2025年中小學(xué)生航空航天科普知識(shí)競(jìng)賽試題及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.12025年1月成功實(shí)施“月面跳躍”技術(shù)的我國(guó)探測(cè)器是A.嫦娥五號(hào)B.嫦娥六號(hào)C.嫦娥七號(hào)D.嫦娥八號(hào)答案：C1.2國(guó)際空間站每90分鐘繞地球一圈，其軌道高度約為A.120kmB.250kmC.400kmD.800km答案：C1.3火箭發(fā)射時(shí)尾焰呈“菱形鉆石”狀，主要因?yàn)锳.馬赫環(huán)B.激波折射C.燃料雜質(zhì)D.地面反射答案：A1.4火星南北極冠的主要成分是A.干冰+水冰B.甲烷冰C.氮冰D.氨冰答案：A1.5我國(guó)“天問”系列行星探測(cè)任務(wù)名稱源自A.《山海經(jīng)》B.《天問》C.《詩(shī)經(jīng)》D.《楚辭·離騷》答案：B1.6在軌航天器利用“陀螺儀”主要實(shí)現(xiàn)A.姿態(tài)穩(wěn)定B.軌道提升C.溫度控制D.通信中繼答案：A1.72024年首飛的“朱雀三號(hào)”采用推進(jìn)劑組合為A.液氧/煤油B.液氧/液氫C.液氧/甲烷D.四氧化二氮/偏二甲肼答案：C1.8航天員在失重環(huán)境中“流淚”時(shí)，淚水會(huì)A.向下滴落B.懸停不動(dòng)C.在眼角形成水球D.瞬間蒸發(fā)答案：C1.9地球同步軌道衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期等于A.12hB.24hC.48hD.365d答案：B1.10火箭回收垂直著陸時(shí)，最關(guān)鍵的姿態(tài)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)是A.柵格舵B.太陽能板C.燃料閥門D.天線答案：A1.112025年計(jì)劃發(fā)射的“巡天”空間望遠(yuǎn)鏡主鏡口徑約為A.0.5mB.1mC.2mD.6.5m答案：C1.12下列哪項(xiàng)不是太陽活動(dòng)直接影響A.極光增強(qiáng)B.短波通信中斷C.地球自轉(zhuǎn)加速D.衛(wèi)星軌道衰減加劇答案：C1.13月球“潮汐鎖定”導(dǎo)致A.月震頻發(fā)B.月球無磁場(chǎng)C.月面晝夜各約14地球日D.月球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)周期相同答案：D1.14我國(guó)空間站“天和”核心艙的供電功率約為A.1kWB.10kWC.30kWD.100kW答案：C1.15小行星帶位于A.水星與金星之間B.地球與火星之間C.火星與木星之間D.木星與土星之間答案：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)使用液氧/液氫作為推進(jìn)劑。答案：√2.2第一宇宙速度為11.2km/s。答案：×（應(yīng)為7.9km/s）2.3我國(guó)“北斗三號(hào)”系統(tǒng)包含地球靜止軌道、傾斜地球同步軌道和中圓地球軌道三種衛(wèi)星。答案：√2.4航天員在艙外活動(dòng)時(shí)，航天服內(nèi)壓力高于艙內(nèi)壓力。答案：×（略低于艙內(nèi)，避免關(guān)節(jié)僵硬）2.5火箭發(fā)射倒計(jì)時(shí)“T0”指火箭起飛瞬間。答案：√2.6黑障現(xiàn)象是由于航天器表面等離子體屏蔽無線電信號(hào)。答案：√2.7月球背面永遠(yuǎn)黑暗，沒有陽光照射。答案：×（有晝夜交替）2.8太陽風(fēng)是由高能電子、質(zhì)子組成的等離子體流。答案：√2.92025年國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)總部設(shè)在巴黎。答案：√2.10火箭比沖越高，相同質(zhì)量推進(jìn)劑產(chǎn)生的總沖量越小。答案：×（比沖越高，總沖量越大）3.填空題（每空2分，共30分）3.1我國(guó)首顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”于________年發(fā)射，軌道近地點(diǎn)為________km。答案：1970；4413.2地球逃逸速度又稱為第________宇宙速度，數(shù)值約為________km/s。答案：二；11.23.3火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管采用________型面設(shè)計(jì)，可將熱能高效轉(zhuǎn)化為________能。答案：拉瓦爾；動(dòng)3.4國(guó)際空間站最大質(zhì)量約________噸，桁架長(zhǎng)度約________米。答案：420；1093.5火星自轉(zhuǎn)周期約________小時(shí)，其一天稱為________。答案：24.6；火星日/索爾3.62025年“鵲橋二號(hào)”中繼星軌道類型為________軌道，距月面最遠(yuǎn)約________萬公里。答案：暈；83.7航天器熱控系統(tǒng)常用________作為熱管工質(zhì)，其相變溫度約________℃。答案：氨；333.8我國(guó)“長(zhǎng)征五號(hào)”芯級(jí)直徑________米，整流罩直徑________米。答案：5；5.23.9太陽核心溫度約________萬℃，表面溫度約________℃。答案：1500；55003.10小行星“貝努”樣本返回任務(wù)由________探測(cè)器完成，返回艙于________年著陸地球。答案：OSIRISREx；20234.簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）4.1簡(jiǎn)述火箭“級(jí)間分離”時(shí)序設(shè)計(jì)的三大原則。答案：①上級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到額定推力后再分離，確保加速連續(xù)性；②分離沖量方向避免與箭體碰撞，常用爆炸螺栓+彈簧推桿；③分離時(shí)序需考慮氣動(dòng)干擾，通常選在動(dòng)壓較低的高空，減少?zèng)_擊載荷。4.2說明航天器“再入走廊”過窄可能導(dǎo)致的兩種后果。答案：走廊過陡→再入角過大→過載峰值>10g、氣動(dòng)加熱>2000℃，燒毀防熱層；走廊過緩→再入角過小→大氣捕獲不足，航天器“打水漂”跳出大氣，軌道無法降落。4.3列舉月壤與地球土壤的三點(diǎn)顯著差異并解釋原因。答案：①無有機(jī)質(zhì)：月球無生物活動(dòng)；②富含氦3：太陽風(fēng)直接注入無磁場(chǎng)屏蔽；③棱角尖銳：無風(fēng)、無水磨蝕，顆粒保持撞擊破碎原始形貌。4.4概述“電推進(jìn)”相比化學(xué)推進(jìn)的兩項(xiàng)優(yōu)勢(shì)與一項(xiàng)局限。答案：優(yōu)勢(shì)：比沖高達(dá)3000s以上，節(jié)省推進(jìn)劑>90%；推力小但可長(zhǎng)期工作，適合深空精確變軌。局限：推力僅毫牛級(jí)，無法用于起飛或快速軌道機(jī)動(dòng)。4.5說明為何地球同步軌道衛(wèi)星需定期“軌道保持”。答案：受月球、太陽引力攝動(dòng)及地球非球形J2項(xiàng)影響，衛(wèi)星傾角與日漂移，需每年消耗約2m/s速度增量，用推力器進(jìn)行南北、東西位置保持，確保定點(diǎn)經(jīng)度誤差<±0.1°。5.計(jì)算題（每題10分，共30分）5.1某型火箭一級(jí)海平面推力7200kN，海平面比沖290s，求每秒消耗推進(jìn)劑質(zhì)量。（g取9.8m/s2）答案：由F=?·Isp·g→?=F/(Isp·g)=7.2×10?/(290×9.8)≈2533kg/s5.2一顆近地衛(wèi)星軌道高度400km，地球半徑6371km，求其理論軌道周期。（GM=3.986×101?m3/s2）答案：r=6371+400=6771km，T=2π√(r3/GM)=2π√(6.7713×101?/3.986×101?)≈5526s≈92.1min5.3火星探測(cè)器從200km×200km圓軌道變軌至“霍曼轉(zhuǎn)移”軌道，遠(yuǎn)火點(diǎn)高度40000km，求所需Δv。（火星質(zhì)量M=6.42×1023kg，半徑R=3396km）答案：①初始軌道速度v?=√(GM/r?)=√(6.67×10?11×6.42×1023/3.596×10?)=3.45km/s②轉(zhuǎn)移軌道半長(zhǎng)軸a=(r?+r?)/2=(3.596+43.396)/2=23.50×10?m③近火點(diǎn)速度vp=√[GM(2/r??1/a)]=√[4.28×1013(2/3.596?1/23.50)×10??]=3.45km/s④遠(yuǎn)火點(diǎn)速度va=√[GM(2/r??1/a)]=0.71km/s⑤圓化Δv=va?√(GM/r?)=0.71?0.99=?0.28km/s（需減速0.28km/s）總Δv=|vp?v?|+|Δv圓化|=0+0.28=0.28km/s6.連線題（每線1分，共10分）將左側(cè)航天事件與右側(cè)年份用直線連接A.加加林首飛——————1961B.阿波羅11登月————1969C.東方紅一號(hào)—————1970D.挑戰(zhàn)者號(hào)失事————1986E.國(guó)際空間站開建———1998F.楊利偉飛天—————2003G.新視野飛掠冥王星——2015H.獵鷹重型首飛————2018I.嫦娥五號(hào)采樣返回——2020J.阿爾忒彌斯Ⅰ繞月——2022答案：A1961，B1969，C1970，D1986，E1998，F(xiàn)2003，G2015，H2018，I2020，J20227.材料分析題（共20分）閱讀材料：2025年4月，我國(guó)“天問三號(hào)”火星采樣返回任務(wù)實(shí)施“火星上升器”首次發(fā)射。上升器質(zhì)量500kg（含樣品容器），需在火星表面克服重力加速度3.7m/s2，將樣品送入500km×500km圓軌道，與軌道器交會(huì)對(duì)接。已知火星半徑3396km，上升器發(fā)動(dòng)機(jī)比沖320s，效率按100%計(jì)算。7.1計(jì)算上升器從火星表面到500km圓軌道所需理論Δv。（10分）答案：①表面重力加速度g=3.7m/s2，GM=gR2=3.7×(3.396×10?)2=4.27×1013m3/s2②目標(biāo)軌道半徑r=3396+500=3896km③圓軌道速度vc=√(GM/r)=√(4.27×1013/3.896×10?)=3.31km/s④考慮重力損失與阻力忽略，理論Δv≈vc=3.31km/s（火星大氣稀薄，上升段短，重力損失約0.1km/s，總Δv≈3.4km/s）7.2求上升器需攜帶的最小推進(jìn)劑質(zhì)量。（10分）答案：由火箭方程Δv=Isp·g?·ln(m?/mf)，g?=9.8m/s2m?/mf=e^(Δv/(Isp·g?))=e^(3400/(320×9.8))=e^(1.084)=2.96推進(jìn)劑質(zhì)量mp=m??mf=500?500/2.96≈500?169=331kg8.創(chuàng)意設(shè)計(jì)題（共20分）題目：設(shè)計(jì)一枚“紙火箭”，使用A4紙、膠帶、剪刀、吸管，要求：①飛行距離>8m；②飛行時(shí)間>1.2s；③著陸無解體。請(qǐng)寫出：8.1設(shè)計(jì)圖（文字描述，10分）答案：取A4紙長(zhǎng)