2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——探秘宇宙的奧妙之旅考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共20分）1.目前主流的宇宙起源模型是______理論，該理論認(rèn)為宇宙起源于大約138億年前的一次劇烈膨脹。2.恒星內(nèi)部主要依靠______產(chǎn)生的能量支撐其自身，這一過程發(fā)生在恒星的核心區(qū)域。3.我們所在的銀河系是一個(gè)典型的______星系，其中心存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。4.在航天器設(shè)計(jì)中，用于將航天器推離地球引力束縛的推進(jìn)系統(tǒng)通常稱為______。5.地球高層大氣中的電離層對(duì)頻率低于______千赫茲的無線電波具有強(qiáng)烈的吸收作用。6.空間環(huán)境中，由微流星體撞擊產(chǎn)生的細(xì)小顆粒和碎片被稱為______。7.衛(wèi)星遙感中，利用傳感器接收目標(biāo)自身發(fā)射或反射的電磁波進(jìn)行探測(cè)的技術(shù)稱為______遙感。8.根據(jù)開普勒第三定律，行星繞恒星運(yùn)行的軌道半長軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比，這一定律也適用于______的運(yùn)行。9.空間探測(cè)器在飛越其他行星時(shí)，利用行星的______進(jìn)行加速或變軌。10.空間天氣事件中，主要由太陽活動(dòng)引起的、能夠干擾衛(wèi)星通信和導(dǎo)航的粒子爆發(fā)現(xiàn)象稱為______。二、選擇題（每題2分，共30分。下列每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪項(xiàng)不是宇宙加速膨脹的主要證據(jù)？（）A.宇宙微波背景輻射的各向異性B.視覺超新星的光度-顏色關(guān)系C.大尺度結(jié)構(gòu)的形成和演化D.恒星光譜的紅移觀測(cè)2.恒星從主序階段演化為紅巨星，其主要原因是？（）A.核心氫燃料耗盡，核心收縮，外層膨脹B.核心溫度和壓力急劇升高C.恒星質(zhì)量急劇減小D.恒星進(jìn)入穩(wěn)定的核聚變階段3.下列哪種天體被認(rèn)為是宇宙中最致密的天體之一，且具有極強(qiáng)的引力場，甚至光也無法逃脫其事件視界？（）A.白矮星B.中子星C.超新星殘骸D.黑洞4.人類目前探索太陽系外行星最常用的方法是？（）A.直接成像觀測(cè)B.距離測(cè)量法C.視差法D.系外行星transit方法（凌日法）5.下列哪顆行星是太陽系中最大的行星？（）A.地球B.火星C.木星D.土星6.航天器進(jìn)入近地軌道后，為了維持特定的軌道平面，通常需要進(jìn)行？（）A.緯度修正機(jī)動(dòng)B.周期修正機(jī)動(dòng)C.軌道傾角機(jī)動(dòng)D.速度增量機(jī)動(dòng)7.衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)中，用于精確指向目標(biāo)的部件通常是？（）A.推進(jìn)器B.反作用飛輪C.星敏感器D.太陽帆板8.下列哪種現(xiàn)象是由于地球磁場捕獲高能帶電粒子，在極地地區(qū)形成的彩色光現(xiàn)象？（）A.極光B.隕石坑C.流星現(xiàn)象D.宇宙射線9.在多普勒測(cè)速系統(tǒng)中，通過測(cè)量發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)之間的頻率變化來推算目標(biāo)的相對(duì)速度，這種現(xiàn)象稱為？（）A.多普勒效應(yīng)B.伯努利效應(yīng)C.馬赫效應(yīng)D.霍爾效應(yīng)10.下列哪項(xiàng)技術(shù)不屬于衛(wèi)星遙感的主要技術(shù)手段？（）A.雷達(dá)遙感B.紅外遙感C.激光雷達(dá)D.地理信息系統(tǒng)11.空間碎片對(duì)在軌航天器的主要威脅形式不包括？（）A.碰撞破壞B.空氣動(dòng)力學(xué)干擾C.電磁干擾D.熱輻射干擾12.人類首次成功登月的航天任務(wù)名稱是？（）A.水手號(hào)B.探險(xiǎn)者號(hào)C.阿波羅號(hào)D.火星車13.下列哪種天體是宇宙中已知最熾熱、最明亮的天體？（）A.超巨星B.白矮星C.中子星D.脈沖星14.天文學(xué)家通過觀測(cè)遙遠(yuǎn)星系的光譜紅移，推斷宇宙正在？（）A.縮小B.靜止C.膨脹D.振蕩15.空間探測(cè)任務(wù)中，用于為航天器提供能源的裝置通常是？（）A.導(dǎo)航雷達(dá)B.姿態(tài)陀螺儀C.太陽能電池陣D.磁力矩器三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述大爆炸理論的基本觀點(diǎn)及其主要觀測(cè)證據(jù)。2.解釋恒星的生命周期，并說明不同質(zhì)量恒星最終可能形成的結(jié)局有何不同。3.簡述地球空間環(huán)境中的“范艾倫輻射帶”及其對(duì)航天活動(dòng)的影響。4.簡述運(yùn)載火箭在航天發(fā)射中的作用及其主要技術(shù)指標(biāo)。5.簡述遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。6.簡述空間碎片產(chǎn)生的主要來源及其對(duì)在軌航天器構(gòu)成的威脅。四、計(jì)算題（每題6分，共12分）1.假設(shè)一顆星系外行星繞其恒星做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為1.5天文單位（AU），公轉(zhuǎn)周期為8地球年。請(qǐng)利用開普勒第三定律（設(shè)恒星質(zhì)量遠(yuǎn)大于行星質(zhì)量）估算該恒星的質(zhì)量（結(jié)果用太陽質(zhì)量M☉表示）。已知1AU≈1.496×10^11m，1年≈3.154×10^7s，引力常數(shù)G≈6.674×10^-11N·m^2/kg^2，太陽質(zhì)量M☉≈1.989×10^30kg。2.一顆質(zhì)量為5×10^24kg的近地衛(wèi)星，在距離地球表面高度為500km的圓形軌道上運(yùn)行。假設(shè)地球半徑為6371km，引力常數(shù)G≈6.674×10^-11N·m^2/kg^2，地球質(zhì)量M⊕≈5.972×10^24kg。請(qǐng)計(jì)算該衛(wèi)星的軌道速度。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述人類進(jìn)行太空探索的意義和面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述空間天氣對(duì)現(xiàn)代社會(huì)可能產(chǎn)生的影響。試卷答案一、填空題（每空2分，共20分）1.大爆炸2.核聚變3.橢圓4.載人航天5.106.空間碎片7.熱紅外8.人造衛(wèi)星9.引力彈弓效應(yīng)10.粒子事件二、選擇題（每題2分，共30分）1.A2.A3.D4.D5.C6.C7.C8.A9.A10.D11.B12.C13.A14.C15.C三、簡答題（每題5分，共30分）1.大爆炸理論認(rèn)為宇宙起源于約138億年前一個(gè)極高溫度和密度的奇點(diǎn)，隨后迅速膨脹并冷卻至今。主要觀測(cè)證據(jù)包括：宇宙微波背景輻射（大爆炸的余暉）、星系紅移和宇宙膨脹（哈勃定律）、輕元素的豐度（氫、氦等）與理論預(yù)測(cè)值吻合。2.恒星生命周期取決于其初始質(zhì)量。低質(zhì)量恒星（小于0.8倍太陽質(zhì)量）核心最終形成白矮星；中等質(zhì)量恒星（0.8-8倍太陽質(zhì)量）核心最終形成中子星；大質(zhì)量恒星（大于8倍太陽質(zhì)量）核心會(huì)塌縮形成黑洞。不同階段的演化過程涉及核聚變反應(yīng)的變化。3.范艾倫輻射帶是地球磁場捕獲并約束在近地空間的高能帶電粒子形成的兩個(gè)主要輻射帶（內(nèi)帶和外帶）。它們對(duì)低軌道航天器可能造成輻射損傷，威脅航天員和電子設(shè)備安全。4.運(yùn)載火箭是將航天器從地球表面發(fā)射并送入預(yù)定軌道（如近地軌道、地球同步轉(zhuǎn)移軌道等）的動(dòng)力裝置。主要技術(shù)指標(biāo)包括：運(yùn)載能力（可發(fā)射的有效載荷質(zhì)量）、運(yùn)載火箭的入軌精度（高度和傾角偏差）、發(fā)射場址、發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間等。5.遙感技術(shù)通過傳感器遠(yuǎn)距離探測(cè)目標(biāo)，獲取其電磁波信息，進(jìn)行解析和反演，從而獲取目標(biāo)信息。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，可用于監(jiān)測(cè)大氣污染（如PM2.5、SO2）、水體污染（如油污、營養(yǎng)鹽）、植被覆蓋變化、土地退化、氣候變化（如冰川融化、海平面上升）等。6.空間碎片主要來源于：航天器發(fā)射過程中脫落的部件、完成任務(wù)后墜毀或解體產(chǎn)生的殘骸、以及微流星體與航天器碰撞產(chǎn)生的次級(jí)碎片。碎片可能高速撞擊在軌航天器，造成表面損傷甚至穿透，引發(fā)結(jié)構(gòu)失效、電子設(shè)備故障等威脅。四、計(jì)算題（每題6分，共12分）1.解：設(shè)恒星質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，軌道半徑為a，公轉(zhuǎn)周期為P。根據(jù)開普勒第三定律（GMm/a^2=m(4π^2a/P^2)），可得M=4π^2a^3/(GP^2)。M=4π^2(1.5AU*1.496×10^11m/AU)^3/[(6.674×10^-11N·m^2/kg^2)*(8year*3.154×10^7s/year)^2]M≈4π^2*(2.244×10^11m)^3/[6.674×10^-11*(2.513×10^15s)^2]M≈4π^2*1.118×10^34m^3/(1.677×10^5N·m^2/kg^2·s^2)M≈4π^2*1.118×10^34/(1.677×10^5)kgM≈9.082×10^34/1.677×10^5kgM≈5.408×10^29kgM/M☉≈5.408×10^29kg/1.989×10^30kg≈0.272M☉答：該恒星質(zhì)量約為0.272倍太陽質(zhì)量。2.解：衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由地球引力提供。設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為m，地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星軌道半徑為r，軌道速度為v，引力常數(shù)為G。有GmM/r^2=mv^2/r。v^2=GM/rr=地球半徑+軌道高度=6371km+500km=6871km=6.871×10^6mv=√(GM⊕/r)=√[(6.674×10^-11N·m^2/kg^2)*(5.972×10^24kg)/(6.871×10^6m)]v=√(3.986×10^14m^3/s^2/6.871×10^6m)v=√5.791×10^7m^2/s^2v≈7.607×10^3m/s答：該衛(wèi)星的軌道速度約為7.607km/s。五、論述題（每題10分，共20分）1.人類進(jìn)行太空探索的意義在于：科學(xué)探索層面，滿足對(duì)宇宙起源、演化、規(guī)律的好奇心，推動(dòng)天文學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展；技術(shù)發(fā)展層面，促進(jìn)航天技術(shù)、信息技術(shù)、新材料、新能源等相關(guān)高技術(shù)的創(chuàng)新與突破，并轉(zhuǎn)化為民用；經(jīng)濟(jì)價(jià)值層面，可能帶來太空資源開發(fā)、太空旅游等新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)；國家戰(zhàn)略層面，提升國家科技實(shí)力和國際影響力，保障國家安全（如衛(wèi)星導(dǎo)航、通信、氣象預(yù)報(bào)等）；人類文明層面，拓展人類生存空間，提升人類對(duì)自身在宇宙中位置的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)人類文明的前進(jìn)動(dòng)力。面臨的挑戰(zhàn)包括：巨大的資金投入和成本風(fēng)險(xiǎn)；技術(shù)難度大，涉及復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)和可靠性保障；嚴(yán)酷的太空環(huán)境和長期在軌運(yùn)行帶來的技術(shù)難題（如空間輻射、微流星體撞擊）；航天員安全（載人任務(wù)）；國際合作與地緣政治風(fēng)險(xiǎn)；太空資源開發(fā)的法律和倫理問題等。2.空間天氣主要由太陽活動(dòng)（如太陽耀斑、日冕物質(zhì)拋射）引起，擾動(dòng)地球磁場、電離層和中高層大氣。它對(duì)現(xiàn)代社會(huì)可能產(chǎn)生廣泛影響：通信中斷，影響衛(wèi)星通信（GPS、北斗）、短波無線電通信、廣播電視信號(hào)