2025中小學(xué)生航空航天科普知識(shí)競(jìng)賽試卷含答案1.單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.12024年5月3日，中國(guó)探月工程嫦娥六號(hào)探測(cè)器由哪型運(yùn)載火箭發(fā)射升空？A.長(zhǎng)征三號(hào)乙?B.長(zhǎng)征五號(hào)?C.長(zhǎng)征七號(hào)?D.長(zhǎng)征八號(hào)答案：B1.2國(guó)際空間站（ISS）繞地球一圈大約需要多少分鐘？A.45?B.60?C.90?D.120答案：C1.3被譽(yù)為“兩彈一星”元?jiǎng)?、主持研制中?guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”的科學(xué)家是A.錢(qián)學(xué)森?B.趙九章?C.孫家棟?D.屠守鍔答案：C1.4飛機(jī)機(jī)翼上表面彎曲、下表面平坦的主要目的是A.減小阻力?B.增加升力?C.降低噪聲?D.節(jié)省燃料答案：B1.52025年計(jì)劃首飛的中國(guó)新一代載人飛船命名為A.天舟?B.天問(wèn)?C.夢(mèng)舟?D.神舟答案：C1.6地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度約為A.160km?B.800km?C.36000km?D.380000km答案：C1.7火箭發(fā)射時(shí)向下噴射高速燃?xì)猥@得向上的推力，其物理原理是A.能量守恒?B.動(dòng)量守恒?C.萬(wàn)有引力?D.伯努利方程答案：B1.8火星與地球最接近時(shí)，兩者距離大約A.5500萬(wàn)公里?B.7800萬(wàn)公里?C.1.2億公里?D.3.8億公里答案：A1.92023年，中國(guó)成功發(fā)射的全球首顆森林碳匯主被動(dòng)聯(lián)合觀測(cè)衛(wèi)星名為A.高分三號(hào)?B.資源三號(hào)?C.句芒號(hào)?D.張衡一號(hào)答案：C1.10飛機(jī)上的“黑匣子”外殼通常涂成A.黑色?B.紅色?C.橙色?D.白色答案：C1.11下列哪項(xiàng)不是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)組成部分？A.壓氣機(jī)?B.燃燒室?C.渦輪?D.螺旋槳答案：D1.12航天員在軌鍛煉使用的“太空跑步機(jī)”必須首先用彈性帶將人固定，其目的是A.防止飄走?B.模擬重力刺激骨骼?C.降低噪聲?D.節(jié)省空間答案：B1.132024年，中國(guó)商業(yè)火箭“引力一號(hào)”首次發(fā)射即實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)同步軌道入軌，其起飛推力約為A.100kN?B.300kN?C.600kN?D.1000kN答案：C1.14直升機(jī)尾槳的主要作用是A.提供升力?B.抵消主槳扭矩?C.改變航向?D.增加速度答案：B1.15中國(guó)空間站“天和”核心艙配置的機(jī)械臂最大負(fù)載能力為A.5噸?B.15噸?C.25噸?D.50噸答案：C2.判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）2.1航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)使用液氫液氧作為推進(jìn)劑。答案：√2.2第一宇宙速度為7.9km/s，是航天器繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度。答案：√2.3飛機(jī)迎角越大，升力就一定越大。答案：×（超過(guò)臨界迎角會(huì)失速）2.4北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已具備全球短報(bào)文通信功能。答案：√2.5月球背面永遠(yuǎn)看不見(jiàn)地球，因此無(wú)法與地球直接通信。答案：×（中繼星可轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)）2.6火箭級(jí)數(shù)越多，運(yùn)載效率一定越高。答案：×（存在最優(yōu)級(jí)數(shù)）2.7空天飛機(jī)可以像普通飛機(jī)一樣水平起飛、水平降落。答案：√2.8航天員在太空流淚時(shí)，淚水會(huì)聚集在眼眶周?chē)纬伤?。答案：?.9所有行星都擁有全球性磁場(chǎng)。答案：×2.10太陽(yáng)帆飛船利用太陽(yáng)風(fēng)中的高能粒子產(chǎn)生推力。答案：×（利用光子動(dòng)量）3.填空題（每空2分，共20分）3.1中國(guó)首顆原子彈爆炸成功于________年，首顆氫彈爆炸成功于________年。答案：1964；19673.2地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的假想力稱(chēng)為_(kāi)_______力，它使北半球運(yùn)動(dòng)的物體向________偏轉(zhuǎn)。答案：科里奧利；右3.3國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)（FAI）定義的太空邊界為海拔________千米，稱(chēng)為_(kāi)_______線。答案：100；卡門(mén)3.4火箭的比沖是指單位________推進(jìn)劑產(chǎn)生的________，單位常用________。答案：質(zhì)量；沖量；秒（或N·s/kg）3.5中國(guó)空間站三個(gè)艙段的“T”字構(gòu)型中，________艙為實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ，________艙為實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ。答案：?jiǎn)柼?；?mèng)天3.6飛機(jī)飛行中，當(dāng)實(shí)際攻角大于臨界攻角時(shí)，機(jī)翼上表面氣流發(fā)生________，導(dǎo)致________。答案：分離；失速3.72025年，中國(guó)計(jì)劃發(fā)射的“天問(wèn)二號(hào)”探測(cè)器將對(duì)________小行星進(jìn)行采樣返回，并隨后對(duì)________彗星進(jìn)行伴飛探測(cè)。答案：2016HO3；311P3.8衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的“三球交匯”原理需要至少________顆衛(wèi)星信號(hào)，而實(shí)現(xiàn)高精度定位需________顆以上。答案：4；63.9航天器再入大氣層時(shí)，采用________式再入可大幅降低過(guò)載，但落點(diǎn)精度較低；采用________式再入落點(diǎn)精度高，但熱防護(hù)要求高。答案：彈道；升力3.10世界最大的現(xiàn)役運(yùn)載火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”（SLS）Block1的近地軌道運(yùn)力為_(kāi)_______噸，其芯級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)RS25使用________推進(jìn)劑。答案：95；液氫液氧4.簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）4.1簡(jiǎn)述火箭“級(jí)間分離”過(guò)程必須滿足的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)條件。答案：1.分離時(shí)序精確控制，確保上一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)與下一級(jí)點(diǎn)火間隔最優(yōu)；2.分離機(jī)構(gòu)可靠解鎖，常用爆炸螺栓或氣動(dòng)鎖；3.分離姿態(tài)穩(wěn)定，采用小型姿控火箭或冷氣推力器避免碰撞。4.2為什么大多數(shù)通信衛(wèi)星選擇運(yùn)行在地球靜止軌道？列出兩點(diǎn)主要原因。答案：1.軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，相對(duì)地面靜止，地面天線無(wú)需跟蹤；2.覆蓋區(qū)域固定，單顆衛(wèi)星可覆蓋約1/3地球表面，經(jīng)濟(jì)高效。4.3說(shuō)明直升機(jī)懸停時(shí)，揮舞鉸（水平鉸）如何自動(dòng)消除左右側(cè)升力不對(duì)稱(chēng)。答案：前飛時(shí)前行槳葉相對(duì)氣流速度大，升力大；后行槳葉速度小，升力小。揮舞鉸允許槳葉上下?lián)]舞，前行側(cè)升力增大時(shí)槳葉上揮，減小攻角；后行側(cè)下?lián)]，增大攻角，從而自動(dòng)平衡升力。4.4航天員在太空出艙前要進(jìn)行“吸氧排氮”，請(qǐng)解釋其生理原理。答案：艙內(nèi)空氣為常壓氮氧混合氣，減壓后氮?dú)庖自谘褐行纬蓺馀輰?dǎo)致減壓病。提前呼吸純氧可降低體內(nèi)氮分壓，促使氮?dú)馔ㄟ^(guò)肺泡排出，減少氣泡生成風(fēng)險(xiǎn)。4.5描述太陽(yáng)帆飛船如何利用太陽(yáng)光壓實(shí)現(xiàn)加速，并指出其最大優(yōu)勢(shì)。答案：太陽(yáng)帆反射太陽(yáng)光子，光子動(dòng)量轉(zhuǎn)移給帆面產(chǎn)生微弱但持續(xù)的推力；無(wú)需攜帶推進(jìn)劑，理論上可無(wú)限加速直至受太陽(yáng)引力或星際介質(zhì)阻力平衡。5.計(jì)算題（每題10分，共20分）5.1一枚單級(jí)火箭起飛質(zhì)量120t，其中推進(jìn)劑質(zhì)量90t，結(jié)構(gòu)質(zhì)量20t，有效載荷10t，發(fā)動(dòng)機(jī)比沖300s，重力加速度取9.8m/s2。忽略空氣阻力與重力損失，求理想速度增量Δv。答案：根據(jù)齊奧爾科夫斯基公式Δv=Isp·g0·ln(m0/mk)m0=120t，mk=120–90=30tΔv=300×9.8×ln(120/30)=2940×ln4≈2940×1.386≈4075m/s5.2一顆衛(wèi)星在距地面600km的圓軌道運(yùn)行，地球半徑R=6371km，引力常數(shù)GM=3.986×101?m3/s2，求其軌道周期（分鐘，保留一位小數(shù)）。答案：由開(kāi)普勒第三定律T=2π√(a3/GM)a=6371+600=6971km=6.971×10?mT=2π√((6.971×10?)3/3.986×101?)≈2π√(6.973/3.986)×102≈2π×2.45×102≈1538s≈25.6min6.材料閱讀與綜合分析（共20分）材料：2024年10月，中國(guó)成功完成“騰云工程”二級(jí)入軌空天飛機(jī)首次自主起降試驗(yàn)。該飛行器采用“渦輪基沖壓—超燃沖壓—火箭”組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，水平起飛，在大氣層內(nèi)加速至Ma6后，超燃沖壓工作至Ma10，隨后切換純火箭模式入軌，完成部署小衛(wèi)星任務(wù)后重返大氣層，水平降落。相比傳統(tǒng)垂直發(fā)射火箭，其單位發(fā)射成本降低約70%，準(zhǔn)備周期縮短至48小時(shí)。6.1指出組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)需解決的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題。（4分）答案：1.Ma0—Ma6范圍內(nèi)渦輪與沖壓模態(tài)平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，防止喘振與熄火；2.超燃沖壓燃燒室在Ma6—Ma10寬范圍內(nèi)維持高效穩(wěn)定燃燒，克服氣流停留時(shí)間短、混合困難。6.2分析水平起降空天飛機(jī)對(duì)熱防護(hù)系統(tǒng)的特殊要求，并給出兩項(xiàng)解決措施。（6分）答案：需承受長(zhǎng)時(shí)間大氣層內(nèi)高熱流沖刷，溫度梯度大；措施：1.采用新型陶瓷基復(fù)合材料（C/SiC）主動(dòng)冷卻結(jié)構(gòu)；2.設(shè)計(jì)可重復(fù)使用隔熱涂層，表面微孔發(fā)汗冷卻降低壁面溫度。6.3從經(jīng)濟(jì)角度，計(jì)算若該空天飛機(jī)每次可運(yùn)送500kg載荷至500kmSSO軌道，報(bào)價(jià)5000美元/kg，年飛行50次，求年?duì)I收與較傳統(tǒng)火箭（報(bào)價(jià)15000美元/kg）為用戶節(jié)省的總費(fèi)用。（6分）答案：年?duì)I收=500kg×50×5000=1.25億美元；節(jié)省費(fèi)用=500×50×(15000–5000)=500×50×10000=2.5億美元。6.4結(jié)合材料，預(yù)測(cè)空天飛機(jī)未來(lái)可能對(duì)航天發(fā)射模式帶來(lái)的兩項(xiàng)變革。（4分）答案：1.實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)式頻繁發(fā)射，形成航班化航天運(yùn)輸；2.推動(dòng)太空物流、太空制造等新興商業(yè)模式快速落地，降低大眾進(jìn)入太空門(mén)檻。7.創(chuàng)新設(shè)計(jì)題（10分）題目：設(shè)計(jì)一款面向中小學(xué)生的“紙火箭距離挑戰(zhàn)賽”教學(xué)套件，要求：1.使用A4紙、膠帶、剪刀、吸管、橡皮筋等常見(jiàn)材料；2.說(shuō)明發(fā)射原理；3.給出提升飛行距離的三條優(yōu)化建議；4.繪制簡(jiǎn)圖并標(biāo)注關(guān)鍵尺寸（文字描述即可）。答案示例：原理：橡皮筋彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為紙火箭動(dòng)能，吸管作為導(dǎo)軌約束初始方向，尾翼穩(wěn)定彈道。優(yōu)化：1.將火箭頭部折成30°圓錐，減小波阻；2.尾翼采用梯形，面積占箭體側(cè)面積8%，后掠角45°，提高穩(wěn)定性；3.在火箭前端插入0.5g回形針，前移質(zhì)心，增加靜穩(wěn)定裕度。簡(jiǎn)圖：箭體長(zhǎng)20cm，頭錐長(zhǎng)3cm，尾翼根部2cm、高1.5cm，翼尖0.5cm，整體對(duì)稱(chēng)四片分布，發(fā)射角42°，橡皮筋拉伸長(zhǎng)度25cm。8.英文航天術(shù)語(yǔ)互譯（每題1分，共10分）8.1GEO——地球靜止軌道8.2Reusablelaunchvehicle——可重復(fù)使用運(yùn)載器8.3Attitudedeterminationandcontrolsy