2019USAAAO美国天文奥林匹克竞赛预赛试题(答案)

选择题

1.(  )以下哪一项将螺旋星系的固有亮度与其渐近旋转速度联系起来?
(A)基本面
(B)图利-费希尔关系
(C)普雷斯-谢克特公式
(D)法伯-杰克逊关系

2.(  )下面哪一项正确地给出了银河系中星族I和星族II恒星的位置?
(A)星族I-薄盘,旋臂;星族II-晕,核球
(B)星族I-薄盘,核球;星族II-旋臂,晕
(C)星族I-晕,核球;星族II-薄盘,旋臂
(D)星族I-光晕,薄盘;星族II-核球,旋臂

3.(  )在红移为1.5 时观察到具有大约为10-12 erg∙ s-1 ∙ cm-2的辐射通量的类星体,即它的径向距离约为4.4Gpc。该类星体的辐射光度为多少?
(A)6.0×1011 L⨀
(B)3.8×1012 L⨀
(C)2.4×1013 L⨀
(D)6.3×1014 L⨀

4.(  )现在,我们假设观察到前一个问题中谈到的类星体具有一个相距5角秒的伴星系。则伴星系与类星体的线距离是多少?
(A)107 kpc (B)29 kpc
(C)74 kpc   (D)43 kpc

5.(  )一位观测者站在地球上最高的建筑——哈利法塔顶(高度=830m,纬度=25.2N,经度=55.3E)。下列哪一个选项最接近一年中当地中午建筑物在地面上最短和最长的阴影长度?
(A)10m,1050m
(B)25m,950m
(C)35m,850m
(D)45m,750m

6.(  )以下哪一项最接近地球上最高的珠穆朗玛峰(高度=8.8km)和火星奥林巴斯蒙斯(高度=25km)的观察者可以看到的最远的地平线的距离之比?
(A)0.1 (B)1 (C)5 (D)10

7.(  )设一观察者测量了各种物体的黑体光谱,以此来作为长波长极限(hc/λ<<kT)中温度和波长的函数,发现其数据近似符合关系:log(i)=a+blog(t)+clogλ。这里,i是波长的光谱强度,t是物体的温度,λ是波长。下面哪个是b和c的值?
(A)1,-4 (B)1,4
(C)4,1  (D)-4,1

8.(  )地球和火星轨道的半长轴分别为1.496×108km和2.279×108km。假设一个航天器在400km的低地球轨道上运行。航天器进行单轨道机动,将其置于火星转移轨道。∆v是指轨道机动期间速度的变化。则所需增加的∆V是多少?
(A)2.94 km/s (B)3.57 km/s
(C)6.12 km/s (D)10.85 km/s
(E)11.24 km/s

9.(  )进入火星轨道后,探测器发现,在火星一年的时间里,由于航天器绕太阳运行,恒星A的位置变化了613.7毫角秒(mas),试确定此时探测器与A星的距离。
(A)1.629 pc (B)2.482 pc
(C)3.259 pc (D)4.965 pc
(E)6.518 pc

10.(  )质量为3.5M⊙的A星,在23.22年里的径向速度变化为24.2m/s,表明其存在一颗绕轨道运行的外行星。已知木星的质量(MJ),下列哪一个最接近外行星的质量?(假设外行星的轨道是圆形的,倾角为90度,木星的质量是1.898×1027kg,且行星的质量比A星小得多。)
(A)0.7 MJ (B)2.1 MJ
(C)5.6 MJ (D)9.9 MJ
(E)13.2 MJ

11.(  )衍射限制光学系统是否能分辨两个不同的点,可用瑞利判据来确定。绘架座β-b是最早使用直接成像发现的系外行星之一,该系统位于19.44pc以外,绘架座β-b位于距主星9.2AU的位置。在红外波段(λ=1650nm)观察时,根据瑞利准则,能够分辨绘架座β及其外行星的最小望远镜直径是多少?
(A)0.719m (B)0.877m
(C)1.142m (D)1.438m
(E)1.755m

12.(  )猎户座星云的天体坐标是RA=05h 35m,dec=-5°23'。以下哪个时间(当地太阳时)最接近猎户座星云在2019年2月1日晚上穿过子午线的时间?2019年春分为3月20日。
(A)08:40 PM (B)10:22 PM
(C)12:00 AM (D)01:38 AM
(E)03:20 AM

13.(  )一个位于1.04 kpc以外的黄色超巨星,其视星等为1.49,B-V波段色余为0.29。假设Rv(即V波段消光与B-V波段色余之比)为3.1,确定恒星的绝对星等。
(A)-9.5 (B)-8.9 (C)-8.6
(D)-8.3 (E)-7.7

14.(  )pp链是太阳中的主要能量产生机制,每一次2H+e→D+v 过程将释放26.73MeV的能量。计算火星表面的中微子通量(以每平方米的中微子数为单位),假设pp链承担了太阳产能的100%(火星距离1.52 AU)
(A)2.54×1013 (B)3.17×1016
(C)1.37×1014 (D)5.94×1012
(E)4.45×1015

15.(  )以下哪对造父变星的属性使造父变星可以用来确定恒星的距离关系?
(A)质量和温度
(B)周期和光度
(C)温度和周期
(D)质量和光度
(E)周期和半径

16.(  )钱德拉塞卡尔极限为1.4太阳质量,请估计一个钱德拉塞卡质量大小的黑洞的最大平均密度应该为多少?(单位:kg/m3
(A)1.5×1022 (B)4.7×1014
(C)8.2×1010 (D)9.4×1018
(E)7.1×1026

17.(  )太阳的较差自转可以用公式ω=X+Ysin2(φ)+Zsin4(φ)来估算,其中ω是每天度数的角速度,φ是太阳纬度,X,Y和Z是常数(分别等于每天15°,-2.5°和-2°)。 沿同一个太阳子午线发现两个太阳黑子,一个在0°,另一个在40°,假设太阳黑子不会消失或改变纬度并以与太阳表面相同的速度移动,那么这两个太阳黑子会在多少天后再次对齐?(将答案舍入到最近的一天)
(A)142 (B)202 (C)262
(D)312 (E)372

18.(  )假设观察者记录一个双星系统的光变曲线,并注意到两个不同的最小值周期性重复(以交替的方式),光变曲线达到第一个最小值和第二个最小值之间的时间为285.7天。以一个太阳质量为单位,如果这两颗恒星的平均距离为4.1AU,根据以上信息,请估计该双星系统的总质量。
(A)0.0002 (B)0.0008
(C)28 (D)56 (E)112

19.(  )天棓四是天龙座中最亮的恒星,其大致坐标为RA:17h 56m ,Dec:+51.5°。考虑到在观察者所在的位置,纬度是+50°,而当地的恒星时是14:00,那么天棓四会出现在地平线以上多远的地方?(把你的答案四舍五入到最接近的程度)
(A)26 (B)54
(C)59 (D)89
(E)该恒星位于地平线以下

20.(  )位于赫罗图左上方的恒星体必然具有哪些特点?
(A)绝对星等低,有效温度低
(B)绝对星等低,有效温度
(C)绝对星等高,有效温度高
(D)绝对星等高,有效温度高
(E)中等绝对星等,中等有效温度

21.(  )下列距离“指示器”从最近到最远排列正确的一项是?
(A)恒星视差、分光视差、天琴座RR变星、哈勃常数
(B)分光视差、恒星视差、天琴座RR变星、哈勃常数
(C)恒星视差、天琴座RR变星、分光视差、哈勃常
(D)恒星视差、分光视差、哈勃常数、天琴座RR变星
(E)分光视差、恒星视差、哈勃常数、天琴座RR变星

22.(  )地球上观测到火星方照时,从火星上观测地球的相位为?
(A)朔
(B)眉月状
(C)弦月状
(D)凸月状
(E)望

23.(  )在北半球的观察者几乎永远看不到下列哪一颗恒星?
(A)御夫座α (B)天鹅座γ
(C)天琴座α (D)南极座σ
(E)猎户座β

24.(  )居住在厄瓜多尔的两名业余天文学家A和B分别站在加拉帕戈斯群岛(高度0m,经度91°W)和火山卡扬贝(高度5790m,经度78°W)的赤道上。这两位天文学家在2019年3月20日当地正午时测得的太阳高度和太阳天顶距(以度为单位)有多大差异?忽略大气折射并给出最接近的答案。
(A)地平高度:15,天顶距的差异:13
(B)地平高度:13,天顶距的差异:1
(C)地平高度:13,天顶距的差异:15
(D)地平高度:11,天顶距的差异:13

25.(  )两颗恒星A和B的光谱分别在500nm和250nm波长处达到峰值。如果他们形成黑洞时的史瓦西半径比为8:1,那么它们的光度比是多少?假设它们在坍塌之前它们的密度是均匀,并且在形成黑洞时它们不会失去任何质量。
(A)2:1 (B)4:1
(C)1:4 (D)1:2

26.(  )当水星处于近日点和远日点时,距离太阳100 AU的两个静止观测者观察水星穿过太阳日面直径的凌日现象。以下哪一项最接近水星处于远日点时,与处于近日点时所测得的完整凌日时间的比率?已知水星轨道的半长轴和偏心率分别为0.387 AU和0.21。
(A)1:1 (B)2:1
(C)4:1 (D)8:1

27.(  )五车二与伴星之间的半长轴为0.85 AU,周期为0.285年,求五车二与该恒星组成的双星系统的总质量。
(A)5.5M⊙ (B)6.5M⊙
(C)7.6M⊙ (D)8.5M⊙
(E)9.5M⊙

28.(  )新视野号在2019年元旦完成了2014 MU69(Ultima Thule,正式中文名天涯海角)的飞越。2014 MU69是柯伊伯带中的天体,半长轴为44.58 AU。 假设物体的反照率为零,则以开尔文为单位估算2014 MU69表面的最高温度。
(A)41.7K (B)58.9K
(C)83.3K (D)117.9K

29.(  )HD209458b是一颗太阳系外气体巨行星,其半径为1.38木星半径,质量为0.69木星质量(1木星半径=6.99×107m,1木星质量=1.90×1027kg)。以下哪一个最接近HD209458b中心的压强(单位:巴)?
(A)10bar (B)10bar
(C)10bar (D)10bar

30.(  )想象一下,我们的太阳突然被一个质量只有太阳一半的M型矮星所取代。如果我们的地球在这个变化过程中保持相同的半长轴,那么地球绕M型矮星公转的新轨道周期为多少?
(A)0.707年 (B)1年
(C)1.414年 (D)2年

解答
BABDB BABDC
BAACB DCCBB
ACDDC BCBBC

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