：

反作用推進器：使用推進劑噴射產(chǎn)生反作用力，如霍爾效應推進器和離子推進器。

太陽帆：利