2025年航空航天科普知识竞赛试题库及答案

2025年航空航天科普知识竞赛试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种飞行器属于航天范畴？A.波音787客机B.直-20直升机C.空客A350宽体机D.北斗导航卫星答案：D（解析：航空指大气层内飞行，航天指大气层外空间活动，卫星运行于太空，属于航天）2.第一宇宙速度的数值约为？A.7.9km/sB.11.2km/sC.16.7km/sD.30km/s答案：A（解析：第一宇宙速度是物体绕地球做圆周运动的最小发射速度，约7.9km/s；11.2km/s为第二宇宙速度，脱离地球引力；16.7km/s为第三宇宙速度，脱离太阳系）3.中国首颗人造卫星“东方红一号”发射时间是？A.1964年B.1970年C.1985年D.1999年答案：B（解析：1970年4月24日，“长征一号”运载火箭成功发射“东方红一号”，中国成为第五个独立发射卫星的国家）4.以下哪种卫星不属于应用卫星？A.风云气象卫星B.实践系列科学实验卫星C.高分遥感卫星D.天链中继卫星答案：B（解析：应用卫星指直接为国民经济和军事服务的卫星，科学实验卫星属于科学卫星，用于空间探测和科学研究）5.火箭发射时，尾部喷出的“白气”主要是？A.燃料燃烧的废气B.水蒸气遇冷液化的小水滴C.火箭外壳的涂料蒸发D.空气中的灰尘被气流卷起答案：B（解析：火箭发射时，发射台下的水池蒸发大量水蒸气，遇冷后液化成小水滴，形成“白气”）6.月球表面昼夜温差极大（约-180℃至120℃），主要原因是？A.月球没有大气层B.月球自转周期太长C.月球离太阳距离变化大D.月球表面岩石反射率低答案：A（解析：大气层可通过对流、辐射等方式调节温度，月球无大气，热量无法有效保存或散失，导致温差大）7.中国空间站核心舱的名称是？A.天和B.问天C.梦天D.巡天答案：A（解析：中国空间站由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱组成，核心舱为“天和”）8.以下哪种推进技术属于电推进？A.液氧煤油发动机B.离子推进器C.固体火箭发动机D.氢氧发动机答案：B（解析：电推进通过电能加速离子产生推力，离子推进器是典型代表；其他选项均为化学推进）9.小行星“灶神星”属于？A.类地行星B.类木行星C.矮行星D.小行星带天体答案：D（解析：灶神星是小行星带中体积第二大的天体，未达到矮行星标准）10.探月工程“嫦娥五号”的主要任务是？A.实现月球软着陆B.开展月面巡视探测C.完成月球采样返回D.建立月球基地答案：C（解析：嫦娥五号完成了中国首次地外天体采样返回任务，带回1731克月壤）11.以下哪项不是航天器热控系统的功能？A.维持仪器设备温度在合理范围B.反射太阳辐射C.储存多余热量D.散发设备运行产生的热量答案：C（解析：热控系统通过隔热、散热、加热等方式调节温度，不储存多余热量）12.国际标准大气中，海平面气压约为？A.1013.25百帕B.850百帕C.700百帕D.500百帕答案：A（解析：国际标准大气定义海平面气压为1013.25百帕，约1个标准大气压）13.以下哪种飞行器采用了“鸭式布局”？A.歼-20战斗机B.F-22战斗机C.B-2轰炸机D.空客A320客机答案：A（解析：歼-20采用鸭翼前置的鸭式布局，提升机动性；F-22为常规布局，B-2为飞翼布局，A320为下单翼布局）14.太阳活动对航天的主要影响不包括？A.干扰无线电通信B.增加航天器辐射损伤C.改变地球引力场D.影响卫星轨道预测答案：C（解析：太阳活动（如耀斑、日冕物质抛射）会释放高能粒子和电磁辐射，干扰通信、损伤设备、影响轨道，但不会显著改变地球引力场）15.中国首枚液氧甲烷火箭是？A.长征五号B.朱雀二号C.快舟十一号D.谷神星一号答案：B（解析：2023年7月，蓝箭航天“朱雀二号”成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭）二、判断题（每题1分，共10分）1.飞机的升力主要由机翼上下表面的压力差产生。（）答案：√（解析：机翼上表面气流速度快、压力低，下表面速度慢、压力高，压力差形成升力）2.火箭发动机需要依赖大气中的氧气完成燃烧。（）答案：×（解析：火箭自带氧化剂（如液氧），可在真空环境中工作；航空发动机（如涡扇）需吸入空气获取氧气）3.月球始终以同一面朝向地球，是因为月球自转周期与公转周期相同。（）答案：√（解析：这种现象称为“潮汐锁定”，是地月引力长期相互作用的结果）4.国际空间站是目前唯一在轨运行的载人空间站。（）答案：×（解析：中国空间站（天宫）自2022年完成建造后，与国际空间站共同在轨运行）5.超声速飞行时，飞机头部会产生激波，导致阻力剧增。（）答案：√（解析：激波是超声速飞行时空气被压缩形成的强压力波，会产生波阻，是超声速飞机设计的关键挑战）6.卫星的轨道高度越高，运行速度越快。（）答案：×（解析：根据开普勒定律，轨道半径越大，运行速度越小（如同步轨道速度约3.1km/s，近地轨道约7.9km/s））7.航天服中的“生命保障系统”能提供氧气、调节温度并处理二氧化碳。（）答案：√（解析：航天服需独立维持航天员生存环境，包括供氧、温控、废气处理等功能）8.彗星的彗尾总是指向太阳方向。（）答案：×（解析：彗尾由太阳风和辐射压形成，始终背向太阳）9.中国“长征”系列火箭均为液体推进剂火箭。（）答案：×（解析：长征十一号为固体运载火箭，长征六号、长征十一号等部分型号采用固体或固液混合推进）10.火星表面的红色是由于土壤中富含氧化铁（铁锈）。（）答案：√（解析：火星土壤含大量三氧化二铁，使表面呈红色）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述“第一宇宙速度”的定义及其在航天中的意义。答案：第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动所需的最小发射速度，约7.9km/s。其意义在于：是发射人造地球卫星的最低速度（若低于此速度，物体将落回地面）；是航天器维持轨道运行的基本速度参考值；为后续计算第二、第三宇宙速度提供基础。2.航天服与普通服装的主要区别有哪些？（至少列举4点）答案：①压力维持：航天服内部需保持约0.3个大气压（接近人体适应范围），防止真空环境下体液沸腾；②温度调节：通过液冷服（循环冷水）和热防护层应对-150℃至120℃的极端温差；③辐射防护：外层材料含防辐射纤维，减少太阳高能粒子和宇宙射线伤害；④生命保障：集成氧气供应、二氧化碳吸收、水分循环等系统，独立维持生存；⑤机动性：关节处采用特殊结构（如轴承、褶皱），保障航天员操作灵活性。3.为什么火箭通常采用多级设计？答案：①减少无效载荷：火箭上升过程中，燃料逐渐消耗，空的推进剂贮箱和发动机成为无效质量，多级设计可逐级分离，减轻后续级负担；②提高效率：不同级可针对不同飞行阶段（如大气层内、真空环境）优化发动机参数（如比冲）；③降低技术难度：单级入轨需极高推重比和燃料比，多级设计通过分阶段工作降低总体要求；④适应任务需求：根据不同轨道（近地、同步、深空）调整级数，灵活满足发射需求。4.简述“风云气象卫星”对国民经济的主要贡献。答案：①灾害预警：监测台风、暴雨、沙尘暴等气象灾害，为防灾减灾提供实时数据（如2024年台风“海葵”路径预测准确率提升至95%）；②农业服务：监测土壤湿度、作物长势，指导灌溉和收割（如东北玉米主产区旱情监测）；③交通保障：提供航线附近气象信息，优化航班调度，减少延误（如2024年春运期间保障10万架次航班安全）；④气候研究：长期观测全球温度、海温、冰雪覆盖变化，支持气候变化评估（如北极海冰消融速率监测）；⑤生态保护：监测森林火灾、雾霾扩散，辅助环境治理（如2024年四川森林火点识别响应时间缩短至10分钟）。5.什么是“深空探测”？目前人类已开展的深空探测任务主要有哪些类型？答案：深空探测指对地球引力场之外天体（如月球、行星、小行星、彗星及星际空间）的探测活动。主要类型包括：①月球探测（如中国嫦娥工程、美国阿波罗计划）；②行星探测（如火星探测：天问一号、毅力号；金星探测：金星快车；水星探测：信使号）；③小行星/彗星探测（如日本隼鸟号采样、美国OSIRIS-REx任务）；④太阳探测（如帕克太阳探测器、中国羲和号）；⑤星际探测（如旅行者1号、2号飞出太阳系）。四、论述题（每题15分，共30分）1.结合中国探月工程（嫦娥一号至嫦娥六号）的发展历程，论述其对我国航天事业的科学意义和技术突破。答案：中国探月工程自2004年启动以来，分“绕、落、回”三步走，逐步实现从环月探测到采样返回的跨越，科学意义和技术突破体现在：科学意义：①月壤研究：嫦娥五号带回1731克月壤，分析显示其富含氦-3（潜在核聚变燃料）、橄榄石等矿物，为月球岩浆活动历史（约20亿年前仍有火山活动）提供直接证据；②月球环境探测：嫦娥三号、四号分别在雨海、冯·卡门撞击坑开展月面光谱、雷达探测，发现月表浅层结构（如嫦娥四号揭示南极-艾特肯盆地300米深度分层）；③地月系统演化：通过月球轨道器（嫦娥一号、二号）获取全月面高精度影像（分辨率优于1米），完善月球地形地貌数据库，为研究地月起源（大碰撞假说）提供支撑；④空间科学实验：嫦娥四号在月球背面开展低频射电观测（利用背面无地球电磁干扰的优势），填补了太阳系低频射电天文观测空白。技术突破：①地月转移轨道设计：嫦娥五号实现“全月面”采样（纬度43°N至43°S），轨道设计精度达0.1%；②月面软着陆技术：嫦娥三号、四号采用“粗避障+精避障”激光雷达系统，实现复杂地形（如陨石坑、石块）下的精准着陆（偏差小于100米）；③月面采样封装：嫦娥五号机械臂完成钻取（2米深）和表取采样，密封装置实现月壤与地球环境隔离（漏率小于1×10⁻⁹Pa·m³/s）；④月地返回再入：采用“半弹道跳跃式再入”（打水漂）技术，将返回器再入速度从11.2km/s降至7.9km/s，解决了超高速再入热防护难题（防热材料耐温达3000℃）；⑤深空测控：建成佳木斯、喀什、阿根廷3座深空站，实现地月距离（40万公里）下的双向通信（数据传输速率达数Mbps）。探月工程的成功，不仅使我国成为第三个实现月球采样返回的国家，更推动了高分辨率遥感、深空测控、精密机械等领域的技术进步，为后续载人登月、月球基地建设奠定了坚实基础。2.可重复使用航天器是未来航天发展的重要方向，分析其相较于一次性航天器的优势，并举例说明当前主要技术路径。答案：可重复使用航天器通过回收关键部件（如火箭一子级、飞船返回舱）或整体重复使用，显著降低发射成本，其优势主要体现在：（1）经济成本：一次性火箭成本中，箭体结构（约占30%）、发动机（约占20%）均为一次性消耗，可重复使用后，单次发射成本可降低至原成本的1/5至1/10（如SpaceX“猎鹰9号”重复使用后单次发射成本从6200万美元降至约2000万美元）。（2）发射频率：重复使用缩短了火箭制造周期（从数月缩短至数周），支持高频次发射（如2024年“猎鹰9号”完成100次发射，其中70次使用回收箭体），满足卫星互联网（如星链）等大规模星座部署需求。（3）技术积累：重复使用需解决发动机多次点火、热防护材料耐烧蚀、精准软着陆等问题，推动了液体火箭变推力发动机（如“猎鹰9号”的“梅林”发动机可调节推力至40%）、碳纤维复合材料（如“星舰”的不锈钢蒙皮耐温1300℃）、高精度导航（如GPS+激光雷达组合导航，着陆精度±5米）等技术发展。（4）环保效益：减少火箭残骸坠落对地面/海洋的影响（如长征二号F火箭一子级落区从300×50公里缩小至10×10公里），降低太空垃圾产生（避免废弃箭体成为轨道碎片）。当前主要技术路径包括：①垂直回收（火箭）：代表为SpaceX“猎鹰9号”，一子级在分离后启动发动机反推，通过栅格舵控制姿态，最终垂直降落在陆地或海上平台。中国“双曲线二号”可重复使用火箭于2023年完成验证飞行，采用液氧煤油发动机，实现一子级垂直回收。②水平降落（空天飞机）：代表为美国X-37B，采用火箭发射入轨，任务结束后自主滑翔返回机场水平降落。中国“腾云”空天飞机（研制中）计划采用“火箭+吸气式发动机”组合动力，可从机场