2026中小学生航空航天科普知识竞赛试题库及答案

2026中小学生航空航天科普知识竞赛试题库及答案一、选择题1.我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”是哪一年发射成功的？A.1965年B.1970年C.1975年D.1980年答案：B解析：1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在酒泉卫星发射中心成功发射，这标志着中国成为继苏联、美国、法国、日本之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。2.航天员在空间站内处于失重状态，下列哪项活动无法像在地面一样正常进行？A.用吸管喝饮料B.测量自己的体重C.点燃蜡烛D.使用笔记本电脑答案：B解析：在失重环境下，物体之间没有相互挤压，无法产生类似地面的“重力”效应，因此常规依靠重力作用的体重秤无法工作。空间站内测量身体质量（体重）需要使用特殊的“质量测量仪”，其原理是基于牛顿第二定律，通过测量已知力作用下产生的加速度来推算质量。用吸管喝饮料依赖大气压，空间站内有空气，可以实现；蜡烛在微重力下火焰呈球形，但可以燃烧；笔记本电脑在真空环境外可以正常工作。3.运载火箭发射时，我们看到尾部喷出大量“白烟”，其主要成分是什么？A.火箭燃料燃烧产生的水蒸气B.二氧化碳和烟尘C.空气中的水蒸气凝结D.助推器分离产生的碎片答案：C解析：火箭发射时尾部喷出的巨大“白烟”主要是水蒸气凝结形成的。许多大型运载火箭（如我国的“长征”系列部分型号）使用液氢液氧或煤油液氧作为推进剂。发动机工作时产生的高温高速燃气流中含有大量水蒸气（氢氧燃烧的产物就是水），这些高温水蒸气喷入周围低温空气中，迅速冷凝成无数小水滴，形成庞大的白色气团。此外，发射前为了降温，发射台也会喷淋大量水，部分水受热汽化后再冷凝，也贡献了“白烟”。4.下列哪颗行星被称为太阳系的“宝石”，因其拥有显著的行星环系统？A.木星B.土星C.天王星D.海王星答案：B解析：土星拥有太阳系中最壮观、最明显的行星环系统，主要由冰块、岩石碎块和尘埃组成，在望远镜中看起来像一顶“草帽”，因此被誉为太阳系的“宝石”。虽然木星、天王星、海王星也都有行星环，但远不如土星环那样显著和明亮。5.我国探月工程“绕、落、回”三步走战略中，实现月面采样并返回地球的探测器是？A.嫦娥三号B.嫦娥四号C.嫦娥五号D.天问一号答案：C解析：嫦娥五号于2020年发射，成功在月球正面预选区域着陆，采集了约1731克月球样品并返回地球，圆满完成了中国探月工程“绕、落、回”三步走战略的最后一步。嫦娥三号、四号实现了月面软着陆和巡视勘察；天问一号是中国火星探测器。6.国际空间站上航天员看到的太阳日出日落，与地面相比，一个显著特点是？A.每天只看到一次日出日落B.日出时太阳是蓝色的C.每天能看到约16次日出日落D.看不到日落答案：C解析：国际空间站运行在距离地面约400公里的轨道上，绕地球一周大约需要90分钟。因此，在空间站上，航天员每90分钟就能经历一次昼夜交替，24小时内大约能看到16次日出和16次日落。7.用于描述航天器克服地球引力，进入地球附近空间所需的最小速度是？A.第一宇宙速度B.第二宇宙速度C.第三宇宙速度D.光速答案：A解析：第一宇宙速度，又称环绕速度，约为7.9公里/秒，是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所需的速度。达到这个速度，航天器才能成为地球的卫星，环绕地球飞行。第二宇宙速度（约11.2公里/秒）是脱离地球引力场，环绕太阳运行的速度；第三宇宙速度（约16.7公里/秒）是脱离太阳系引力场，飞向星际空间的速度。8.下列哪项不是航天员舱外航天服（出舱服）的主要功能？A.提供氧气，维持压力B.防辐射和微流星体撞击C.保持恒温舒适D.提供推进动力进行自由飞行答案：D解析：舱外航天服是一个小型独立的生命保障系统，主要功能包括：提供氧气、排出二氧化碳、维持适宜的气压和温度、防护太空极端温度、防辐射、防微流星体撞击、提供通信等。它本身不具备强大的推进动力系统，航天员在舱外活动主要依靠安全系绳或机械臂移动，或使用舱外机动装置（一种小型背包式推进器），但这不是所有出舱服的标准配置或主要功能。9.我国首个目标飞行器和空间实验室是？A.神舟一号B.天宫一号C.天舟一号D.问天实验舱答案：B解析：天宫一号于2011年发射升空，是我国首个目标飞行器和空间实验室，先后与神舟八号、九号、十号飞船交会对接，突破了空间交会对接技术，完成了多项空间科学实验，为后续空间站建设奠定了基础。10.在月球上，两位航天员即使离得很近，也无法直接听到对方说话的声音，主要是因为？A.月球上温度太低，声音无法传播B.月球上没有空气，声音无法通过介质传播C.航天服头盔隔音效果太好D.月球重力太小，声带振动异常答案：B解析：声音的传播需要介质（如空气、水、固体）。月球表面是近乎真空的环境，没有空气作为传播声音的介质。因此，即使两人面对面，声波也无法从一个人的嘴传到另一个人的耳朵里。他们必须通过无线电设备，利用电磁波进行通信。二、填空题1.中国首位进入太空的航天员是______。答案：杨利伟解析：2003年10月15日，航天员杨利伟乘坐神舟五号载人飞船进入太空，环绕地球飞行14圈，历时21小时23分，于10月16日安全返回地面，标志着中国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。2.太阳系中已知体积最大、质量最大的行星是______。答案：木星解析：木星是太阳系八大行星中体积最大、质量最大的行星。它的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍，体积相当于1300多个地球。3.航天器在返回地球大气层时，会与空气剧烈摩擦产生高温，为了保护航天器，在其外部覆盖的特殊材料称为______。答案：烧蚀防热材料（或烧蚀材料）解析：烧蚀防热材料是载人飞船返回舱等再入航天器关键的热防护系统。它在高温下会发生分解、熔化、蒸发、升华等物理化学变化，通过消耗自身材料（烧蚀）带走大量热量，并形成一层隔热性能好的多孔碳化层，阻止热量向内部传递，从而保护舱内设备和航天员安全。4.我国用于发射空间站舱段和载人飞船的主力运载火箭是______系列火箭。答案：长征二号F解析：长征二号F运载火箭是我国目前唯一一型用于执行载人航天发射任务的火箭，享有“神箭”美誉。它可靠性指标达到0.98，安全性指标达到0.997，成功发射了从神舟一号到神舟十七号的所有载人飞船，以及天宫一号、天宫二号空间实验室。5.火星大气的主要成分是______。答案：二氧化碳解析：火星大气非常稀薄，表面大气压不足地球的1%。其大气成分中，二氧化碳约占95%，氮气约占2.8%，氩气约占2%，氧气和水蒸气含量极低。6.航天员在空间站长期生活，由于处于失重状态，骨骼中的______会流失，导致骨质疏松，因此必须坚持进行体育锻炼对抗这种效应。答案：钙质（或矿物质）解析：在微重力环境下，人体骨骼不再需要像在地面一样持续对抗重力负荷，导致成骨细胞活动减弱，破骨细胞活动相对增强，造成骨骼中的钙、磷等矿物质流失，骨密度下降，即“空间性骨质疏松”。通过每天在特殊器械（如跑步机、抗阻锻炼装置）上进行数小时的高强度锻炼，可以模拟重力负荷，有效减缓骨质流失和肌肉萎缩。7.我国首次火星探测任务“天问一号”一次性完成了______、着陆和巡视三大目标。答案：环绕解析：2020年7月发射的“天问一号”探测器，于2021年2月成功被火星捕获，进入环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星（环绕）；2021年5月，其着陆巡视器成功软着陆于火星乌托邦平原（着陆）；随后，“祝融号”火星车驶离着陆平台，开始巡视探测（巡视）。这是人类航天史上首次在一次任务中完成火星环绕、着陆和巡视三大工程目标。8.用来观测遥远天体、接收宇宙电磁辐射的大型科学设施是______。答案：望远镜（或天文望远镜，若特指某类如射电望远镜也可）解析：望远镜是收集天体辐射并形成影像或光谱的仪器，是人类探索宇宙的眼睛。根据接收的电磁波波段不同，可分为光学望远镜、射电望远镜、红外望远镜、X射线望远镜等。例如，我国的“中国天眼”FAST就是世界上最大的单口径射电望远镜。9.运载火箭的多级设计，其核心原理是通过______已耗尽燃料的箭体，减少后续飞行质量，从而提高最终速度。答案：抛离（或分离）解析：根据齐奥尔科夫斯基火箭公式，在发动机喷气速度一定的情况下，火箭的末速度与火箭的初始质量和最终质量之比（质量比）的自然对数成正比。采用多级火箭，在飞行中逐级工作并抛掉已经无用的结构质量，可以显著提高火箭的质量比，从而使其最终达到所需的高速度，将有效载荷送入预定轨道。10.在载人航天任务中，负责航天员生命保障、工作支持，并与地面指挥中心保持通信的航天器舱段是______。答案：轨道舱（或返回舱，需根据具体飞船构型判断；对于神舟飞船，通常返回舱是航天员在发射和返回时乘坐的，轨道舱是航天员在轨生活工作的主要场所；对于新一代载人飞船，可能为返回舱。此处以常见神舟飞船为例，答案为轨道舱）解析（以神舟飞船为例）：神舟飞船采用三舱构型，由前到后依次是轨道舱、返回舱和推进舱。轨道舱是航天员在轨生活和工作的重要场所，装有生命保障系统、实验设备等；返回舱是飞船的指挥控制中心，也是航天员发射和返回时乘坐的舱段；推进舱提供动力和能源。新一代载人飞船可能采用两舱构型。三、判断题1.月球永远以同一面朝着地球，所以我们在地球上永远看不到月球的背面。答案：正确解析：由于月球自转周期和绕地球公转周期相同，这种运动状态称为“同步自转”或“潮汐锁定”，导致月球始终以同一半球（正面）朝向地球。在地球上，无法直接观测到月球的背面，直到航天器绕到其背面进行探测。2.太空是完全的真空，没有任何物质存在。答案：错误解析：太空并非绝对的真空。星际空间存在着非常稀薄的气体（主要是氢和氦）、尘埃、宇宙射线、电磁辐射以及暗物质和暗能量等。其物质密度极低，远低于地球上实验室能制造的最佳真空，但并非空无一物。3.航天食品都是牙膏状的流食，味道单一。答案：错误解析：早期的航天食品确实有牙膏状的流食。但随着技术的发展，现代航天食品种类非常丰富，包括复水食品（加水复原）、热稳定食品（罐头）、中水分食品、自然型食品（如坚果、饼干）以及新鲜水果等。航天员可以在太空吃到鱼香肉丝、宫保鸡丁等中式菜肴，菜单定期轮换，注重营养和口味。4.在空间站里，水会因为失重而聚成漂浮的水球。答案：正确解析：在微重力环境下，液体的表面张力成为主导力，它会使水尽可能收缩成表面积最小的形状——球形。因此，不小心洒出的水或特意挤出的水，会形成一个个漂浮的水球，非常有趣。这也是太空课堂上常见的演示实验。5.所有的小行星都位于火星和木星轨道之间的小行星带。答案：错误解析：虽然绝大多数小行星集中分布在火星和木星轨道之间的主小行星带，但也有一部分小行星的轨道远离这个区域。例如，有些小行星的轨道靠近地球，被称为近地小行星；还有一些位于木星轨道上的拉格朗日点，称为特洛伊群小行星。四、简答题1.请简述载人飞船的返回舱在返回地球过程中，依次经历哪几个主要阶段？答案：（1）制动离轨阶段：飞船在预定轨道上调整姿态，点燃制动发动机，降低速度，使其脱离原运行轨道，进入一条朝向地球的返回轨道。（2）自由下降阶段：飞船保持无动力飞行状态，沿着返回轨道自由下降，高度不断降低。（3）再入大气层阶段：返回舱以极高速度冲入地球大气层（约100公里高度），与大气剧烈摩擦，产生高温等离子体鞘套，形成“黑障”现象，导致通信暂时中断。烧蚀防热层发挥作用。（4）减速阶段：随着高度降低，大气密度增加，气动阻力使返回舱速度进一步下降。当降到一定高度时，依次打开降落伞系统（引导伞、减速伞、主降落伞），进行气动减速。（5）着陆缓冲阶段：在接近地面时（约1米高度），返回舱的缓冲反推发动机点火工作，最后一下减速，实现软着陆。有时也采用气囊等缓冲装置。2.空间站为什么能够长期在轨运行而不掉下来？它是否需要不断开动发动机来维持高度？答案：空间站能够长期在轨运行，是因为它达到了第一宇宙速度，以大约7.8公里/秒的速度绕地球做圆周运动，其产生的离心力与地球对它的引力相平衡。理论上，在完美的真空和均匀重力场中，它不需要动力就能一直运行。但实际上，空间站运行在约400公里高的近地轨道，那里仍有极其稀薄的大气分子，会对空间站产生微小的阻力（大气阻力），使其速度缓慢下降，轨道高度逐渐衰减。此外，太阳光压、地球重力场不均匀等因素也会扰动轨道。因此，空间站确实需要定期进行轨道维持。但并非一直开着发动机，而是每隔一段时间（如几个月），当轨道衰减到一定范围时，通过对接的货运飞船（如天舟飞船）或自身服务舱的发动机短暂点火，提升速度和轨道高度。大部分时间，空间站处于无动力惯性飞行状态。3.请说出至少三种在空间站微重力环境下进行的科学实验类型，并简要说明其意义。答案：（1）生命科学实验：研究动植物细胞、组织、个体在微重力下的生长、发育、代谢和遗传变化。意义：揭示生命现象的本质，为长期太空生活、地外生命探索提供依据，研究成果也可用于改善地面人类健康（如骨质疏松、肌肉萎缩药物研发）。（2）流体物理实验：研究微重力下流体的扩散、对流、相变、界面现象等。意义：有助于理解基础物理规律，改进地面材料加工、能源利用、化工过程等技术。例如，研究无容器悬浮技术可用于制备高纯度、高性能的特殊材料。（3）基础物理实验：如冷原子物理、高精度时频、广义相对论验证等。意义：微重力提供了极端的超净、超静、持续自由落体环境，可以制造出地面无法实现的超冷原子状态，进行最精密的物理测量，检验基本物理理论，发展下一代导航和授时技术。（4）对地观测与空间天文：利用空间站作为平台，搭载各类观测设备。意义：对地球进行大范围、长期、动态监测（环境、气候、灾害等）；避开大气干扰，进行天文观测，研究宇宙天体。（以上任选三种即可）五、计算与论述题1.计算题：已知地球半径R约为6371公里，中国空间站运行轨道距地面平均高度h约为400公里。忽略地球自转影响，请估算空间站绕地球运行一周所需的时间（周期T）。提示：可运用匀速圆周运动向心力公式F=m与万有引力公式F=G推导周期公式，或直接使用开普勒第三定律的简化形式：对于绕地球近圆轨道，周期T(秒)与轨道半径r(米)满足=，其中地球质量要求：写出计算过程，并给出最终结果（保留到整数秒）。答案与解析：空间站轨道半径r=根据万有引力提供向心力：G（其中v=化简得开普勒第三