2025年“空天杯”航空航天知識競賽練習(xí)題試卷+參考答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.齊奧爾科夫斯基公式描述了火箭推進(jìn)的基本原理，其核心表達(dá)式為Δv=Isp·g?·ln(m?/m?)，其中m?和m?分別代表：A.火箭初始質(zhì)量、推進(jìn)劑耗盡時質(zhì)量B.推進(jìn)劑質(zhì)量、火箭結(jié)構(gòu)質(zhì)量C.有效載荷質(zhì)量、火箭總質(zhì)量D.第一級質(zhì)量、末級質(zhì)量2.以下哪型火箭采用了“全箭模態(tài)主動控制技術(shù)”以降低縱向耦合振動（POGO振動）風(fēng)險？A.長征五號BB.獵鷹9號C.阿麗亞娜5D.長征七號3.空氣動力學(xué)中，飛機升力的產(chǎn)生主要依賴于：A.機翼上下表面的壓力差B.發(fā)動機推力的垂直分量C.附面層分離后的渦升力D.地面效應(yīng)的支撐4.靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度約為：A.200-500公里B.35786公里C.1000-2000公里D.5000-10000公里5.航天器返回地球時，“黑障”現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于：A.大氣層中的云團遮擋信號B.高溫等離子體層屏蔽電磁波C.航天器表面燒蝕材料脫落D.導(dǎo)航系統(tǒng)暫時失效6.以下哪類航空發(fā)動機適用于高超聲速飛行器（馬赫數(shù)5以上）？A.渦扇發(fā)動機B.渦噴發(fā)動機C.沖壓發(fā)動機D.活塞發(fā)動機7.中國探月工程“繞、落、回”三步走中，“回”的標(biāo)志性任務(wù)是：A.嫦娥三號月面軟著陸B(tài).嫦娥四號月背登陸C.嫦娥五號采樣返回D.嫦娥六號月背采樣8.火星探測任務(wù)中，“毅力號”火星車的主要科學(xué)目標(biāo)是：A.分析火星大氣成分B.尋找古代生命存在的證據(jù)C.測量火星地表溫度D.探測火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.空天飛機與傳統(tǒng)航天器的最大區(qū)別在于：A.可重復(fù)使用B.能在大氣層內(nèi)飛行C.采用組合動力D.無需火箭發(fā)射10.2024年成功發(fā)射的“夸父二號”衛(wèi)星主要用于觀測：A.太陽黑子活動B.近地小行星C.銀河系中心D.系外行星11.以下哪種衛(wèi)星軌道的軌道傾角為90°，可覆蓋南北極地區(qū)？A.地球同步軌道B.太陽同步軌道C.極地軌道D.橢圓軌道12.火箭推進(jìn)劑中，液氧-液氫組合的優(yōu)勢是：A.密度大，儲箱體積小B.比沖高，推進(jìn)效率高C.成本低，易于儲存D.常溫下可長期保存13.飛機失速的本質(zhì)是：A.發(fā)動機推力不足B.機翼迎角超過臨界值，附面層分離C.燃油耗盡D.氣動外形受損14.國際空間站（ISS）的主要結(jié)構(gòu)組件中，由中國參與研制的是：A.曙光號功能貨艙B.希望號實驗艙C.沒有中國參與D.和諧號節(jié)點艙15.月球表面的“月海”實際上是：A.古代火山噴發(fā)形成的玄武巖平原B.隕石撞擊形成的環(huán)形山C.冰水資源富集區(qū)D.月壤反光形成的視覺誤差16.以下哪項是高超聲速飛行器“乘波體”設(shè)計的核心優(yōu)勢？A.降低雷達(dá)反射面積B.利用激波壓力增加升力C.減少熱障影響D.提高燃料攜帶效率17.北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段由多少顆衛(wèi)星組成？A.24顆中圓地球軌道衛(wèi)星B.30顆衛(wèi)星（24MEO+3IGSO+3GEO）C.18顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星D.5顆靜止軌道衛(wèi)星18.航天器熱控系統(tǒng)中，“輻射器”的主要作用是：A.吸收太陽輻射熱量B.向宇宙空間輻射多余熱量C.儲存熱量調(diào)節(jié)溫度D.反射太陽光線降低溫度19.以下哪種探測方式可用于月球背面通信？A.直接與地球地面站通信B.通過中繼衛(wèi)星（如“鵲橋”）轉(zhuǎn)發(fā)C.利用月球電離層反射D.采用激光通信技術(shù)20.2025年計劃實施的“嫦娥七號”任務(wù)的核心目標(biāo)之一是：A.建立月球永久基地B.探測月球南極水冰分布C.開展載人登月演練D.發(fā)射月面巡視器“玉兔四號”二、填空題（每題2分，共20分）1.火箭發(fā)動機的比沖（Isp）定義為推力與推進(jìn)劑________的比值，單位為秒。2.飛機升力的計算公式為L=________（填寫完整表達(dá)式）。3.中國空間站的核心艙名稱是________。4.太陽活動的基本周期約為________年。5.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，“偽距”指的是接收機測量的________與實際距離的差值。6.月球南極永久陰影區(qū)可能存在________資源，對未來月球基地建設(shè)至關(guān)重要。7.超燃沖壓發(fā)動機的“超燃”指的是燃燒室中氣流以________速度流動。8.小行星防御技術(shù)中，“動能撞擊”是通過撞擊器改變小行星的________。9.地月系統(tǒng)中，拉格朗日點共有________個穩(wěn)定點。10.2025年計劃進(jìn)行的“載人登月預(yù)演”任務(wù)將驗證________技術(shù)（如月面上升、軌道交會等）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述火箭采用多級設(shè)計的主要原因。2.對比航天飛機與載人飛船的技術(shù)特點（至少列出3點差異）。3.高超聲速飛行器面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)有哪些？（至少4項）4.為什么衛(wèi)星需要進(jìn)行軌道維持？常見的軌道維持手段有哪些？5.以“羲和號”或“夸父二號”為例，說明我國探日衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)。四、論述題（每題10分，共20分）1.從技術(shù)突破和科學(xué)價值兩方面，論述2025年前后我國載人登月工程的戰(zhàn)略意義。2.結(jié)合5G通信、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域?qū)嵗f明航天技術(shù)如何推動社會經(jīng)濟發(fā)展。參考答案一、單項選擇題1.A2.A3.A4.B5.B6.C7.C8.B9.C10.A11.C12.B13.B14.C15.A16.B17.B18.B19.B20.B二、填空題1.質(zhì)量流量2.1/2ρv2SC_L（ρ為空氣密度，v為飛行速度，S為機翼面積，C_L為升力系數(shù)）3.天和4.115.信號傳播時間乘以光速6.水冰7.超聲速（或馬赫數(shù)＞1）8.軌道參數(shù)（或運行軌道）9.510.載人地月往返三、簡答題1.主要原因：①多級火箭可在飛行過程中拋離已耗盡燃料的子級，減少無效質(zhì)量，提高推重比；②單級火箭受齊奧爾科夫斯基公式限制，難以達(dá)到第一宇宙速度（約7.9km/s）；③多級設(shè)計可針對不同飛行階段（如大氣層內(nèi)、真空環(huán)境）優(yōu)化發(fā)動機性能。2.差異：①重復(fù)使用性：航天飛機可部分重復(fù)使用（軌道器、固體助推器），載人飛船通常一次性使用；②運載能力：航天飛機可攜帶大型載荷（如衛(wèi)星、空間站組件），飛船側(cè)重載人；③返回方式：航天飛機采用滑翔降落，飛船通過降落傘+反推發(fā)動機垂直著陸；④結(jié)構(gòu)復(fù)雜度：航天飛機系統(tǒng)更復(fù)雜（需兼顧大氣層飛行），飛船設(shè)計更簡潔。3.技術(shù)挑戰(zhàn)：①熱防護(hù)：高超聲速飛行時氣動加熱劇烈（表面溫度超2000℃），需新型防熱材料（如碳基復(fù)合材料）；②動力系統(tǒng)：超燃沖壓發(fā)動機需在極短時間內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣，燃燒穩(wěn)定性難控制；③氣動設(shè)計：激波與邊界層干擾復(fù)雜，需精確的乘波體或升力體外形；④導(dǎo)航控制：高溫等離子體引發(fā)“黑障”，需新型通信與制導(dǎo)技術(shù)；⑤材料強度：高溫高壓環(huán)境下結(jié)構(gòu)材料易疲勞失效。4.軌道維持原因：①大氣阻力（低軌衛(wèi)星）、地球非球形引力、太陽風(fēng)等攝動會導(dǎo)致軌道高度下降或偏心率變化；②需保持衛(wèi)星在預(yù)定軌道（如靜止軌道需維持位置精度）；③避免與其他航天器碰撞。常見手段：①利用星上推進(jìn)器（如霍爾電推進(jìn)、化學(xué)推進(jìn)）定期點火調(diào)整軌道；②對于靜止軌道衛(wèi)星，通過南北位置保持（抵消地球扁率影響）和東西位置保持（抵消太陽、月球引力影響）。5.以“夸父二號”為例，科學(xué)目標(biāo)包括：①觀測太陽日冕物質(zhì)拋射（CME）的起源、演化及傳播過程，研究其對地球空間環(huán)境的影響；②探測太陽磁場結(jié)構(gòu)（尤其是日冕磁場），揭示太陽活動（如耀斑）的能量釋放機制；③監(jiān)測太陽高能粒子（質(zhì)子、電子）的加速與傳播，為空間天氣預(yù)警提供數(shù)據(jù)；④結(jié)合“羲和號”的可見光觀測，形成多波段（光學(xué)、X射線、紫外）協(xié)同探測，完善太陽活動模型。四、論述題1.技術(shù)突破方面：①需研發(fā)新一代載人運載火箭（如長征十號），突破大推力液氧煤油發(fā)動機、重型整流罩等關(guān)鍵技術(shù)；②月面軟著陸需解決高精度自主導(dǎo)航（無地面支持）、復(fù)雜地形識別與避障技術(shù)；③月面上升段需研制輕小型高可靠發(fā)動機，實現(xiàn)月面起飛與地月軌道交會；④載人環(huán)月返回需突破高速再入（第二宇宙速度11.2km/s）熱防護(hù)技術(shù)（如新型碳基燒蝕材料）?？茖W(xué)價值方面：①月壤樣本分析可揭示月球演化歷史（如巖漿活動停止時間），為地球早期環(huán)境研究提供參照；②月球南極永久陰影區(qū)水冰探測可為地月空間資源利用（如制氧、燃料）提供數(shù)據(jù)；③月面低頻射電觀測（無地球電離層干擾）可研究宇宙黑暗時代，填補天文學(xué)觀測空白；④驗證載人地月往返技術(shù)，為后續(xù)載人登火、深空探測奠定基礎(chǔ)。2.實例1（5G通信）：低軌通信衛(wèi)星（如“星網(wǎng)”“虹云”）可彌補地面基站覆蓋盲區(qū)（如海洋、沙漠），通過空天地一體化網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)5G全域覆蓋，提升應(yīng)急通信可靠性。實例2（精