航天器技术细节测试卷

航天器技术细节测试卷姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.航天器推进系统的主要类型包括（）

A.火箭推进系统

B.电推进系统

C.固体火箭推进系统

D.液体火箭推进系统

E.以上都是

2.我国首颗通信卫星“东方红一号”的发射时间是（）

A.1970年

B.1971年

C.1972年

D.1973年

3.航天器在轨道上运行时，受到的主要力量是（）

A.重力

B.阻力

C.磁力

D.引力

4.航天器在返回地面时，需要克服的主要力量是（）

A.重力

B.阻力

C.磁力

D.引力

5.航天器在太空中的姿态控制，主要依靠（）

A.陀螺仪

B.发动机

C.热控制系统

D.以上都是

6.航天器中的太阳能电池板主要作用是（）

A.提供能源

B.降温

C.照明

D.通信

7.航天器在发射过程中，需要克服的主要力量是（）

A.重力

B.阻力

C.磁力

D.引力

8.航天器在太空中的通信方式是（）

A.无线电波

B.微波

C.光纤

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：E

解题思路：航天器推进系统包括火箭推进系统、电推进系统、固体火箭推进系统和液体火箭推进系统，因此选择E。

2.答案：A

解题思路：根据历史资料，我国首颗通信卫星“东方红一号”于1970年发射。

3.答案：A

解题思路：航天器在轨道上运行时，主要受到地球的重力作用。

4.答案：A

解题思路：航天器返回地面时，需要克服地球的重力。

5.答案：D

解题思路：航天器在太空中的姿态控制主要依靠陀螺仪、发动机和热控制系统，因此选择D。

6.答案：A

解题思路：航天器中的太阳能电池板主要作用是提供能源。

7.答案：A

解题思路：航天器在发射过程中，需要克服地球的重力。

8.答案：D

解题思路：航天器在太空中的通信方式包括无线电波、微波和光纤，因此选择D。

目录：二、填空题

1.航天器在轨道上运行时，受到的主要力量是_________。

解答：

答案：地球引力

解题思路：航天器在轨道上运行时，主要受到地球引力的作用，这种力量使得航天器保持在特定的轨道上运行。

2.航天器返回地面时，需要克服的主要力量是_________。

解答：

答案：大气阻力

解题思路：航天器从轨道返回地面时，会进入地球大气层，受到大气阻力的作用，这种力量会减慢航天器的速度，直至其安全着陆。

3.航天器中的太阳能电池板主要作用是_________。

解答：

答案：提供电能

解题思路：太阳能电池板通过光电效应将太阳光能转换为电能，为航天器上的各种设备提供能量，保证航天器的正常运行。

4.航天器在发射过程中，需要克服的主要力量是_________。

解答：

答案：地球重力

解题思路：在发射过程中，航天器需要克服地球的引力，从地球表面升空进入预定轨道。这需要强大的火箭推力来对抗地球的重力。

5.航天器在太空中的通信方式是_________。

解答：

答案：电磁波

解题思路：由于太空是真空环境，声音无法传播，航天器在太空中的通信依赖于电磁波，如无线电波、微波等，这些波可以在真空中传播，实现航天器与地面控制中心的通信。三、判断题1.航天器在轨道上运行时，只会受到重力的作用。（×）

解题思路：航天器在轨道上运行时，除了受到地球引力的作用外，还会受到太阳引力、月球引力以及航天器之间可能存在的相互作用力。航天器在进入和离开轨道时，还会受到大气阻力的影响。

2.航天器返回地面时，不需要克服空气阻力。（×）

解题思路：航天器返回地面时，会进入地球大气层，此时必须克服空气阻力。空气阻力会导致航天器减速，如果没有适当的推进系统来平衡这一阻力，航天器将无法安全着陆。

3.航天器中的太阳能电池板可以提供稳定的电力供应。（√）

解题思路：现代航天器普遍采用太阳能电池板来提供电力，这些电池板能够将太阳光能转换为电能，为航天器上的设备提供稳定的电力供应。

4.航天器在发射过程中，可以依靠火箭推进系统进行姿态控制。（√）

解题思路：在发射过程中，航天器需要精确控制其姿态，以保证稳定飞行和进入预定轨道。火箭推进系统可以通过调整推力方向和大小来实现这一目的。

5.航天器在太空中的通信方式无线电波。（×）

解题思路：航天器在太空中的通信方式不仅限于无线电波，还包括激光通信、微波通信等多种通信手段。无线电波是最常用的一种，但并非唯一。四、简答题1.简述航天器推进系统的类型及作用。

航天器推进系统主要包括以下类型：

火箭推进系统：通过燃烧推进剂产生推力，适用于发射阶段和轨道机动。

电推进系统：利用电场或磁场对推进剂进行加速，适用于长时间、低推力的轨道维持和转移。

推进系统的作用包括：

提供航天器起飞和进入轨道所需的初始推力。

实现航天器在轨道上的机动和调整。

保证航天器在复杂轨道上的稳定运行。

2.简述航天器在轨道上运行时，需要克服的主要力量。

航天器在轨道上运行时，需要克服以下主要力量：

重力：地球等天体的引力对航天器的吸引力。

空气阻力：航天器在接近地球大气层时，受到空气的阻力。

轨道离心力：航天器绕地球运行时，受到的离心力。

电磁干扰：来自地球磁层、太阳风等电磁辐射对航天器的干扰。

3.简述航天器在返回地面时，需要克服的主要力量。

航天器在返回地面时，需要克服以下主要力量：

重力：地球的引力对航天器的吸引力。

空气阻力：航天器进入地球大气层时，受到的空气阻力。

轨道离心力：航天器返回地面时，受到的离心力。

阻力加热：航天器在进入大气层时，与空气摩擦产生的热量。

4.简述航天器中的太阳能电池板的作用。

太阳能电池板的作用包括：

为航天器提供稳定的电源，满足其运行所需的能量需求。

降低对化学电池的依赖，延长航天器的使用寿命。

保证航天器在长时间运行过程中，能量供应的稳定性。

5.简述航天器在发射过程中，需要克服的主要力量。

航天器在发射过程中，需要克服以下主要力量：

重力：地球对航天器的吸引力。

空气阻力：航天器在穿过大气层时，受到的空气阻力。

热量：航天器在大气层中飞行时，与空气摩擦产生的热量。

震动和噪声：火箭发射过程中产生的振动和噪声对航天器的影响。

答案及解题思路：

1.答案：航天器推进系统主要包括火箭推进系统和电推进系统。火箭推进系统适用于发射阶段和轨道机动，而电推进系统适用于长时间、低推力的轨道维持和转移。推进系统的作用包括提供起飞和进入轨道的推力、实现轨道机动和调整，以及保证航天器在复杂轨道上的稳定运行。

解题思路：列举航天器推进系统的类型；说明每种类型的作用；总结推进系统在航天器运行中的作用。

2.答案：航天器在轨道上运行时，需要克服的主要力量包括重力、空气阻力、轨道离心力和电磁干扰。

解题思路：列举航天器在轨道上运行时需要克服的主要力量，并简要说明每种力量的来源和影响。

3.答案：航天器在返回地面时，需要克服的主要力量包括重力、空气阻力、轨道离心力和阻力加热。

解题思路：列举航天器返回地面时需要克服的主要力量，并简要说明每种力量的来源和影响。

4.答案：太阳能电池板的作用包括为航天器提供稳定的电源、降低对化学电池的依赖，以及保证航天器在长时间运行过程中的能量供应稳定性。

解题思路：列举太阳能电池板的作用，并简要说明每种作用的意义。

5.答案：航天器在发射过程中，需要克服的主要力量包括重力、空气阻力、热量和震动噪声。

解题思路：列举航天器发射过程中需要克服的主要力量，并简要说明每种力量的来源和影响。五、论述题1.论述航天器推进系统在航天工程中的重要性。

航天器推进系统是航天工程中不可或缺的组成部分，其重要性主要体现在以下几个方面：

推进系统为航天器提供启动和改变轨道的动力，是实现航天器发射、转移、变轨、停靠等任务的关键。

推进系统可以实现航天器对目标星体的探测、取样、返回等任务。

推进系统可保证航天器在复杂空间环境下的稳定性，提高任务成功率。

推进系统的技术发展水平直接影响着航天器的任务执行能力和我国航天事业的总体实力。

2.论述航天器在轨道上运行时，需要克服的主要力量及其影响。

航天器在轨道上运行时，需要克服的主要力量有：

地球引力：航天器在轨道上运动时，地球引力对其产生向心力，使航天器保持圆周运动。若引力过大，航天器可能会脱离轨道。

空间辐射：高能带电粒子对航天器和航天员造成辐射损伤，影响航天器正常运行和航天员健康。

温度变化：轨道上航天器受太阳辐射、地球阴影等因素影响，温度变化较大，可能导致材料老化、设备故障等问题。

大气阻力：虽然低地球轨道航天器受大气阻力较小，但仍需克服，以免航天器加速下落。

3.论述航天器在返回地面时，需要克服的主要力量及其影响。

航天器在返回地面时，需要克服的主要力量有：

地球引力：航天器从轨道返回地面过程中，地球引力对其产生向心力，使航天器加速下落。

空气阻力：返回舱进入大气层时，受到强烈空气阻力，对返回舱造成较大负荷，影响航天器的稳定性和返回效果。

阻力加热：返回舱在高速穿越大气层时，由于空气摩擦产生高温，可能造成返回舱表面材料烧蚀。

4.论述航天器中的太阳能电池板在航天工程中的应用。

太阳能电池板在航天工程中的应用主要体现在以下几个方面：

提供航天器在轨运行所需的电力，保证航天器各系统正常运行。

减少航天器对化学能源的依赖，降低对地球资源的消耗。

增强航天器在轨寿命，提高航天任务的成功率。

5.论述航天器在发射过程中，需要克服的主要力量及其影响。

航天器在发射过程中，需要克服的主要力量有：

地球引力：发射过程中，航天器需要克服地球引力，以脱离地球表面进入太空。

阻力：火箭在上升过程中，空气阻力对其产生阻力，需要消耗大量能量来克服。

火箭发动机推力：火箭发动机在发射过程中提供足够的推力，保证航天器达到预定轨道。

答案及解题思路：

1.解题思路：阐述航天器推进系统在航天工程中的重要性，从启动、变轨、任务执行、稳定性和实力等方面展开论述。

2.解题思路：列举航天器在轨道上运行时需要克服的主要力量，如地球引力、空间辐射、温度变化、大气阻力等，并分析其影响。

3.解题思路：论述航天器在返回地面时需要克服的主要力量，如地球引力、空气阻力、阻力加热等，并分析其影响。

4.解题思路：介绍太阳能电池板在航天工程中的应用，包括提供电力、减少化学能源依赖、增强寿命等方面。

5.解题思路：阐述航天器在发射过程中需要克服的主要力量，如地球引力、阻力、发动机推力等，并分析其影响。六、应用题1.若航天器在轨道上运行时，受到的重力是地球表面重力的1/4，求航天器在轨道上的运行速度。

解答：

设地球表面重力加速度为g，则g≈9.8m/s²。

航天器在轨道上受到的重力为地球表面重力的1/4，即G'=G/4。

根据万有引力定律，G'=(GmM)/(r²)，其中G为万有引力常数，m为航天器质量，M为地球质量，r为航天器与地球中心的距离。

在轨道上，重力提供向心力，即G'm=mv²/r。

代入G'=G/4，得到(mv²/r)=(GmM)/(4r²)。

化简得v²=GM/(4r)。

由于GM=gR²，其中R为地球半径，代入得v²=gR²/(4r)。

假设r为地球半径的若干倍，例如r=6.4R，则v²=gR²/(46.4R)=gR²/25.6R=gR/25.6。

代入g≈9.8m/s²和R≈6.4×10^6m，得到v≈√(9.8×6.4×10^6/25.6)≈√(6.25×10^6)≈2500m/s。

2.一枚火箭在发射过程中，需要克服的空气阻力与其速度的平方成正比，已知火箭速度为2000m/s，空气阻力为1.2×10^6N，求火箭所需的推力。

解答：

设空气阻力与速度的平方成正比的比例系数为k，即F=kv²。

已知火箭速度v=2000m/s，空气阻力F=1.2×10^6N，代入公式得1.2×10^6=k(2000)²。

解得k=1.2×10^6/(2000)²=1.2×10^6/4×10^6=0.3Ns²/m²。

火箭所需的推力等于空气阻力，即推力F=kv²=0.3(2000)²=0.34×10^6=1.2×10^6N。

3.一枚火箭在发射过程中，需要克服的重力为1.6×10^6N，求火箭所需的推力。

解答：

火箭所需的推力等于其需要克服的重力，因此推力F=1.6×10^6N。

4.一枚火箭在发射过程中，需要克服的空气阻力与速度的平方成正比，已知火箭速度为1500m/s，空气阻力为1.0×10^6N，求火箭所需的推力。

解答：

设空气阻力与速度的平方成正比的比例系数为k，即F=kv²。

已知火箭速度v=1500m/s，空气阻力F=1.0×10^6N，代入公式得1.0×10^6=k(1500)²。

解得k=1.0×10^6/(1500)²=1.0×10^6/2.25×10^6=0.444Ns²/m²。

火箭所需的推力等于空气阻力，即推力F=kv²=0.444(1500)²=0.4442.25×10^6=1.0×10^6N。

5.一枚火箭在发射过程中，需要克服的重力为1.4×10^6N，求火箭所需的推力。

解答：

火箭所需的推力等于其需要克服的重力，因此推力F=1.4×10^6N。

答案及解题思路：

1.答案：航天器在轨道上的运行速度约为2500m/s。

解题思路：利用万有引力提供向心力的关系，结合地球表面重力加速度和地球半径，计算航天器在轨道上的运行速度。

2.答案：火箭所需的推力为1.2×10^6N。

解题思路：根据空气阻力与速度平方成正比的关系，通过已知速度和阻力计算比例系数，进而得到所需的推力。

3.答案：火箭所需的推力为1.6×10^6N。

解题思路：直接根据火箭需要克服的重力计算所需的推力。

4.答案：火箭所需的推力为1.0×10^6N。

解题思路：同第2题，通过空气阻力与速度平方成正比的关系计算所需的推力。

5.答案：火箭所需的推力为1.4×10^6N。

解题思路：直接根据火箭需要克服的重力计算所需的推力。七、计算题1.某航天器质量为2000kg，运行在距离地球表面300km的轨道上，求航天器在轨道上的运行速度。

解答：

设地球半径为\(R\approx6371\)km，则轨道半径\(r=R300\)km。

轨道半径\(r=6371300=6671\)km\(=6.671\times10^6\)m。

使用轨道速度公式\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)，其中\(G\)为万有引力常数，\(G\approx6.67430\times10^{11}\)N·m²/kg²，\(M\)为地球质量，\(M\approx5.972\times10^{24}\)kg。

代入公式计算得\(v=\sqrt{\frac{6.67430\times10^{11}\times5.972\times10^{24}}{6.671\times10^6}}\)。

计算结果\(v\approx7641\)m/s。

2.某航天器质量为1500kg，发射速度为10000m/s，求航天器在发射过程中所需克服的重力。

解答：

使用公式\(F=ma\)，其中\(a\)为加速度，\(a=\frac{v^2}{r}\)，\(v\)为发射速度，\(r\)为地球半径。

代入\(v=10000\)m/s和\(r=6371\)km\(=6.371\times10^6\)m。

计算加速度\(a=\frac{(10000)^2}{6.371\times10^6}\)。

\(F=1500\times\frac{(10000)^2}{6.371\times10^6}\)。

计算结果\(F\approx2.37\times10^7\)N。

3.某航天器质量为1200kg，运行在距离地球表面500km的轨道上，求航天器在轨道上的运行速度。

解答：

设轨道半径\(r=R500\)km。

轨道半径\(r=6371500=6871\)km\(=6.871\times10^6\)m。

使用轨道速度公式\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)。

代入\(G\)，\(M\)，和\(r\)的值计算得\(v=\sqrt{\frac{6.67430\times10^{11}\times5.972\times10^{24}}{6.871\times10^6}}\)。

计算结果\(v\approx7213\)m/s。

4.某航天器质量为1800kg，