2025年度中小学生航空航天科普知识竞赛题库试题附答案

2025年度中小学生航空航天科普知识竞赛题库试题附答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功的年份是A.1964年 B.1970年 C.1975年 D.1980年答案：B解析：1970年4月24日，长征一号运载火箭在酒泉将“东方红一号”送入近地轨道，使中国成为世界第五个自主发射卫星的国家。2.国际空间站（ISS）绕地球一圈的平均时间约为A.30分钟 B.60分钟 C.90分钟 D.120分钟答案：C解析：ISS轨道高度约400km，平均轨道周期92.68分钟，通常简称为“一个半小时一圈”。3.火箭发动机燃烧室中推进剂燃烧产生的“燃气”主要成分是A.液氧 B.二氧化碳和水蒸气 C.液氢 D.氮气答案：B解析：液氧/煤油或液氧/液氢燃烧后主要生成CO₂、H₂O及少量CO，高温高压燃气经喷管膨胀产生推力。4.飞机机翼上表面设计成弧形、下表面较平的目的是A.减小重量 B.增大升力 C.降低噪音 D.增加阻力答案：B解析：弧形上表面使气流加速、压力降低，与下表面压力差形成升力，这是伯努利原理在航空中的典型应用。5.下列哪一颗行星拥有浓厚二氧化碳大气且表面温度最高A.水星 B.金星 C.火星 D.木星答案：B解析：金星表面气压约92倍地球大气压，温室效应极强，平均温度462℃，高于水星。6.我国“天问一号”火星探测器进入火星轨道的日期是A.2020年7月23日 B.2021年2月10日 C.2021年5月15日 D.2021年6月11日答案：B解析：2021年2月10日“天问一号”实施近火制动，成功被火星捕获；5月15日释放着陆巡视器。7.卫星导航系统中，用于电离层延迟修正的最常用频率组合是A.L1与L2 B.L1与L5 C.S与X D.C与Ku答案：A解析：GPS双频接收机利用L1(1575.42MHz)与L2(1227.60MHz)的折射差异计算电离层延迟，提高定位精度。8.在失重环境下，蜡烛火焰呈A.长条形向上 B.球形 C.蓝色锥形 D.熄灭无法燃烧答案：B解析：微重力下无自然对流，燃烧产物无法上升，氧气靠扩散补充，火焰呈蓝色小球形，温度较低。9.我国首颗量子科学实验卫星被命名为A.墨子号 B.张衡号 C.悟空号 D.羲和号答案：A解析：2016年发射的“墨子号”完成星地量子密钥分发实验，取名纪念古代光学研究先驱墨子。10.飞机上的“黑匣子”外表实际涂色为A.黑色 B.红色 C.橙色 D.蓝色答案：C解析：为便于搜寻，黑匣子外壳为高可见度橙色，并贴有反光条，内部含飞行数据记录器与舱音记录器。11.长征五号运载火箭芯级采用的推进剂组合是A.液氧/煤油 B.液氧/液氢 C.四氧化二氮/偏二甲肼 D.固体推进剂答案：B解析：长征五号芯级使用YF77液氧液氢发动机，具有比冲高、环保特点；助推采用液氧煤油。12.地球静止轨道卫星绕地球角速度与地球自转角速度相比A.更快 B.相等 C.更慢 D.时快时慢答案：B解析：轨道高度35786km，轨道周期23小时56分4秒，与地球自转同步，相对地面静止。13.第一架实现超音速平飞的实验飞机是A.X1 B.X15 C.SR71 D.协和号答案：A解析：1947年10月14日，美国贝尔X1在12800m高度达到马赫数1.06，标志人类首次突破音障。14.飞机襟翼主要作用是A.减小诱导阻力 B.增加升力系数 C.改变航向 D.降低结构重量答案：B解析：襟翼放下后增大机翼弯度与面积，提高升力系数，使飞机在低速时保持足够升力。15.我国探月工程“绕、落、回”三步走中，“回”由哪次任务完成A.嫦娥三号 B.嫦娥四号 C.嫦娥五号 D.嫦娥六号答案：C解析：2020年12月嫦娥五号携带1731g月壤返回地球，实现我国首次地外天体采样返回。16.国际航空联合会（FAI）规定，太空边界高度为A.80km B.100km C.120km D.160km答案：B解析：卡门线位于海拔100km，高于此高度空气稀薄，航空器无法依靠气动面产生升力。17.火箭发射时倒计时到“T0”后，通常还会说“Plus”的原因是A.表示已经起飞 B.表示起飞后计时开始 C.表示程序转弯 D.表示助推分离答案：B解析：火箭起飞以“T0”为界，之后按“T+”计时，用于统一各系统时间轴，便于遥测比对。18.卫星热控系统中，用于主动加热的常见元件是A.热管 B.多层隔热毯 C.电加热片 D.辐射散热器答案：C解析：电加热片通过星上电源按需发热，配合温度传感器实现闭环控制，防止设备过冷。19.飞机尾翼中的“垂直安定面”主要提供A.俯仰稳定性 B.偏航稳定性 C.滚转稳定性 D.升力答案：B解析：垂直尾翼像箭羽，抑制偏航扰动，保持航向稳定；水平尾翼负责俯仰。20.我国第一颗原子弹爆炸成功与第一颗人造卫星发射相隔A.4年 B.6年 C.8年 D.10年答案：B解析：原子弹1964年10月，卫星1970年4月，间隔5年半，约6年。二、判断题（每题1分，共10分）21.飞机起飞时迎角越大，升力一定越大。答案：×解析：迎角超过临界迎角后气流分离，升力骤降，进入失速状态。22.火箭比冲越高，相同推进剂能产生的总冲越大。答案：√解析：比冲=推力/重量流率，比冲高意味着单位质量推进剂产生冲量大，效率高。23.地球同步轨道卫星必须位于赤道平面。答案：√解析：若轨道倾角不为零，星下点将南北摆动，无法实现“静止”。24.太空行走时，航天员只要用力推一下航天器，就会立即飞离永不返回。答案：×解析：航天员与航天器同处近地轨道，相对速度差小，推开后仍受相近引力作用，呈漂移而非飞离。25.民航客机巡航高度通常在对流层顶部或平流层底部。答案：√解析：约10–12km高度气象条件稳定、燃油经济，是远程航班首选。26.月球背面永远看不见地球，因此无法与地球直接通信。答案：√解析：月球自转与公转同步，背面被月球本体遮挡，需中继卫星支持通信。27.固体火箭一旦点燃就无法关机。答案：√解析：固体药柱持续燃烧直至耗尽，无法像液体发动机那样调节或紧急关机。28.飞机机翼的翼梢小翼可减弱翼尖涡，从而降低诱导阻力。答案：√解析：小翼阻挡高压气流绕向翼尖，减小涡强度，节油约3–5%。29.火星一天（sol）长度与地球一天几乎相同。答案：√解析：火星自转周期24小时39分35秒，仅比地球长2.7%。30.所有行星都拥有全球性磁场。答案：×解析：金星、火星缺乏全球性磁场，只有局部磁化地壳。三、填空题（每空2分，共30分）31.我国自主研制的全球卫星导航系统名称是________，空间段由________颗MEO卫星、________颗GEO卫星和________颗IGSO卫星组成。答案：北斗三号；24；3；332.飞机升力公式L=________，其中ρ表示________，v表示________，S表示________。答案：½ρv²SC_L；来流空气密度；来流速度；机翼参考面积33.火箭推力F=________，其中ṁ表示________，v_e表示________，p_e与p_0分别表示________和________。答案：ṁv_e+(p_ep_0)A_e；质量流率；喷管出口燃气速度；出口静压；环境静压34.地球第一宇宙速度为________km/s，第二宇宙速度为________km/s，第三宇宙速度约为________km/s。答案：7.9；11.2；16.735.2022年11月，我国首次实现空间站机械臂转位实验舱，该机械臂名称是________，其末端定位精度达到________毫米级。答案：问天舱机械臂；136.民航航班高度层采用标准海压面作为基准，巡航高度FL350表示________英尺，约合________米。答案：35000；1066837.火星两极覆盖的白色物质主要是________和________。答案：水冰；干冰（固态二氧化碳）38.卫星姿态控制的三轴通常指________轴、________轴和________轴。答案：滚动；俯仰；偏航39.我国“羲和号”太阳探测卫星运行于平均高度________km的________轨道，首次实现了________扫描成像。答案：517；太阳同步晨昏；Hα波段全日面40.飞机失速速度记为V_s，进近速度通常取________倍的V_s，以保证________余量。答案：1.3；安全四、简答题（每题8分，共40分）41.简述火箭分级的好处，并说明为什么多级火箭最终速度不是简单地把各子级速度相加。答案要点：1.分级可抛掉已耗尽的结构质量，降低后续加速质量，提高质量比；2.每级可优化发动机工作高度与喷管膨胀比，提高效率；3.减少单级规模，降低工程难度；4.最终速度由齐奥尔科夫斯基公式决定，v=Σv_ei·ln(μ_i)，速度增量呈对数叠加而非线性相加，因此不是简单算术和。42.说明地球静止轨道卫星在通信中的优势与局限。答案要点：优势：1.相对地面静止，地面站天线无需跟踪机构；2.覆盖区固定，便于频率复用和波束设计；3.三颗卫星可覆盖全球除极地外区域，组网简单。局限：1.轨道高、信号延迟大（单程约120ms），对实时交互不利；2.高纬度仰角低，易被遮挡；3.轨道资源有限，需国际协调；4.发射能量高，对火箭运力要求大。43.飞机起飞抬轮时，飞行员向后带杆，升降舵如何偏转？简述其气动原理。答案：升降舵后缘向上偏转，使水平尾翼产生向下附加升力，形成抬头力矩；机翼迎角增大，升力系数提高，飞机绕横轴旋转抬轮。当主轮离地后，飞行员减小带杆量，保持所需爬升姿态。44.描述航天员在出舱活动中如何防止“空间眩晕”与“减压病”。答案：1.出舱前吸氧排氮3–4小时，降低体内氮分压，预防减压病；2.舱外服压力维持约30kPa，采用纯氧环境，避免气泡形成；3.舱内外压差过渡缓慢，预呼吸阶段阶梯减压；4.服用抗运动病药物，进行前庭功能训练；5.舱外活动节奏平缓，避免快速头部转动，减少空间眩晕。45.说明火星进入、下降、着陆（EDL）“恐怖七分钟”面临的主要挑战。答案：1.进入速度高达5km/s，气动加热峰值温度约1300℃，防热要求高；2.火星大气稀薄，减速效率低，降落伞需在超音速低密度条件下展开；3.着陆窗口短，地面通信延迟8–22分钟，无法实时遥控，需全自主；4.地形复杂，沙尘暴频发，需高分辨率成像与避障算法；5.质量受限，缓冲系统（反推发动机、气囊、空中吊车）需轻量化高可靠。五、综合应用题（每题15分，共30分）46.某型单级固体探空火箭总质量1200kg，其中推进剂900kg，平均比冲260s，结构系数0.1。忽略气动阻力与重力损失，求：(1)理论速度增量Δv；(2)若改用两级火箭，第一级质量800kg（含600kg推进剂），第二级400kg（含300kg推进剂），比冲不变，级间分离后第一级结构质量抛弃，求总Δv；(3)比较两级与单级结果，说明分级带来的百分比提升。答案：(1)单级：μ=1200/(1200900×0.9)=1200/390=3.077，Δv=260×9.81×ln3.077≈2890m/s。(2)两级：第一级：μ1=800/(800600×0.9)=800/260=3.077，Δv1=260×9.81×ln3.077≈2890m/s；第二级：初始质量400kg，结束质量400300×0.9=130kg，μ2=400/130=3.077，Δv2≈2890m/s；总Δv=2890+2890=5780m/s。(3)提升=(57802890)/2890=100%，速度翻倍，显示分级显著改善性能。47.一架支线客机质量45000kg，机翼面积90m²，在海拔3000m（ρ=0.909kg/m³）以马赫数0.6巡航，升力系数C_L=0.