2025中小學生航空航天科普知識競賽歷年練習題及答案1.單項選擇題（每題2分，共40分）1.2022年11月29日，神舟十五號載人飛船在酒泉發(fā)射升空，其運載火箭的型號是A.長征二號FB.長征五號BC.長征七號D.長征八號答案：A2.我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”成功發(fā)射的年份是A.1964年B.1970年C.1975年D.1980年答案：B3.飛機機翼上表面設計成弧形、下表面較平的目的是A.減小阻力B.增加升力C.降低噪聲D.提高強度答案：B4.國際空間站（ISS）繞地球一圈大約需要A.30分鐘B.60分鐘C.90分鐘D.120分鐘答案：C5.火箭發(fā)射時向下高速噴射燃氣，火箭獲得向上的推力，這一原理稱為A.阿基米德原理B.牛頓第三定律C.伯努利方程D.開普勒定律答案：B6.下列哪一顆行星擁有最多的已知天然衛(wèi)星A.地球B.火星C.木星D.金星答案：C7.我國“天問一號”火星探測器首次實施近火制動的軌道高度約為A.400kmB.800kmC.1200kmD.2000km答案：A8.飛機上的“黑匣子”通常被漆成A.黑色B.紅色C.橙色D.藍色答案：C9.在標準大氣中，海拔每升高1000米，氣溫平均下降約A.3℃B.6℃C.9℃D.12℃答案：B10.我國北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)共有多少顆中圓地球軌道衛(wèi)星（MEO）組成核心星座A.12顆B.18顆C.24顆D.30顆答案：C11.被譽為“中國航天之父”的科學家是A.錢學森B.趙九章C.孫家棟D.任新民答案：A12.飛機起飛時通常選擇A.逆風B.順風C.側風D.無風答案：A13.火箭級間分離時，常用的分離技術不包括A.爆炸螺栓B.氣動分離C.彈簧分離D.冷分離答案：B14.地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度約為A.360kmB.1200kmC.3600kmD.35786km答案：D15.我國首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星“羲和號”于哪一年發(fā)射A.2019年B.2020年C.2021年D.2022年答案：C16.下列材料最適合制造火箭發(fā)動機噴管喉部的是A.鋁合金B(yǎng).鈦合金C.鎢滲銅D.結構鋼答案：C17.民航客機巡航階段通常飛行在對流層A.底部B.中部C.頂部D.平流層下部答案：D18.飛機襟翼的主要作用是A.增加航程B.減小阻力C.提高升力系數(shù)D.改善視界答案：C19.我國空間站“天和”核心艙的艙體最大直徑約為A.2.2mB.2.8mC.3.35mD.4.2m答案：C20.火箭發(fā)射倒計時中“T0”指的是A.點火瞬間B.起飛瞬間C.起飛前1秒D.起飛后1秒答案：B2.判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）21.飛機在真空中也能產生升力。答案：×22.國際空間站軌道傾角約為51.6°，因此全球大部分人口聚集區(qū)均有機會肉眼觀測過境。答案：√23.長征五號運載火箭采用液氧煤油作為主推進劑。答案：×24.火星的一天（一個“火星日”）比地球的一天長約40分鐘。答案：√25.飛機尾跡云是由于發(fā)動機排放的水蒸氣在高空凝結形成的。答案：√26.所有衛(wèi)星都必須運行在赤道平面才能覆蓋全球。答案：×27.我國“嫦娥五號”實現(xiàn)了人類首次月球背面軟著陸。答案：×28.火箭的“比沖”越大，說明其推進劑能量利用效率越高。答案：√29.飛機失速的直接原因是發(fā)動機停車。答案：×30.航天員出艙活動時必須佩戴特制的抗輻射手表。答案：×3.填空題（每空2分，共30分）31.我國首顆原子彈爆炸成功于________年，首顆氫彈爆炸成功于________年。答案：1964，196732.地球的平均半徑約為________千米，第一宇宙速度約為________千米/秒。答案：6371，7.933.飛機的三軸操縱系統(tǒng)包括________軸、________軸和________軸。答案：俯仰，滾轉，偏航34.火箭推進劑常見的氧化劑有液氧、________和________。答案：四氧化二氮，液氟（或答硝酸、過氧化氫亦可）35.北斗衛(wèi)星導航信號的三頻點中，民用公開服務主要使用________頻點。答案：B1C36.飛機機翼的展弦比定義為________與________之比。答案：翼展，平均幾何弦長37.我國“天問一號”探測器由軌道器、________和________三部分組成。答案：著陸器，巡視器（祝融號火星車）38.國際航空聯(lián)合會（FAI）定義的太空邊界為海拔________千米，稱為________線。答案：100，卡門39.飛機增壓艙的最大壓差一般不超過________psi，以保護艙體結構。答案：940.火箭發(fā)射時常說的“發(fā)射窗口”是指允許火箭發(fā)射的________時間段，其大小與________、氣象等因素有關。答案：特定，軌道要求（或答目標軌道、測控等亦可）4.簡答題（每題6分，共30分）41.簡述火箭采用多級設計的兩個主要原因。答案：1.通過逐級拋掉已工作完畢、質量較大的子級，可顯著降低后續(xù)飛行需加速的“死重”，提高運載效率；2.每級可針對不同飛行環(huán)境優(yōu)化發(fā)動機比沖與推力，提高整體能量利用效率，實現(xiàn)更大運載能力。42.飛機在起飛滑跑階段抬起前輪（抬輪）時，飛行員向后帶桿，請用空氣動力學原理說明此時升力增大的原因。答案：帶桿使升降舵上偏，水平尾翼產生向下附加力，對飛機形成抬頭力矩，增大機翼迎角；迎角增大使機翼環(huán)量增強，上下表面壓力差增大，升力系數(shù)隨之增大，升力迅速增加，當升力大于重力時飛機離地。43.為什么地球靜止軌道衛(wèi)星只能分布在赤道平面上空的特定弧段？答案：地球靜止軌道需滿足軌道周期與地球自轉周期相同且為圓軌道，根據(jù)開普勒第三定律，其軌道半徑唯一對應約35786km；又因此類衛(wèi)星需相對地面靜止，軌道面必須與地球赤道面重合，否則衛(wèi)星將在地球南北方向擺動，無法實現(xiàn)“靜止”。44.簡述航天員在失重環(huán)境下出現(xiàn)“太空貧血”現(xiàn)象的生理機制。答案：失重時體液重新分布，下肢血液向上身轉移，心房容量感受器誤以為體液過多，抑制抗利尿激素并減少血漿容量；同時紅細胞生成素水平下降，骨髓造血減少，導致紅細胞總量降低，出現(xiàn)類似貧血狀態(tài)，稱為“太空貧血”。45.說明飛機采用翼梢小翼降低誘導阻力的物理本質。答案：翼梢小翼阻斷機翼下表面高壓氣流繞流到上表面的翼尖渦形成路徑，削弱翼尖渦強度；翼尖渦的減弱意味著機翼尾渦場動能減小，根據(jù)能量守恒，氣流損失動能減少，機翼為獲得同樣升力所需付出的能量降低，表現(xiàn)為誘導阻力下降。5.計算題（共20分）46.一枚探空火箭以恒定加速度從地面垂直起飛，發(fā)動機工作時間為30s，關機瞬間速度達到1200m/s。忽略空氣阻力與重力變化，求：（1）火箭加速度大??；（2）發(fā)動機工作高度；（3）發(fā)動機關機后火箭繼續(xù)上升的最大高度。（取g=9.8m/s2）（10分）答案：（1）a=v/t=1200/30=40m/s2（2）h?=?at2=0.5×40×302=18000m=18km（3）上升段：v2=2gh??h?=v2/(2g)=12002/(2×9.8)≈73469m總高度H=h?+h?≈18000+73469≈91.5km47.某型客機翼展為36m，機翼參考面積128m2，巡航升力系數(shù)0.5，空氣密度0.45kg/m3，求巡航速度。（取g=9.8m/s2，飛機質量60t）（10分）答案：升力L=mg=60000×9.8=588000N由L=?ρv2SC_L得v=√[2L/(ρSC_L)]=√[2×588000/(0.45×128×0.5)]=√[1176000/28.8]≈√40833≈202m/s換算：202×3.6≈727km/h6.綜合應用題（共20分）48.閱讀材料：2023年，我國成功完成首次“重復使用演示驗證火箭”試驗，該火箭垂直起飛、垂直降落，一級落地速度降至2m/s，通過格柵舵與反推發(fā)動機聯(lián)合控制實現(xiàn)定點回收。（1）指出格柵舵在再入段的主要作用；（2分）（2）說明反推發(fā)動機在落地前最后幾秒的調節(jié)策略；（3分）（3）若一級箭體干質量為12t，落地前2s速度為30m/s，反推發(fā)動機瞬時推力可調范圍0–200kN，忽略燃料殘余質量與空氣阻力，求保證落地速度≤2m/s所需最小平均推力；（5分）（4）從能量角度分析垂直回收相比傳統(tǒng)“傘降+海上打撈”在成本控制上的優(yōu)勢。（10分）答案：（1）格柵舵通過產生氣動力矩，實現(xiàn)箭體再入段姿態(tài)穩(wěn)定與橫向機動，引導一級朝預定著陸場飛行。（2）落地前最后幾秒，反推發(fā)動機進入“油門深調”段：高度雷達與加速度計實時反饋，控制系統(tǒng)以PID算法快速調節(jié)推力，先大油門減速，接近地面時逐級減小推力，實現(xiàn)“軟著陸”，避免過大反推力導致回彈或結構損傷。（3）由動量定理：Ft=Δmv設平均推力F，向上為正，則(F–mg)t=m(v?–v?)t=2s，v?=–30m/s（向下為負），v?=–2m/s(F–12000×9.8)×2=12000×(–2+30)(F–117600)×2=336000F–117600=168000F=285600N