2025年北京市中小学生航天知识竞赛题库及答案

2025年北京市中小学生航天知识竞赛题库及答案单选题（每题只有一个正确答案，每题2分，共40分）1.2024年6月成功发射的“嫦娥六号”探测器首次实现了哪一项月球任务？A.月球背面软着陆巡视B.月球背面样品自动采样返回C.月球南极水冰就位探测D.月球轨道空间站对接答案：B2.我国“天问”系列行星探测任务中，第一颗探测器“天问一号”于2021年5月着陆的行星是：A.金星B.火星C.木星D.水星答案：B3.在地球静止轨道上运行的卫星，其轨道高度约为：A.160kmB.800kmC.20200kmD.35786km答案：D4.长征五号运载火箭芯一级主发动机YF-77使用的推进剂组合是：A.四氧化二氮/偏二甲肼B.液氧/煤油C.液氧/液氢D.液氢/甲烷答案：C5.航天员出舱活动必须穿着舱外航天服，其最外层“限制层”的主要作用是：A.防辐射B.维持压力C.限制充气后鼓胀，保持关节活动度D.隔热保温答案：C6.国际空间站（ISS）轨道倾角约51.6°，其主要目的是：A.便于观测太阳B.兼顾美俄主要发射场纬度C.避开范·艾伦辐射带D.减少大气阻力答案：B7.火箭发射时常见的“音爆云”现象，其本质是：A.激波使空气瞬间降温，水蒸气凝结B.燃料燃烧不充分产生的白烟C.火箭尾焰与空气混合爆炸D.液氧挥发形成的云答案：A8.北斗三号全球卫星导航系统的空间段由多少颗卫星组成（含备份星）？A.24B.27C.30D.35答案：D9.下列关于太阳同步轨道的描述，正确的是：A.轨道周期与地球自转周期相同B.轨道面与太阳方向保持固定夹角C.轨道高度必须大于地球同步轨道D.卫星运行方向与地球自转方向相反答案：B10.我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”采用的有效载荷是：A.太阳射电频谱仪B.Hα波段太阳成像光谱仪C.极紫外成像仪D.日冕仪答案：B11.在轨道动力学中，霍曼转移轨道用于：A.轨道倾角调整B.同平面两圆轨道之间最省能变轨C.快速拦截目标航天器D.再入返回地球答案：B12.嫦娥五号返回器再入地球时采用的“跳跃式再入”技术主要为了：A.增加航程B.降低过载与热流峰值C.避开黑障区D.提高落点精度答案：B13.火箭级间分离常用的“冷分离”技术是指：A.使用爆炸螺栓，无额外推力B.上级发动机先点火再分离C.使用分离火箭提供反向推力D.依靠压缩弹簧或冷气推杆分离答案：D14.下列哪颗小行星是我国“天问二号”任务计划采样返回的目标？A.101955BennuB.162173RyuguC.469219KamoʻoalewaD.2016HO3答案：D15.空间站常用“再生式生命保障系统”中，电解水制氧副产物是：A.二氧化碳B.氢气C.甲烷D.一氧化碳答案：B16.火箭发射前数小时进行的“射前负6小时”操作不包括：A.惯导对准B.推进剂补加C.整流罩空调停供D.逃逸塔自检答案：C17.地球同步转移轨道（GTO）的远地点高度约为：A.20200kmB.35786kmC.6800kmD.1200km答案：B18.我国“天宫”空间站核心舱“天和”舱段配置的机械臂自由度数为：A.3B.5C.7D.10答案：C19.在月球表面实现月夜生存的“同位素热源”常用核素是：A.铀-235B.钚-238C.锶-90D.钴-60答案：B20.火箭飞行中“最大动压”点（MaxQ）通常出现在：A.起飞瞬间B.起飞后约10km高度C.一级关机前D.整流罩分离后答案：B多选题（每题有两个或以上正确答案，多选少选均不得分，每题3分，共30分）21.下列属于我国四大航天发射场的是：A.酒泉B.太原C.西昌D.文昌E.烟台答案：ABCD22.关于“黑障”现象，下列说法正确的是：A.再入体速度大于7km/s时必然出现B.等离子鞘套屏蔽无线电信号C.降低再入角可缩短黑障时间D.采用中继卫星可缓解通信中断E.黑障区温度低于100℃答案：BCD23.卫星热控系统常用技术包括：A.多层隔热材料B.热管C.电加热器D.辐射散热器E.液氧循环冷却答案：ABCD24.长征八号运载火箭具备以下特点：A.采用液氧煤油发动机B.具备海上发射能力C.可重复使用一子级D.太阳同步轨道运力≥3tE.芯级直径3.35m答案：ABDE25.下列属于深空测控网大型天线的是：A.北京密云50mB.天津武清70mC.喀什35mD.佳木斯66mE.阿根廷35m答案：ACDE26.空间站微重力环境可开展实验包括：A.无容器材料加工B.火焰传播机理C.蛋白质晶体生长D.火箭发动机试车E.细胞三维培养答案：ABCE27.关于太阳活动对航天器影响，正确的是：A.耀斑增强极紫外辐射，增加大气阻力B.高能质子可引发单粒子效应C.地磁暴导致表面充电放电D.太阳风直接吹飞低轨卫星E.射电暴干扰卫星通信答案：ABCE28.下列属于卫星导航增强系统的是：A.星基增强系统（SBAS）B.地基增强系统（GBAS）C.精密单点定位（PPP）D.差分定位（RTK）E.惯性导航（INS）答案：ABCD29.火箭回收垂直着陆技术需解决的关键问题有：A.发动机多次点火B.高精度导航制导C.剩余推进剂管理D.热防护系统可重复使用E.整流罩回收答案：ABCD30.下列关于“太空电梯”设想正确的是：A.需强度极高的碳纳米管材料B.平衡点位于地球同步轨道C.对轨道debris不敏感D.可减少化学火箭运力需求E.目前处于概念研究阶段答案：ABDE填空题（每空2分，共40分）31.我国首颗人造地球卫星“东方红一号”于________年4月24日发射，卫星重量为________kg。答案：1970；17332.地球第一宇宙速度为________km/s，第二宇宙速度为________km/s。答案：7.9；11.233.长征二号F火箭可靠性指标为________%，逃逸塔逃逸速度约________m/s。答案：0.97；约6034.嫦娥四号中继星“鹊桥”运行在地月________点L2的________轨道。答案：拉格朗日；晕35.空间站“再生式二氧化碳去除”常用________吸收柱，加热再生温度约________℃。答案：分子筛；20036.火箭推进剂比冲量纲为________，液氧液氢发动机真空比冲可达________s。答案：秒；45537.卫星常用姿态敏感器包括________、________、磁强计。答案：星敏感器；陀螺仪38.火星窗口每约________个月出现一次，地火转移飞行时间约________个月。答案：26；739.返回舱再入最大过载通常控制在________g以内，防热层表面峰值温度约________℃。答案：5；200040.我国“千帆”超低轨星座计划轨道高度约________km，单星重量约________kg。答案：300；200判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）41.火箭发射方位角90°表示正东方向发射。答案：√42.月球背面永远看不见地球，因此无法直接与地球通信。答案：√43.太阳同步轨道卫星的轨道周期与地球公转周期相同。答案：×44.长征六号X已实现一子级垂直回收。答案：×45.空间站舱段对接口采用“异体同构周边”式对接机构。答案：√46.火箭级间分离时序由飞控计算机绝对时控制。答案：√47.卫星热控涂层αs/ε比值越小，散热能力越强。答案：√48.地球同步轨道卫星必须运行在赤道平面。答案：√49.小行星2016HO3是地球唯一的天然准卫星。答案：√50.我国“巡天”光学舱将与空间站共轨飞行，可独立维护升级。答案：√简答题（封闭型，每题6分，共30分）51.简述火箭“级间分离”必须满足的三项前提条件。答案：1.上级发动机达到额定推力，确保正加速度；2.级间连接解锁，爆炸螺栓或分离螺母可靠动作；3.级间间隙清除，无碰撞风险，通常由反推火箭或冷气推杆提供分离速度≥3m/s。52.说明卫星电源系统“蓄电池组”在阴影期的供电管理策略。答案：阴影期前蓄电池充满至额定容量；进入阴影期立即切换电池放电，母线电压调节器维持恒定电压；设置放电深度≤25%以延长寿命；出影后太阳电池阵恢复供电并给电池充电，采用温度补偿充电曲线防止过充。53.概述月球采样返回任务“半弹道跳跃式再入”两步过程。答案：第一步再入角-5°进入大气，利用升力拉起，飞行器跃出大气；第二步二次再入，能量分散，峰值过载由8g降至5g，热流密度下降30%，最终开伞着陆。54.列举两种空间碎片减缓设计措施并说明原理。答案：1.任务结束后“钝化”：排空推进剂、放电电池，防止爆炸产生碎片；2.转移轨道使卫星在25年内再入大气烧毁，选择低轨任务轨道高度低于600km或设计制动帆增大面质比。55.说明航天员太空行走前进行“预吸氧”排氮的目的与方案。答案：舱外服压力30kPa，纯氧环境；预吸氧3小时，将体内氮分压降至0.4bar以下，防止减压病；方案：先呼吸氧氮混合气1小时，再纯氧2小时，期间做轻度运动促进氮气排出。简答题（开放型，每题10分，共30分）56.结合实例论述可重复使用火箭对降低发射成本的影响，并指出待突破的技术瓶颈。答案：SpaceXFalcon9一子级回收复用10次，报价从6200万美元降至2900万美元，成本降幅50%；复用使发射频率提高，保险费率下降。瓶颈：1.发动机多次点火寿命，需可重复点火≥100次；2.轻质耐高温热防护材料，承受再入1000℃循环；3.结构疲劳检测，采用数字孪生预测寿命；4.快速检测流程，目标24小时内完成翻修。我国长征八R、天龙三号正攻关垂直回收，预计2026年首飞，目标复用20次，成本降低40%。57.分析太阳活动高年对低轨卫星轨道衰变的影响机制，并提出应对策略。答案：高年极紫外辐射增强，热层大气密度在400km高度可增加50%–200%，卫星阻力加速度增大，轨道半长轴日衰减率由2m增至10m；2000年7月“太阳风暴”使国际空间站3天内掉高15km。策略：1.发射时预留推进剂≥25%用于轨道维持；2.采用更高面质比布置太阳翼，减少阻力；3.利用大气模型预报密度，提前抬轨；4.设计可折叠阻力帆，必要时增大阻力主动离轨。58.论述地月空间经济区概念及北京学生可参与的航天创新实践路径。答案：地月空间经济区指地月运输、月基制造、太空旅游、太阳能电站等产业链，2046年规模可达万亿美元。学生路径：1.参加“北斗杯”青少年科技创新大赛，开发月面导航算法；2.加入“少年微星计划”，利用CubeSat套件研制载荷，文昌发射；3.利用“天宫”空间站科普实验柜，提出微重力流体实验方案；4.学习开源航天软件（GMAT、STK），完成地月低能转移轨道设计；5.关注北航、北理工夏校，参与液氧甲烷发动机3D打印实践；6.建立校航天社团，与中科院空间中心对接，获取“鹊桥”中继星实测数据，开展月球背面射电天文观测。应用题（综合类，共30分）59.某遥感卫星质量m=800kg，运行在高度H=600km、倾角i=98°的圆轨道，面质比A/m=0.02m²/kg，阻力系数Cd=2.2。已知太阳活动低年大气密度ρ=1.0×10⁻¹³kg/m³，高年ρ=5.0×10⁻¹³kg/m³。（1）计算低年与高年的轨道衰减速率（dm/dt忽略，只考虑阻力）。（2）若卫星携带推进剂Δm=40kg，比冲Isp=220s，推进系统用于轨道保持，求高年条件下理论维持时间。（3）提出两项工程改进，使维持时间延长50%，并给出定量估算依据。答案：（1）阻力加速度a=½ρCd(A/m)v²，轨道速度v=√(μ/r)=7.56km/s。低年a₁=0.5×1.0×10⁻¹³×2.2×0.02×(7560)²=1.26×10⁻⁶m/s²高年a₂=6.3×10⁻⁶m/s²日掉高Δh≈3πa·T·r/(μ)·86400，