2025年航空航天科普知識競賽考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.下列航空器中，屬于“輕于空氣的航空器”的是：A.民航客機B.熱氣球C.武裝直升機D.無人機答案：B（輕于空氣的航空器依靠空氣靜浮力升空，熱氣球通過加熱空氣降低密度實現(xiàn)浮力，其他選項依靠動力或空氣動力升力。）2.固定翼飛機的升力主要來源于：A.發(fā)動機推力的垂直分量B.機翼上下表面的氣壓差（伯努利原理）C.尾翼的平衡作用D.空氣對機身的摩擦阻力答案：B（機翼形狀使上表面氣流速度快、壓力低，下表面壓力高，形成向上的升力。）3.火箭發(fā)動機與航空噴氣發(fā)動機的本質(zhì)區(qū)別是：A.火箭發(fā)動機不依賴外部氧化劑B.火箭發(fā)動機推力更小C.火箭發(fā)動機只能在大氣層內(nèi)工作D.火箭發(fā)動機使用固體燃料答案：A（火箭自帶氧化劑（如液氧），可在真空環(huán)境工作；航空發(fā)動機依賴大氣中的氧氣。）4.中國空間站“天宮”的核心艙名稱是：A.問天B.夢天C.天和D.巡天答案：C（天和核心艙是空間站的管理和控制中心，問天、夢天為實驗艙，巡天為光學艙。）5.地球同步軌道衛(wèi)星的運行周期約為：A.12小時B.24小時C.48小時D.72小時答案：B（同步軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期一致，約23小時56分，近似24小時。）6.2024年發(fā)射的嫦娥六號探測器，其主要任務(wù)是：A.實現(xiàn)月球正面軟著陸B(tài).從月球背面采集樣本并返回C.建立月球永久觀測站D.探測月球極地水冰答案：B（嫦娥六號目標為月球背面南極-艾特肯盆地采樣返回，是人類首次月球背面采樣任務(wù)。）7.長征五號運載火箭（“胖五”）的級數(shù)配置為：A.單級B.兩級C.兩級半（芯一級+芯二級+四個助推器）D.三級答案：C（長征五號采用“兩級半”結(jié)構(gòu)，芯一級+芯二級+四個液體助推器。）8.當飛機以超音速飛行時，機首會產(chǎn)生：A.激波B.音爆云C.附面層分離D.熱障答案：A（超音速飛行時，空氣被壓縮形成激波；音爆云是空氣膨脹冷卻導致的水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象。）9.航天員執(zhí)行艙外任務(wù)時穿著的航天服，其生命支持系統(tǒng)的核心功能是：A.提供氧氣、調(diào)節(jié)溫度與濕度B.增強航天員力量C.阻擋宇宙輻射D.保持與地面的通信答案：A（艙外航天服需獨立提供氧氣、調(diào)節(jié)溫濕度、排除二氧化碳，是航天員生存的關(guān)鍵。）10.2021年發(fā)射的天問一號探測器，實現(xiàn)了對火星的“繞、落、巡”一體化探測，其中“落”指的是：A.火星軌道器釋放著陸器B.著陸器攜帶火星車軟著陸C.火星車離開著陸器開始巡視D.軌道器環(huán)繞火星進行觀測答案：B（“落”指著陸器攜帶“祝融號”火星車成功軟著陸于火星烏托邦平原。）11.北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的空間段由多少顆衛(wèi)星組成？A.24顆B.30顆C.35顆D.40顆答案：C（北斗三號包括24顆中圓地球軌道衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，共35顆。）12.目前化學推進火箭中，比沖（單位質(zhì)量推進劑產(chǎn)生的沖量）最高的推進劑組合是：A.液氧+煤油B.液氧+液氫C.固體推進劑D.硝酸+偏二甲肼答案：B（液氫液氧的比沖約450秒，高于其他組合；液氧煤油約330秒，固體推進劑約290秒。）13.航天器返回地球時，會經(jīng)歷“黑障”現(xiàn)象，其主要原因是：A.大氣層過于稀薄，無法反射無線電波B.航天器表面與大氣劇烈摩擦產(chǎn)生等離子體，屏蔽無線電信號C.太陽活動干擾通信D.航天器電源系統(tǒng)故障答案：B（高速再入時，表面溫度極高，空氣電離形成等離子鞘套，導致無線電信號中斷。）14.飛機機翼的主要作用是：A.安裝發(fā)動機B.控制飛行方向C.產(chǎn)生升力D.存儲燃油答案：C（機翼是產(chǎn)生升力的核心部件，發(fā)動機通常安裝在機翼或機身，方向控制由尾翼完成。）15.未來可能實現(xiàn)“空天飛機”的關(guān)鍵動力技術(shù)是：A.渦輪噴氣發(fā)動機B.火箭發(fā)動機C.超燃沖壓發(fā)動機D.活塞發(fā)動機答案：C（超燃沖壓發(fā)動機可在大氣層內(nèi)以5-25倍音速工作，結(jié)合火箭發(fā)動機可實現(xiàn)空天往返。）二、填空題（每題2分，共20分）1.長征五號運載火箭的起飛推力約為________噸。（答案：1078）2.嫦娥六號探測器計劃從月球背面的________盆地采集樣本。（答案：南極-艾特肯）3.國際空間站的軌道高度約為________公里。（答案：400）4.超燃沖壓發(fā)動機的工作速度范圍是馬赫數(shù)________。（答案：5-25）5.我國首架國產(chǎn)大飛機C919的最大載客量為________人。（答案：190）6.太陽同步軌道的特點是軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸的進動角速度等于________的角速度。（答案：太陽視運動）7.航天服中的“液冷服”通過________調(diào)節(jié)航天員體溫。（答案：循環(huán)流動的冷水）8.火箭的“推重比”是指________與________的比值。（答案：發(fā)動機推力；火箭起飛重量）9.2025年我國計劃實施的小行星探測任務(wù)名稱是________。（答案：天問二號）10.飛機的“展弦比”是指________與________的比值。（答案：機翼展長；平均氣動弦長）三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.直升機的升力完全由旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。（√）2.所有火箭都需要多級設(shè)計才能進入太空。（×，單級入軌火箭理論可行，但目前技術(shù)難度大）3.衛(wèi)星的軌道高度越高，運行速度越快。（×，根據(jù)開普勒定律，軌道高度越高，線速度越低）4.黑障現(xiàn)象只會出現(xiàn)在航天器返回地球時。（×，進入其他天體大氣層（如火星）也可能出現(xiàn)）5.超燃沖壓發(fā)動機在靜止狀態(tài)下無法啟動。（√，需先加速到超音速）6.航天服的壓力服需要保持與地面相同的大氣壓（1個標準大氣壓）。（×，通常維持0.3-0.4個大氣壓以降低結(jié)構(gòu)重量）7.飛機的展弦比越大，誘導阻力越小。（√，展弦比大的機翼更細長，翼尖渦流更小）8.火箭的比沖越高，推進效率越低。（×，比沖越高，單位推進劑產(chǎn)生的沖量越大，效率越高）9.太陽同步軌道衛(wèi)星每天同一地方時經(jīng)過同一地點上空。（√，軌道進動與太陽同步）10.空天飛機可以像普通飛機一樣水平起降。（√，如設(shè)想中的“騰云”工程）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述火箭采用多級設(shè)計的主要原因。答案：多級火箭通過分階段拋離無用的結(jié)構(gòu)（如燃料耗盡的子級），減少“死重”（不產(chǎn)生推力的質(zhì)量），提高最終速度；不同級可優(yōu)化發(fā)動機參數(shù)（如第一級需大推力，末級需高比沖）；降低單級火箭的設(shè)計難度（如材料強度要求）。2.說明太陽同步軌道的特點及其在遙感衛(wèi)星中的應(yīng)用優(yōu)勢。答案：特點：軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸的進動角速度與太陽視運動角速度一致（約0.986°/天），因此衛(wèi)星每次經(jīng)過同一緯度地面點的地方時相同。應(yīng)用優(yōu)勢：可重復觀測同一區(qū)域（重訪周期固定），光照條件一致（如始終上午10點成像），便于對比分析地表變化（如植被生長、冰川消融）。3.航天服為何需要多層結(jié)構(gòu)？請列舉主要層次及其功能。答案：航天服需應(yīng)對真空、極端溫度、微流星體等環(huán)境，因此采用多層設(shè)計：①真空防護層（如聚酯薄膜）：阻擋氣體泄漏；②隔熱層（如鍍鋁聚酰亞胺）：反射太陽輻射，阻隔溫差（-180℃至120℃）；③壓力層（橡膠+纖維）：維持內(nèi)部0.3-0.4個大氣壓，防止體液沸騰；④液冷層（尼龍+塑料管）：通過循環(huán)冷水帶走體熱；⑤外層防護（芳綸+玻璃纖維）：抵御微流星體撞擊和紫外線輻射。4.比較渦輪噴氣發(fā)動機與火箭發(fā)動機的工作原理差異。答案：渦輪噴氣發(fā)動機依賴大氣中的氧氣與燃料（如航空煤油）混合燃燒，產(chǎn)生高溫燃氣推動渦輪做功，進而驅(qū)動壓氣機壓縮空氣，僅能在大氣層內(nèi)工作；火箭發(fā)動機自帶氧化劑（如液氧）和燃料（如液氫），燃燒產(chǎn)物直接高速噴出產(chǎn)生推力，可在真空環(huán)境工作。5.2025年我國計劃實施的小行星探測任務(wù)（天問二號）的主要科學目標是什么？答案：天問二號將探測主帶彗星311P/PANSTARRS，目標包括：①近距離觀測彗星核的形貌、成分與結(jié)構(gòu)；②采集彗星表面樣本并返回地球；③驗證小行星防御技術(shù)（如動能撞擊偏轉(zhuǎn)）；④研究太陽系早期物質(zhì)演化（彗星被認為保留了原始太陽星云物質(zhì)）。五、論述題（每題10分，共20分）1.結(jié)合可重復使用火箭（如長征八號R）的技術(shù)特點，分析其相對于一次性火箭的優(yōu)勢及面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。答案：優(yōu)勢：①降低發(fā)射成本（重復使用可回收箭體，減少制造費用，如SpaceX“獵鷹9號”回收后成本降低約60%）；②提高發(fā)射頻率（縮短箭體制造周期）；③推動商業(yè)航天發(fā)展（降低進入太空門檻）。技術(shù)挑戰(zhàn)：①熱防護系統(tǒng)（再入時表面溫度超2000℃，需耐高溫材料如碳/碳復合材料）；②精確控制技術(shù)（垂直降落需高精度導航與發(fā)動機變推力調(diào)節(jié)）；③結(jié)構(gòu)疲勞問題（重復使用后箭體材料強度下降，需嚴格檢測與維護）；④回收可靠性（海上回收需應(yīng)對風浪，陸地回收需預留安全區(qū)）。2.中國探月工程已完成“繞、落、回”三步走，試展望2025年后我國月球探測的重點發(fā)展方向，并說明其科學意義與工程價值。答案：重點方向及意義：①月球科研站建設(shè)（如“嫦娥七號”將探測月球南極水冰，“嫦娥八號”計劃驗證月球基地關(guān)鍵技術(shù)）：科學上可研究月球地質(zhì)演化、月面環(huán)境；工程上為載人登月和長期駐留奠