2026年全国青少年航天创新大赛航天知识竞赛试题及答案

2026年全国青少年航天创新大赛航天知识竞赛试题及答案考试时间：120分钟满分：150分一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.我国首次载人航天飞行任务中，航天员杨利伟乘坐的飞船是（）。A.神舟四号B.神舟五号C.神舟六号D.神舟七号2.中国空间站的核心舱是（）。A.问天实验舱B.梦天实验舱C.天和核心舱D.天舟货运飞船3.月球探测器“嫦娥四号”实现了人类首次在月球（）软着陆。A.正面B.背面C.南极D.北极4.地球静止轨道卫星的轨道周期与地球自转周期基本一致，约为（）。A.90分钟B.12小时C.24小时D.365天5.发射中国空间站天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱主要使用的运载火箭是（）。A.长征二号FB.长征五号BC.长征七号D.长征三号乙6.地球的第一宇宙速度约为（）。A.7.9km/sB.11.2km/sC.16.7km/sD.3.0km/s7.我国首次火星探测任务“天问一号”包括的探测器组合是（）。A.轨道器与着陆器B.轨道器与巡视器C.环绕器与着陆巡视器D.仅轨道器8.航天员在空间站内处于“失重”状态，其本质原因是（）。A.不受地球引力B.地球引力消失C.处于自由落体状态且具有合适的切向速度D.距离地球太远9.太阳同步轨道的主要特点是（）。A.轨道面相对于太阳的取向基本保持不变B.轨道周期与太阳自转周期相同C.卫星始终位于地球与太阳之间D.轨道倾角一定为0°10.我国北斗三号全球卫星导航系统空间段主要由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成，其卫星总数为（）。A.24颗B.30颗C.35颗D.55颗11.液氢液氧火箭发动机的主要优点是（）。A.密度大、便于贮存B.比冲高且推进剂无毒C.结构简单、成本低D.可长期常温贮存12.我国在海南文昌建设航天发射场的主要优势是（）。A.海拔高，空气稀薄B.纬度低，可充分利用地球自转线速度C.远离海洋，运输便利D.气候干燥，降水少13.多级火箭级间分离通常发生在（）。A.上一级发动机工作过程中任意时刻B.上一级发动机关机之后、下一级发动机点火之前C.下一级发动机点火工作一段时间之后D.火箭入轨之后14.航天测控通信中常说的“USB”指的是（）。A.通用串行总线B.统一S频段测控系统C.超短波广播系统D.卫星数据总线15.关于开普勒第二定律，下列说法正确的是（）。A.行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等面积B.行星公转轨道一定是圆C.行星公转周期与轨道半径成正比D.行星在远日点速度最大16.高度约为400km的近地圆轨道空间站，绕地球飞行一圈所用时间最接近（）。A.45分钟B.90分钟C.180分钟D.24小时17.我国“羲和号”卫星主要用于观测（）。A.月球B.太阳C.火星D.黑洞18.下列属于空间环境对航天器主要影响的是（）。A.高层大气阻力、空间辐射和原子氧侵蚀B.仅高层大气阻力C.仅空间辐射D.地面风载荷19.返回舱再入大气层时，表面温度急剧升高，主要热源是（）。A.返回舱与空气直接摩擦生热B.高速气流压缩和激波加热产生的气动加热C.太阳直接辐射加热D.反推发动机工作余热20.“长征八号”运载火箭的主要任务定位是（）。A.载人登月B.太阳同步轨道和近地轨道中小型载荷发射C.深空探测D.发射空间站核心舱二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得1分，有错选得0分。）1.中国空间站“天宫”的基本组成部分包括（）。A.天和核心舱B.问天实验舱C.梦天实验舱D.神舟载人飞船2.下列属于我国载人航天工程主要系统的有（）。A.航天员系统B.空间应用系统C.载人飞船系统D.测控通信系统3.关于地球静止轨道卫星，下列说法正确的有（）。A.轨道周期与地球自转周期基本一致B.轨道倾角为0°C.从地面看卫星位置相对固定D.轨道高度约为35786km4.下列航天器中，属于我国月球或行星深空探测任务的有（）。A.嫦娥五号B.天问一号C.北斗三号D.羲和号5.目前火箭级间分离常用的方式有（）。A.热分离B.冷分离C.磁分离D.激光分离6.影响返回舱再入大气层时过载大小的因素通常包括（）。A.再入角B.返回舱气动外形C.再入速度D.航天员体重7.关于第一宇宙速度，下列说法正确的有（）。A.是航天器沿地球表面附近做圆周运动的最小发射速度B.数值约为7.9km/sC.其大小与地球质量和半径有关D.是航天器逃离地球引力束缚所需的最小速度8.下列我国长征系列运载火箭中，使用液氧煤油推进剂的有（）。A.长征六号B.长征七号C.长征八号D.长征十一号9.航天员在中国空间站内可以开展的科学实验类型包括（）。A.微重力流体物理实验B.空间材料科学实验C.生命科学实验D.基础物理实验10.关于开普勒第三定律，下列说法正确的有（）。A.行星轨道半长轴的立方与公转周期的平方成正比B.适用于绕同一中心天体运行的天体C.比例常数与中心天体质量有关D.对任意绕转系统比例常数均相同三、填空题（本大题共10小题，共15空，每空1分，共15分。）1.中国航天三大精神包括航天传统精神、________精神和载人航天精神。2.我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射于________年，其通过________波段无线电向地面传送《东方红》乐曲信号。3.长征五号运载火箭芯一级采用________和________作为推进剂。4.地球静止轨道卫星的轨道高度约为________km。5.月球表面的逃逸速度约为________km/s（保留两位有效数字）。6.我国首次在月球背面着陆的探测器是________，其携带的巡视器名为________。7.火箭发动机的比冲常用工程单位为________。8.“天问一号”火星探测器于________年成功着陆于火星________平原。9.在圆轨道上运行的航天器，其轨道速度与轨道半径的________次方成反比。10.中国空间站“天宫”的轨道倾角约为________度，轨道高度约为________km。四、简答题（本大题共5小题，每小题5分，共25分。）1.简述第一宇宙速度的物理意义，并写出其推导表达式（忽略地球自转和大气影响）。2.简述返回舱再入大气层时“黑障区”产生的主要原因，并说明其对测控通信的影响。3.简述中国空间站开展微重力科学实验的主要优势。4.简述多级火箭设计的主要意义。5.简述“天问一号”一次任务实现“绕、着、巡”的含义。五、应用与综合分析题（本大题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、公式和计算步骤。）1.（本题12分）一颗人造地球卫星在距地面高度为400km的圆轨道上运行。已知地球半径R=6371km，地球质量M=（1）卫星轨道半径r；（2）卫星的轨道速度v；（3）卫星的轨道周期T。2.（本题14分）某单级火箭初始总质量=100t，其中推进剂质量=80t，发动机比冲=300（1）发动机关机时火箭结构质量；（2）该火箭在真空中可获得的最大速度增量Δv（3）若要将有效载荷加速到第一宇宙速度7.9km/s，该单级火箭是否可行？说明理由。3.（本题14分）某航天器需要从高度为300km的近圆停泊轨道转移到高度为35800km的地球静止轨道。已知地球半径R=6371km，地球引力参数（1）初始轨道半径和目标轨道半径；（2）霍曼转移轨道半长轴；（3）第一次切向加速所需速度增量Δ和第二次切向加速所需速度增量Δ，并计算总速度增量Δ。参考答案与评分标准一、单项选择题1.B2.C3.B4.C5.B6.A7.C8.C9.A10.B11.B12.B13.B14.B15.A16.B17.B18.A19.B20.B二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABCD4.AB5.AB6.ABC7.ABC8.ABC9.ABCD10.ABC三、填空题1.两弹一星2.1970；短波3.液氢；液氧4.357865.2.46.嫦娥四号；玉兔二号7.秒8.2021；乌托邦9.二分之一（或1/2）10.41.5（或42）；400四、简答题1.第一宇宙速度是航天器在地球表面附近沿圆轨道运行所需的最小发射速度，也是在该轨道上的最大环绕速度。忽略地球自转和大气影响时，由万有引力提供向心力：G解得：v代入地球质量和半径，得v≈2.返回舱以高速再入大气层时，前方空气被强烈压缩并产生激波，形成高温等离子体鞘套。该等离子体能够吸收、反射和散射电磁波，使返回舱与地面之间的无线电信号严重衰减甚至中断，导致测控通信短时失效，这一区域称为“黑障区”。黑障通常持续数分钟，返回舱速度降低到一定程度后，等离子体鞘套消失，通信逐渐恢复。3.中国空间站绕地球飞行时处于持续自由落体状态，舱内物体视重接近零，能提供长时间、稳定的微重力环境；空间站具备有人参与、天地往返运输、供电与数据传输等能力，可在轨开展流体物理、材料科学、生命科学和基础物理等多类实验，并支持实验载荷更换、样品回收和故障处理。4.多级火箭在工作过程中逐级分离已消耗推进剂的结构质量，使后续飞行段不再携带无用的贮箱、发动机等结构质量，从而提高质量比；每一子级可根据其飞行高度和工作环境选用合适的发动机和结构，提高推进效率；在相同推进剂总量下，多级火箭能获得比单级火箭大得多的最终速度，是进入近地轨道和深空任务的基本运载方案。5.“绕”指天问一号探测器到达火星后，环绕器进行制动捕获，进入环绕火星轨道运行；“着”指着陆巡视器与环绕器分离后，进入火星大气并实施软着陆；“巡”指着陆后释放祝融号火星车，在火星表面开展巡视探测。天问一号一次任务实现了火星环绕、着陆和巡视探测三大目标。五、应用与综合分析题1.（1）卫星轨道半径为：r=R+（2）由万有引力提供向心力：Gv=即轨道速度约7.67km/s。（3）轨道周期为：T=约92.5分钟。2.（1）发动机关机时结构质量：=−（2）由齐奥尔科夫斯基公式：Δ=2940最大速度增量约4.73km/s。（3）不可行。该单级火箭在理