2020年广东省中小学生天文知识竞赛试题(低年组)

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。
2、选择题全部为单项选择,考生直接在试题页面中点选一个最接近正确的答案,答错不扣分。
3、总分100分,每题2分,考试时间100分钟。
4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。
5、考试过程中不得切出考试页面,否则平台将自动收卷。
6、比赛结果在广东天文学会网站和微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1. 我国首个自主发射的火星探测器“天问一号”计划于何时入轨火星?(  )
A. 2020年12月底左右
B. 2021年2月底左右
C. 2021年5月中左右
D. 2022年7月底左右

2. 我国嫦娥五号探测器在2020年何时发射升空?(  )
A. 12月24日  B. 12月7日
C. 11月24日  D. 11月28日

3. 2020年的诺贝尔物理学奖分别颁发给罗杰·彭罗斯、莱因哈特·根策尔和安德烈娅·盖兹。其中彭罗斯获奖的理由是“发现黑洞形成是广义相对论的一个预言”,那根策尔和盖兹获奖的理由是?(  )
A. 发现银河系中心的超大质量致密天体
B. 发现第一颗环绕类太阳恒星运动的系外行星
C. 验证了引力波的存在
D. 发现了一种测量宇宙大尺度结构的探针

4. 以下哪所高校在2020年正式成立天文系?(  )
A. 香港科技大学
B. 贵州大学
C. 中山大学
D. 广州大学

5. 2020年7月,一颗“黑马”彗星亮度达到2等以上,吸引了很多爱好者拍摄。这颗彗星是?(  )
A. C/2019 Y4 (ATLAS)
B. C/2020 F8 (SWAN)
C. C/2020 F3 (NEOWISE)
D. C/2019 U6 (Lemmon)

6. 关于2020年6月21日的日环食,下列哪个地点位于环食带之外?(  )
A. 纳木错   B. 武汉
C. 厦门    D. 泸州

7. 2020年4月24日是我国首个人造卫星“东方红一号”成功发射_______周年。(  )
A. 40 B. 50 C. 60 D. 70

8. 北京时间2020年10月21日,OSIRIS-Rex(冥王号)探测器对小行星_______进行了首次采样。(  )
A. 龙宫    B. 贝努
C. 糸川    D. 灶神星

9. 2019年年底,一颗本来位列全天前20亮星的恒星亮度持续下降,甚至一度跌出前20亮星排名。2020年年初,它的亮度又恢复了。这颗恒星是?(  )
A. 参宿四   B. 参宿七
C. 毕宿五   D. 北河二

10. 以下哪个天象在2020年11月出现?(  )
A. 水星西大距 B. 木星冲
C. 金星东大距 D. 土星合木星

Part 2. 基础知识

Ⅰ. 请回答以下10道独立的小题。

11. 地方平太阳时12时,当地的太阳时角读数(  )
A. 大于0时
B. 小于0时
C. 正好0时
D. 上述三个选项都有可能

12. 环状星云的中心有一颗?(  )
A. 中子星   B. 红巨星
C. 白矮星   D. 黑矮星

13. 一位在珠三角的同学在他生日那天的北京时间22:00看到北落师门上中天,这位同学最可能在哪月生日?(  )
A. 1月 B. 4月 C. 7月 D. 10月

14. 狮子座β的中文名叫?(  )
A. 轩辕十二  B. 贯索一
C. 五帝座一  D. 王良四

15. 用一台25.4厘米口径的牛顿式反射望远和市面常见的天文CMOS/单反,在极限星等2.5等左右的城市里进行天文摄影。下列情况中最不可能的是?(  )
A. 拍到火星的两颗卫星
B. 拍到参宿四表面的星斑
C. 拍到国际空间站
D. 拍到土卫六

16. 超新星SN 1006是在哪一年爆发的?(  )
A. 公元1006年
B. 公元1054年
C. 公元1987年
D. 公元2010年

17. 夏威夷的莫纳克亚山是天文学的“圣地”之一。以下哪个望远镜不是架设在莫纳克亚山上?(  )
A. 凯克望远镜 I/II
B. 甚大望远镜
C. 昴星团望远镜
D. 双子望远镜(北)

18. 在天王星的中纬地区,出现“昼夜变化”现象的主要原因是?(  )
A. 天王星自转 B. 天王星进动
C. 天王星公转 D. 天卫一公转

19. 下列四个天体中,地表平均温度最高的是?(  )
A. 月球    B. 水星
C. 金星    D. 谷神星

20. 一台折反射望远镜物镜口径200mm,焦距2800mm,目镜焦距20mm,它现在的放大率是?(  )
A. 140倍   B. 200倍
C. 14倍     D. 10倍

Ⅱ. 本部分包含第21-25小题。请在下面给出的备选答案中,选取最合适的答案填入下图中带题号的框里。每个备选答案在本部分中最多使用1次。

太阳结构简图

①光球层;②色球层;③日球层;④差旋层;⑤电离层;⑥对流层;⑦辐射层;⑧太阳风顶

21. A. ① B. ③ C. ⑥ D. ⑦ (  )
22. A. ① B. ② C. ③ D. ⑧ (  )
23. A. ④ B. ③ C. ② D. ① (  )
24. A. ④ B. ⑤ C. ⑥ D. ⑦ (  )
25. A. ⑤ B. ⑥ C. ⑦ D. ⑧ (  )

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 日常观测

  某天文社的成员们准备组织一次流星雨观测,观测日期定在流星雨极大前后两天内。社团干部准备让社员们在上半夜观测时辨认天空中的亮星与主要星座,并印发了图1-A的星图供社员们实时对照。星图对应的是北京时间11:30 AM观测地的星空,此时观测地已入夜。请结合上述信息回答26-31小题。

北京时间11:30 AM观测地的星空
图1-A 北京时间11:30 AM观测地的星空

26. 星图中的哪颗亮星是行星?(  )
A. A星 B. B星 C. C星 D. D星

27. 星图中虚线框框选的区域主要属于?(  )
A. 海豚座   B. 仙后座
C. 白羊座   D. 巨蟹座

28. 社团组织观测的流星雨最可能是?(  )
A. 双子座流星雨
B. 英仙座流星雨
C. 宝瓶座η流星雨
D. 白羊座流星雨

29. 社团所选的观测点最可能是下面哪一项?(  )
A. 伦敦(东经0.1度,北纬51.3度)
B. 吉布提(东经42.2度,北纬11.1度)
C. 阿鲁巴(西经70度,北纬12.3度)
D. 火奴鲁鲁(西经157.9度,北纬21.3度)

30. 观测点当晚下半夜,社员们不能观测到下列哪个天体?(  )
A. M44 B. M57 C. M81 D. M45

31. 在该地观测流星雨时,以下哪项没必要做?(  )
A. 准备好红光照明灯具,避免在观测场地用白光照明
B. 禁止在观测场地奔跑嬉戏
C. 不要在进行标准观测的同学附近大声聊天
D. 穿好秋裤和厚衣服,做好御寒措施

Ⅱ. 火星探测
请根据下面的科普文章与你所知道的信息,回答32-38小题。

  十七世纪,望远镜问世。但在此后的三百多年里,人类主要借助火星冲(日地火近似呈一条直线)这样的“自然窗口”才能更清楚地看到火星表面形貌。在每26个月一次的火星冲附近,火星可以达到离地球最近的位置,许多火星表面地图,都是天文学家们基于火星冲时期的观测绘制的。
  1840年,德国天文学家约翰·海因里希·冯·马德勒和威廉·比尔发布了第一张完整的火星地图,这也是第一张用经纬度标注地球以外行星的地图:火星的0度经线被定义在小型撞击坑艾利-0所在之处。
  此后三十年间,也有各种版本的火星地图陆续问世,但最终一统江湖的,还是时任意大利布雷拉天文台台长的乔凡尼·斯基亚帕雷利基于1877年火星大冲时期的观测绘制的火星地图。地图中使用的诸多火星典型地貌命名被后人广泛采纳,沿用至今。
  似乎一切都在向着越来越好的方向发展,彼时的人类虽然装备有限,但依然在一点一点增进对火星的了解。只是,谁也不知道为啥这路走着走着就走歪了。
  从彼时的权威人士乔凡尼·斯基亚帕雷利开始,一些天文学家认为自己通过望远镜在火星表面看到了越来越多“线性沟槽”。在此后的近百年里,人们开始相信火星表面确实“阡陌交通、沟壑纵横”,这些“沟槽”是火星人为灌溉而建造的“运河”。
  于是,这些压根不存在的“火星沟槽”又让人们与火星表面的真实形貌渐行渐远,也让“火星运河”和“火星人”的错误观念一度深入人心。有机会蒙酱再和大家展开聊聊这段“火星运河荒唐史”。
  直到探测器时代来临,这些迷雾才终于被无可争议的观测事实所拨开。而我们的故事,就是从这里开始的。
  如果说望远镜的发明“升级”了人类的肉眼,那探测器的登场则为人类的凡胎插上了翅膀。
  和“想要近距离看清火星”的望远镜时代相似,想要“近距离探测火星”,依然需要等待每26个月一次的“窗口期”,只不过,这次的窗口期从“火星冲”这样“距离上的最近”(观测窗口),变为了让探测器最节省燃料的“能量上的最近”(发射窗口)。

火星探测

  每当火星相对于太阳的位置领先于地球44度角左右的时候,从地球发射的探测器经过一个椭圆轨道(也就是“地火转移轨道”)后刚好会在几个月后与火星自然相遇,这样的时机每26个月出现一次。改编自:NASA

  在1964年的火星发射窗口里,NASA一口气先后发射了孪生机水手3号和4号。11月5日发射的水手3号,在发射阶段就遇到了一箩筐问题:探测器没能完全从头锥中弹出、太阳能板没能展开、电池耗尽……最终发射失败。
  但正是这些问题的发现为弟弟水手4号走向人生巅峰铺平了道路。仅仅在23天后的11月28日,修复了所有已知问题的水手4号顺利发射,又在8个月后成为了人类第一个飞掠火星并传回火星照片的探测器。
  水手4号共拍摄并传回了22张火星南半球的照片,让人类第一次近距离看到了火星表面的样子。它还对火星大气、磁场和空间环境做了初步探测。水手4号的探测结果基本打破了人类对“火星人”的幻想:相比于地球,火星大气稀薄,表面像月球那样撞击坑遍布。这里荒凉而沉寂,没有发现任何支持火星人这样的复杂智慧生命存在的证据。

(节选自《火星探测六十年:一切过往,皆为序章》,作者haibaraemily)

32. 世界多个航天机构趁着今年的发射窗口发射了火星探测器,这不包括以下哪个国家或机构的探测器?(  )
A. 中国   B. 美国
C. 阿联酋  D. 欧洲航天局

33. 之所以说2020年是火星探测器的发射窗口,是因为?(  )
A. 2020年出现火星冲,冲日前后火星离地球很近,探测器飞行距离短,更省燃料也更快到达
B. 2020年的某一段时间,火星相对太阳的位置将适当超前于地球,使探测器能以相对节省燃料的轨道飞抵火星
C. 2020年火星过远日点,火星到地球的距离比平常更近
D. 2020年火星、地球和太阳的相对位置可让探测器途中通过引力弹弓效应加速,更快地到达火星

34. 火星冲和火星发射窗口都是约26个月出现一次,这个周期刚好是?(  )
A. 火星和地球的会合周期
B. 火星的公转周期
C. 火星和探测器的会合周期
D. 地球和探测器的会合周期

35. 文中提到,天问一号等探测器会以椭圆轨道飞行至火星轨道上。第四届万维望远镜宇宙漫游制作大赛获奖作品《卫星的变轨》也简单地描述了这一变轨的过程。以下哪个天体位于这条椭圆转移轨道的一个焦点上?(  )
A. 太阳
B. 火星
C. 地球
D. 以上答案皆不正确

36. 上述椭圆轨道的周期约为?(  )
A. 1.8年   B. 1.4年
C. 0.7年   D. 0.5年

37. 下列说法中最不准确的一项是?(  )
A. 如果不考虑成本和操作难度,理论上任何时刻都有合适的轨道让火星探测器到达火星
B. 我们可以让飞行器以双曲线轨道前往火星
C. 文中提到的地火转移轨道是飞行时间最短的轨道方案之一
D. 沿文中的转移轨道到达火星轨道的探测器,需要经过速度调整才能被火星俘获

38. 近年的火星探测为我们带来了很多关于火星的新认知,行星科学家们甚至还发现,火星地表下很可能还存在液态水。上述发现是基于分析哪个火星探测器的数据得到的?(  )
A. 好奇号  B. 机遇号
C. 天问一号 D. 火星快车

Ⅲ. 伽利略卫星

  某天文社的社员打算以《利用伽利略卫星测定木星质量》为题开展研究性学习。他们通过观测木星伽利略卫星的运动,以及根据星历表确定木星的距离,估算木星的质量。图3-A是他们的部分观测记录。我们假设卫星均以圆轨道绕木星公转,根据观测记录,回答39-44小题。

木星及伽利略卫星的观测记录
图3-A 某天文社社员对木星及伽利略卫星的观测记录,图中的时间均为北京时间,观测点位于珠三角地区。字母I、E、G、C 分别代表木卫一、二、三、四。图片上方为北,右方为西。

39. 这四颗卫星中,没有与其它伽利略卫星处于轨道共振状态的是?(  )
A. 木卫一   B. 木卫二
C. 木卫三   D. 木卫四

40. Day 11晚上21:00左右,地球、木卫三和地球之间的位置关系最接近以下哪项?(向左为东)(  )

地球、木卫三和地球之间的位置关系

41. 社员们观测到木卫三在Day 10的0:00左右和木星的西边缘几乎重合,同一天4:00左右和木星的东边缘几乎重合。由该观测结果可估算出木卫三的轨道周期接近?(  )
A. 22小时   B. 43小时
C. 172小时   D. 194小时

42. 在观测木卫前,社员们还进行了视场测定。他们在关闭跟踪的状态下,观测到一颗天赤道附近的恒星用了35秒从视场中心运行到视场边缘。此时望远镜的观测视场直径为?(  )
A. 35角秒  B. 280角秒
C. 525角秒  D. 1050角秒

43. 在Day 11晚上21:00,木卫三与木星中心的角距离占视场直径的1/4。又由星历表得知木星当天与地球的距离约5.6AU,木卫三的轨道半径约?(  )
A. 2.85×105km
B. 5.04×106km
C. 1.07×106km
D. 2.15×106km

44. 木卫三的轨道周期𝑇,轨道半径𝑅,木星质量𝑀之间的定量关系为(使用国际单位制)?(  )
A. 𝑀 = 𝑅3/𝑇2
B. 𝑀 = 4𝜋2𝑅3/𝐺𝑇2
C. 𝑀 = 4𝜋𝑅2/𝐺𝑇3
D. 𝑀 = 16𝜋𝑅2/𝐺𝑇4

Ⅳ. 大科学装置

  位于未知星球上的社长通过长期观察发现,原来他一开始醒来的遗迹建筑本身,就是一个巨大的天文测量工具。
  建筑整体沿正南正北方向建造,中间是一条贯穿南北的平整的大道,最南端建有一座高塔,塔顶是一座只有一堵墙的祭坛。祭坛的墙朝向南方,开有一个左右宽,上下窄的长方形的透光孔,长方形所在平面垂直于南北方向。每天太阳上中天时,阳光会通过这个孔,在大道上照出一个长方形的光斑。大道上有12条用黑曜石砖铺成的标示线,它们的分布并不均匀。从光斑落在离塔最远的一条黑曜石线起算,太阳黄经每改变30°,光斑都会精准地落到另一条黑曜石线上,而且光斑只会在离塔最远和最近的黑曜石线之间移动。
  通过三角测量,社长估算出塔顶的长方形透光孔高度约160米,最远的黑曜石线离透光孔正下方约108米,最近的黑曜石线离透光孔正下方约34米。
  请根据以上信息回答45-50小题。

45. 高塔、大道和黑曜石线构成的装置最可能是?(  )
A. 赤道式日晷 B. 圭表
C. 经纬仪   D. 墙仪

46. 根据故事背景,黑曜石条线均落在高塔的北边,这说明遗迹位于星球的?(  )
A. 北回归线以北
B. 北回归线以南,赤道以北
C. 南回归线以北,赤道以南
D. 南回归线以南

47. 当方形光斑照到离高塔最远的黑曜石线上时,那天接近星球上的?(  )
A. 夏至 B. 立冬 C. 冬至 D. 立春

48. 社长所在行星的黄赤夹角约?(  )
A. 12° B. 17° C. 23° D. 30°

49. 春分和秋分对应的黑曜石线离夏至对应的黑曜石线距离约?(  )
A. 92米 B. 68米 C. 37米 D. 34米

50. 下列观点中最不准确的一项是?(  )
A. 长时间来看,行星进动带来的测量误差可以忽略
B. 遗迹所在地的约在北纬23°地区
C. 该星球能出现极昼和极夜现象的地区的纬度范围比地球的窄
D. 该装置也可用于粗测上中天天体的地平高度

参考答案

1-10. BCADC BBBAA

11. D。我们日常用的平太阳时每天长度恒定。但真太阳时受黄赤夹角和公转轨道非正圆两个因素影响,每天长度不一样。真太阳上中天时,时角为零,真太阳时为12时,但平太阳时可能会早于或晚于12时。

12. C

13. 北落师门是秋季的亮星,可判断最佳答案是D。

14. C。五帝座一、大角星和角宿一组成著名的春季大三角,是我们辨认星空的起点之一。

15. B。参宿四的星斑大小远小于望远镜的分辨率,哑铃星云中心的白矮星在14等左右,拍摄星云的过程中用10英寸(25.4厘米)口径的望远镜拍摄星云的时候完全有可能拍到白矮星。

16. A。超新星的命名规则:SN(Supernova)+ 爆发年份。

17. B

18. C。天王星黄赤夹角达97.8°,几乎“躺着”绕太阳公转,极昼和极夜区覆盖行星表面大部分区域。其昼夜变化由公转主导。

19. C。金星有着非常浓厚的以二氧化碳为主要成分的大气,表面温度可达470摄氏度以上,昼夜温差可以忽略。离太阳最近的火星白昼温度可达430摄氏度,夜间温度降至零下180摄氏度左右。最佳选项是金星。

20. A

21-25. CBDAC 差旋层位于辐射层和对流层之间的过渡区,往内的辐射层有着较均一的自转速度,往外的对流层则呈现较差自转,即赤道地区自转较快,随着纬度增高自转变慢。天文学家认为差旋层和太阳磁场有着非常密切的关系。

26. 由冬季六边形可推知D位于秋季星座的片区,这里应该没有亮星,且D刚好在黄道星座内,可推知D是行星。

27. C

28. 冬季极大的流星雨选项里只有A。

29. C。双子座流星雨极大在12月13-14日前后,由经验可知在冬至日前后地方时子夜时分,作为季节特征的冬季六边形接近上中天,13-14号出现类似的星空比冬至日晚40分钟左右。由六边形到子午线的距离大致判断出星图观测时间应该在当地子夜前1-2小时左右(10点-11点左右),对应北京时间11:30 AM,观测点经度应与东经120°相差180°再往西一点,即西经60°再稍偏西。结合北极星的高度,可排除AD,得出答案C;亦可根据时差(15°对应1小时)排除答案D,得C。

30. B。M57位于天琴座(夏季星座),当天很难看到,只在日落后一小段时间出现在天空。

31. D。根据实际情况安排观测计划和道具。观测点在热带地区。

32. D。Mars 2020已经多次在火星发射窗口前宣布推迟。

33. B。文中已提到,要通过相对节省燃料的霍曼轨道达到火星,在地球轨道上变轨时地球(航天器)与火星之间的夹角要在44°左右,满足这个条件时就是火星探测器的发射窗口。

34. A。火星、地球和太阳两次回到相近的相对位置的时间间隔,称为火星和地球的会合周期。

35. A。脱离的地球引力控制的飞行器在飞往火星的过程中将受太阳引力影响,以椭圆轨道绕太阳运动。根据开普勒第一定律,太阳在轨道的焦点上。

36. B。这条轨道远日点在火星轨道上,近日点在地球轨道上,已知地球轨道半径和火星轨道半径约为1AU和1.5AU,转移轨道的半长轴𝑎=1AU+1.5AU/2=1.25AU。由开普勒第三定律可得上述轨道的周期:

轨道的周期

从地球轨道到火星轨道要飞行半个轨道周期,所以飞行时间𝑡=𝑇/2=0.7𝑦𝑟

37. C。只要转移轨道和火星轨道相交,理论上就能到达火星,不考虑燃料和技术难度,高速以直线奔赴火星也是可以的。霍曼轨道是一种相对省燃料的方案,但不省时间。

38. D

39. D。轨道共振是这些卫星的轨道周期成整数比的关系,木卫一,木卫二,木卫三处于1:2:4的轨道共振当中,该比值即它们绕木公转的周期比。本题考察对伽利略卫星背景知识的了解的广度。

40. 由图中可看出,木卫三(G)在Day 11晚上21:00-22:00没有明显移动,前后两天的观察中,一小时内木卫三的位置都有明显变化,同时前后两天木卫三与木星的角距离先增大,后减少,Day 11 21:00-22:00左右到达最远。可知这是木卫三到轨道在视平面上投影的最远端,此时木卫三与木星的连线近似垂直于视线方向,而且由图可知木星在木卫三西边。答案选A。

41. Day 10的0:00木卫三正相对木星自西向东运动,它与木星圆面中心的连线平行于视线方向时,时间应接近它接触木星圆面西端和东端时刻的中点,即Day 10的2:00左右。从上述时刻运行到木星东边离木星最远点(Day 11 21:30左右),需要约1/4个周期。21.5h+22h/(1/4)=174h。最佳答案为C。

42. D。这是一种测量望远镜视场的常用方法。恒星周日视运动主要是由于地球自转导致的,地球24小时转360°,所以1小时转15°,1分钟转15′,1秒钟转15″。天赤道附近的恒星单位时间内的角位移恰好也是这个值。所以根据恒星从视场中心运动到边缘的时间就能算出视场大小。望远镜视场直径=35秒×15″/秒×2=1050″。

43. C。当天木星和木卫三的角距离为1050″/4=262.5″≈1.27×10-3rad。由40小题的几何位置可知此时的角距离对应了轨道的角半径。所以轨道的物理半径约为𝑟=1.27×10-3rad×5.6AU ≈1.07×106km。

44. 国际单位制下,开普勒第三定律的形式为:

开普勒第三定律

可推得答案B。也可根据圆周运动的规律推导。

45. B。根据描述,该仪器的结构和工作方式如图所示。该仪器是一个圭表。

圭表

现实中的圭表
现实中的圭表

46. A。正午日影一直指北,证明太阳直射点一直位于观测点南方。由地理常识可知太阳直射点最北可到北回归线,说明观测点在北回归线以北。

47. C。太阳高度角越大,影子越短。高塔的结构使得光斑只有在接近正午时才会照到黑曜石线上,北回归线以北地区正午太阳高度角在夏至最大,冬至最小。所以那天接近冬至。

48. 光孔的高度h,光斑到光孔的水平距离L,以及太阳高度角θ有如下关系:

𝐿 = ℎ/ tan 𝜃

  由题目信息可知夏至日光斑的水平距离为34米,冬至日光斑的水平距离为108米,光孔高度160米。这两天的正午太阳高度角分别为:
1553876178913599.png56°

  设黄赤夹角为𝜀,当地纬度为𝜑,夏至的冬至的正午太阳高度角分别为𝜃 = 90° − 𝜑 + 𝜀和𝜃 = 90° − 𝜑 − 𝜀。所以𝜑 = 90° − (𝜃 + 𝜃)/2,𝜀 = (𝜃 − 𝜃)/2。解得𝜑 = 23°,𝜑 = 𝜀 =11°。最佳答案是A。

49. D。春秋二分太阳位于天赤道,此时太阳正午地平高度𝜃=90°−𝜑=67°。所以𝐿=160/tan67°≈68米。和夏至日光斑所在的位置距离为68米-34米=34米。

50. 经过上面的计算,可知B正确。该星球黄赤夹角比地球的小,所以C正确。该表到塔的水平距离,光孔中露出的天区的地平高度会发生变化,方位大致保持正南正北,故D也准确。A选项描述含糊。长期看,行星进动会导致黄赤交点产生显著变化,北天极相对恒星背景也会有位移,这对天文测量当然会有严重的影响;但要注意一点,进动不会显著影响北天极在当地出现的方位和地平高度,我们依然可以利用该仪器测定当时的春分、秋分、冬至和夏至等节气的出现时刻。综合而言,A最不准确。


2020年广东省中小学生天文知识竞赛试题(高年组)

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。
2、选择题全部为单项选择,考生直接在试题页面中点选一个最接近正确的答案,答错不扣分。
3、总分100分,每题2分,考试时间100分钟。
4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。
5、考试过程中不得切出考试页面,否则平台将自动收卷。
6、比赛结果在广东天文学会网站和微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1. 我国首个自主发射的火星探测器“天问一号”计划于何时入轨火星?(  )
A. 2020年12月底左右
B. 2021年2月底左右
C. 2021年5月中左右
D. 2022年7月底左右

2. 2020年的诺贝尔物理学奖分别颁发给罗杰·彭罗斯、莱因哈特·根策尔和安德烈娅·盖兹。其中彭罗斯获奖的理由是“发现黑洞形成是广义相对论的一个预言”,那根策尔和盖兹获奖的理由是?(  )
A. 发现银河系中心的超大质量致密天体
B. 发现第一颗环绕类太阳恒星运动的系外行星
C. 验证了引力波的存在
D. 发现了一种测量宇宙大尺度结构的探针

3. 2020年2月,欧航局和美航局合作的项目SolO探测器顺利升空。SolO的探测对象是?(  )
A. 水星 B. 金星 C. 月球 D. 太阳

4. 2020年9月14日,《自然·天文》杂志上发表了Jane Greaves教授等人的研究成果,它们发现了金星大气中存在着生物标志物__________,但后续研究表明,该结果可能不准确。(  )
A. 硫化氢   B. 氧化氢
C. 磷化氢   D. 氟化氢

5. 2020年7月,一颗“黑马”彗星亮度达到2等以上,吸引了很多爱好者拍摄。这颗彗星是?(  )
A. C/2019 Y4 (ATLAS)
B. C/2020 F8 (SWAN)
C. C/2020 F3 (NEOWISE)
D. C/2019 U6 (Lemmon)

6. 2020年,我国境内能观测到下列哪种天象?(不含半影月食)(  )
A. 月全食   B. 月偏食
C. 日全食   D. 日环食

7. 2020年4月24日是我国首个人造卫星“东方红一号”成功发射_______周年。(  )
A. 40 B. 50 C. 60 D. 70

8. 北京时间2020年10月21日,OSIRIS-Rex(冥王号)探测器对小行星_______进行了首次采样。(  )
A. 龙宫 B. 贝努 C. 糸川 D. 灶神星

9. 2019年年底,一颗本来位列全天前20亮星的恒星亮度持续下降,甚至一度跌出前20亮星排名。2020年年初,它的亮度又恢复了。这颗恒星是?(  )
A. 参宿四   B. 参宿七
C. 毕宿五   D. 北河二

10. 以下哪个天象在2020年11月出现?(  )
A. 水星西大距 B. 木星冲
C. 金星东大距 D. 土星合木星

Part 2. 基础知识

11. 本地恒星时等于本地_________
A. 秋分点的时角
B. 秋分点的赤经
C. 春分点的时角
D. 春分点的赤经

12. 农历一个月的时间长度接近一个_________
A. 朔望月   B. 恒星月
C. 近点月   D. 交点月

13. 一位在珠三角的同学在他生日那天的北京时间22:00看到北落师门上中天,这位同学最可能在哪月生日?(  )
A. 1月 B. 4月 C. 7月 D. 10月

14. 以下哪项属于激变变星?(  )
A. 新星
B. 蒭藁型变星
C. 大陵型变星
D. 盾牌座δ型变星

15. 用一台25.4厘米口径的牛顿式反射望远和市面常见的天文CMOS/单反,在极限星等2.5等左右的城市里进行天文摄影。下列情况中最不可能的是?(  )
A. 拍到火星的两颗卫星
B. 拍到参宿四表面的星斑
C. 拍到国际空间站
D. 拍到哑铃星云中心的白矮星

16. 一颗表面温度11600K的恒星,光度是太阳的100倍。它的半径是?(R是太阳半径)(  )
A. 0.4R B. 1R C. 2.5R D. 5R

17. 夏威夷的莫纳克亚山是天文学的“圣地”之一。以下哪个望远镜不是架设在莫纳克亚山上?(  )
A. 凯克望远镜 I/II
B. 甚大望远镜
C. 昴星团望远镜
D. 双子望远镜(北)

18. 唐代李贺的《塞下曲》中有这样一句:“秋静见旄头,沙远席羁愁。”文中的“旄头”其实是一个深空天体,它在中国文化中常代表外敌。这个天体就是?(  )
A. 鬼星团   B. 昴星团
C. 蟹状星云  D. 天狼星

19. 木星最主要的成分是?(  )
A. 碳 B. 氮 C. 氦 D. 氢

20. 一台折反射望远镜物镜口径200mm,焦距2800mm,目镜焦距20mm,它现在的放大率是?(  )
A. 140倍   B. 200倍
C. 14倍     D. 10倍

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 日常观测

  某天文社的成员们准备组织一次流星雨观测,观测日期定在流星雨极大前后两天内。社团干部准备让社员们在上半夜观测时辨认天空中的亮星与主要星座,并印发了图1-A的星图供社员们实时对照。星图对应的是北京时间11:30 AM观测地的星空,此时观测地已入夜。请结合上述信息回答21-26小题。

北京时间11:30 AM观测地的星空
图1-A 北京时间11:30 AM观测地的星空

21. 星图中的哪颗亮星是行星?(  )
A. A星 B. B星 C. C星 D. D星

22. 星图中虚线框框选的区域主要属于?(  )
A. 海豚座   B. 仙后座
C. 白羊座   D. 巨蟹座

23. 社团组织观测的流星雨最可能是?(  )
A. 双子座流星雨
B. 英仙座流星雨
C. 宝瓶座η流星雨
D. 白羊座流星雨

24. 社团所选的观测点最可能是下面哪一项?(  )
A. 伦敦(东经0.1度,北纬51.3度)
B. 吉布提(东经42.2度,北纬11.1度)
C. 阿鲁巴(西经70度,北纬12.3度)
D. 火奴鲁鲁(西经157.9度,北纬21.3度)

25. 观测点当晚下半夜,社员们不能观测到下列哪个天体?(  )
A. M44 B. M57 C. M81 D. M45

26. 关于图1-A星图的星空,下列说法中正确的一项是?(  )
A. 仙女座大星系出现在西北方天空
B. 北河二没出现在天空中
C. B星是组成“春季大圆弧”的恒星之一
D. 流星雨的辐射点还没升起

Ⅱ. 月掩星

  月球在围绕地球运行期间,经常会掩蔽背景的恒星,有时还会遮掩太阳系内的行星和小天体。月掩星观测有助于我们精确测量月球地形,发现望远镜难以观测的密近双星。2021年4月17日将发生一次月掩火星天象,本次掩星我国南方部分省市可见。图2-A是这次掩星可见区域预报,图2-B是海口市的详细预报表。请根据预报回答27-34小题。

2021年4月17日月掩火星掩星带
图2-A 2021年4月17日月掩火星掩星带

2021年4月17日月掩火星海口市掩星预报信息
图2-B 海口市掩星预报信息

27. 以下哪个城市看得到此次掩星现象?(  )
A. 漠河
B. 上海
C. 乌鲁木齐
D. 以上选项都不正确

28. 此次月掩火星事件,在海口能够观测多长时间?(  )
A. 21小时51分29.5秒
B. 15分07秒
C. 30分14秒
D. 60分28秒

29. 掩星发生时,北京时间大约是22点。在图2-A中,东经约70度的经线以西的掩星带南北两侧都以虚线标注,你认为这代表了什么意思?(  )
A. 掩星带该区域将发生火星掩月球
B. 掩星带该区域火星由月球暗面掩入
C. 掩星带该区域还未月出
D. 掩星带该区域还未日落

30. 掩星带东西两端各有一个椭圆标识的区域,著名旅游胜地巴厘岛就位于此次掩星带东侧的标识区域内。这个两个椭圆代表了什么意思?(  )
A. 该区域内无法看到月掩火星
B. 该区域内无法看到月掩火星的全过程
C. 该区域内只能看到月掩火卫
D. 该区域内过往气象记录不佳,不适宜观测

31. 在掩星带的南北界线附近,可以看到一种特殊的掩星现象:掠掩。此次月掩火星,我国西藏、云南、广西和广东多地都可以观测到掠掩现象,火星将在被月面边缘掠过的过程中会多次消失和再现。请问掠掩现象的成因是什么?(  )
A. 火星表面不同区域反照率的差异
B. 火星被嫦娥5号的轨道器和返回器掩食
C. 月球地形起伏不平
D. 大气扰动

32. 在掩星观测中,计时是一个重要的工作。准确的计时结果,能够帮助天文学家精确测量星体的大小、位置,确定月球的轨道、地形。在计时前,需要先对时,请问以下哪种对时方式不可以应用于掩星观测中?(  )
A. 利用中央电视台的整点报时对时
B. 使用GPS对时
C. 国家授时中心短波信号对时
D. 国家授时中心NTP服务器网络对时

33. 下列说法正确的是?(  )
A. 在月球亮面发生的掩始/掩终现象更容易被测准发生时刻
B. 月掩星的食带宽度取决于月相
C. 月掩星现象的持续时间可超过1小时
D. 我们可以去非洲中部观看本次月掩火星

34. 2024年8月10日,将发生月掩角宿一,我国观测条件良好。假设在观测此次掩星时,在小图同学所在的观测点,角宿一恰好通过月面中心点。假如小图发现角宿一并非突然消失,而是在”先变暗、再消失”。角宿一首先由1.04等下降至3.04等,最后再迅速消失。请问根据小图的观测,梦想成为小小天文学家的你能够得出什么结论?(  )
A. 角宿一是双星,主星和伴星亮度分别为1.22等、3.04等
B. 角宿一是双星,主星和伴星亮度分别为1.04等、1.22等
C. 角宿一是双星,主星和伴星亮度分别为1.04等、3.04等
D. 角宿一是双星,主星和伴星亮度分别为2.00等、3.04等

Ⅲ. 火星探测器

  霍曼转移轨道是一种相对节省燃料的空间飞行轨道。前往外行星的探测器在恰当的时机变轨,脱离地球的引力控制,并以近日点在地球轨道上,远日点在目标行星轨道上的椭圆轨道绕太阳运动。当飞行器到达远日点时,目标行星刚好到达同一位置,飞行器调整速度,让目标行星俘获,开展探测任务。第四届万维望远镜宇宙漫游制作大赛获奖作品《卫星的变轨》也简单地描述了这一变轨的过程。“天问一号”的地火转移轨道也近似是一条霍曼转移轨道,现假设地球轨道和火星轨道均为圆轨道,回答35-43小题。

35. 地—火霍曼转移轨道的轨道半长轴约为?(  )
A. 1 AU   B. 1.25 AU
C. 1.5 AU   D. 2.5 AU

36. 探测器沿上述轨道从地球轨道出发到达火星轨道约需要多长时间?(  )
A. 1.8年   B. 1.4年
C. 0.7年   D. 0.4年

37. 探测器从地球轨道上变轨进入霍曼转移轨道(绕行方向与地球公转方向相同)前往火星时,根据你的估算,日火与日地连线的夹角约?(  )
A. 36° B. 43° C. 56° D. 84°

38. 由第37小题可知,从以霍曼转移轨道前往火星有一个严格的时间窗口。这个时间窗口大约多久出现一次?(  )
A. 300天   B. 610天
C. 780天   D. 920天

39. 世界多个航天机构趁着本次发射窗口在2020年发射了火星探测器,这不包括以下哪个国家或机构的探测器?(  )
A. 中国    B. 美国
C. 阿联酋   D. 欧洲航天局

40. 近年的火星探测为我们带来了很多关于火星的新认知,行星科学家们甚至还发现,火星地表下很可能还存在液态水。上述发现是基于分析哪个火星探测器的数据得到的?(  )
A. 好奇号   B. 机遇号
C. 天问一号  D. 火星快车

  霍曼转移轨道虽然节省燃料,但探测器飞行时间较长。如果不担心燃料和载荷的问题,我们可以设计更快到达火星的线路。例如可沿图3-A所示的抛物线轨道飞行。抛物线的顶点位于地球轨道上。

41. 沿上述抛物线转移轨道飞行的探测器在近日点附近相对太阳的速度约为?(  )
A. 42 km/s  B. 30 km/s
C. 20 km/s  D. 11 km/s

42. 在飞行器沿抛物线轨道飞行的过程中,下列哪项近似不变?(  )
A. 太阳与探测器的连线在单位时间内扫过的面积
B. 探测器与太阳的引力势能
C. 探测器相对太阳的角速度
D. 探测器和太阳之间的引力

43. 探测器从地球轨道飞行到火星轨道耗时约?(提示:①焦点在(𝑝/2, 0)的抛物线的标准方程为2𝑝𝑦 = 𝑥²;②抛物线𝑦 = 𝑎𝑥²,𝑥 = 𝑏和𝑥轴三者所围图形面积𝑆 = 𝑎𝑏³/3)(  )
A. 40天   B. 70天
C. 110天   D. 137天

一种抛物线转移轨道方案

图3-A 一种抛物线转移轨道方案。探测器以顶点在地球轨道上的抛物线轨道飞行,箭头表示探测器的飞行方向。

IV. 观测突破

  在过往的比赛中我们提到,到达了未知星球的某天文社社长已经和该星球上的文明开展了交流。最近,社长了解到这个星球上存在一种神奇的植物,当地人称为“星河草”。这种植物可以富集铝元素,并在阳光过于猛烈时大量生成一种高反射率物质,让叶片反射过多的阳光。当地文明从星河草中提取这种物质做成高反射率涂料,制作镜子等物品。
  社长在一块岩石上磨制出半径为1.92m,横截面直径为10cm的凹球面,并均匀涂上反光液体,再把一片平面镜和一片凸透镜放在支架上做成一台反射望远镜。凸透镜的焦距16mm。当社长用望远镜观测一颗2等的行星时,发现能看清它圆形的轮廓,此时这颗天体的圆面刚好一半明亮一半黯淡无光。假设行星的公转轨道与社长所在的星球的公转轨道共面,且都以圆轨道绕恒星S公转,请结合已知信息回答44-50小题。

行星与观测者的位置关系图(未按真实比例和角度作图)

图4-A 行星与观测者的位置关系图(未按真实比例和角度作图)。社长位于星球O观测另一颗行星P,行星P被恒星S照亮。𝑟、𝑏和𝑑分别表示恒星和行星P,恒星和星球O,星球O与行星P的距离。夹角𝛼称为相位角,夹角𝜃是行星与太阳之间的角距离。

44. 该行星此时的相位角为(相位角的定义见图4-A)?(  )
A. 0° B. 30° C. 90° D. 135°

45. 此时行星P与恒星S的角距离为30°,行星P与星球O的轨道半径之比𝑟/𝑏为?(  )

轨道半径之比𝑟/𝑏为

46. 关于该行星P的亮度,以下哪项说法有误?(  )
A. 该行星亮度的与恒星S的光度有关
B. 该行星的亮度与行星表面物质成分有关
C. 该行星的亮度与𝑟²成正比
D. 该行星的亮度正比于1/𝑑²

  行星表面的反照率也会影响行星的亮度,天文学上常用的反照率有两种:邦德反照率𝐴和几何学反照率𝑝。邦德反照率是行星反照回空间的总辐射能量和入射行星截面的总辐射能量之比,但我们计算行星亮度时,由于要考虑行星相位的影响,更多是用到几何学反照率𝑝。行星的亮度𝐹 ∝ 𝑝Φ(𝛼)。其中相函数0 ≤ Φ(𝛼) ≤ 1,反映了相位对亮度的影响,并规定Φ(0) =1。取

亮度

47. 现在我们给出行星亮度的具体表达式。设行星的横截面积为𝐴。根据上面的分析对选项进行排除,可知行星的亮度与在星球O处测得的恒星S亮度𝐹0(大气外亮度)之比为?(  )

大气外亮度

48. 设社长所在星球上测得的恒星S的视星等为𝑚0,行星的视星等𝑚可表示成?(  )

行星的视星等

49. 当相位角𝛼 = 45°,行星的视星等将变成?(  )
A. 0等 B. 1.0等 C. 1.4等 D. 2.3等

50. 该行星与社长所在的星球均自西向东绕恒星S运动,下列说法正确的是(注意观测点在星球O上)?(  )
A. 该行星的亮度峰值将出现在西大距之后,上合之前的某个时刻
B. 该行星冲日当天亮度上升至最高值
C. 该行星上合当天亮度最大
D. 该行星的亮度峰值将出现在东大距之后,下合之前的某个时刻

参考答案

1-12. BADCC DBBAA CA

13. 北落师门是秋季的亮星,可判断最佳答案是D。

14. A。激变变星是由于恒星自身物理原因出现爆发,导致亮度骤增的一类天体。绝大多数的新星是因双星系统中的白矮星吸收来自伴星红巨星的物质,触发剧烈的热核反应而出现的。所以新星是一类激变变星。

15. B。参宿四的星斑大小远小于望远镜的分辨率,哑铃星云中心的白矮星在14等左右,拍摄星云的过程中用10英寸(25.4厘米)口径的望远镜拍摄星云的时候完全有可能拍到白矮星。

16. 我们可近似把恒星看成黑体。恒星光度𝐿 ∝ 𝑅2𝑇4,这里𝑅是恒星半径,𝑇是恒星表面(光球)温度。太阳表面温度约5800K,题中恒星的表面温度约为太阳表温温度的2倍。根据比例关系可得答案为C。

17. B

18. 天狼和昴在传统文化中都有指代外敌的意思,题目提到了深空天体,D可排除,答案为B。此外,蟹状星云在公元1054年北宋时期的超新星爆发中形成,在唐代还不存在,且肉眼还不可见,亦可排除。

19. D

20. A

21. D。由冬季六边形可推知D位于秋季星座的片区,这里应该没有亮星,且D刚好在黄道星座内,可推知D是行星。

22. C

23. 冬季极大的流星雨选项里只有A。

24. 双子座流星雨极大在12月13-14日前后,由经验可知在冬至日前后地方时子夜时分,作为季节特征的冬季六边形接近上中天,13-14号出现类似的星空比冬至日晚40分钟左右。由六边形到子午线的距离大致判断出星图观测时间应该在当地子夜前1-2小时左右(10点-11点左右),对应北京时间11:30 AM,观测点经度应与东经120°相差180°再往西一点,即西经60°再稍偏西。结合北极星的高度,可排除AD,得出答案C;亦可根据时差(15°对应1小时)排除答案D,得C。

25. B。M57位于天琴座(夏季星座),当天很难看到,只在日落后一小段时间出现在天空。

26. A

27. D。由掩星带可知我国只有海南、广西和广东等部分低纬地区可见。

28. B。根据表格数据,由掩终时刻减掩始时刻即可得。

29. D

30. B。东边的是带食月落区,西边的是带食月出区。

31. C。在月轮边缘,由于月球山峰峡谷的影响,我们可会看到不同的山峰轮番掩盖后面的天体,使天体多次消失和再现的现象。通过恒星消失和再现的时间,我们可以估算这些山峰的宽度。

32. A

33. C。月球亮面的亮度越大于行星或恒星,当它们接近月球亮面时不容易测准;月掩星的食带宽度取决于月球视直径和它投影的方向,与月相无关;在非洲中部位于掩星带的虚线范围内,由29小题可知掩星发生时当地是白天,无法观测。月球每天东移13.2°左右,平均每小时33角分,月球视直径约30角分,所以月球相对恒星背景移动一个月球视直径大约1小时。加上地球自转(视差)和月球椭圆轨道等因素影响,地球上固定观测者看到月球移动一个月球视直径的时间可大于1小时,即月掩星持续时间可以超过1小时。

34. 角宿一是颗双星,两次亮度下降的原因是先掩了其中一颗子星1,后两颗都被掩。设两子星亮度分别为𝐹1和𝐹2,由普森公式可知未被掩时大角星视星等𝑚=-2.5lg(𝐹1+𝐹2)+𝐶,子星1被掩后,只余子星2的光,所以大角星的视星等即子星2的视星等𝑚2=-2.5lg𝐹2+𝐶。

角宿一是颗双星

35. B。霍曼轨道如下图所示,该轨道远点在火星轨道上,近点在地球轨道上,太阳位于焦点上。根据椭圆几何性质可知轨道半长轴约𝑎=1.5AU+1AU/2=1.25AU。参赛者需事先了解日火距离和日地距离。

霍曼轨道

36. C。由开普勒第三定律可得上述轨道的周期:

轨道的周期

从地球轨道到火星轨道要飞行半个轨道周期,所以飞行时间𝑡=𝑇/2=0.7𝑦𝑟

37. B。当飞行器到达火星时,火星必须同时到达霍曼转移轨道的远点,飞行器才能与火星相遇,变轨被火星俘获。这就要求发射时预留一个“提前量”,在火星发到达交汇点之前发射飞行器。火星公转周期𝑇用1.5 AU轨道半长轴和开三估算结果为671天,准确值约687天。但这个差异并不影响我们的粗略估算。以现场估算的671天为例,已求得飞行时间为0.7𝑦𝑟 ≈ 255天,这段时间内日火连相对日地转过的角度为360° × 255/671 ≈ 137°,由几何关系知发射时日地连线和日火连线的夹角为180°−137°=43°。根据估算条件的差异,结果一般在44°左右。

38. 要以霍曼轨道到达火星,发射时火星、地球和太阳的相对位置有严格要求。三者两次到达相似的相对位置所需要的时间即火星和地球的会合周期。火星和地球的会合周期𝑇 = 𝑇𝑇 / (𝑇 − 𝑇),𝑇用1.5 AU轨道半长轴和开三估算结果为671天,准确值约687天,对应会合周期分别为800天和780天。均可得出答案C。

39. D。Mars 2020已经多次在火星发射窗口前宣布推迟。

40. D

41. A。抛物线轨道和地球轨道的交点刚好是近日点,速度方向与平行于该点的切线,速度大小即地球轨道上的逃逸速度42km/s。

42. A。开普勒第二定律的本质是系统角动量守恒,无论轨道是抛物线、双曲线还是椭圆,均遵从这一规律。

43. B。在近地点,探测器速度42km⁄s ≈ 8.8AU⁄yr,探测器与太阳连线在单位时间内扫过的面积为:

探测器与太阳连线在单位时间内扫过的面积

只要知道图3-A中阴影部分的面积𝑆,即可知道扫过这块面积所需要的时间(飞行时间)∆𝑇。

  图3-A已把抛物线轨道和地球公转轨道交点作为原点建立了直角坐标。以天文单位作为长度单位,该坐标中火星轨道的轨迹方程为:

𝑥² + (𝑦 − 1)² = 2.25

抛物线轨道的轨迹方程为:

4𝑦 = 𝑥²

联立两式解得联立两式解得。根据物理实际舍去𝑥的负数解,可知火星轨道与抛物线转移轨道的交汇点坐标为交汇点坐标。由坐标轴,𝑥和太阳—交汇点连线构成的梯形面积为梯形面积。根据提示,抛物线,𝑥轴和𝑥构成的图形面积为图形面积
所以

S

根据开普勒第二定律

∆𝑇

一种抛物线转移轨道方案。

提示中抛物线焦点(𝑝/2, 0)不准确,应为(0, 𝑝/2)。考虑图3-A与抛物线方程均正确,且根据抛物线的基本性质可判断标准方程,曲线开口和焦点位置的关系,对解题不造成根本性的影响。本题可正常得分。

44. C。3个天体的几何关系如下图所示,只有相位角为90°时,视平面才刚好同时平分亮区和暗区。

3个天体的几何关系

45. A。𝜃 = 30°时,sin 𝜃 = 𝑟/𝑏 = 1/2

46. C。行星亮度正比于行星P所在位置恒星S的辐射流𝐹0 = 𝐿/4𝜋𝑟²(𝐿是恒星光度),正比于它的反照率,反比于𝑑²,正比于行星的接收面积𝐴(横截面积)。其中反照率和地表物质化学成分、地形、大气等因素有关。

47. 由46小题提到的比例关系可排除,得出答案为A。

48. B。根据普森公式

根据普森公式

49. C。两行星的运行轨道都是圆轨道,所以𝑏和𝑟都是常数。已知1/2

  由正弦定理可得𝛼 = 45°时,1/2,𝜃 ≈ 20.7°,∠𝑃𝑆𝑂 = 114.3°。再次应用正弦定理,得2.58𝑟,𝑑′² ≈ 6.65𝑟²。

0.76

  当𝛼 = 90°时,

0.32

  由48小题答案可知𝛼 = 45°视星等

𝛼 = 45°视星等

评卷分析:
  按选择最接近答案的原则,本题应选D,但D选项亮度低于2等,会影响50小题亮度极大时刻的判断。视星等与相位角的关系如下面两图所示,上图是相位角0°-100°范围的局部放大,解题中需要计算的数据点以及题目作为条件给出的数据点已用红叉标注。上合与大距之间,行星亮度不会低于2等,大距之后亮度会一直变暗。图中给出的亮度极大值出现在相位角62°左右。若以α=45°时,视星等为2.3等为判据,有可能造成上合时亮度最高的误判。
  在正确的计算中,虽然相位角在0°和45°时亮度差异很小(α=0°,m=1.95),但起码可说明相位角0°增大到90°过程中,亮度整题趋势在下降。如果有亮度极大值点存在,也应该在大距和上合之间出现。
  本题可考虑取消计分,50小题可通过运算结果排除选出,可保留。

视星等与相位角的关系

50. 上合当天的亮度约1.95等,比1.93等稍暗,排除C。内行星不存在冲,可以排除B。𝛼 = 45°到𝛼 = 90°亮度在下降;𝛼 = 0°到𝛼 = 45°亮度缓慢增加,又从几何分析可知𝛼 = 90°时恰好大距,所以上合和大距之间存在一个亮度极大点。答案A最符合分析结果。


2020年广东省中学生天文知识竞赛复赛试题(低年组 实测与理论部分)

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。
2、参赛选手请将答案填写在答题纸的有效答题区域上,在本试卷上的作答结果按无效处理。比赛结束时将回收答题纸(草稿纸)。
3、每张A4答卷的开头都有“答题纸□ 草稿纸□”标识,除了首张答卷外,选手可根据需要自由选择每张空白答卷的用途。所有用作答题纸的答卷都要在“答题纸□”的方框中打“√”,并按作答顺序标上页码。所有用作草稿纸的答卷都要在“草稿纸□”的方框中打“√”。废弃的答题纸需把“√”涂抹掉。
4、全卷总分100分,答题时间90分钟。
5、考试结束前30分钟方可交卷离场。交卷时答题纸按顺序放置在上方,草稿纸和废弃的答题纸放置在下方。
6、本场考试允许使用不具编程功能的科学计算器。

1. 红巨星支上端(共32分)
  中低质量恒星在核心的氢燃尽后,将进入红巨星阶段,此时恒星的能量主要来自包围致密氦核(未燃烧)的氢燃烧壳层。随着氦核质量不断增长,恒星将沿着赫罗图上的红巨星支(Red Giant Branch)上移,直到氦核的质量达到临界,触发“氦闪”,恒星从红巨星支跳转到赫罗图的高温端,这使得恒星在赫罗图上的演化轨迹显得不连续,红巨星支存在一个上顶点,称为红巨星支上端(Tip of the Red Giant Branch,简称TRGB)。在I波段,TRGB的绝对星等约-4等,可充当标准烛光。

1.1 图1-1是一颗1倍太阳质量恒星在赫罗图上的等龄线(可看作恒星的演化轨迹)。请在答题纸上的图片里作以下标注:在红巨星支旁边标注“RGB”;用“●”标出红巨星支上端的位置,并在旁边标注TRGB。(6分)

1倍太阳质量恒星的演化轨迹
图1-1 1倍太阳质量恒星的演化轨迹。

1.2 Hatt等人利用哈勃望远镜上的先进巡天照相机广域通道(ACS/WFC)的测光数据,通过TGRB法测量NGC 1148和NGC 1316的距离(Hatt et al.2018),相关信息总结在表1-1中。请估算NGC 1316的真距离模数和距离。(12分)

NGC-1148和NGC-1316的部分测光信息

表1-1 NGC 1148和NGC 1316的部分测光信息。其中𝑚TRGB是两天体在I波段中TRGB观测视星等,𝐴F814W是𝑚TRGB所在波段的消光。(Hatt et al.2018)

用ACS/WFC数据绘制的赫罗图(Hatt et al.2018)
图1-2

1.3 图1-2是用ACS/WFC数据绘制的赫罗图(Hatt et al.2018),箭头和红线标出了计算机程序判断的TRGB所在位置。在TRGB周围和上方,还有很多零散分布的非RGB恒星样本干扰我们的判断。参考图1-1,这些干扰样本可能主要是什么恒星?(6分)

1.4 假设GAIA卫星能测出0.15毫角秒的周年视差,它能不能通过三角视差法直接测量NGC 1316或星系内的亮星的距离?(8分)

2. 月亮的颜色。(共24分)

2.1 简单说明为什么有时明明没发生月食,刚升起来的月亮却是红色的,但升高后就变成黄白色?(16分)

2.2 有时人们还会说某个月里将出现“蓝月亮”(天文术语)。简述什么是“蓝月亮”。(8分)

3. 星历表(共44分)
  下表是太阳系某行星的星历表。请根据表中的信息回答下列问题。

3.1 绘制该行星的地平高度ℎ 随北京时间 𝑡 变化的曲线图。(14分)
3.2 该天体在当天什么时刻上中天?(6分)
3.3 已知观测者在北半球,估算观测点的地理纬度,要求误差在2角分以内。(8分)
3.4 估算观测点的地理经度,要求误差在10角分以内。(10分)
3.5 判断该天体是太阳系内还是太阳系外的天体,需简述判断依据。(6分)

太阳系某行星的星历表

参考答案

1.1 (每个标注项各2分,共6分)

1倍太阳质量恒星的演化轨迹标注

1. 由表1-1可知NGC 1316的TRGB观测视星等为𝑚TRGB = 27.4 mag,对应的消光值为𝐴 = 0.03 mag。所以真距离模数为:
(没考虑消光不得分)

真距离模数

NGC 1316的距离为:
(用视距离模数扣1分)

NGC 1316的距离
(没考虑消光但计算正确扣1分)

1.3 由图1-1可发现渐近巨星支与TRGB非常靠近,且延伸到TRGB之上。这些渐进巨星支上的恒星会对判断造成干扰。

1.4 GAIA能测出𝜌=1.5×10-4"的周年视差,即它测距的上限为:

测距的上限

因为 𝑑 ≫ 𝑑max,所以GAIA无法通过三角视差法直接测量该天体的距离。

2.1 地球大气会散射月表反射过来的光。月光穿过的大气越厚,光线到达地表时所受的散射作用就越强。大气的散射作用对不同波长的光效果是不一样的,光的波长越短(颜色越蓝),所受的散射作用越强(即红化),这使得观测者看到偏红的月亮。月球刚升起时,到达观测者的光穿过的地球大气相对较厚,随着月球逐渐升高,光线穿过的地球大气厚度减少,大气散射导致的红化效应随月球地平高度的增加而减弱。综上,月球在地平线附近看起来会偏红,升高后会更接近原来的颜色。但是,在大气较为澄清的状态下,一般只会看到低空中的月亮呈黄色。红色的月亮多出现在有云雾、有灰霾、地表有明显的空气污染源或有大面积沙尘出现等场合。这些场景中,空气中的颗粒物,大大增强了大气的散射作用,使月亮呈现明显的红色。

要点:
地球大气的散射起主导作用。
散射强度与波长的关系。
天体地平高度与散射强度的关系。
低空小颗粒物的贡献。

2.2 蓝月亮是指拥有4次满月的季节里,出现的第3次满月。
  到了现代,由于著名天文科普杂志《天空与望远镜》在一篇1946年刊登的科普文章里内容出现失误,很多人误以为蓝月亮是指公历中一个月里出现的第2次满月。回答该答案亦可得分。

3.1

该行星的地平高度ℎ随北京时间𝑡变化的曲线图

3.2 由上图或星历表可知该天体在当天北京时间16:30上中天。
  提示:上中天时,天体地平高度达到最大值,出现在正南或正北方。由“时分秒”和“度分秒”计量系统的关系可知直接读取表中数据即可满足精度要求。

3.3 天体上中天时的地平高度ℎmax、当地地理纬度𝜁和天体赤纬𝛿之间具有如下关系:

max = 90° − |𝛿 − 𝜁|

由星历表得ℎmax = 34°41′,𝛿 = -25°8′。代入数据计算得:

𝜁 = −80°27′ 或 30°11′

即因为观测点在北半球,所以观测点在北纬30°11′。

3.4 天体上中天时,天体赤经等于本地恒星时𝑆,即:

𝑆 = 𝛼 = 16ℎ33𝑚

已由星历表查知天体上中天时东经120°地区的恒星时为𝑆0 = 18ℎ14𝑚
观测点的经度 𝜆 = 120° + (𝑆 − 𝑆0)
代入数据得 𝜆 = 94°45′,即东经94°45′

3.5 该天体的赤经赤纬在一天内有明显变化,正常只有太阳系内的天体才会相对恒星背景出现那么快的移动。该天体应在太阳系内。


2020年广东省中学生天文知识竞赛复赛试题(高年组 实测与理论部分)

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。
2、参赛选手请将答案填写在答题纸的有效答题区域上,本试卷上的作答结果按无效处理。比赛结束时将回收答题纸及草稿纸。
3、总分100分,考试时间90分钟。
4、本场考试允许使用不具编程功能的科学计算器。

1. 红巨星支上端(共40分)

  中低质量恒星在核心的氢燃尽后,将进入红巨星阶段,此时恒星的能量主要来自包围致密氦核(未燃烧)的氢燃烧壳层。随着氦核质量不断增长,恒星将沿着赫罗图上的红巨星支(Red Giant Branch)上移,直到氦核的质量达到临界,触发“氦闪”,恒星从红巨星支跳转到赫罗图的高温端,这使得恒星在赫罗图上的演化轨迹显得不连续,红巨星支存在一个上顶点,称为红巨星支上端(Tip of the Red Giant Branch,简称TRGB)。

1.1 图1-1是一颗1倍太阳质量恒星在赫罗图上的演化轨迹。请在答题纸上的图片里作以下标注:在红巨星支旁边标注“RGB”;用“●”标出红巨星支上端的位置,并在旁边标注TRGB。(6分)

1倍太阳质量恒星的演化轨迹
图1-1 1倍太阳质量恒星的演化轨迹。

1.2 图1-2是通过理论模型计算的低质量恒星的等龄线。V、I、J、H 和K波段中,哪一个波段的TRGB最适合充当标准烛光?该波段下TRGB的绝对星等是多少(精确到个位)?(8分)

VIJHK五个波段下,不同金属丰度的恒星的100亿年等龄线(对应红巨星支)

图1-2 VIJHK 五个波段下,不同金属丰度的恒星的100亿年等龄线(对应红巨星支),纵坐标为绝对星等。每个子图中从左到右五条等龄线分别对应金属丰度-2.0、-1.0、-1.2、-0.8、-0.4。(Freedman et al.2020)

1.3 Hatt等人利用哈勃望远镜上的先进巡天照相机广域通道(ACS/WFC)的测光数据,通过TGRB法测量NGC 1148和NGC 1316的距离(Hatt et al.2018),相关信息总结在表1-1中。请估算NGC 1316的真距离模数和距离。(12分)

NGC-1148和NGC-1316的部分测光信息

表1-1 NGC 1148和NGC 1316的部分测光信息。其中𝑚TRGB是两天体在2.2小题答案波段中的TRGB观测视星等,𝐴F814W是𝑚TRGB所在波段的消光。(Hatt et al.2018)

用ACS/WFC数据绘制的赫罗图(Hatt et al.2018)
图1-3

1.4 图1-3是用ACS/WFC数据绘制的赫罗图(Hatt et al.2018),箭头和红线标出了计算机程序判断的TRGB所在位置。在TRGB周围和上方,还有很多零散分布的非RGB恒星样本干扰我们的判断。参考图1-1,这些干扰样本可能主要是什么恒星?(6分)

1.5 除了TRGB以外,列举两种理论上可用于测量河外星系距离的标准烛光。(8分)

2. 星历表(共60分)

太阳系内金星的星历表,该天体远日点在土星轨道以内

  上表是太阳系内某天体的星历表,该天体远日点在土星轨道以内,偏心率小于0.1。已知北京时间2021年1月1日0:00的儒略日为2459215.167。

2.1 简单绘制该天体的相位𝜑 随时间 𝑡 变化的曲线图。(14分)
(提示:①可将JD 2459215.167记为 𝑡 = 0 day;②选择20个左右的关键数据点即可绘制出变化曲线轮廓)
2.2 估算该天体的公转周期。(8分)
2.3 估算该天体的轨道半长轴。(6分)
2.4 这可能是哪个天体的星历表?(4分)
2.5 图2-1是北京时间2021年10月17日该天体在某地的详细星历表。请确定该天体上中天的时刻(误差2分钟以内)。(4分)
2.6 估算天体在2021年10月17日上中天时的赤经和赤纬。(10分)
2.7 估算观测点的地理经纬度。(14分)

北京时间2021年10月17日该天体在某地的详细星历表
图2-1

参考答案

1.1 (每个标注项各2分,共6分)

1倍太阳质量恒星的演化轨迹标注

1.2 标准烛光的光度因受尽量少的因素影响,I波段上,TRGB的绝对星等值几乎不受金属丰度影响,所以I波段下的TRGB最适合充当标准烛光,该波段下TRGB的绝对星等为𝑀TRGB = −4 mag。

1.3 由表1-1可知NGC 1316的TRGB观测视星等为𝑚TRGB = 27.4 mag,对应的消光值为𝐴 = 0.03 mag。所以真距离模数为:
(没考虑消光不得分)

真距离模数

NGC 1316的距离为:
(用视距离模数扣1分)

NGC 1316的距离
(没考虑消光但计算正确扣1分)

1.4 由图1-1可发现渐近巨星支与TRGB非常靠近,且延伸到TRGB之上。这些渐进巨星支上的恒星会对判断造成干扰。

1.5 如Ia型超新星和造父变星。(每种4分,答案合理即可)

1.5

相位𝜑随时间𝑡变化的曲线图

2.2 由𝜑 − 𝑡 图或星历表可查出行星相位在𝑡 = 85天和 𝑡 = 662天左右达到最大值,所以该行星的相位变化周期为:

𝑇 = 662天 − 85天 = 577天

(参考答案±45天内皆可得分)

相位变化周期反映的是天体与地球的会合周期,又由天体相位可降为0推知天体轨道在地球轨道以内,设天体公转周期为𝑃,地球公转周期𝑃 = 365天,可得:

天体与地球的会合周期

(答案在216-230天之间皆可)

2.3 由上问解答得知天体的轨道周期𝑃 ≈ 0.61 yr,
  设天体轨道半长轴为𝑎,由开普勒第三定律得:

轨道半长轴

2.4 结合天体的低轨道偏心率,轨道位于地球轨道以内以及轨道半长轴等条件,可判断该天体很可能是金星,这是金星的星历表。

2.5 由表2-1可知该天体在当天北京时间16:30上中天。
  提示:上中天时,天体地平高度达到最大值,出现在正南或正北方。由“时分秒”和“度分秒”计量系统的关系可知直接读取表中数据即可满足精度要求。

2.6 由题干的星历表得:
JD=2459495.17时,天体赤经和赤纬分别为𝛼1 = 15ℎ48𝑚31𝑠,𝛿1 = −22°41′19′′
JD=2459505.17时,天体赤经和赤纬分别为𝛼2 = 16ℎ34𝑚28𝑠,𝛿2 = −25°11′48′′

上述区间天体的赤经和赤纬平均变化率为:

区间天体的赤经和赤纬平均变化率

由表2-1查得天体上中天时的儒略日为JD=2459504.85,通过内插法估算天体在上中天时的赤经和赤纬分别为:

通过内插法估算天体在上中天时的赤经和赤纬

代入数据得 𝛼 ≈ 16ℎ33𝑚,𝛿 ≈ −25°7′。
(内插方法合理,计算准确即可)

2.7 天体上中天时的地平高度ℎmax、当地地理纬度𝜁 和天体赤纬𝛿 之间具有如下关系:

max = 90° − |𝛿 − 𝜁| (2分)

由表2-1得ℎmax = 34°41′(2分),结合2.6小问结果解得当地地理经度为:

𝜁 = −80°26′ 或 30°12′(每个解1分)

即南纬−80°26′ 或北纬30°12′。

天体上中天时,天体赤经等于本地恒星时𝑆,即:

𝑆 = 𝛼 = 16ℎ33𝑚

已知天体上中天时东经120°地区的恒星时为𝑆0 = 18ℎ14𝑚
观测点的经度 𝜆 = 120° + (𝑆 − 𝑆0)
代入数据得 𝜆 = 94°45′,即东经94°45′

(本文共有801人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

  2021年9月25日,第十六届广东省中学生天文知识竞赛暨2021年全国中学生天文知识竞赛广东赛区预赛结束。省赛同时是国赛的选拔赛。2021年CNAO全国赛的预赛将不再接收广东省学籍选手的报名。
  本次竞赛由广东天文学会和广州市青少年科技教育协会主办,由广州市教育局支持,由广东省青少年科技中心、广东省地理学会教育与科普专业委员会、广州大学物理与材料科学学院、增城区凤凰实验小学协办。该赛事是2019年广东省教育厅批准的第一批面向全省中小学生竞赛活动,参赛人数约6600人,在全省88个考场进行,参与人数创历史新高。本轮初赛将选出100-200名选手参加10月中旬举办的复赛,争夺进入全国决赛的名额。

2021年广东省中学生天文知识竞赛试题(低年组)
2021年9月25日下午14:00-16:00 闭卷

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。
2、选择题全部为单项选择,考生直接在试题页面中点选一个最接近正确的答案,答错不扣分。
3、总分100分,每题2分,考试时间90分钟。
4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。
5、考试开始后45分钟方可交卷。
6、比赛结果将在广东天文学会网站和微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1. 我国的“天问一号”火星探测器在今年5月15日成功释放着陆器携带火星车________登陆火星。(  )
A. 祝融号  B. 火神号
C. 荧惑号  D. 萤火号

2. 北京时间2021年4月19日下午,_________无人机在火星上完成首次试飞,成为首个在地球以外的行星上御风飞行的人造物体。(  )
A. 机智号  B. 毅力号
C. 好奇号  D. 敏捷号

3. 下一次我国境内可见的日食发生在?(  )
A. 2021年12月4日
B. 2022年10月25日
C. 2023年4月20日
D. 2027年8月2日

4. 2020年12月17日,嫦娥五号的返回器成功降落四王子旗,将约_________千克月球样本带回地球。(  )
A. 0.2 B. 0.5 C. 1 D. 2

5. 美国宇航局的________探测器于今年5月从小行星“贝努”踏上返程之旅。(  )
A. 黎明号
B. 隼鸟2号
C. 奥西里斯王号
D. 冥土号

6. 2020年年底,曾为世界上最大的单孔径射电望远镜的___________发生倒塌。(  )
A. 波恩望远镜
B. 绿岸望远镜
C. 帕克斯望远镜
D. 阿雷西博望远镜

7. 今年10月,___________将把3名中国航天员送往中国空间站。(  )
A. 神州十一号
B. 神州十二号
C. 神州十三号
D. 神州十四号

8. ___________曾在今年6月出现故障,一度停止工作。(  )
A. 慧眼硬X射线调制望远镜
B. 盖亚望远镜
C. 哈勃空间望远镜
D. 凌星系外行星巡天卫星

9. 今年在我国境内看不到?(  )
A. 太阳黑子
B. 日环食
C. 英仙座流星雨
D. 土星合月

10. 为了纪念人类首次载人航天任务“东方一号”的成功,每年的4月12日被定为世界航天日。2021年的世界航天日恰是该次任务成功的(  )周年纪念日。
A. 45 B. 50 C. 55 D. 60

Part 2. 基础知识

Ⅰ. 请回答以下10道独立的小题。

11. 以下哪个星座所占天区面积最大?(  )
A. 人马座  B. 南十字座
C. 大犬座  D. 小熊座

12. 月球的年龄约为?(  )
A. 20亿年  B. 30亿年
C. 40亿年  D. 45亿年

13. 一位在南半球念书的留学生发现有两个云雾状天体围绕南天极做周日视运动,它们的视直径分别约为10度和5度,它们最可能是?(  )
A. 大麦哲伦云和小麦哲伦云
B. M31星系和M33星系
C. 猎户座大星云和昴星团
D. M57环状星云和M27哑铃星云

14. 在不同的节气,观测者对同一物体测得的正午日影长度不同,这反映太阳正午高度角在一年里会随时间变化。在广州,以下哪个节气的正午日影最长?(  )
A. 清明 B. 夏至 C. 惊蛰 D. 冬至

15. 两个天体间的万有引力大小反比于它们的?(  )
A. 质量   B. 距离的平方
C. 距离   D. 质量的平方

16. 用双筒望远镜可以比直接用肉眼看到更多星星,这是主要是因为?(  )
A. 双筒望远镜物镜焦距比人眼长,拥有更大的放大率
B. 双筒望远镜物镜直径比人眼瞳孔直径大,拥有较强的聚光本领
C. 双筒望远物镜焦距比人眼长,拥有更小的底片比例尺
D. 双筒望远镜的玻璃质量比人眼晶状体的更好

17. 现行公历平均每年的长度为?(  )
A. 355天
B. 365.25天
C. 365.242天
D. 365.256天

18. 七夕故事中的主角,牛郎星和织女星,与天津四一起构成?(  )
A. 夏季大三角
B. 冬季大三角
C. 春季大三角
D. 秋季大三角

19. 下列哪种天体还没被天文观测证实存在?(  )
A. 褐矮星  B. 中子星
C. 热木星  D. 黑矮星

20. 谷神星是最大的小行星,它的发现者是?(  )
A. 汤博   B. 皮亚齐
C. 伽利略  D. 赫歇尔

Ⅱ. 本部分包含第21-25小题。请在编号①至⑦备选答案中,选取最合适的一项填入下表的空格。并在答题卡上将编号对应的选项用2B铅笔涂黑。每个备选答案在本部分中最多使用1次。
(提示:Pioneer /ˌpaɪəˈnɪr/ 先驱者、开拓者)

2021年广东题图1

2021年广东题图2

21. A. ① B. ③ C. ④ D. ⑥(  )
22. A. ① B. ③ C. ⑤ D. ⑥(  )
23. A. ① B. ③ C. ⑤ D. ⑥(  )
24. A. ② B. ④ C. ⑤ D. ⑦(  )
25. A. ② B. ⑤ C. ⑥ D. ⑦(  )

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 天宫空间站

  我国天宫空间站的核心舱在2021年4月29日顺利升空进入绕地轨道。国内外的天文爱好者已多次在地面观测到核心舱过境闪光。附录中的图1-A是今年的某次过境预报,观测地经度约114.3度;图1-B是天宫空间站的相关资料。请参考图1-A和图1-B,结合现实情况回答26-33小题。

26. 天宫空间站核心舱的名字叫?(  )
A. 问天 B. 梦天 C. 天和 D. 天舟

27. 空间站的过境过程中,与下列哪颗恒星的角距离最小值最大?(  )
A. 玉衡   B. 天津四
C. 开阳   D. 织女星

28. 用一套10°左右视场的设备拍摄,经过后期处理后(不违反天体位置的真实性)我们有可能得到核心舱与下列哪个天体的合照?(  )
A. M13 B. M15 C. M7 D. M16

29. 核心舱过境时,空中最亮的行星是?(  )
A. 木星 B. 金星 C. 土星 D. 月球

30. 织女星赤经为18h 38m,赤纬为38°48′,这次过境事件最可能发生在下列哪个时段?(  )
A. 8月上旬   B. 9月上旬
C. 10月上旬 D. 11月下旬

31. 观测地的纬度约为北纬__________。
A. 67° B. 46° C. 36° D. 23°

天宫空间站32. 右图中从左上到右下的轨迹线是本次过境发生时天宫空间站的星下点轨迹(所谓星下点,即天体在地球表面的投影点),白色“×”标示了与图1-A预报相对应的观测点。如果我们想通过开车转移,捕捉天宫空间站穿过天顶的瞬间,我们可从该观测点出发往哪个方向移动?(  )
A. 东南 B. 西南 C. 东北 D. 正东

33. 关于天宫空间站,下列描述不准确的一项是?(  )
A. 口径30厘米的望远镜不可能分辨出核心舱的太阳能板轮廓
B. 从地面上看,核心舱过境时的亮度有时可以比北落师门还亮
C. 当天宫空间站建成后,过境亮度会整体比现在高
D. 广东的观测者有时可以观测到天宫凌日或者凌月的现象

Ⅱ. 宜居带

  液态水对生命而言,是一种常见且重要的介质。天文学中对宜居带的定义,也多和星球表面是否能稳定存在液态水有关。在上世纪,Kasting等人给出一套经典的宜居带模型(Kasting et al. 1993)。该模型在一个和地球类似的星球上,构建一个以氮气为背景,包含CO2和H2O两种气体的大气,然后分析这个星球拥有不同地表温度时到恒星的距离,判断恒星周围能让星球表面能稳定存在液态水的空间范围,从而划定宜居带。后来Kopparapu等人在Kasting等人的模型上进行了改进(Kopparapu et al.2013),表2-A和图2-A给出了新模型的部分结果。

34. 宜居带的内边界是根据水的散逸情况判定的。如果过于靠近太阳,太阳辐射流量过大,地表上的水将快速汽化并在高能辐射的作用下离解和逃逸到太空中。太阳的辐射流量𝑓与行星轨道半径𝑟的关系是?(  )
A. 𝑓正比于1/𝑟
B. 𝑓正比于1/𝑟²
C. 𝑓正比于𝑟
D. 𝑓正比于𝑟²

35. 宜居带的外边界是以温室效应能让地表温度保持273K为判据的。在比外边界更远离太阳的地方,无地质活动星球的表面,绝大部分地表水的存在形式是?(  )
A. 等离子体  B. 液态
C. 固态    D. 气态

36. 根据表2-A的结果,我们可以发现同等条件下?(  )
A. 太阳周围的宜居带位置与行星大小无关
B. 质量越大的行星,宜居带外边界越远离太阳
C. 质量越大的行星,宜居带越宽
D. 质量越小的行星,宜居带内边界越接近太阳

37. 根据图2-A中Kopparapu等人的计算结果以及表2-B的信息,当一颗和地球相同的行星出现在一颗K5型主序星附近时?(  )
A. 宜居带平均半径约0.3 AU
B. 宜居带宽度约0.31 AU
C. 如果行星的轨道参数与水星一样,它将完全位于宜居带内
D. 如果行星的轨道参数与木星一样,它将位于宜居带内

38. 根据图2-A和表2-B,我们还可以发现?(  )
A. 光度越大的主序星,宜居带越窄
B. 随着主序星光度增大,宜居带内边界在有的阶段反而会向里缩小
C. 随着主序星光度增大,宜居带的外边界始终在缩小
D. 光度越大的主序星,宜居带整体越靠外

39. 我们对宜居行星的判断,总是依赖特定的模型。但任何模型都会有不完善的地方,例如Kopparapu等人的模型对宜居带的判断并没有完整地考虑云层、磁场和其它温室气体等因素的影响。太阳系中有一颗恒星不在计算出的宜居带内,但观测表明它的表面曾经也拥有大面积的液态水,这个行星是?(  )
A. 火星 B. 金星 C. 水星 D. 木星

40. 地球上的温室效应主要由水蒸气和二氧化碳贡献,其中水蒸气的贡献更大。如果阳光的强度降低,表面大气有效吸收的太阳辐射量可能下降得比太阳辐射本身更剧烈,关于上述现象以下推断中最不准确的一项是?(  )
A. 太阳辐射强度降低会减少地表可吸收的太阳能总量,使地表整体降温
B. 地表降温会使永久性冰川面积扩大,增加地球反照率,进一步降低地表对阳光的吸收
C. 全球性降温和永久性冰川大面积扩张可能降低全球大气的含水量,进一步削弱温室效应
D. 地质和生物活动具有影响全球气温的潜力,即使远离宜居带也可让平均温度保持稳定

41. 太阳系内也有一些星球,它们虽然在宜居带的外边界之外,但它们借助其它形式的热源,内部也可能存在大面积的液态水海洋。例如?(  )
A. 月球    B. 木卫二
C. 土卫六   D. 水星

42. 41小题中的天体其维持液态海洋的热源来自?(  )
A. 太阳辐射  B. 生物质能
C. 潮汐加热  D. 引力塌缩

Ⅲ. 摇摆的星点

  距离是天体重要的参数之一,天文学家有很多不同的方法测量天体距离,其中三角视差法是其中一种精确测量近邻恒星距离的方法。如下图所示,如果仅考虑地球的公转运动,一年中对恒星在天球上的位置进行高精度测量,恒星的位置将呈现为一个椭圆型的轨迹,称为视差椭圆,它的半长轴张角就是天体的周年视差。天文学家通过观测获得视差椭圆,即可定出天体的周年视差。

parallactic-ellipse.webp

  发射于2013年的欧洲空间局盖亚(Gaia)卫星于2014年7月25日开始了科学观测,在光学波段扫描全天恒星,获取了它们的位置、周年视差、自行、视向速度等参数。它通过三角视差的方法测定了银河系内超过13亿颗恒星的距离,为我们对银河系的形成和运动状况提供了宝贵的数据。

43. 周年视差是以_________天文单位的有效基线测得的恒星视差。(  )
A. 10 B. 5 C. 2 D. 1

44. 图3-A展示了天赤道附近某恒星去除了自行后的位置变化图。通过椭圆轨迹可测得该恒星的周年视差为?(mas表示毫角秒)(  )
A. 142.1 mas B. 296.3 mas
C. 51.0 mas   D. 107.8 mas

45. 该恒星的距离为?(  )
A. 3.37 pc  B. 7.04 pc
C. 9.80 pc  D. 19.62 pc

46. 根据距离判断,图3-A中测量的最可能是下列哪颗恒星?(  )

parallax.webp

47. 除了视差,恒星还会因自行而出现位置变化。图3-B是上述恒星在自行和周年视差共同作用下4条可能的运动轨迹,原点是轨迹的出发点。根据44小题的结果,请问哪一条轨迹最符合真实情况?(  )
A. ① B. ② C. ③ D. ④

48. 根据46小题的结果,这颗恒星在以下哪个月份在地球上最难被观测?(  )
A. 2月 B. 6月 C. 9月 D. 12月

49. 已知图3-A的恒星视星等为9.65等,它的绝对星等为?(  )
A. 10.4等  B. 9.7等
C. 8.9等    D. 8.2等

50. 已知它的B视星等为11.15等,V视星等为9.65等,它最有可能是一颗?(  )
A. 蓝巨星
B. 白色的主序星
C. 黄色的主序星
D. 红色的亚矮星

附录

天文常数

Ⅰ. 天宫空间站

天宫空间站在2021年内某次过境预报。
图1-A 天宫空间站在2021年内某次过境预报。

图1-B 天宫空间站相关资料。
图1-B 天宫空间站相关资料。

Ⅱ. 宜居带

表2-A 不同行星在太阳附近的宜居带范围
不同行星在太阳附近的宜居带范围

1. 所有模拟星球都拥有相同的表面大气压强和组分比例
2. 内外边界数值指太阳到边界的半径
3. 超级地球的质量取10倍地球质量

表2-B 主序星参数表
主序星参数表

不同质量主序星的宜居带外边界与内边界。

图2-A 不同质量主序星的宜居带外边界与内边界(假设行星与地球相似),实线是本题中Kopparapu等人的模型的计算结果。(取自Kopparapu et al. 2013)

Ⅲ. 摇摆的星点

盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图3-A 盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图3-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

图3-B 图3-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

2021年广东低年组答案
1-10    AABDC   DCCBD
11-20  ADADB   BCADB
21-30  CADCA   CDBBB
31-40  DCABC   CBDBD
41-50  BCDAB   BDCAD


2021年广东省中学生天文知识竞赛试题(高年组)
2021年9月25日下午14:00-16:00 闭卷

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。
2、选择题全部为单项选择,考生直接在试题页面中点选一个最接近正确的答案,答错不扣分。
3、总分100分,每题2分,考试时间90分钟。
4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。
5、考试开始后45分钟方可交卷。
6、比赛结果将在广东天文学会网站和微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1. 我国的“天问一号”火星探测器在今年5月15日成功释放着陆器携带火星车_________登陆火星表面。(  )
A. 祝融号  B. 火神号
C. 荧惑号  D. 萤火号

2. 北京时间2021年4月19日下午,_________无人机在火星上完成首次试飞,成为首个在地球以外的行星上御风飞行的人造物体。(  )
A. 毅力号  B. 机智号
C. 好奇号  D. 敏捷号

3. 在我国境内,今年5月26日可以观测到(  )
A、月全食  B、日环食
C、日全食  D、日偏食

4. 以下哪颗行星在9月达东大距?(  )
A. 水星 B. 金星 C. 火星 D. 土星

5. 关于筹划多年的平方公里阵列(SKA),下列说法中不准确的一项是?(  )
A. 于今年7月正式启动建设工作
B. 今年4月29日全国人大常委会批准《成立平方公里阵列天文台公约》的决定
C. 今年2月,平方公里阵列天文台正式成立
D. 中频阵列在澳大利亚,低频阵列在南非

6. 2020年年底,曾为世界上最大的单孔径射电望远镜的___________发生倒塌。(  )
A. 波恩望远镜
B. 绿岸望远镜
C. 帕克斯望远镜
D. 阿雷西博望远镜

7. 广州大学天文系于2020年11月成立,计划招收天文专业本科生。目前为止,广东省内有天文学院或者天文系的高校有哪两所?(  )
A. 中山大学、广州大学
B. 华南理工大学、广州大学
C. 华南师范大学、广州大学
D. 暨南大学、广州大学

8. 2021年3月,中国国家航天局与哪个国家/地区联盟的航天公司签署了关于合作建设国际月球科研站的谅解备忘录?(  )
A. 美国   B. 巴基斯坦
C. 俄罗斯  D. 欧盟

9. 下列哪个彗星并非于2021年回归近日点(  )
A. C/2020 T2 Palomar
B. 7P/Pons-Winnecke
C. 15P/Finlay
D. 46P/Wirtanen

10. 今年年中,空间望远镜____________曾因故障停机1个多月。(  )
A. HST    B. GAIA
C. CSST  D. TESS

Part 2. 基础知识

11. 太阳目前处于第25个活动周期,一个太阳活动周期平均长度为?(  )
A. 1年 B. 6年 C. 11年 D. 60年

12. 月球的年龄约为?(  )
A. 20亿年  B. 30亿年
C. 40亿年  D. 45亿年

13. 一位在南半球念书的留学生发现有两个云雾状天体围绕南天极做周日视运动,它们的视直径分别约为10度和5度,它们最可能是?(  )
A. 大麦哲伦云和小麦哲伦云
B. M31星系和M33星系
C. 猎户座大星云和昴星团星团
D. M57环状星云和M27哑铃星云

14. 在不同的节气,观测者对同一物体测得的正午日影长度不同,这反映太阳正午高度角在一年里会随时间变化。在广州,以下哪个节气的正午日影最长?(  )
A. 清明 B. 夏至 C. 立冬 D. 冬至

15. 中国传统的星官“鬼宿”其主体位于哪个星座?(  )
A. 长蛇座  B. 双子座
C. 摩羯座  D. 巨蟹座

16. 用双筒望远镜可以比直接用肉眼看到更多星星,这是主要是因为?(  )
A. 双筒望远镜物镜焦距比人眼长,拥有更大的放大率
B. 双筒望远镜物镜直径比人眼瞳孔直径大,拥有较强的聚光本领
C. 双筒望远镜物镜焦距比人眼长,拥有更小的底片比例尺
D. 双筒望远镜的玻璃质量比人眼晶状体的更好

17. 人类已经向火星发射过不少登陆器,但甚少有登陆金星的项目,本世纪至今更是一次金星登陆任务也没有。以下哪项对金星登陆器的探测任务影响最大?(  )
A. 天文学家对金星不感兴趣
B. 金星表面环境太恶劣,探测器难以长时间工作
C. 金星位于地球轨道以内,很难控制轨道精确制动
D. 金星云层太厚,行星科学家对金星地貌一无所知

18. 奎宿九(仙女座β)的视星等为2等,织女星的亮度约为奎宿九的?(  )
A. 6.3倍  B. 15.9倍
C. 20倍   D. 0.16倍

19. 以下哪一个叙述不正确?(  )
A. 根据目前观测,可观测宇宙内各种组分占比约为:常规物质占5%、暗物质占27%、暗能量占68%
B. 偏离频道的老式电视机会显示满屏雪花(噪声),其中包含来自宇宙微波背景辐射的贡献
C. 因为天体间的引力作用,宇宙膨胀的速度正在减慢
D. 宇宙微波背景辐射存在涨落,温度差异接近十万分之一的量级

20. 分子云是恒星诞生的摇篮。在分子云中,大部分氢以H2的形式存在,难以通过中性氢原子谱线来示踪物质的分布和运动。但有一种丰富度仅次于氢分子的极性分子,在射电波段能产生较强的信号,指示分子气体的踪迹,帮助天文学家了解分子云的物理信息。这种分子是?(  )
A. CH3COOH B. CO
C. N2      D. NO

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 模拟观测

  受现实条件制约,广东省内某天文社从上年至今一直无法组织外出观测活动。为了让社员们了解基本的观测知识,观测部长经过向指导老师申请后,在一个多云的晚上带领社员们用手机和平板开展星空辨认活动。他们利用常见天文App中的AR功能,透过屏幕观测所指方向的天空实况,从而了解现在天空中的天体分布。图1-A和图1-B是活动图中的手机截屏,时间是北京时间。请根据它们回答21-26小题。

21. 观测部长首先介绍春季大三角和春季大圆弧,当他介绍大角星时画面如图1-A所示。此时大角星出现的方位接近?(  )
A. 正南 B. 正北 C. 正东 D. 正西

22. 出现图1-A的画面后,接下来该如何移动屏幕,找到角宿一?(  )
A. 向左移动  B. 向上移动
C. 向下移动  D. 向右移动

23. 在图1-A左下方圈选的位置附近有一个著名的深空天体,它是?(  )
A. M13 B. M35 C. M44 D. M92

24. 当观测部长回到拱极星区时,一位新社员才发现他手机中的画面和别人的不同,具体情况如图1-B所示。观测部长看了他的手机设置,发现这位同学时间设置正确,但没打开定位,所以系统自动获取经纬度失败,导致模拟错误。这位同学的APP选定的观测纬度约?(  )
A. 23°S B. 47°N C. 46°S D. 38°N

25. 这位同学模拟的观测地经度与他真实所在地的经度差约为?(  )
A. 在真实地点以东183°35′
B. 在真实地点以东19°56′
C. 在真实地点以西107°45′
D. 在真实地点以西13°55′

26. 观测日期最有可能是以下哪天?(  )
A. 3月1日  B. 3月16日
C. 4月1日  D. 5月15日

Ⅱ. 宜居带

  液态水对生命而言,是一种常见且重要的介质。天文学中对宜居带的定义,也多和星球表面是否能稳定存在液态水有关。在上世纪,Kasting等人给出一套经典的宜居带模型(Kasting et al. 1993)。该模型在一个和地球类似的星球上,构建一个以氮气为背景,包含CO2和H2O两种气体的大气,然后分析这个星球拥有不同地表温度时到恒星的距离,判断恒星周围能让星球表面能稳定存在液态水的空间范围,从而划定宜居带。后来Kopparapu等人在Kasting等人的模型上进行了改进(Kopparapu et al.2013),表2-A和图2-A给出了新模型的部分结果。

27. 判断宜居带外边界时,模型选取了地表平均温度能保持273K的判据。当地表平均温度小于273K,气压为1标准大气压时,大气中的温室效应主要由哪种物质贡献?(  )
A. H2O   B. N2
C. H2CO3  D. CO2

28. 计算宜居带的外边界时,模型会根据水的损失效果判断一个临界距离。当行星过于接近太阳,水将会快速散逸,这过程主要由恒星辐射导致高层大气水分子的离解和逃逸过程主导。但当行星稍微过度接近太阳时,大气中的二氧化碳还能相对保持稳定(例如金星大气),主要原因是?(  )
A. 碳、氧原子的相对原子量比氢大,且碳氧双键的键能比氢氧键的键能大
B. 二氧化碳对高能光子的透明度显著高于水分子
C. 大气内部合成二氧化碳的效率随温度升高而增加,与大量逃逸的二氧化碳达到平衡
D. 二氧化碳的比水的沸点高

29. 根据表2-A的结果,我们可以发现同等条件下?(  )
A. 恒星周围宜居带的位置与行星大小无关
B. 质量越大的行星,宜居带外边界越远离恒星
C. 质量越大的行星,宜居带越宽
D. 质量越小的行星,宜居带内边界越接近恒星

30. 根据图2-A中Kopparapu等人的计算结果以及表2-B的信息,当一颗和地球相同的行星出现在一颗K5型主序星附近时?(  )
A. 宜居带中心半径约0.3 AU
B. 宜居带宽度约0.31 AU
C. 如果行星的轨道参数与水星一样,它将完全位于宜居带内
D. 如果行星的轨道参数与木星一样,它将位于宜居带内

31. 我们对宜居行星的判断,总是依赖特定的模型。但任何模型都会有不完善的地方,例如Kopparapu等人的模型对宜居带的判断并没有完整地考虑云层、磁场和其它温室气体等因素的影响。如果你听到有人说某颗系外类地行星是宜居星球,下面理解中不准确的一项是?(  )
A. 宜居星球至少允许简单的单细胞生物生存
B. 宜居星球表面可能不适合人类生存
C. 宜居星球一定位于宜居带内
D. 发现宜居星球不代表发现外星生命

Ⅲ. 食变星

  一对互相绕转的双星以合适的角度朝向我们时,我们将看到双星相互掩食,产生光变。这类变星天文学家称为食变星。在本届复赛中,我们将要处理涉及食变星观测的问题。现在我们先从理论上做一些简单的模型分析,以及介绍必要的概念。设双星系统中两星质量分别为𝑀1和𝑀2,轨道为正圆形,轨道半径分别为𝑟1和𝑟2,且𝑀1 > 𝑀2,轨道倾角为90°(轨道面与视线平行),辐射流分别为𝐹1和𝐹2,视星等分别为𝑚1和𝑚2,请回答32-41小题。

32. 以下哪种变星不属于食变星(  )
A. 天琴座β型变星
B. 大陵型变星
C. 大熊座W型变星
D. 蒭藁型变星

33. 双星系统中的两颗成员星在引力的作用下围绕公共质心旋转。设运动轨道为圆轨道,下列选项中准确反映两星相对位置关系的示意图是?(  )

双星系统

34. 若双星轨道平面与视线平行,以下哪项正确描述了双星轨道周期𝑇、恒星的质量与轨道半径的关系?(  )

双星轨道

35. 金牛座λ是一颗较明亮的食变星,光变周期约4天,亮度在3.37-3.91等之间变化。主星质量为7.2倍太阳质量,光谱型B3 V型;伴星质量为1.9倍太阳质量,光谱型A4 IV型,变星距离为148 pc。关于金牛座λ系统下列说法最不准确的是?(  )
A. 两颗成员星之间的距离与它们的直径相差不大
B. 伴星的年龄远大于主星的年龄
C. 伴星和主星之间发生过明显的物质交流
D. 伴星正向红巨星演化

36. 我们还可以测量双星的光谱,通过多普勒效应得到成员星的视向速度变化曲线。下面哪项准确反映了视向速度𝑣𝑟随时间𝑡变化情况?(  )

视向速度变化曲线
视向速度变化曲线

37. 图3-A是某颗食变星的光变曲线。在一个周期里,光变曲线出现两次极小,较深的一次称为主极小,较浅的一次称为次极小。关于食变星光变曲线的普遍形态,下列观点最准确的是这?(  )
A. 当两星互不遮掩时出现主极小
B. 当表面半径较大的恒星掩盖半径较小的恒星时出现主极小
C. 当表面温度高的恒星掩盖表面温度低的恒星时出现次极小
D. 当质量小的恒星掩盖质量大的恒星时出现次极小

38. 在观测变星时,受现实条件制约,甚少能在一个光变周期内获取完整的光变曲线。天文学家一般需要结合多次观测的数据,通过一定的数学物理方法初步确定变星的周期,然后通过相位图描画出天体的光变曲线。光变曲线的相位一般定义为𝜑 = (𝑡 − 𝑡0)⁄𝑃 − 𝐸,这里𝑃是光变周期,𝑡0是计时起算时刻,对食变星一般选其中一次主极小时刻为𝑡0,𝑡是任意时刻,𝐸是指从𝑡0时刻到𝑡时刻之间经过的主极小次数(不算𝑡0那次)。这样任意时刻𝑡都可以换算为0到1之间的相位值,它表示了该时刻光变周期完成的进度。若某变星的主极小出现在8月3日18:00,光变周期为3.5天,则8月16日0时的相位为?(  )
A. 0 B. 0.25 C. 0.5 D. 0.75

39. 图3-A光变曲线的极小之间,变星的亮度会间隔地维持稳定,形成“平台”,此阶段变星亮度也最高。在“平台”阶段,食双星的遮掩情况是?(  )
A. 互不遮掩
B. 主星掩伴星
C. 伴星掩主星
D. 主星与伴星中心重合

40. 有时候,食变星光变曲线的极小会出现“平底”(非测量误差导致),如图3-B就是其中一个例子。出现这种“平底”结构通常意味着?(  )
A. 轨道偏心率很大
B. 掩食过程中出现全食或环食
C. 两成员星的半径接近
D. 双星发生物质交流

41. 若两星的表面温度𝑇1 > 𝑇2,半径𝑅2 > 𝑅1。当这种“平底”状的极小出现时,次极小和主极小的亮度比为?(  )

2021年广东题

Ⅳ. 摇摆的星点

  距离是重要的参数之一,天文学家有很多不同的方法测量天体距离,其中三角视差法是测量近邻恒星距离最精确的方法。如下图所示,如果仅考虑地球的公转运动,一年中对恒星在天球上的位置进行高精度测量,恒星的位置将呈现为一个椭圆型的轨迹,称为视差椭圆。天文学家通过观测获得视差椭圆,即可定出天体的周年视差。

parallactic-ellipse.webp

  发射于2013年的欧洲空间局盖亚(Gaia)卫星于2014年7月25日开始了科学观测,在光学波段扫描全天恒星,获取了它们的位置、周年视差、自行、视向速度等参数。它通过三角视差的方法测定了银河系内超过13亿颗恒星的距离,为我们对银河系的形成和运动状况提供了宝贵的数据。

42. 周年视差是以_________天文单位的有效基线测得的恒星视差。(  )
A. 10 B. 5 C. 2 D. 1

43. 下列说法中正确的是?(  )
A. 视差椭圆的半短轴张角等于周年视差
B. 视差椭圆的半长轴张角等于周年视差
C. 视差椭圆的半焦距张角等于周年视差
D. 视差椭圆半长轴与半短轴之和的一半等于周年视差

44. 图4-A展示了天赤道附近某恒星去除了自行后的位置变化图。通过椭圆轨迹可测得该恒星的周年视差为?(mas表示毫角秒)(  )
A. 142.1 mas B. 296.3 mas
C. 51.0 mas   D. 107.8 mas

45. 根据距离判断,图4-A中测量的最可能是下列哪颗恒星?(  )

parallax.webp

46. 除了视差,恒星还会因自行而出现位置变化。图4-B是上述恒星在自行和周年视差共同作用下4条可能的运动轨迹,原点是轨迹的出发点。根据44小题的结果,请问哪一条轨迹最符合真实情况?(  )
A. ① B. ② C. ③ D. ④

47. 除自行外,对盖亚卫星来说,以下哪项也会显著影响恒星位置的测量结果?(  )
A. 蒙气差
B. 视宁度
C. 光行差
D. 地球公转过程中日地距离的变化

48. 根据恒星位置的不同,恒星周年视差的轨迹也不一样。当恒星处于哪个位置时周年视差轨迹为一条线段?(  )
A. 北黄极  B. 北银极
C. 黄道上  D. 天赤道上

49. 身在木星的观测者对盖亚卫星非常感兴趣,也发射了木星的盖亚卫星并与地球的盖亚卫星同时开始科学观测。假设木星的观测者需要恒星在天空中画出完整的椭圆轨迹后才能测定视差,那么他们还要观测多久才能测定?(  )
A. 约半年   B. 约10年
C. 约12年  D. 约5年

50. 在得到完整的视差椭圆之后,木星的观测者测得的视差椭圆长轴张角是地球卫星测得的周年视差的几倍?(  )
A. 10.4倍 B. 5.2倍 C. 1倍 D. 0.2倍

附录

天文常数

Ⅰ. 模拟观测

讲解春季大三角时的手机截屏。
下方朝向地面,上方朝向天顶。

左:图1-A,讲解春季大三角时的手机截屏。下方朝向地面,上方朝向天顶。

上图为观测部长的手机画面
下图为某社员的手机画面

右:图1-B,讲解北斗七星和北极星时的截屏。上图为观测部长的手机画面,下图为某社员的手机画面。

Ⅱ. 宜居带

表2-A 不同行星在太阳附近的宜居带范围
不同行星在太阳附近的宜居带范围

1. 所有模拟星球都拥有相同的表面大气压强和组分比例
2. 内外边界数值指太阳到边界的半径
3. 超级地球的质量取10倍地球质量

表2-B 主序星参数表
主序星参数表

不同质量主序星的宜居带外边界与内边界。

图2-A 不同质量主序星的宜居带外边界与内边界(假设行星与地球相似),实线是本题中Kopparapu等人的模型的计算结果。(取自Kopparapu et al. 2013)

Ⅲ. 食变星

某颗食变星的V波段光变曲线。纵坐标是该变星与比较星的V星等差,横坐标是相位(可当作时间)。取自Srivastava & Sinha (1984)。

图3-A 某颗食变星的V波段光变曲线。纵坐标是该变星与比较星的V星等差,横坐标是相位(可当作时间)。取自Srivastava & Sinha (1984)。

食变星 GSC 03090-00153的光变曲线。纵坐标是归一化后的辐射流量,横坐标是相位。取自https://vs-compas.belastro.net/bulletin/issue/2/p6。

图3-B 食变星 GSC 03090-00153 的光变曲线。纵坐标是归一化后的辐射流量,横坐标是相位。取自 https://vs-compas.belastro.net/bulletin/issue/2/p6

Ⅳ. 摇摆的星点

盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图4-A 盖亚望远镜测得的某恒星的视差椭圆,椭圆的中心被选为坐标原点。

图3-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

图4-B 图4-A 中的恒星加入自行后的运行轨迹。

2021年广东高年组答案
1-10    ABAAD  DACDA
11-20  CDADD  BBACB
21-30  CDABC  DDACB
31-40  ADBAB  DCCAB
41-50  DDBAB  DCCDA
高年组第23题因试卷印刷问题,评分时已做作废处理。

广东天文学会、第十六届中学生天文知识竞赛组委


  历年天文试题,也可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用。(https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/

表情包

(本文共有1,764人浏览过,今日共有4人浏览过,欢迎多加利用!)

  美国天文学与天体物理学奥林匹克竞赛(以下简称“美国天文奥赛”,USAAAO)的目标是在全美范围内引起人们对天文学和天体物理学的兴趣。通过资源和选拔测试,举办者们鼓励学术发展,并选择学生代表美国参加国际天文学与天体物理学奥林匹克竞赛(IOAA)。
  USAAAO分为两个阶段:第一轮测试与NAO。第一轮考试为期约75分钟,约30道选择题笔试,涵盖IOAA教学大纲的所有部分。USAAAO允许考生使用科学计算器以及所提供的常数表。第一轮考试已于2021年1月30日完成,目前有110名学生有资格参加3月份的美国国家天文学奥林匹克竞赛(NAO)。

USAAAO 2021 – First Round
January 30th, 2021

选择题(单选)

1. 2020年12月21日,木星的坐标 (α, δ ) = (20h 10m, -20°34′) 。那时土星在哪个星座?
(a) 摩羯座
(b) 宝瓶座
(c) 双鱼座
(d) 天鹰座

2. 一颗光度5.86×1026W、半径8.51×108m的恒星的光谱类型是?
(a) A
(b) F
(c) G
(d) K
(e) M

3. 系外行星HD 209458b的质量是木星的0.71倍,以3.53天的轨道周期绕HD 209458运动,HD 209458有着1.15倍的太阳质量。假设HD 209458b的轨道是圆形并且是沿我们视线方向的,那么HD 209458b的轨道运动所造成的HD 209458的径向速度半振幅是多少?
(a) 69.6 m/s
(b) 85.9 m/s
(c) 94.2 m/s
(d) 120.8 m/s

4. 黑体的光子数密度与温度有关,1613557031163436.png,其中kB 是玻尔兹曼常数, 是约化普朗克常数,c 是光速,T 是黑体温度,α 是个无量纲的数值常数。那么n 的值是多少?
(a) 1
(b) 2
(c) 3
(d) 4

5. HD 209458b的半径是木星的1.35倍,而HD 209458的半径是太阳的1.2倍。HD 209458b的凌日深度用百分比表示是多少?
(a) 0.013%
(b) 0.13%
(c) 1.3%
(d) 13%

6. 以下传统大爆炸理论中的哪个问题可以用暴胀理论来解释?
(a) 传统的大爆炸理论中,我们的宇宙几乎不可能是平直或接近平直的,这与观测结果不同。
(b) 传统的大爆炸理论中,宇宙微波背景不可能在复合时期就已经达到热平衡,尽管观测到的温度是均匀的。
(c) 传统的大爆炸理论预言了大量的磁单极子,但我们还不曾发现它们。
(d) 以上都是

7. 新智彗星C/2020 F3 (NEOWISE)上一次过近日点是2020年7月3日,它的轨道周期大约4400年,偏心率为0.99921。以AU为单位,新智彗星的近日点距离是多少?
(a) 0.0123 AU
(b) 0.212 AU
(c) 2.69 AU
(d) 26.8 AU

8. 一位天文学家探测到一个星系并分析了其不同部分的物理组成。氢原子“自旋翻转”跃迁产生的频率ν0 =1420.406 MHz,但在这个星系中探测到的是ν =1422.73 MHz。他发现:

  1. 星族Ⅰ的恒星 (1) 并且都是 (2) 金属星

  2. 此星系正在 (3) 我们,速度为 (4) km/s

选出能正确补全以上描述的选项。

(a) (1) 年轻;(2) 贫;(3) 远离;(4) 245
(b) (1) 年老;(2) 富;(3) 接近;(4) 490
(c) (1) 年老;(2) 贫;(3) 远离;(4) 490
(d) (1) 年轻;(2) 富;(3) 接近;(4) 490
(e) (1) 年轻;(2) 富;(3) 接近;(4) 245

9. 一个稳定的疏散星团大约有N =1000颗类太阳恒星,它的角直径θ =30角分,距离d =500pc。如果星团可以近似为密度均匀的球形,估算星团内恒星的平均速度。已知半径为r 的均匀球体的引力势能为

1613568678814401.png

(a) 507 m/s
(b) 643 m/s
(c) 894 m/s
(d) 1021 m/s
(e) 771 m/s

10. 如果地球的自转倾角突然变成0度,但轨道偏心率保持不变,那么太阳的日行迹会有什么变化?
(a) 日行迹会变成有两个对称轴的完美“8”字形
(b) 日行迹会变成一个点
(c) 日行迹会变成大圆的一段圆弧
(d) 日行迹会变成一个圆
(e) 日行迹会变成一个球面三角

11. T⊙,CT⊙,S 分别是太阳的核心和表面温度,TA,CTA,S 分别是红巨星大角星的核心和表面温度,TS,CTS,S 分别是白矮星天狼星B的核心和表面温度。下面哪个大小关系是正确的?

1613572115793070.png

12. 一颗恒星光谱中的Hα 谱线有一个Δλ = 0.043×10-10m的微小位移,这一谱线本来的波长是λ0 = 6.563×10-7m。如果这是从恒星的赤道面观测的,计算该恒星的自转周期。已知Rstar = 8×105 km。
(a) 29.59天
(b) 14.63天
(c) 21.15天
(d) 34.39天

13. 艾萨克·牛顿制造的f /5反射式望远镜的主镜口径为30mm。他使用一个焦距5mm的目镜,由此可知此望远镜的焦距和放大倍率是?
(a) 150 mm,30×
(b) 300 mm,15×
(c) 300 mm,30×
(d) 150 mm,25×

14. 观察下面这张图片:

冬季星空

图中圈出了3个梅西耶天体,请选出天体类型和序号匹配正确的选项。
(a) 1-疏散星团,2-疏散星团,3-星云
(b) 1-疏散星团,2-星云,3-星系
(c) 1-星系,2-星云,3-球状星团
(d) 1-疏散星团,2-星系,3-球状星团
(e) 1–疏散星团,2-星云,3-疏散星团

15. 太阳系中有一种有趣的现象,即星际空间中的彗星被太阳捕获。假设一颗质量为7.15×1016kg的彗星被太阳系捕获后,它的轨道近日点是4.64 AU,而且它被捕获前相对太阳的速度非常小。计算彗星在近日点的速度。
(a) 87.1 km/s
(b) 45.9 km/s
(c) 5.67 km/s
(d) 105.4 km/s
(e) 19.6 km/s

16. 某天的世界时0h,本初子午线的恒星时是5h 56min 9.4s。在这一天(以世界时的开始和结束为准),当芝加哥的恒星时为20h的时候,当地的民用时间是多少?已知芝加哥的经度是87.65004722°W,时区是UT-6。你应该考虑太阳时和恒星时的差异。
(a) 14h 1min 32s
(b) 13h 26min 17s
(c) 14h 36min 47s
(d) 14h 0min 43s
(e) 13h 51min 11s

17. 考虑一个恐怖的情景:太阳变成了红巨星,并且它的半径每100年翻一倍。请按照紧迫性和重要性对以下人类应当关注的问题进行排序。
Ⅰ:由于地球与太阳直接接触而导致的轨道衰减
Ⅱ:随着地球和太阳之间的距离缩小,地球将进入太阳的洛希极限并开始解体
Ⅲ:潮汐对太阳外层大气的影响会导致轨道衰减,就像月球造成地球潮汐时会损失能量那样
Ⅳ:失控的温室效应导致极端的温度,使地球成为炎热、类似金星的行星,不可居住
(a) Ⅲ,Ⅳ,Ⅱ,Ⅰ
(b) Ⅳ,Ⅲ,Ⅱ,Ⅰ
(c) Ⅳ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅰ
(d) Ⅳ,Ⅲ,Ⅰ,Ⅱ

18.TESS的一个观测目标TOI 402.01的轨道周期是4.756 ± 0.000023天,上一次观测到它凌星是在TESS儒略日2139.1 ± 0.0027008天(即BJD – 2457000)。即将进行的下一次观测将会是上一次之后的第23次凌星,这次凌星的TESS儒略日是?
(a) 2243.732 ± 0.0027238 TESS JD
(b) 2248.488 ± 0.000529 TESS JD
(c) 2248.488 ± 0.0027238 TESS JD
(d) 2248.488 ± 0.0032298 TESS JD

19. 木星的质量是1.90×1027kg,半径是7.15×107m。以Mbar为单位,估算与木星中心压强最接近的数量级。
(a) 0.1
(b) 1
(c) 10
(d) 100

20. 以下哪一项叙述是错误的?
(a) 原子序数大于铁的元素,主要由超新星爆发形成。
(b) 维持恒星自身形状的是压力和引力之间的静力学平衡。
(c) 太阳的米粒组织在日冕层。
(d) 原恒星实际上并不是恒星,因为它们的主要热量来源不是聚变。
(e) 主序星的光谱型越早,质量越大。

21. 考虑一个水平式日晷,其中三角形圭表抬高的角度等于该地点的纬度,φ =38°。如果三角形圭表的面积是2 m2,那么春季的第一天(春分)正午3个小时后,阴影的面积是多少m2
(a) 3.0
(b) 3.5
(c) 2.5
(d) 1.5
(e) 4.0

水平式日晷

22. 一个食双星系统在某些特定波段的总合成视星等为5.67。在亮度次极小期间,第二颗恒星完全被第一颗恒星掩食,此时视星等变暗成了6.28。第二颗恒星产生的流量占总合成流量的百分比是多少?
(a) 10.8%
(b) 43.0%
(c) 57.0%
(d) 89.2%

23. 一位天文学家观测到一颗类太阳恒星,从地球上看它的V波段视星等是6.37。如果V波段的平均星际消光是1.00 mag/kpc,计算这颗恒星与太阳系的距离。
(a) 11.5 pc
(b) 49.5 pc
(c) 34.2 pc
(d) 23.7 pc
(e) 18.9 pc

24. 太阳的温度约5000 K,天狼星的温度约10000 K,二者谁的累积辐射(即单位时间单位面积发射的净能量)更高?
(a) 太阳
(b) 天狼星
(c) 与它们各自的半径有关
(d) 累积辐射相等

25. 一艘太空船正尝试在一颗质量是它100倍的气态巨行星旁进行引力弹弓操作。由于飞船在某种程度上进入了行星大气,因此守恒的是动量而不是能量。计算飞船的速度变化与行星的速度变化之间的比率1613577725804900.png
(a) 10
(b) 100
(c) -10
(d) -100

26. 想象一下,我们的宇宙充满了质量为mb =0.62 kg的篮球。篮球的数密度nb 需要是多少才能使质量密度等于目前的宇宙临界密度?
(a) 1.5×10-26 m-3
(b) 1.7×1026 m-3
(c) 1.5×10-27 m-3
(d) 1.7×1027 m-3

27. 如果双星的距离足够近,会有吸积现象发生,主星会“吃掉”伴星的物质,伴星的物质盘旋着掉向主星,形成吸积盘。
一吸积盘的外边缘到主星(半径R、质量M)中心的距离是3R ,计算一微小质量m 从第一次进入吸积盘到接触到主星为止的能量损失。你可以认为轨道满足开普勒运动。

1613658178628826.png

28. 一个经常被提及的有趣事实是,人体每单位体积的产能量比恒星还要大。如果太阳的大小保持不变,但它单位体积的产能与人体相等,那么它的表面温度会是多少?假设普通人的产能功率是100瓦,体积是66400 cm3
(a) 3500 K
(b) 10000 K
(c) 25000 K
(d) 40000 K
(e) 50000 K

29. 已知光子从物质中退耦和中性氢开始形成时的宇宙微波背景(CMB)的红移是1100,那时的宇宙温度是多少?目前的CMB温度是2.73 K。
(a) 10000 K
(b) 30000 K
(c) 3000 K
(d) 1000 K
(e) 300 K

30. 我们应该在何时何地安置一架射电望远镜,以使它与地球上的射电望远镜组合使用时,能够观测到玉夫座星系(NGC 253)中的超大质量黑洞?
玉夫座星系超大质量黑洞的质量约为5×106M,距离大约3.5Mpc
考虑到射电波的能量在10-5eV左右,在下面的选项中选出与你的计算结果最接近的一项。
使用公式1613580636596226.png估算角分辨率。
(a) 远地点的月球
(b) 合日的火星
(c) 大距的金星
(d) 木星冲日时,它的其中一颗卫星
(e) 地球在近日点时,奥尔特云最远处的某个位置

第一轮答案:
ACBCC DBDEC
DAAEE EDDCC
CBDBD ADECD

资料来源:https://usaaao.org/

(本文共有507人浏览过,今日共有6人浏览过,欢迎多加利用!)

  闵行与上海航天有缘,源于这里是上海航天事业的发祥地。

  2003年初,闵行区和上海航天局双方领导,在闵行区政府会议中心成功会谈,决定在莘庄工业区规划建设闵行航天城,当年年底项目就开工建设。2004年,双方又商定并经市政府批准,在闵行区的浦江镇规划建设上海航天科技产业基地。2006年,上海市委、市政府批复闵行区产业发展的功能定位“以航天产业与事业发展为引领,把闵行建设成自主创新推动、产业集聚发展、生产环境良好的具有新型辅城功能的现代化新城区。”自此,“航天闵行”成了闵行的一张名片。

航天科普知识竞赛

航天科普知识竞赛

航天科普知识竞赛

航天科普知识竞赛

航天科普知识竞赛

资料来源:上海市闵行第三中学(全国航天特色学校)

(本文共有79人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

  台北市立天文科学教育馆为推广天文知识,并提高民众对天文之认识与兴趣,开辟了天文知能检测平台,期盼能使天文教育更蓬勃发展。
  台湾地区天文知能检测自由参加,不限年龄、学历,试题不分等级。检定项目分为「天文知识测验」和利用天文馆的宇宙剧场半球形银幕进行的全天「星座辨认」两部分。通过检测证书由台北市立天文科学教育馆署名发给。

繁体中文使用者注意
1. 天体位置冲的繁体字应是「衝」,不能写成「沖水」的「沖」。
2. 谷神星的繁体字应是「穀神星」,不能用「山谷」的「谷」字当做另一个繁体字使用。
3. 王后星的繁体字应是「王后星」,不能写成错误的「王後星」。

2019年天文知能检测『天文知识测验』题目卷
台北 2019年11月10日10:00-11:30 闭卷

单选题(填对应数字即可),共计100题,每题1分,总分100分,70分以上及格

1. 八大行星英文名多以罗马神话神祇名字命名,哪颗行星名字代表掌管农业与收成之神?
①木星(Jupiter)
②土星(Saturn)
③天王星(Uranus)
④海王星(Neptune)

2. 寻找系外行星,截至目前为止,哪种方法找到最多颗?
①凌日法
②直接观测法
③径向速度法
④微重力透镜法

3. 中国古代利用何种仪器可推算出「年」的长度?
①候风地动仪 ②窥管
③玑衡抚辰仪 ④圭表

4. 站在淡水海边,哪一天看夕阳下山时,方位会最接近正西方?
①3月1日    ②3月25日
③6月25日  ④12月25日

5. 2020年6月21日,在嘉义市,可以看到哪一种特殊天象?
①日偏食  ②日全食  ③月全食  ④日环食

6. 下列哪一个太空探测计划,探测过太阳系最多颗行星?
①信使号(MESSENGER)
②新视野号(New Horizons)
③航海家1号(Voyager 1)
④航海家2号(Voyager 2)

7. 某行星傍晚6时刚从东方地平面升起,假设当天傍晚到隔天清晨的天气晴朗且稳定程度相同,在地面透过天文望远镜、在相同放大倍率下观看,何时观看到的影像扰动可能会最小?
①傍晚 ②午夜 ③凌晨3时 ④天亮前

8. 2019年诺贝尔物理奖颁发给米歇尔•梅尔(Michel Mayor)与迪迪埃•奎洛兹(Didier Queloz),主要是表彰他们在下列哪方面天文研究的贡献?
①物理宇宙学的理论发现
②首度发现围绕太阳型恒星运行的系外行星
③发现重力波
④首度直接拍到黑洞

9. 福卫七号计划主持人是下列哪一位?
①朱有花  ②孙维新  ③朱崇惠  ④叶嘉靖

10. 下列哪一种恒星,整体密度会是最小的?
①金牛座T型星 ②红巨星
③白矮星     ④中子星

11. 小明昨晚在阳明山国家公园看到北极星,请问当时的北极星距离地平面仰角约几度?
①0度 ②15度 ③23.5度 ④25度

12. 事件视界天文望远镜(Event Horizon Telescope)在2017年4月观测黑洞所用的全世界天文台组合中,中研院天文所加入或主导的下列哪一个天文台,尚未参与?
①阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)
②格陵兰望远镜(GLT)
③阿塔卡玛探路者实验(APEX)
④次毫米波阵列望远镜(SMA)

13. 浑仪、浑象在使用上的差别,下列叙述何者正确?
①前者用来演示天体在天球上的运动,后者用来观测天体
②前者用来观测天体,后者用来演示天体在天球上的运动
③前者用来观测天体,后者用来观测地理北极
④前者用于预测地震的方向,后者用来观测天体

14. 下列天文事件的发生的顺序何者有误?
①海王星发现时间比谷神星早
②克卜勒提出行星运动定律的时间,比确定哈雷彗星是周期彗星早
③爱因斯坦提出广义相对论的时间,比爱丁顿拍摄日全食、确认太阳重力使光线弯曲早
④中子星被发现的时间,较系外行星早

15. 使用口径10公分及25公分光学望远镜进行目视观测,下列比较何者有误?
①25公分望远镜入光量较多
②10公分望远镜解析力较差
③相同焦比下,使用同规格目镜观测,会得到相同的放大倍率
④相同放大倍率进行目视观测,25公分望远镜之目标影像看起来会较亮

16. 关于铱卫星闪光(Iridium Flares)叙述何者有误?
①铱卫星闪光的路径及出现时间是可以被预测的
②白天也有机会看到铱卫星闪光
③台湾地区午夜12点也有机会见到铱卫星闪光
④铱卫星闪光是南北向移动

17. 英仙座大陵五星,是哪位天文学家从观测推算其变光周期,准确提出变光机制的?
①帕西瓦尔•罗威尔(Percival Lowell)
②约翰•赫歇尔(John Herschel)
③罗伯特•虎克(Robert Hooke)
④约翰•古德利克(John Goodricke)

18. 关于恒星在赫罗图(H–R diagram)情况,下列何者为非?
①主序带上,左上角恒星质量较右下角恒星重
②左上角恒星发光度较右下角恒星高
③左上角恒星发光度较左下角恒星低
④主序带上,左上角恒星寿命较中央区域恒星短

19. 下列何者不是太阳系的成员?
①天王星 ②冥王星 ③鸟神星
④葛利斯581星(Gliese 581)

20. 下列哪一个梅西尔星表(The Messier Catalogue)的天体,拥有最多颗恒星?
①M13 ②M31 ③M42 ④M57

21. 关于木星的叙述,下列何者正确?
①核心正处于核融合反应的状态
②木星的卫星,最早是在1610年发现的
③卡西尼号曾经环绕木星公转
④表面的大红斑是太阳系中风速最快的地方

22. 「蓝月」代表下列何种状况?
①这是月全食时所产生的现象
②蓝色的月亮出现在天上
③这是在白天看见的月亮
④一个月中出现了两次满月

23. 火星的地表呈现红色,是因为下列何种因素?
①土壤富含氧化铁
②土壤富含氧化镁
③正在燃烧
④土壤富含红磷

24. 新视野任务(New Horizons)2019年1月1日,首度飞掠柯伊伯带天体(KBOs)——2014 MU69,科学家给予这个天体的昵称为下列哪一个?
①妊神星(Haumea)
②遥远(Farout)
③极远(Farfarout)
④天涯海角(Ultima Thule)

25. 贝叶挂毯(Bayeux Tapestry)创作于11世纪,1066年4月天空中所出现、肉眼可见的彗星也展露其中,这颗彗星是下列哪一颗?
①池谷·张彗星 ②板垣彗星
③恩克彗星   ④哈雷彗星

26. 金牛座的蟹状星云是归属于下列哪一种星云?
①黑暗星云  ②反光星云
③行星状星云 ④超新星爆炸残骸

27. 红矮星也是恒星的一种,但较暗也较小,关于它的性质,下列何者正确?
①是主序带上,最小也最冷的恒星
②寿命很短
③死亡时有非常高的机率会成为黑洞
④死亡后,会成为棕矮星

28. 哈勃序列(Hubble sequence),是做下列何种分类用的?
①依星团外观分门别类用的
②按星系演化顺序排列用的
③依星系外观分门别类用的
④按星团演化顺序排列用的

29. 采用同一星团中全数恒星所描绘的赫罗图,可得知本星团何种讯息?
①重元素含量
②所占的空间范围
③年龄
④自行速度

30. 天文学家预测,下列哪个星系以后会与本银河系相撞并融合?
①人马座矮椭球星系
②三角座星系
③仙女座大星系
④狮子座三重星系

31. 一把双筒望远镜的规格上标示7×50,它的放大倍数及口径下列何者叙述正确?
①镜片口径为7公分,放大倍数为50倍
②放大倍数为7倍,镜片焦长50公分
③放大倍数为7倍,镜片口径为50毫米
④镜片50公厘总共有7片

32. 日心说的天体运行轨道是圆的,哪一位天文学家后续把轨道修正为椭圆形?
①艾萨克•牛顿(Isaac Newton)
②约翰尼斯•克卜勒(Johannes Kepler)
③第谷•布拉赫(Tycho Brahe)
④威廉•赫歇尔(Frederick William Herschel)

33. 提丢斯·波德定律(Titius-Bode law)提出后,因着寻找「消失的第五颗行星」过程中,而首度被找到的新星球是下列哪一颗?
①谷神星  ②智神星  ③爱神星  ④灶神星

34. 下列何者是人类目前尚未达到的科学目标?
①登陆月球
②制造人工重力
③看见黑洞
④发射无人太空船飞掠冥王星

35. 动画《圣斗士星矢》中,巨蟹座黄金圣斗士的必杀技为「积尸气冥界波」,其中积尸气是代表下列哪一个梅西尔星表的天体?
①M31 ②M42 ③M44 ④M45

36. 阿波罗13号任务(Apollo 13)会被评价为「成功的失败」,是因为任务过程发生哪些事?
①成功登陆月球,未采集月岩
②未登陆火星,成功回来地球
③未登陆月球,成功回来地球
④成功登陆月球,返回地球过程失败

37. 2018年华裔天文学家葛健所发表发现的超级地球,就在编号HD 26965恒星旁公转,这颗恒星位于哪一个星座方向?
①天炉座  ②凤凰座  ③时钟座  ④波江座

38. 二十四节气的日期是根据哪个天体的视运动而订?
①月球 ②太阳 ③春分点 ④秋分点

39. 1933年芝加哥博览会开幕典礼中,引用哪一颗恒星进行开幕?
①角宿一  ②北极星  ③天狼星  ④大角星

40. 哪一种黑洞,在事件视界(event horizon)产生潮汐裂解事件(tidal disruption event)的效应会比较明显?
①恒星级黑洞  ②中型黑洞
③超巨质量黑洞 ④皆相同

41. 古人运用节气计算「年」的长度,是以哪个节气为计算的起讫点?
①春分 ②夏至 ③秋分 ④冬至

42. 模拟失重的飞机,飞行过程中,机内展现失重状态是发生在抛物线飞行的哪一个阶段?
①爬升 ②下降 ③平飞 ④视情况而定

43. 欲探测背景辐射时期之前的宇宙,最可能观测下列哪一种光或波?
①γ射线    ②微波
③无线电波  ④重力波

44. 月相接近满月时,若站到月球上看地球,应呈何种形状?
①眉月 ②上弦月 ③满月 ④下弦月

45. 火星白天时,站在奥林帕斯山顶所看见的天空颜色是下列哪一种?
①蓝色 ②黄色 ③红色 ④黑色

46. 流星雨中,尾迹最长的流星通常出现在下列哪个方向?
①辐射点附近
②辐射点对面
③辐射点90度方向
④不一定

47. 目前测得太阳系中的最高风速,出现在下列哪颗行星上?
①木星 ②土星 ③天王星 ④海王星

48. 下列哪一颗恒星,视星等为0等?
①织女星 ②天狼星 ③勾陈一 ④太阳

49. 下列何者不是触发恒星形成的诱因?
①超新星爆炸震波
②星系密度波
③宇宙膨胀
④重力扰动

50. 若一组双星质量总和为10倍太阳质量、互绕周期为10年,则两者间距离最可能为下列何者?
①20AU ②16AU ③10AU ④8AU

51. 若在銀河系中,發現存在比銀河系年齡更古老的球狀星團,最可能的原因是?
①测量的误差
②星团聚集构成星系
③星团重力促成星系形成
④星系碰撞合并

52. 在夜空中,大部分球状星团位于以下哪个区域?
①黄道附近  ②赤道附近
③银道附近  ④银极附近

53. 由丁肇中博士团队设计制造的太空磁谱仪系统(AMS),其主要研究对象为何?
①暗能量   ②重力波
③反物质   ④宇宙磁场

54. 根据标准检验局2019年3月12日所公告的规定,「天文观星教学研究用之可携式雷射指示器」功率不得超过下列哪项规格?
①1mW    ②10mW
③100mW   ④1000mW

55. 人类首次直接拍摄到黑洞影像,是以下列何种波段的天文望远镜拍的?
①无线电波  ②可见光
③红外光   ④x射线

56. 当恒星色指数数值越小时,下列描述何者是对的?
①年龄越老  ②表面温度越低
③颜色越偏蓝 ④质量越小

57. 2019年6月10日发生木星冲,请问下一次木星冲约在何时?
①2020年7月 ②2020年6月
③2021年6月 ④2029年6月

58. 国际太空站(International Space Station)绕地球一圈所需的时间约多久?
①9分钟 ②90分钟 ③9小时 ④9周

59. 「春分」始于黄经0度,则黄经15度所临到的是哪一个节气?
①春分 ②清明 ③芒种 ④立秋

60. 某日晚上8点,在台北天文馆观测到月亮自西方地平线逐渐隐没,本日所见的「月相」应该最接近下列哪一种?
①眉月 ②上弦月 ③凸月 ④下弦月

61. 清代吴敬梓的儒林外史文中提到「你看贯索犯文昌,一代文人有厄!」,请问「贯索」对应于下列哪一个星座方向?
①仙王座  ②北冕座  ③狮子座  ④猎户座

62. 太阳色球层的红色,来自下列哪种元素的原子受到激发后,落回较低能阶时,所发射出来的辐射?
①氢 ②氦 ③锂 ④钠

63. 根据观测及恒星演化理论,行星状星云的叙述,下列何者正确?
①中心伴随有白矮星
②是超新星爆炸的残骸
③蟹状星云是个行星状星云
④行星状星云是属于反光星云

64. 根据目前的恒星演化理论,比铁还重的元素,主要生成于下列何种步骤?
①恒星内部核融合
②超新星爆炸
③大霹雳
④白矮星

65. 有关行星位置及观测的叙述,下列何者错误?
①发生水星东大距或西大距前后,是观测水星的最佳时机
②发生木星西方照时,木星、地球与太阳三者中心连线构成直角三角形,此时地球位于直角点上、木星在太阳西侧
③发生木星合金星时,表示整夜可见木星及金星
④内行星的「合」,有上合及下合

66. 若有「荧惑守心」天象发生,可在哪颗星附近看到火星?
①角宿一 ②心宿二 ③大角 ④参宿四

67. 每一年发生于7月至8月、约在8月12日前后进入极大期的英仙座流星雨,其来源的天体是以下何者?
①1P/Halley(哈雷)
②109P/Swift-Tuttle(斯威夫特-塔特尔)
③C/1490Y1
④141P/Machholz 2(梅克贺兹二号)

68. 到达下列哪一个节气时,地球离太阳最近?
①春分 ②夏至 ③立秋 ④冬至

69. 光学望远镜的放大倍率如何计算?
①物镜焦距/目镜焦距
②目镜焦距/物镜焦距
③物镜口径/目镜口径
④物镜焦距/物镜口径

70. 下列哪一个天体,距离地球最远?
①冥王星
②哈雷彗星
③M45疏散星团
④银河系中心的黑洞

71. 中国古代天文测量仪器「简仪」,是由下列哪位创造的?
①东汉张衡   ②三国贾逵
③南北朝祖冲之 ④元朝郭守敬

72. 地球上的观测者,观察到月球始终以同一面朝向地球,其主要原因为何?
①月球不会自转
②月球的自转周期与地球的自转周期相同
③月球不会公转
④月球绕地球的公转周期与月球的自转周期相同

73. 有关太阳结构的叙述中,下列何者为误?
①太阳核心采辐射方式传递热能
②太阳最内层的大气层为色球层
③地球所见的太阳光谱主要来自光球层
④太阳的寿命约有100亿年

74. 月食不可能会在下列哪个节日发生?
①中秋节  ②中元节  ③端午节  ④元宵节

75. 美国天文学家克莱德•汤博(Clyde Tombaugh)在1930年发现的天体是下列哪一个?
①海王星  ②天王星  ③冥王星  ④婚神星

76. 下列哪一种日月食天象,不会发生?
①月偏食  ②月环食  ③月全食  ④日偏食

77. 下列哪一个小行星群,离地球最近?
①特洛伊小行星群(Trojans)
②匈牙利小行星群(Hungaria asteroids)
③阿登小行星群(Atens)
④半人马小行星群(Centaurus)

78. 量测遥远星系中的造父变星,可以协助估算这个星系的哪一种物理量?
①距离 ②温度 ③质量 ④组成成分

79. 下列光谱型态的恒星,哪一个表面温度最低?
①K2 ②G6 ③B2 ④O3

80. 事件视界天文望远镜观测的主要目标,除了银河系中心人马座A星(Sgr A*)外,还有下列哪一个梅西尔星表的天体?
①M31 ②M57 ③M87 ④M100

81. 下列梅西尔星表中的星云,哪一个里面有恒星正在形成?
①M42 ②M57 ③M76 ④M97

82. 下列有关闰年的叙述何者是错误的?
①西元2000年是闰年
②西元2020年是闰年
③西元2100是闰年
④西元2200年不是闰年

83. 星云在可见光照片中所呈现的红色,是哪一种元素所发射的?
①氢 ②氦 ③氧 ④二氧化碳

84. 雷射干涉重力波天文台(LIGO),在2015年发现的重力波GW150914,其来源是甚么天体碰撞合并?
①恒星 ②中子星 ③黑洞 ④星系

85. 太阳环绕银河系中心旋转,每转一圈约需多少年?
①2.5亿年  ②5000万年
③250万年 ④10万年

86. 观察恒星的光谱,无法测量到下列哪一种恒星的物理量?
①表面温度
②横向(transverse)速度
③径向(radial)速度
④自转周期

87. 口径50公分的天文望远镜,其焦比为10。若配合焦距为25mm的目镜,其放大率是多少?
①20倍    ②100倍
③200倍  ④1200倍

88. 天文学家根据目前的观测结果,认为下列哪种学说比较可能是月球形成的原因?
①碰撞说  ②捕获说
③分裂说  ④外星文明说

89. 太阳偏黄色、天狼星偏蓝白色、心宿二偏橙红色,由此可知,三个天体表面温度由低到高的顺序应该是?
①天狼星、心宿二、太阳
②太阳、心宿二、天狼星
③天狼星、太阳、心宿二
④心宿二、太阳、天狼星

90. 观测目标天体光谱时,若发现其光谱有「红移」现象,表示此天体反应星光发出时,它正处于下列何种境况?
①降温   ②升温
③远离地球 ④接近太阳系

91. 史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope)观测的光线波段,为下列何种?
①伽玛射线 ②X射线
③红外线  ④可见光

92. 太阳系内,短周期彗星的主要来源区域为下列哪一个?
①银河系
②奥尔特云(Oort cloud)
③柯伊伯带(Kuiper belt)
④特洛伊小行星

93. 《晋书·天文志》:「……所谓扫星,本类星,末类彗,小者数寸,长或经天。……本无光,傅日而为光,故夕见则东指,晨见则西指。在日南北皆随日光而指,顿挫其芒,或长或短。」试问前文是在描写何种天体?
①彗星 ②流星 ③陨石 ④小行星

94. 上一次火星冲发生在2018年7月,接下来的火星冲将发生在西元哪一年?
①2019年  ②2020年
③2021年  ④2023年

95. I和II型超新星,最主要的差别在于II型的光谱中有什么元素的吸收谱线?
①氢 ②氦 ③氧 ④矽

96. 跨年活动来到时,下列哪一个国家是地球上第一个跨年的?
①东加(Tonga)
②澳洲(Australia)
③新西兰(New Zealand)
④日本(Japan)

97. 太阳系哪一颗行星的表面温度最高?
①水星 ②金星 ③地球 ④土星

98. 根据目前恒星演化理论,太阳不会经历哪一个阶段?
①红巨星   ②超新星爆炸
③原始恒星  ④主序星

99. 要观看金星西大距,要在下列哪个时间及方位?
①日出前西方 ②日出前东方
③日落后东方 ④日落后西方

100. 若恒星发光度不变,当其距离向外移动4倍后,其亮度会变成原来的几倍?
①2倍 ②1/4 ③1/8 ④1/16

2019天文知能检测『天文知识测验』答案
  1-10   ②①④②④ ④②②③②
11-20   ④②②①③ ③④③④②
21-30   ②④①④④ ④①③③③
31-40   ③②①②③ ③④②④①
41-50   ④③④①④ ③④①③③
51-60   ④④③③① ③①②②①
61-70   ②①①②③ ②②④①④
71-80   ④④②③③ ②③①①③
81-90   ①③①③① ②③①④③
91-100 ③③①②① ①②②②④
主办:台北市立天文科学教育馆

更多天文试题,也可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/

(本文共有725人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

1514712115863432.jpg

  2020年全国中学生天文知识竞赛预赛于2020年9月20日在全国13个考点成功举行,预赛共收到有效答题卡高年组626份,低年组574份。根据预赛成绩,高年组得分为36分及以上者共44人,低年组得分为48分及以上者共29人。高低年组共计73名同学通过预赛入围2020年全国中学生天文知识竞赛决赛。根据全国预赛成绩,入围全国决赛的名单已在北京天文馆官网(http://www.bjp.org.cn/)发布。

  竞赛宗旨:推动天文基础教育,为全国热心天文学的师生提供交流平台,加强天文科普教育的国际交流与合作。竞赛内容:天文相关时讯,基本天文概念和常识,天文观测。竞赛分为预赛和决赛两个阶段,预赛为闭卷笔试,决赛包括闭卷笔试、望远镜操作、实地观星等。

2020年全国中学生天文知识竞赛预赛试卷
2020年9月20日10:00-11:30 闭卷

【注意事项】请务必仔细阅读!
1. 每位考生会拿到一张预赛试卷和一张答题卡。
2. 低年组考生(指2005年1月1日以后出生,并且没有参加过国际天文奥赛IAO和亚太天文奥赛APAO的考生)只答本卷的01-30题,高年组考生只答06-35题。
3. 本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成答卷,并认真、完整地用签字笔在试卷上填写有关信息并签字,用2B铅笔在答题卡上按要求签名(应与试卷上的签名一致;签名明显不一致的取消参赛资格),填涂试卷类型(见本注意事项之前的表格第二列)、准考证号(在空格处写数字,并填涂每个数字下面对应的部分)、组别,以及每道题的答案。未按要求填涂的取消考试成绩。考试开始30分钟之后才可交卷,并在不影响其他考生答题的情况下安静离开考场,否则取消考试成绩。在监考老师宣布考试结束时,该考场所有考生应停止答卷,将试卷和答题卡放在桌上,保持安静离开考场。
4. 每题选择一个最接近正确的答案。将对应的字母(A,B,C,D之一)填涂在答题卡该题号下方的对应处。不会做的题目不选。已填涂的答案如需改正,请用橡皮将原答案尽量擦除干净。每道题答对得4分,答错或多选得-4分,不选得0分。满分120分。草稿可写在试卷“草稿区”处。
5. 本试题、答案及决赛名单将在北京天文馆网站公布。

【试题】

01. 参宿四位于(  )。
(A)大犬座   (B)小犬座
(C)猎户座   (D)御夫座

02. 在金星西大距时,在金星上看到的地球处于(  )。
(A)冲     (B)留
(C)上合    (D)方照

03. 下列不同类型的超新星中被称为“标准烛光”是(  )。
(A)Ia型超新星
(B)Ib型超新星
(C)Ic型超新星
(D)II型超新星

04. 中国古代发展出自己独特的星空划分和命名体系,古人把天空划分为三垣二十八宿,下列不属于“三垣”的是(  )。
(A)紫微垣   (B)太微垣
(C)军市垣   (D)天市垣

05. 1000颗6等星聚集在一起的星等近似(  )等。
(A)-1.5    (B)-0.5
(C)1    (D)6000

06. 天狼星的绝对星等为1.5等,太阳的绝对星等与天狼星的绝对星等差(  )等。
(A)-25.3  (B)1.5
(C)3.3   (D)7.1

07. 天体周日视运动过程中达到“上中天”时,它一定(  )。
(A)赤经为0
(B)方位角为180°
(C)在地平线以上
(D)地平高度达到最大值

08. 2019年10月,诺贝尔物理学奖一半授予詹姆斯·皮布尔斯教授以表彰他对(  )结构、历史的新理解,另一半授予米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹以表彰他们第一次发现围绕类太阳恒星运行的系外行星。
(A)宇宙   (B)白矮星
(C)太阳系  (D)银河系

09. 使用一架赤道式望远镜开启自动跟踪观测正东方地平线附近一颗恒星。经过一段时间发现在望远镜视场内星像向北侧漂移。若将望远镜指向正南附近一颗恒星,经过一段时间视场内星像在南北方向几乎没有偏移。这说明望远镜极轴指向偏(  )。
(A)高 (B)低 (C)左 (D)右

10. 对以下说法正确与否的判断为(  )。
● 春分日白天的时长为12小时整
● 北半球,夏至日正午的太阳高度全年最高
● 秋分日的真太阳时与地方恒星时时刻差别在10分钟之内
● 在北京,冬至日的日落时刻全年最早
(A)2个正确,2个错误
(B)全部正确
(C)1个正确,3个错误
(D)3个正确,1个错误

11. 在地球上的地球人和在火星上的“火星人”同时观测一颗恒星,与地球人的观测结果相比,以下描述正确的为(  )。
(A)火星上观测到的“周年视差”大,“光行差”大
(B)火星上观测到的“周年视差”大,“光行差”小
(C)火星上观测到的“周年视差”小,“光行差”大
(D)火星上观测到的“周年视差”小,“光行差”小

12. 如果星团中包含的恒星在有效温度约5500K时脱离主序,那么星团的年龄最接近(  )。
(A)1000万年
(B)1亿年
(C)100亿年
(D)1000亿年

13. 在木星轨道位置可以观测到4颗类地行星凌日,那么发生凌日时(  )的视直径最大。
(A)水星   (B)金星
(C)地球   (D)火星

14. M15中所包含的恒星最可能是(  )的恒星。
(A)低金属丰度且年轻
(B)低金属丰度且年老
(C)高金属丰度且年轻
(D)高金属丰度且年老

15. 2020年一颗广受关注的大彗星——新智彗星C/2020 F3 (NEOWISE) ,其公转周期约为7000,则它的轨道半长径最接近(  )au。
(A)3.6    (B)36 
(C)360   (D)3600

16. 一颗位于某星系(约1000kpc)中的超巨星的绝对星等为-8,那么在地球上观测其视星等为(  )。
(A)20 (B)18 (C)10 (D)8

17. 2019年5月,SpaceX公司通过一箭60星的方式将首批(  )卫星送入太空, IAU表示这会对天文观测产生严重的影响。
(A)Starlink   (B)Telesat
(C)立方星  (D)OneWeb

18. 中国传统的二十四节气体系是根据(  )现象制定的。
(A)地球自转
(B)太阳在黄道上的视运动
(C)月亮的周期视运动
(D)行星的会合周期运动

19. 使用2块凸透镜可以制作一架开普勒式望远镜。在物镜和目镜之间插入一块凹透镜能够进一步提高望远镜的放大倍数。使用这架望远镜观察远处正立的字母p,在目镜中看到的形状是(  )。
(A)p (B)b (C)d (D)q

20. 要在农历十六观测到月掩昴星团,以下四个月份中只可能发生在(  )。
(A)2月    (B)5月
(C)8月    (D)11月

21. 假设有一个遥远且与地球等同的系外行星上有着一个与地球等同的文明,如果那里的人们想通过测量地球大气的光谱来确定地球是否存在生命,他们所观测到的光谱中与类地生命相关的最为显著的谱线来自于(  )。
(A)臭氧分子  (B)氧气分子
(C)中性氧原子 (D)自由氧离子

22. 下列哪个选项不是大爆炸宇宙学理论的证据?(  )
(A)哈勃定律
(B)暴胀理论
(C)轻元素的比例
(D)宇宙微波背景辐射

23. 2019年8月,业余天文学家杰纳迪·鲍里索夫发现了一个类似彗星的天体,经确认它是目前已知的第(  )个来自太阳系之外的天体。
(A)一 (B)二 (C)三 (D)四

24. 几条氢吸收线的实验室静止波长分别为410nm、434nm、486nm和656nm。天文学家对一个遥远的星系进行了光谱观测,观测结果显示这些相同谱线的波长分别为492nm、521nm、583nm和787nm。请问这个星系的退行速度是(  )倍光速。
(A)0.16    (B)0.18
(C)0.20    (D)0.22

25. 以下说法不正确的是?(  )
(A)2019年7月,隼鸟2号第二次成功降落在“龙宫”上采集小行星地下样本,现在已带着珍贵的样本返航,计划于2020年年底返回地球。
(B)2019年4月《天体物理学报通信》上刊登的文章称,根据哈勃空间望远镜的测量数据,宇宙膨胀的速度比科学家根据宇宙大爆炸后轨迹预测的膨胀速度要慢。
(C)四川稻城的高海拔宇宙线观测站(LHAASO)主要探测宇宙线引发的大气簇射,目标是要探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体演化和暗物质等。
(D)一项新的研究证实,2019年4月25日LIGO探测到的引力波事件极可能是两个中子星合并的结果,该研究由LIGO及Virgo团队合作完成。

26. 根据赫罗图上的信息判断,一般红超巨星、蓝超巨星和红巨星相比,半径更大的是(  )。
(A)红超巨星  (B)蓝超巨星
(C)红巨星   (D)无法判断

赫罗图

27. 宇宙微波背景辐射的谱线轮廓形状是(  )。
(A)幂律谱    (B)抛物线
(C)正弦曲线   (D)黑体谱

28. 在一个双星系统中,主星与伴星的温度相差不多,主星的光度约为伴星的82倍,光度差异主要源于两颗星半径的差异。根据以上信息,估算主星与伴星的半径之比约为(  )。
(A)8.5     (B)9.1
(C)9.7     (D)10.3

29. 恒星核反应耗尽其内部燃料所需的时间叫核时标,取决于恒星的质量和光度。已知太阳的核时
标约为2.5×1010年,一颗主序星的质量是太阳的10倍,光度是太阳的300倍,其核时标约为(  )。
(A)7.5×108
(B)7.5×1010
(C)8.3×108
(D)8.3×1010

30. 以下说法不正确的是(  )。
(A)2019年12月27日,昵称“胖五”的长征五号遥三运载火箭升空,在星箭成功分离后顺利将实践二十号卫星送入预定轨道。
(B)由中国运载火箭技术研究院研制的长征五号系列运载火箭属于无毒、无污染、高性能、大推力的大型液体运载火箭。
(C)发射“胖五”的文昌是我国纬度最低、唯一靠海的发射场,也是我国首个低纬度发射场。
(D)选择在中午发射“胖五”的原因之一是考虑到卫星太阳帆板与太阳光线的相对关系,即有利于卫星充电。

31. 春季大三角、夏季大三角、冬季大三角的9颗亮星中,与北天极角距离最小的是(  )。
(A)天津四   (B)织女星
(C)大角星   (D)参宿四

32. 岁差现象最早是古希腊的喜帕恰斯发现的,在中国古代也有人独立发现,他是(  )。
(A)虞喜    (B)张子信  
(C)张衡    (D)秦九韶

33. 2018年8月,系外行星凌星巡天卫星(TESS)观测到了一个星系的亮度变化,在数天时间内其视星等由19等增加到了16等。这是由一颗Ia型超新星爆发所导致的亮度变化,即ASASSN-18tb。假设这个超新星的前身星和参宿四(绝对星等-5等)非常相似,这个星系又很像银河系(大约包含2000亿颗类似太阳的恒星),那么该超新星爆发后亮度大约提升了(  )倍。
(A)103    (B)106
(C)108    (D)1011

34. 如果一颗周年视差为0.0111角秒的恒星在5年内在星空中移动了0.1个角秒。那么它的切向速度最可能为(  )km/s。
(A)2.8    (B)4.3
(C)6.1    (D)8.5

35. 如果太阳风每秒从太阳表面吹出的粒子数是n=1×1036,且因为核心氢的核聚变反应,太阳的质量也在同时减少,则太阳风与核聚变的质量损失率之比最接近(  )。(已知:太阳光度3.8×1026W,电子质量9.1×10-31kg,质子质量1.7×10-27kg。)
(A)1:5      (B)2:5
(C)1:50    (D)2:50

预赛答案:CDACA CDAAC BCCBC BABCD ABBBB ADBCD AACDA


2020年全国中学生天文知识竞赛决赛试题
河北廊坊 2020年11月10日 闭卷

I. 选择题
低年组答1~10题,高年组答4~13题。每题答对得+4分,答错得-4分,不答得0分。

1.(仅低年组)月球相对背景恒星的运动方向是   
(A)自西向东  (B)自东向西
(C)自南向北  (D)自北向南

2.(仅低年组)银河系大约有   ×1010颗恒星。
(A)0.1      (B)1.0
(C)10.0    (D)100.0

3.(仅低年组)中国古代有漫长的测影传统,下列仪器用来测定方向的是   
(A)日晷    (B)圭表
(C)正方案   (D)水运仪象台

4. 现今北黄极在赤道坐标系中的位置是   
(A)赤经 0h 00m,赤纬 66°34′
(B)赤经 6h 00m,赤纬 66°34′
(C)赤经 18h 00m,赤纬 66°34′
(D)赤经 0h 00m,赤纬 53°34′

5. 2020年7月23日,中国发射了天问一号探测器,计划一步实现火星“环绕、着陆、巡视”三个目标,其中“巡视”任务将由火星车完成,火星车的设计寿命为   
(A)30天    (B)61天
(C)92天    (D)123天

6. 下面哪个选项按照正确的时间顺序描述了宇宙早期演化经历的各个阶段?
(A)暴胀——大爆炸——黑暗时代——宇宙发出第一缕光
(B)暴胀——大爆炸——宇宙发出第一缕光——黑暗时代
(C)大爆炸——暴胀——黑暗时代——宇宙发出第一缕光
(D)大爆炸——暴胀——宇宙发出第一缕光——黑暗时代

7. 目前已知本星系群中包含超过50个星系,下面   不属于本星系群。
(A)M110     (B)M87
(C)M33    (D)M32

8. 射电脉冲星拥有很精确的脉冲周期,有很多实际用途,以下哪项不属于它们的应用?
(A)探测引力波 (B)检验引力理论
(C)导航    (D)寻找地外生命

9. 猎户座的参宿七和参宿四分别是蓝超巨星和红超巨星,根据其颜色,我们可以大概推知其色指数B-V 较大的是   
(A)参宿七   (B)参宿四
(C)一样大   (D)无法判断

10. 影响恒星光谱谱线宽度的因素可能包括   
(A)压力、碰撞
(B)压力、多普勒效应
(C)碰撞、多普勒效应
(D)压力、碰撞、多普勒效应

11.(仅高年组)宇宙中第三丰富(质量比)的元素是   
(A)氧 (B)硅 (C)铝 (D)铁

12.(仅高年组)一次全食带主要位于地球中纬度地区的日全食,全食带最东端看到的食甚时刻比最西端晚大约   
(A)1小时   (B)3小时
(C)6小时   (D)12小时

13.(仅高年组)一个类星体的热光度为Lbol =1047erg/s,它的中心黑洞质量为MBH =109M。已知LEdd =1.26×1038(MBH /M)erg/s,此类星体的爱丁顿比率(Eddington ratio)是   
(A)1.26    (B)0.59
(C)0.79    (D)0.89

II. 简答题

14.(仅低年组)土星环缝
  土星环是太阳系八颗行星中最突出的行星环,土星环中存在由于共振而产生的缝隙,其中最为明显的是卡西尼环缝。假设我们将发射一个探测器来近距离观测土星环缝的结构,其角分辨率为5 arcsec,探测器与土星之间最近的距离为825000km,请问该探测器能够探测的土星光环的最窄缝隙为多大?

15.(仅高年组)主序星占比
  假设诞生的恒星中最大和最小质量分别是100和0.08个太阳质量,依据Salpeter初始质量函数估算银河系中类太阳G型主序星占多少比例。

提示:
  Salpeter初始质量函数是:1615917108170537.png,这里k 是归一化常数,指数α =2.35。
  对上式积分可以得到:1615917742863653.png,这里分别代表最小恒星质量0.08和最大恒星质量100。

16.(低年组和高年组)灶神星冲日
  对于地球来说,当行星或小行星运行到与太阳相反的方向时,我们称其为冲日。对于火星或者小行星带的天体,由于距离地球较近,近日点的冲日就会比一般的冲日更亮,也就是所谓的“大冲”。灶神星(Vesta)是小行星带中最大的成员之一,它于1807年3月29日被德国天文学家奥伯斯发现。灶神星的近日点和远日点分别为2.151AU和2.572AU。上次大冲发生在2018年6月20日,视星等达到5.1等。假设灶神星轨道和地球轨道共面,且其轨道不受火星和木星的影响。

(1) 计算下次仍然发生在5-6月左右的大冲的年月日。
(2) 计算灶神星在远日点冲日(方位天文学中,近日点冲日叫“大冲”,非近日点冲日只叫做“冲”,没有“小冲”一词)时的视星等。

17.(低年组和高年组)脉冲星
  射电脉冲星绝大多数都是孤立的中子星,而X射线脉冲星绝大多数都是一个中子星和一个正常的光学伴星组成的双星系统,中子星通过引力吸积光学伴星的物质发射强烈的X射线辐射。如果中子星的质量约为1.4个太阳质量,求X射线脉冲星的最大可能光度。
  提示:X射线脉冲星的辐射(光)照射物质的时候,会对被照射的物质产生向外的辐射压力,当辐射压力超过中子星引力的时候,脉冲星就不能吸积物质了。
  辐射压力1615919174633548.png,其中L 是脉冲星的光度,光散射截面σ =6.7×10-25cm2

18.(低年组和高年组)新智彗星颗粒的命运
  2020年的新智彗星(Neowise)吸引了无数眼球。一般彗星会释放出不同尺寸的颗粒,假设一个脱离了彗核的彗星颗粒(其尺寸为D )在太阳系内只受到太阳的万有引力和太阳辐射压力的作用,则存在一个彗星颗粒临界尺寸D0,使得该颗粒受到的引力和辐射压力平衡,请估算D0 的值,并说明尺寸大于D0 和小于D0 的Neowise彗星颗粒的命运将分别是什么?

北京天文馆、全国中学生天文知识竞赛组委会拥有最终解释权。


海峡两岸天文试题,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!(https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/
更早年份的天文试题资料,也可前往“天文奥赛”网站取得。(http://www.chinaiao.org/

表情包

(本文共有2,243人浏览过,今日共有6人浏览过,欢迎多加利用!)

  台北市立天文科学教育馆为推广天文知识,并提高民众对天文之认识与兴趣,开辟了天文知能检测平台,期盼能使天文教育更蓬勃发展。天文知能检测自由参加,不限年龄、学历,试题不分等级。检定项目分为「天文知识测验」和利用天文馆的宇宙剧场半球形银幕进行的全天「星座辨认」等两部分。通过检测证书由台北市立天文科学教育馆署名发给。

繁体中文使用者注意
1. 天体位置冲的繁体字应是「衝」,不能写成沖水的「沖」。
2. 谷神星的繁体字应是「穀神星」,不能将山谷的「谷」字当做另一个繁体字使用。
3. 王后星的繁体字应是「王后星」,不能写成「王後星」。

两岸名词的差异 
公尺=米 
公分=厘米 
公厘=毫米 
哈伯=哈勃 
梅西尔=梅西叶(梅西耶) 
重力波=引力波 
克卜勒=开普勒 
古伯带=柯伊伯带 
欧特云=奥尔特云 
都卜勒效应=多普勒效应 
航海家探测船=旅行者探测器 
机会号=机遇号 
精神号=勇气号

2018年天文知能检测『天文知识测验』题目卷
台北 2018年11月11日10:00-11:30 闭卷

单选题(填对应数字即可),共计100题,每题1分,总分100分,70分以上及格

1. 2018年1月31日晚间21时27分是月亮「望」的时刻,下列何者正确?
①前次发生望的时刻为2017年12月31日晚间21时27分
②2019年1月31日晚间21时27分还会发生望
③2018年2月不会发生望
④下次发生望的时刻为同年2月28日晚间21时27分

2. 某颗星的「绝对星等」与「视星等」相同,请问这颗星距离我们多远?
①10天文单位 ②10秒差距
③10光年   ④10亿公里

3. 关于宇宙背景辐射的叙述,下列何者正确?
①美国天文学家哈伯(Edwin Hubble)首先观测发现
②来自于银河系的超新星爆炸
③物理学家爱因斯坦(Albert Einstein)在相对论中就已经预测
④整个宇宙中各方向各处都存在

4. 梅西尔星表〈The Messier Catalogue〉中的M97,位于哪个星座方向?
①大熊座  ②英仙座  ③双子座  ④蛇夫座

5. 下列哪一项关于彗星的叙述是正确的?
①彗星的彗发一直存在彗核周围
②彗星的蓝色彗尾称为离子尾
③彗星在海王星与冥王星之间的区域形成
④彗星的结构与小行星相同

6. 地球不会产生下列何种运动?
①进动  ②章动  ③差异自转  ④绕日公转

7. 《汉书》中的《天文志》是下列中哪位所辑?
①班固 ②马续 ③班超 ④张衡

8. 下列哪项关于太阳系形成的叙述是正确的?
①形成时间约距今138亿年前
②由欧特云团(Oort cloud)收缩凝聚形成
③形成位置在银河系旋臂部分
④太阳与各行星形成的时间差距超过10亿年

9. 月球不会造成地球发生哪种现象?
①极光 ②潮汐 ③月食 ④日食

10. 下列哪一类天体的表面温度最高?
①白矮星 ②红巨星
③棕矮星 ④金牛T星(T Tauri star)

11. 恒星的颜色与哪一项恒星的物理性质有关?
①磁场强弱   ②质量大小
③自转速率快慢 ④以上皆非

12. 太阳辐射能的主要来源是?
①内部核心区进行的核融合反应
②表面太阳黑子周期变化提供的磁场能量
③本身重力收缩释放的位能
④以上皆非

13. 下列哪一类恒星的演化寿命一定比较短?
①体积大的恒星 ②质量大的恒星
③亮度大的恒星 ④密度大的恒星

14. 天文学家之所以知道有「暗物质」的存在,是因为观测到?
①暗物质发出的电磁波
②暗物质产生的重力效应
③暗物质的温度
④暗物质产生的冲激波

15. 根据目前观测数据,本银河系各部位的转动速率,下列哪项叙述正确?
①银河系中心有黑洞存在
②旋臂随着离银河系中心距离增加,绕行速率并没有减慢,且几乎保持同样的速率
③依银河系各部位公转速率与中心距离变化情形所画出的曲线图,称为「旋转曲线」(rotation curve)
④以上皆是

16. 下列哪项关于星系的叙述是不正确的?
①依据观测到的外型分类,星系有球状星系、椭圆星系、螺旋星系
②星系中的成员有恒星、星团、星云等
③多个星系也组成星系团(Cluster of galaxies),如本地星系群(Local group of galaxies)、后发座星系群(Coma Cluster of galaxies)
④考虑大于百万秒差距(Mpc)以上的范围时,星系团的分布具有各处均匀性(homogeneity)

17. 2016年科学家利用下列哪种物理原理,首度探测到重力波?
①质能不灭定律 ②波的干涉效应
③弹性碰撞原理 ④作用力与反作用力平衡

18. 在台北冬季时,往北纬更高的区域前进所观测到的情形,下列哪项叙述不正确?
①北极星的仰角高度愈来愈高
②白昼的时间愈来愈短
③能见到的星座数量愈来愈多
④愈接近北极地区,愈有机会看见极光

19. 下列哪个星座在台湾完全看不到?
①飞马座  ②杜鹃座  ③山案座  ④凤凰座

20. 下列何者是类地行星的特性?
①具有行星环
②密度较大
③由气体或冰组成
④卫星数目相对较多

21. 克卜勒任务(Kepler Mission)是利用何种方法来搜寻系外行星(太阳系以外的行星)?
①径向速度法  ②天体测量法
③重力微透镜法 ④凌日法

22. 目前发现的矮行星中,「不」包含下列哪一颗?
①谷神星(Ceres)
②冥王星(Pluto)
③鸟神星(Makemake)
④爱神星(Eros)

23. 从太阳光球层的何种现象,可得知太阳表面正在运用对流传递热能?
①太阳黑子 ②米粒状组织
③日珥   ④日冕物质抛射

24. 目前太阳系八大行星中,拥有最多卫星的是下列哪一颗?
①海王星 ②天王星 ③土星 ④木星

25. 2018年日本隼鸟2号(Hayabusa 2)探测船,让探测机器人成功登陆至龙宫(Ryugu)小行星,这颗小行星是属于下列哪一小行星族群?
①特洛伊(Trojans)
②阿波罗(Apollo)
③主带(Main belt)
④阿登(Aten)

26. A-金星、B-天狼星、C-织女星、D-北极星、E-天王星,以上天体的视星等数字由大到小排列为下列何者?
①ABDEC ②EDCBA
③DEBCA ④ABCDE

27. 视星等亮度若差5等,亮度约相差几倍?
①1倍 ②2.512倍 ③10倍 ④100倍

28. 意大利天文学家乔凡尼‧夏帕雷利(Giovanni Virginio Schiaparelli)首度观测到火星上有一种地形特征,他用意大利语canali表示,请问是在哪一年?
①1820年 ②1758年
③1877年 ④1910年

29. 下一回的火星大接近,将于哪一年到来?
①2029年 ②2030年
③2033年 ④2035年

30. 本银河系,依目前的观测结果推论,是属于下列哪种星系?
①螺旋星系 ②棒旋星系
③椭圆星系 ④不规则星系

31. 本银河系的核心,透过欧南天文台的VISTA望远镜观测到其外形像一颗花生,这是观测哪一个波段的光所得到的结果?
①红外线  ②可见光
③无线电波 ④X射线

32. 太阳系位于本银河系的旋臂上,距离本银河系核心约有几光年远?
①4万光年    ②3万7千光年
③2万7千光年 ④1万5千光年

33. 下列哪一颗星是目前发现离太阳系最近的系外行星?
①克卜勒186f   ②阋神星
③天狼星B   ④比邻星b

34. 寻找系外行星所用的方法中,目前哪一种方法所找到的数量最多?
①凌日法    ②径向速度法
③微重力透镜法 ④直接拍摄法

35. 有关二十四节气,下列叙述何者错误?
①太阳到达黄经0度时,为「春分」
②节气共有二十四个
③黄道每隔15度制定一个节气
④太阳到达黄经240度时,为「冬至」

36. 有A及B两支双筒望远镜,规格分别为A-7×50及B-6×30,以下叙述何者正确?
①A的放大倍率为7倍,B的放大倍率为6倍
②A的放大倍率为50倍,B的放大倍率为30倍
③A的镜片口径为7公分,B的的镜片口径为6公分
④A的镜片口径为50公分,B的的镜片口径为30公分

37. 3月20日晚上8点小文观察到北斗七星,他可于下列哪个时间,在相同地点看到最接近同仰角及方位的北斗七星出现?
①2月18日晚上10点
②4月20日晚上9点
③4月20日晚上10点
④5月20日晚上8点

38. 下列哪个星座所在位置的赤纬最南?
①鹿豹座  ②盾牌座  ③麒麟座  ④时钟座

39. 依目前观测发现,下列哪一颗恒星旁有最多系外行星?
①葛利斯581(Gliese 581)
②TRAPPIST-1
③克卜勒90(Kepler-90)
④克卜勒20(Kepler-20)

40. 站在台湾本岛地平面,可以完整地看到下列哪个星座的全部?
①飞鱼座  ②蝎虎座  ③苍蝇座  ④蝘蜓座

41. 黄道经过的星座有几个?
①12个 ②13个 ③36个 ④88个

42. 火星冲多久会发生一次?
①约1年  ②约2年  ③约15年  ④约17年

43. 下列哪个天体对地球海洋潮汐的影响最大?
①太阳 ②月球 ③火星 ④织女星

44. 下次要在台湾看到日环食要等到何时?
①2020年 ②2024年
③2035年 ④2062年

45. 下列哪颗恒星的表面温度最高?
①心宿二  ②太阳  ③参宿七  ④参宿四

46. 恒星演化中,下列哪个阶段所占的时间最长?
①主序星 ②氦闪
③超新星 ④前主序星

47. 下列何者无法用来测量星系的距离?
①视差法  ②Ia型超新星
③造父变星 ④谱线红移

48. 下列梅西尔天体中,何者为球状星团?
①M42 ②M45 ③M19 ④M27

49. 目前全世界最大的单一天线无线电波望远镜位于何处?
①中国贵州
②智利智阿塔卡玛(Atacama)沙漠
③波多黎各
④夏威夷

50. 下列何者不属于电磁波?
①可见光 ②伽玛射线
③X射线  ④重力波

51. 下列何者不属于电磁波?
①海王星 ②天王星 ③木星 ④土星

52. 已知岁差之周期约为26000年,则春分点每年约退行多少角秒?
①30角秒 ②40角秒
③50角秒 ④60角秒

53. 已知某恒星的视星等为10等,距离为100秒差距,则此恒星的绝对星等为多少?
①5等 ②6等 ③7等 ④8等

54. 目前太阳系哪一颗行星上被观测到的气旋速度最快?
①木星 ②土星 ③天王星 ④海王星

55. 天文学家认为太阳系长周期彗星主要来自下列何处?
①古柏带(Kuiper belt)
②欧特云(Oort cloud)
③史特龙根球(Stromgren sphere)
④英仙旋臂(Perseus arm)

56. 小行星在自转时,表面各部位照射到太阳光的面积比例不一,造成红外线辐射强度不同而产生压力变化,使小行星产生不同于原预测方向之漂移现象,称为何种效应?
①雅可夫斯基效应(Yarkovsky effect)
②塞曼效应(Zeeman effect)
③康普顿效应(Compton effect)
④法拉第效应(Faraday effect)

57. 卡西尼缝(Cassini division)是存在于土星环中的结构,而其成因与下列太阳系中的哪个天文结构最为相似?
①柯克伍德空隙(Kirkwood gap) 
②范艾伦带(Van Allen belt)
③特洛伊群(Trojan group) 
④离散盘(scattered disk)

58. 依目前恒星形成理论,成为一颗恒星的质量下限,约为多少太阳质量(M)?
①0.04M ②0.08M  
③0.4M   ④0.8M

59. 伽玛射线爆(gamma ray burst,GRB)是宇宙中由于星体之剧烈爆发而产生大量伽玛射线的一种天文现象,而其较不可能由下列何种事件所造成?
①Ⅱ型超新星爆炸
②恒星之形成过程
③两个中子星之合并
④中子星与黑洞之合并

60. 梅西尔星表〈The Messier Catalogue〉中的M44俗称鬼宿星团,它位于哪个星座方向?
①金牛座  ②飞马座  ③天蝎座  ④巨蟹座

61. 下列哪种交互作用并非宇宙的四大基本力之一?
①强核力  ②弱核力  ③电磁力  ④热力

62. 下列何者并非宇宙大霹雳学说的观测证据之一?
①哈伯定律  ②星系的成团现象
③氦元素丰度 ④宇宙微波背景

63. 唐朝诗人杜甫在其诗句「赠卫八处士」中写到「人生不相见,动如参与商。今夕复何夕,共此灯烛光。…」,而其中所指的参星与商星分别是位于现今的哪两个星座内?
①猎户座、天蝎座
②飞马座、狮子座
③人马座、双子座
④猎犬座、天兔座

64. 星座中的南极座原意象征哪一种航海仪器?
①六分仪  ②八分仪  ③罗盘  ④望远镜

65. 下列哪一个单位距离最远?
①1公里  ②1光年
③1秒差距 ④1天文单位

66. 星座中的鹿豹座,是描述哪种动物?
①鹿 ②豹 ③长颈鹿 ④熊

67. 下列哪一天有可能发生日食?
①农历新年 ②元宵节
③端午节  ④中秋节

68. 如果住在月球背面,你会看到太阳多久升落一次?
①29.5小时 ②27.3小时
③29.5天  ④27.3天

69. 下列哪一颗星球地表的大气压力最大?
①火星 ②地球 ③金星 ④泰坦

70. 信使号太空船(MESSENGER)环绕哪一颗行星进行探测?
①金星 ②水星 ③木星 ④土星

71. I型超新星与II型超新星的分类,以观测有无哪一元素为依据?
①氢 ②氦 ③氧 ④铁

72. 2018年4月18日发射研究系外行星的望远镜TESS,与克卜勒任务(Kepler Mission)相比优势为何?
①TESS口径较大
②TESS搜寻范围更广
③TESS看的恒星较暗
④TESS较重

73. 影响恒星演化最重要的因素是下列何者?
①体积   ②质量
③生成环境 ④重元素含量

74. 最适合观测金星的时机是?
①大距 ②冲 ③合 ④方照

75. 下列有关中国星宿与西方星座的对照何者错误
①参宿←→猎户座
②亢宿←→室女座
③房宿←→天蝎座
④牛宿←→天鹰座

76. 大霹雳(The Big Bang)所产生的元素中,哪种含量最多?
①氢 ②氦 ③碳 ④氧

77. 太阳离本银河系哪一条旋臂最近?
①南十字  ②英仙座  ③猎户座  ④矩尺座

78. 帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)2018年8月发射,请问它利用哪颗行星加速并改变轨道?
①火星 ②地球 ③金星 ④水星

79. 帕克太阳探测器为纪念尤金‧帕克(Eugene Newman Parker)而命名为帕克,请问这位天文学家对天文学最主要贡献,是研究下列哪一项主题?
①太阳核心 ②太阳风
③红巨星  ④超新星

80. 下列哪一个太空望远镜所探测的观测波段最长?
①哈伯(HST)
②史匹哲(Spitzer Space Telescope)
③钱卓(Chandra X-ray Observatory)
④费米(Fermi Gamma-ray Space Telescope)

81. 关于球状星团与疏散星团的比较,下列何项叙述不正确?
①球状星团大多分佈在星系核心与银晕;疏散星团大多分布在星系盘面
②球状星团的星球数量比疏散星团的星球数量多
③球状星团的星球年龄比疏散星团的星球年龄老
④球状星团的星球颜色偏蓝;疏散星团的星球颜色偏红

82. 太阳系八大行星中,哪一颗行星自转轴倾角达97度?
①冥王星 ②天王星 ③金星 ④土星

83. 2017年天文学家首度观测到古柏带(Kuiper Belt)天体有「环」系统存在,请问是在下列哪一颗古柏带天体发现的?
①谷神星  ②冥王星  ③鸟神星  ④妊神星

84. 2006年天体分类增列「矮行星」,下列哪一颗矮行星不是在2006年列入的?
①鸟神星  ②谷神星  ③冥王星  ④阋神星

85. 地面上的大型望远镜,常用「自适应光学(Adaptive Optics)」系统,减轻并修正哪方面的干扰?
①电子相机的电流干扰
②大气扰动
③仪器晃动
④镜片变形

86. 有关目前太阳黑子的变化周期,下列叙述何者正确?
①目前是观测太阳黑子的第23个周期
②目前正朝太阳黑子极小期发展中
③目前正朝太阳黑子极大期发展中
④太阳黑子极小期时,看不到极光

87. 新视野任务(New Horizons)将于2019年元旦飞掠哪一颗古柏带天体?
①2014 MU69  ②1993 SC
③1998 WW31 ④ 2012 VP113

88. 2018年年底预计升空的福卫七号,主要用在何种用途上?
①通讯  ②军事  ③气象  ④资源探测

89. OSIRIS-REx是NASA第一个拜访近地小行星的太空任务,预计在2018年12月飞抵哪一颗小行星进行采样?
①贝努(Bennu)
②佛罗伦斯(Florence)
③2012 TC4
④爱神星(Eros)

90. 太阳预计在主序带还可存活多久?
①200亿年 ②150亿年
③100亿年 ④50亿年

91. 目前正环绕木星进行观测的太空任务是下列哪一个?
①朱诺(Juno)
②卡西尼(Cassini)
③伽利略(Galileo)
④克卜勒(Kepler)

92. 要用下列哪一个波段,才能观测到土星的极光?
①无线电波 ②红外线
③可见光  ④紫外线

93. 有关恒星纬度差异自转(latitudinal differential rotation),依目前观测结果,不同纬度的速度叙述,何者正确?
①恒星两极区的旋转速度最快
②恒星赤道区的旋转速度最快
③不同纬度的速度都一样
④由北极往南极,速度越来越慢

94. 下列太空探测车中,何者不是用太阳能为动力来源?
①精神号(Spirit)
②机会号(Opportunity)
③好奇号(Curiosity)
④旅居者号(Sojourner)

95. 太阳系中,下列哪颗卫星的地表,有被观测到沙尘暴的发生?
①泰坦(Titan)
②凯隆(Charon)
③月亮(Moon)
④卡利斯多(Callisto)

96. 天文学家找到第一个太阳系外可能存在卫星的讯号,这颗卫星绕行哪一颗系外行星?
①Kepler-1625a ②Kepler-1625b
③Kepler-1625c ④Kepler-1625d

97. 英仙座流星雨是年度主要流星雨之一,导致这个流星雨发生的母彗星是下列哪一颗?
①1P/Halley
②2P/Encke
③55P/Tempel-Tuttle
④109P/Swift-Tuttle

98. 在无线电天文学上被广泛地应用在侦测星系结构的21公分谱线,是由何种物质的两个超精细结构能阶之跃迁所发出?
①中性氢分子 ②中性氢原子
③电离氢原子 ④中性氦原子

99. 天体运行论〈De revolutionibus orbium coelestium〉一书是哪一位天文学家所撰写的?
①尼古拉‧哥白尼(Nicolaus Copernicus)
②伽利略‧伽利莱(Galileo Galilei)
③克里斯蒂安‧惠更斯(Christiaan Huygens)
④约翰尼斯‧克卜勒(Johannes Kepler)

100. 下列哪个星云是行星状星云?
①北美洲星云(NGC 7000)
②蔷薇星云(NGC 2244)
③爱斯基摩星云(NGC 2392)
④礁湖星云(M8)

2018天文知能检测『天文知识测验』答案
2018年11月13日修订,修订第16、26、68题答案

1-10     ③②④①② ③②③①①
11-16   ④①②②④ ①或③都对
17-20   ②③③②
21-30   ④④②④② ④③④②
31-40   ①③④①④ ①①④③②
41-50   ②②②①③ ①①③①④
51-60   ①③①④② ①①②②④
61-70   ④②①②③ ③① 送分 ③②
71-80   ①②②①④ ①③③②②
81-90   ④②④①② ②①③①④
91-100 ①④②③① ②④②①③
主办:台北市立天文科学教育馆

海峡两岸天文试题,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/

(本文共有67人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

  台北市立天文科学教育馆为推广天文知识,并提高民众对天文之认识与兴趣,开辟了天文知能检测平台,期盼能使天文教育更蓬勃发展。天文知能检测自由参加,不限年龄、学历,试题不分等级。检定项目分为「天文知识测验」和利用天文馆的宇宙剧场半球形银幕进行的全天「星座辨认」等两部分。通过检测证书由台北市立天文科学教育馆署名发给。

繁体中文使用者注意
1. 天体位置冲的繁体字应是「衝」,不能写成沖水的「沖」。
2. 谷神星的繁体字应是「穀神星」,不能将山谷的「谷」字当做另一个繁体字使用。
3. 王后星的繁体字应是「王后星」,不能写成「王後星」。

两岸名词的差异 
公尺=米 
公分=厘米 
公厘=毫米 
梅西尔=梅西叶(梅西耶) 
重力波=引力波 
克卜勒=开普勒
凯伯带=柯伊伯带 
欧特云=奥尔特云 
都卜勒效应=多普勒效应 
航海家探测船=旅行者探测器

2017年天文知能检测『天文知识测验』题目卷
台北 2017年11月12日10:00-11:30 闭卷

单选题(填对应数字即可),共计100题,每题1分,总分100分,70分以上及格

1. 2017年6月15日发生『土星冲』,假设当天晚上天气条件佳、可进行观星活动,针对当晚观测状况下列叙述何者正确?
①仅能在黄昏时刻看到土星
②整夜皆可观测土星
③仅能在清晨时刻看见土星
④当天晚上无法观测到土星

2. 当日全食「食甚」阶段发生时,用目视观测可以看到太阳的哪一部分?
①光球层  ②太阳风  ③日冕  ④太阳黑子

3. 有关M45昴宿星团的叙述,下列何者正确?
①内部包含有壮观的云气,来自不久前的超新星爆炸
②在天鹰座附近
③内部包含许多造父变星
④是一个年轻的疏散星团

4. 第一个被发现的「主带小行星」,后来改列为矮行星的天体是下列哪一个?
①谷神星  ②婚神星  ③灶神星  ④智神星

5. 在下列哪一个城市,可以看到的星座数量最多?
①墨尔本 ②东京 ③首尔 ④新加坡

6. 1984年美国地质学家在南极发现陨石(编号为ALH84001),这颗陨石目前推论可能来自下列何处?
①月球 ②火星 ③金星 ④小行星带

7. 北斗七星中,哪一颗星的视星等最暗?
①玉衡 ②天枢 ③天玑 ④天权

8. 关于太阳黑子的描述,下列哪一项是错误的?
①温度比周围无黑子区域高
②数量多寡有周期性变化
③大多成对出现
④磁场比周围无黑子区域强

9. 测量恒星的光谱无法侦测到下列哪一种恒星的性质?
①表面温度
②径向(radial)速度
③横向(transverse)速度
④大气层元素种类

10. 下列何种天体可以用来测量遥远星系的距离?
①棕矮星 ②白矮星
③食变星 ④造父变星

11. TRAPPIST-1是一颗表面温度很低的红矮星,至2017年10月31日止,天文学家在它的旁边共发现几颗行星?
①5颗 ②6颗 ③7颗 ④8颗

12. 天文学家在宇宙各处侦测到的3K背景辐射与下列何种现象有关?
①行星状星云
②宇宙初始的大爆炸
③宇宙各处高能量的伽玛射线爆
④超新星爆炸

13. 「绝对星等」是把恒星放在距地球多远的位置上所测量出来的星等?
①10天文单位 ②10秒差距
③10光年   ④10亿公里

14. 一具口径45公分的反射式天文望远镜,其焦比为8。配合一个焦距为60mm的目镜,则其放大率是多少倍?
①240倍 ②60倍 ③30倍 ④1200倍

15. 鲸鱼座中有一颗名叫「蒭藁增二」的星星,是属于下列哪一种天体?
①白矮星  ②变光星  ③中子星  ④棕矮星

16. M13球状星团位于哪个星座方向?
①蛇夫座  ②英仙座  ③武仙座  ④仙王座

17. 从地球上看见两个太阳系天体位于相同的赤经位置时,此现象名称为下列哪一种?
①方照 ②冲 ③合 ④留

18. 球状星团大部分都分布在星系何处?
①星系盘面 ②星系核心
③星系旋臂 ④星系银晕

19. 下列何者非活耀星系核分类之一?
①类星体(QSO)
②赛弗特星系(Seyfert galaxies)
③蝎虎座BL型天体(BL Lac Objects)
④包克球(Bok globule)

20. 根据目前观测数据,本银河系比较偏向下列哪一类的星系?
①椭圆星系  ②棒旋星系
③不规则星系 ④旋涡星系

21. 下列哪个卫星绕行母行星时,其卫星的自转周期与其绕行母行星的公转周期不同?
①月亮
②火卫一(Phobos)  
③欧罗巴(Europa)
④土卫七(Hyperion)

22. 根据目前的观测数据,哪种学说比较可能为月球的形成原因?
①分裂说  ②捕获说  ③同源说  ④碰撞说

23. 甲:主带小行星、乙:火星、丙:地球、丁:土星,以上太阳系成员距离太阳位置由近至远的顺序为何?
①甲乙丙丁 ②乙甲丙丁
③丙甲乙丁 ④丙乙甲丁

24. 太阳内部的结构,由内而外依次为?
①太阳核心、对流层、辐射层
②对流层、太阳核心、辐射层
③太阳核心、辐射层、对流层
④辐射层、太阳核心、对流层

25. 太阳表面温度约5800K,请问「5800K」是指太阳哪一层的温度?
①对流层  ②色球层  ③光球层  ④日冕层

26. 请问在屏东观测北极星的仰角为何?
①小于23.5度 ②等于23.5度
③大于23.5度 ④地平面下

27. 太阳看起来是偏黄色,天狼星看起来偏蓝白色,毕宿五看起来偏橙色,依照以上恒星颜色判断,表面温度由低到高的顺序应该是?
①天狼星、毕宿五、太阳
②毕宿五、太阳、天狼星
③太阳、毕宿五、天狼星
④天狼星、太阳、毕宿五

28. 下列何者最可能是在北纬45度对着东方天空曝光三小时所拍到的照片?

1

2

3

4

29. 有关太阳系的叙述,下列何者错误
①火星上面有发现液态水存在
②金星表面有固体的岩石和金属
③最大颗的行星为木星
④太阳系的行星中,只有土星有环的存在

30. (甲)光学望远镜、(乙)X射线望远镜、(丙)无线电波望远镜、(丁)紫外线望远镜,能在地球地面上不用到外太空就能观察宇宙天体的望远镜有以上哪些?
①甲、乙 ②甲、丙
③甲、丁 ④丙、丁

31. 使用望远镜观测天体的光谱时,若发现天体光谱有「红移」现象,表示此天体正在?
①温度变低 ②温度变高
③靠近地球 ④远离地球

32. 使用光谱仪观测我们太阳大气的吸收光谱,可知太阳大气组成的元素大部分为?
①氮 ②碳 ③氧 ④氢

33. 费米太空望远镜(Fermi Space Telescope)主要观测目标为?
①恒星形成 ②星云
③星系   ④伽玛射线爆

34. 史匹哲太空望远镜(Spitzer Space Telescope)观测的波段为?
①X射线  ②红外线  ③可见光  ④紫外线

35. 天文学家用光谱型态分类恒星时,由高温到低温的字母排序为?
①O、F、K、G、M、A、B
②G、O、M、A、B、F、K
③O、B、A、F、G、K、M
④B、O、A、F、G、M、K

36. 许多发射星云所发出来的光主要为红色,请问星云所发出来红色的光为下列哪种发射谱线?
①H-α ②H-β ③H-γ ④H-δ

37. 太阳系短周期彗星的主要来源区域为?
①银河系
②欧特云(Oort cloud)
③凯伯带(Kuiper belt)
④小行星带

38. 木星哪一颗卫星曾被新视野任务(New Horizons)拍到星球上的火山正在喷发?
①埃欧(Io)
②欧罗巴(Europa)  
③加尼米德(Ganymede)
④卡利斯多(Callisto)

39. 光学望远镜的放大倍率是用下列何种算式计算的?
①物镜口径/目镜口径
②目镜口径/物镜口径
③目镜焦距/物镜焦距
④物镜焦距/目镜焦距

40. 下列哪一选项不是中国古代关于宇宙结构的主要学说?
①气动说  ②浑天说  ③宣夜说  ④盖天说

41. 史上第一个安然通过主带小行星的太空探测船是哪一艘?
①航海家1号(Voyager 1)
②先锋10号(Pioneer 10)  
③朱诺号(Juno)
④新视野号(New Horizons)

42. 新视野任务探测完冥王星之后,将继续探测哪一个区域的天体?
①小行星带
②凯伯带(Kuiper belt)
③欧特彗星云
④太阳系日鞘(heliosheath)区域

43. 请问是哪一位天文学家在1950年提出彗星应该是颗脏雪球的理论?
①哈勃(Edwin Powell Hubble)
②史匹哲(Lyman Strong Spitzer)
③伽莫夫(George Gamow)
④惠普尔(Fred Lawrence Whipple)

44. 象限仪座流星雨的辐射点主要落在哪几个星座之间?
①大熊座、武仙座、牧夫座
②武仙座、牧夫座、天龙座
③大熊座、武仙座、天龙座
④武仙座、牧夫座、北冕座

45. 以太阳能为主要电力来源的探测船中,目前哪一艘距离太阳最远?
①伽利略号(Galileo)
②朱诺号(Juno)  
③新视野号(New Horizons)
④罗塞塔号(Rosetta)

46. 大麦哲伦星系位于下列哪两个星座方向?
①山案座与剑鱼座
②苍蝇座与南十字座
③南极座与天燕座
④飞鱼座与蝘蜓座

47. 小明早上七时四十分上学时,在天空看到月亮,那天月相可能最接近下列哪一种?
①上弦月 ②满月 ③下弦月 ④新月

48. 关于梅西尔星表〈The Messier Catalogue〉,下列叙述何者错误?
①梅西尔星表总共有110个天体
②M102疑与M103重复
③M40为双星
④只有108个属于云气团、星团及星系等天体

49. 目前离地球最远且地球控制团队还可以跟它联系的无人探测任务是下列哪一个?
①航海家1号(Voyager 1)
②航海家2号(Voyager 2)
③先锋10号(Pioneer 10)
④新视野号(New Horizons)

50. 彗星归属于长或短周期,是以其绕行周期多少年为基准来做区隔?
①50年 ②100年 ③150年 ④200年

51. 探测67P彗星的罗塞塔号太空船,被取名为「罗塞塔」是为了纪念1799年发现的罗塞塔石碑,而石碑上的三种文字帮助考古学家解读哪一个古文化的部分象形文字?
①苏美文化 ②埃及文化
③印度文化 ④印加文化

52. 中国老祖先将一年中非常炎热的时间称为三伏天,请问三伏天中的初伏从何时开始?
①每年立夏以后第三个庚日
②每年立夏以后第四个庚日
③每年夏至以后第三个庚日
④每年夏至以后第四个庚日

53. 上回的火星大接近发生在2003年,接下来的火星大接近即将发生在西元哪一年?
①2018 ②2019 ③2020 ④2021

54. 2013年2月15日撞入俄罗斯乌拉尔联邦管区车里雅宾斯克市的流星体,科学家推估它进入大气层时直径约为多少?
①15公里 ②150公尺
③15公尺 ④15公分

55. 在6月20日的晚上11点,不可能看到下列哪颗星?
①织女星 ②牛郎星 ③木星 ④金星

56. 苏东坡的「赤壁赋」提到:「少焉,月出于东山之上,徘徊于斗牛之间。白露横江,水光接天…」这是苏东坡描述与友人于七月间同游赤壁的景象,请问文中的「斗牛」指的是?
①北斗与牛郎 ②南斗与河鼓二
③五斗与牛宿 ④斗宿与牛宿

57. 下列哪颗行星是先经由数学的计算,进而才透过观测发现的?
①天王星  ②海王星  ③冥王星  ④谷神星

58. 2018年1月31日台湾地区可见月全食,请问当天的农历日期是?
①十二月十五日 ②十月十五日
③正月初一   ④二月十五日

59. 2003年伽利略号探测木星任务结束、2017年卡西尼号(Cassini)探测土星任务结束,这二艘太空船分别潜入木星和土星的大气层中被摧毁。请问选择这种方式结束任务的目的是什么?
①研究行星的大气层在各个层面的动态行为
②避免污染可能有生物存在的卫星
③测量磁层的三维结构和动态行为
④研究行星的云和霾随着时间的变异性

60. 秋夜认星歌中描述「大陵五星光会变」,请问大陵五是下列何种变星?
①脉动变星 ②爆发型变星
③食变星  ④激变变星

61. 根据超新星亮度,在极大时期的光谱可以分为I和II型超新星,二者最主要的差别在于II型的光谱中有什么元素的谱线?
①氢 ②氦 ③硅 ④铁

62. 梅西尔马拉松(Messier marathon)是由一批北美洲的业余天文学家在1970年代发展出来的,通常是有组织的天文爱好者,企图在一夜内寻找到尽可能多的梅西尔天体。下列哪段日期的夜晚有可能找到全部的梅西尔天体?
①一月底到二月初 ②三月底到四月初
③五月底到六月初 ④七月底到八月初

63. 我们的邻居,如美丽风车般旋转的仙女座星系,即使把已知的物理定律运用到该星系的可见物质,也无法解释它迅疾的转动速度。宇宙学家相信有某种看不见的物质弥漫于仙女座星系和其他星系之中,以重力与可见物质交互作用,星系才得以保持高速旋转。这些看不见的物质称为?
①暗物质  ②暗势力
③隐藏物质 ④消失的暗室

64. 下列何时是台湾地区,想在日出前、天气晴朗、无月光和光害干扰且空气干净的情况下,观赏黄道光的最佳时机?
①春分日出前 ②夏至日出前
③秋分日出前 ④冬至日出前

65. 中国古代有所谓的「十二星次简称十二次」,类似于今日西方的黄道十二宫,请问以下哪一个不属十二星次?
①星纪 ②玄枵 ③鹑首 ④阏伯

66. 下列哪一项与元旦第一道曙光的出现时间有关?
①纬度  ②经度  ③海拔高度  ④以上皆是

67. 中国古典小说《三国演义》第103回文中写道:…孔明曰:「吾见三台星中,客星倍明,主星幽隐,相辅列曜,其光昏暗:天象如此,吾命可知!」…,请问文中的「三台星」位于现行88星座中的哪一个星座?
①大熊座  ②武仙座  ③天龙座  ④仙王座

68. 太阳系各行星中,哪一颗的表面温度最高?
①水星 ②金星 ③地球 ④火星

69. 目前太阳系中,拥有最多卫星的行星是哪一颗?
①木星 ②地球 ③土星 ④火星

70. 根据目前恒星演化理论,太阳不会经历哪一个阶段?
①红巨星   ②主序星
③超新星爆炸 ④白矮星

71. 质量是太阳10倍的恒星,目前列于主序带,它的寿命与太阳相较之下为?
①比较短 ②比较长
③一样长 ④没有相关

72. 下列哪一种天体的表面重力最强?
①主序星  ②中子星  ③白矮星  ④棕矮星

73. 俗称礁湖星云的M8在可见光照片中,通常呈现瑰丽的红色,这表示它是一种?
①发射星云 ②反射星云
③暗星云  ④行星状星云

74. 有「中国超新星」、「天关客星」等称呼的蟹状星云,位在哪一个星座方向?
①猎户座  ②仙后座  ③金牛座  ④人马座

75. 如本银河系或仙女座大星系这样的旋涡星系,通常会在星系的哪里诞生新恒星?
①核球 ②旋臂 ③银晕 ④星系中心

76. 请问太阳系下列哪一颗行星,不是以罗马神话来命名?
①金星 ②天王星 ③木星 ④土星

77. 克卜勒(Kepler)太空望远镜是目前发现系外行星数量最多的太空任务,它是采用哪一种方式来探测系外行星?
①径向速度法 ②天文测量法
③重力透镜法 ④凌日法

78. 台湾地区首个完全自主研发的人造卫星是下列哪一个?
①福卫一号 ②福卫二号
③福卫三号 ④福卫五号

79. 「天文单位」是一种距离的单位,它代表的意义是什么?
①太阳到南门二星的距离
②地球到月球的平均距离
③太阳到地球的平均距离
④光跑一年的距离

80. 距今一万二千年后,天球上的北天极点最接近下列哪颗星?
①小熊座的勾陈一 ②天龙座的右枢星
③天琴座的织女星 ④天鹅座的天津四

81. 有关太阳黑子活动周期,下列哪一项描述正确?
①只发生1859年以后
②活动周期长达80年
③成因与太阳各纬度自转速度不同的现象有关
④会造成地球磁极反转

82. 下列哪一个星云归属于黑暗星云?
①加州星云 ②礁湖星云
③面纱星云 ④马头星云

83. 当水星西大距时,它将出现在下列哪个时间及方位?
①日出前东方 ②日出前西方
③日落后东方 ④日落后西方

84. 下列何者与太阳黄道经度无关?
①清明 ②夏至 ③中秋 ④立冬

85. 下列天体的体积由大到小排列?甲-天狼星;乙-木星;丙-太阳;丁-心宿二
①甲乙丙丁 ②丁甲丙乙
③甲丁丙乙 ④丙丁甲乙

86. 下列何种现象无法证实地球自转?
①北半球科氏力向右偏
②傅科摆重锤摆动方向缓缓改变
③可以先看见远方入港的船桅
④太阳东升西落

87. 转动手中星座盘时,星座盘上哪一颗星星移动量最小?
①北极星  ②织女星  ③牛郎星  ④大角星

88. 下列有关太阳的叙述何者有误?
①太阳的米粒组织位在色球层中
②太阳黑子位于光球层
③日珥是从色球层喷射出来的
④太阳黑子平均数量变化周期为11年

89. 太阳系中哪一颗卫星体积最大?
①月球
②木卫一–埃欧(Io)
③木卫三–加尼米德(Ganymede)
④土卫六–泰坦(Titan)

90. 2017年8月21日发生于美国的日食,无法观测到下列哪一个日食现象?
①日偏食  ②钻石环  ③贝里珠  ④日环食

91. 1974年为庆祝阿雷西博(Arecibo)无线电波望远镜完成改建,而创作阿雷西博信息。该信息共有1,679个二进制数字,包含人类的DNA、原子序数、地球位置等的编码信息,传播给可能在那儿的外星文明。它将在25,000年后抵达下列哪个星团?
①M23 ②M73 ③M13 ④M31

92. 如果恒星光度不变,当其距离向外移动4倍,其亮度看起来变成原来的几倍?
①2 ②1/2 ③1/4 ④1/16

93. 下列有关星团叙述何者错误?
①球状星团恒星数量比疏散星团多
②疏散星团分布在星系银盘面上
③球状星团金属含量少
④疏散星团内部恒星生成年代较为年老

94. 将下列电磁波,甲-可见光、乙-无线电波、丙-红外线、丁-X射线,依其波长由长到短排列,下列哪种才对?
①甲乙丙丁 ②丁甲丙乙
③丙乙甲丁 ④乙丙甲丁

95. 卡西尼号探测船在2017年4月26日至9月15日期间,主要针对土星主球体与环之间的空间区域进行探测,这段时间,共计绕进这个区域几次?
①1次 ②12次 ③22次 ④32次

96. 比较甲-7×50及乙-10×50两支双筒望远镜,下列叙述何者正确?
①甲的放大倍率为7倍
②甲的放大倍率为350倍
③乙的口径为50公分
④甲和乙的放大倍率一样,都是50倍

97. 捷克的首都——布拉格,拥有一座世界有名的天文钟,这座天文钟已存在超过多少年?
①500年  ②600年  ③700年  ④800年

98. 意大利天文学家伽利略(Galileo Galilei)首度使用天文望远镜所观测的天体,是下列哪一颗?
①木星及其卫星 ②土星
③太阳     ④月亮

99. 阿波罗登月任务,从月亮上拿了多少公斤的岩石回地球?
①281公斤 ②382公斤
③485公斤 ④565公斤

100. 詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜预定于2021年升空,这个望远镜口径有多大?
①2.4公尺 ②3.6公尺
③6.5公尺 ④8.3公尺

2017天文知能检测『天文知识测验』答案

1-10     ②③④①④ ②④①③④
11-20   ③②②②② ③③④④②
21-30   ④④④③③ ①②②④②
31-40   ④④④②③ ①③①④①
41-50   ②②④②② ①③②①④
51-60   ②③①③④ ④②①②③
61-70   ①②①③④ ④①②①③
71-80   ①②①③② ②④④③③
81-90   ③④①③② ③①①③④
91-100 ③④④④③ ①②④②③
主办:台北市立天文科学教育馆

海峡两岸天文试题,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/

(本文共有101人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

  台北市立天文科学教育馆为推广天文知识,并提高民众对天文之认识与兴趣,开辟了天文知能检测平台,期盼能使天文教育更蓬勃发展。天文知能检测自由参加,不限年龄、学历,试题不分等级。检定项目分为「天文知识测验」和利用天文馆的宇宙剧场半球形银幕进行的全天「星座辨认」等两部分。通过检测证书由台北市立天文科学教育馆署名发给。

繁体中文使用者注意
1. 天体位置冲的繁体字应是「衝」,不能写成沖水的「沖」。
2. 谷神星的繁体字应是「穀神星」,不能将山谷的「谷」字当做另一个繁体字使用。
3. 王后星的繁体字应是「王后星」,不能写成「王後星」。

两岸名词的差异
公尺=米
公分=厘米
公厘=毫米
梅西尔=梅西叶
重力波=引力波
都卜勒效应=多普勒效应
航海家探测船=旅行者探测器
雷射干涉重力波天文台=激光干涉引力波天文台

2016年天文知能检测『天文知识测验』题目卷
台北 2016年11月13日10:00-11:30 闭卷

单选题(填对应数字即可),共计100题,每题1分,总分100分,70分以上及格

1. 2016年3月8日发生木星冲,请问大约再隔多久会发生下一次木星冲?
①约300天 ②约13个月
③约11年   ④约100年

2. 国际太空站(International Space Station)绕地球一圈,大约要耗费多久的时间?
①9分钟 ②90分钟 ③9小时 ④9天

3. 地球绕着太阳公转,来到太阳黄经度15度时,对应中国二十四节气中的哪一个?
①立春 ②清明 ③芒种 ④立秋

4. 某晚8点,小天看月亮即将由西方地平线隐没,这时候的「月相」接近下列哪一种?
①眉月 ②上弦月 ③凸月 ④满月

5. 中国清代吴敬梓创作的章回小说《儒林外史》第一回文中有:…王冕左手持杯,右手指着天上的星,向秦老道:「你看贯索犯文昌,一代文人有厄!」…,请问文中提到的「贯索」是现在88个星座中的哪个星座方向?
①仙王座  ②北冕座  ③狮子座  ④天蝎座

6. 承上一题,请问文中提到的「文昌」是现代88个星座中的哪个星座方向?
①小熊座  ②武仙座  ③牧夫座  ④大熊座

7. 下列太空任务,截至2016年为止,何者创下使用太阳能航行最远的纪录?
①新视野号(New Horizons)
②卡西尼号(Cassini)
③朱诺号(Juno)
④罗塞塔号(Rosetta)

8. 太阳色球层所呈现的红色,主要来自哪种元素的辐射?
①钠 ②钾 ③氢 ④氦

9. 从地球观测月球,发现月球始终以同一面朝向地球,其主要原因为何?
①月球不会公转
②月球的自转周期与地球的自转周期相同
③月球不会自转
④月球绕地球的公转周期与月球的自转周期相同

10. 请问中国古星官中的「南斗」,位于现在88个星座中下列哪个星座位置?
①天蝎座  ②人马座  ③半人马座  ④飞马座

11. 截至2016年,发现最多系外行星〈我们太阳系以外的行星〉的望远镜是下列哪一个?
①甚大望远镜阵列(VLA)
②克卜勒太空望远镜(Kepler)
③哈勃太空望远镜(HST)
④史匹哲太空望远镜(SST)

12. 请问梅西尔星表〈The Messier Catalogue〉中的M35,位于下列哪一个星座方向?
①双子座  ②御夫座  ③猎犬座  ④小犬座

13. 宇宙中,比铁重的元素主要从何而来?
①恒星内部核融合 ②超新星爆炸
③大霹雳     ④黑洞

14. 有关行星的位置叙述,下列何者错误?
①发生水星东大距或西大距前后,是观测水星的最佳时机
②发生木星西方照时,木星、地球与太阳三者中心连线构成直角三角形,同时地球位于直角点上、木星在太阳西侧
③发生木星合金星时,表示整夜可见木星及金星
④发生火星大接近时,是观测火星的好时机

15. 『荧惑守心』发生时,往下列哪个星座方向就可看到?
①巨蟹座  ②室女座  ③天蝎座  ④大熊座

16. 每一年约发生于7月17日至8月24日,极大期约出现于8月12日前后的英仙座流星雨,请问它的来源天体是以下哪一颗?
①1P/Halley
②C/1490Y1
③MP3200
④109P/Swift-Tuttle

17. 地球在下列哪一个节气时,离太阳较近?
①春分 ②夏至 ③秋分 ④冬至

18. 下列叙述何者是错误的?
①西元1800年不是闰年
②西元2000年是闰年
③西元2016年是闰年
④以上都是闰年

19. 下列天体组合中,当观测者站在地球地表上、用肉眼观察星空一年,哪一组看不出彼此相对位置会有所改变?
①月球与太阳 ②金星与太阳
③火星与土星 ④天狼星与南河三

20. 目前所发现的系外行星很多在天鹅座方向,是因为下列何种原因?
①天鹅座方向恒星较多
②天鹅座方向是银河中心
③哈勃太空望远镜专看天鹅座方向
④克卜勒太空望远镜的观测区域,主要落在天鹅座及天琴座之间

21. 北半球船只航行于海上,若无全球定位系统(GPS),可以借由量测北极星仰角得知所处纬度。若要求得所处之经度,最不需要下列何种工具?
①时钟  ②航海日志  ③望远镜  ④六分仪

22. 西洋占星术中描述黄道带上有12个星座,一般称为黄道12宫,但实际黄道上有13个星座,请问那第13个是下列哪一个?
①猎户座  ②天龙座  ③蛇夫座  ④巨蛇座

23. 周期彗星中,回归周期最短的是以下哪一颗?
①1P/Halley(哈雷)
②10P/Tempel 2(谭普2号)
③2P/Encke(恩克)
④14P/Wolf(沃尔夫)

24. 中国古代天文学着作《灵宪》,是由谁所撰写的?
①东汉张衡
②南朝祖冲之
③唐朝一行法师
④元朝郭守敬

25. 下列哪一个天体,距离地球最远?
①冥王星
②M45疏散星团
③我们银河系中心的黑洞
④北极星

26. 中国古代天文测量仪器「简仪」,是由下列哪位科学家所创作的?
①东汉张衡
②东汉贾逵
③唐朝一行法师
④元朝郭守敬

27. 哈勃太空望远镜的主镜,口径有多大?
①1.5公尺 ②2.0公尺
③2.4公尺 ④3.4公尺

28. 下列哪个太阳系天体曾发现氧分子?
①天王星  ②海王星  ③67P彗星  ④冥王星

29. 2016年9月底美国太空总署(NASA)宣布,疑似巨大水柱从下列哪一颗天体的冰层下方喷出?
①木卫二(Europa)
②木卫三(Ganymede)
③木卫四(Callisto)
④土卫二(Enceladus)

30. 在地球上观察,哪一颗矮行星视星等最亮?
①妊神星(Haumea)
②谷神星(Ceres)
③鸟神星(Makemake)
④阋神星(Eris)

31. 双筒望远镜的镜身上若标示7X50,则下列叙述何者正确?
①放大倍数为350倍
②镜片口径为7公分,放大倍数为50倍
③放大倍数为7倍,镜片口径为50公厘
④放大倍数为7倍,镜片焦长50公分

32. 在台北夏至时,太阳会从哪个方位升起?
①东偏北 ②正东 ③东偏南 ④正南

33. 流星的蓝白色光芒,通常是哪种元素所产生的?
①铁 ②钠 ③钙 ④镁

34. 美国NASA 2016年发射欧西里斯(OSIRIS-REx)太空船,目标为贝努(Bennu)小行星,这颗小行星的直径大约多少公里?
①0.5 ②5 ③50 ④500

35. 朱诺号太空船携带三个乐高玩偶到木星,这三个玩偶所代表的人物中,不包括下列哪一个?
①哥白尼(Nicolas Copernicus)
②伽利略(Galileo Galilei)
③天神朱彼特
④天后朱诺

36. 下列有关太阳的叙述中,何者错误?
①太阳的寿命约有100亿年
②太阳核心采辐射方式传递热能
③太阳最内层的大气层为色球层
④演化末期会变成白矮星

37. 以下哪一颗天体的密度最大?
①水星 ②金星 ③地球 ④火星

38. 「轨道共振」是指轨道上的天体,在哪项特征上有简单整数比?
①轨道半径  ②轨道周期
③轨道离心率 ④轨道倾角

39. 以下所列之梅西尔星表〈The Messier Catalogue〉天体,哪一个不是行星状星云?
①M67 ②M57 ③M76 ④M97

40. 月食最不可能会在下列哪个节日发生?
①元宵节  ②中元节  ③中秋节  ④重阳节

41. 有关恒星演化的叙述,何者正确?
①主序带上的恒星,质量越大→寿命越短
②太阳死亡后,会演变成中子星
③所有恒星的核融合反应,最后可形成的元素都是元素铁
④所有恒星的演化过程都是红巨星→白矮星→中子星→超新星

42. 下列行星中,哪一颗的体积最大?
①海王星 ②天王星 ③木星 ④土星

43. 下列哪一颗星离太阳最近?
①阋神星  ②冥王星  ③谷神星  ④鸟神星

44. 当土星赤道正对地球时,地球上的人会看不到土星环。这样的状况,平均约多久会发生一次?
①4~5年  ②14~15年
③24~25年 ④34~35年

45. 太阳系活火山相当密集的木卫一(Io,也称为埃欧),其火山能量来源是?
①元素核分裂 ②元素核融合
③木星潮汐力 ④彗星撞击

46. 下列恒星的性质,何者与其他三者较无直接关系?
①恒星表面温度 ②恒星的光谱型态
③恒星的颜色  ④恒星的视星等

47. 美国天文学家克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)从他所观测的星空照片中,发现有星点相对背景星有产生位移,进而发现哪一个天体?
①谷神星  ②海王星  ③天王星  ④冥王星

48. 第一架从小行星上〈登陆采样〉带回物质的探测器是以下哪一个?
①星尘号(Stardus)
②会合-舒梅克号(Near Earth Asteroid Rendezvous–Shoemaker)
③黎明号(Dawn)
④隼鸟号(Hayabusa)

49. 土卫六(泰坦)与地球的共通点中,何者叙述不正确?
①两者都有大气层
②两者表面都有海洋
③两者都有气候变化
④两者都有磁场

50. 下列太阳系哪个天体的大气,拥有最浓厚的氮气?
①金星 ②火星 ③木卫二 ④土卫六

51. 下列哪一位天文学家,最早真正测量出恒星有自行运动?
①威廉赫歇尔(William Herschel)
②爱德蒙哈雷(Edmond Halley)
③爱德温哈勃(Edwin Hubble)
④帕西瓦尔罗威尔(Percival Lowell)

52. 小美想在满月当天的台东海边看见月升,当天大约何时有机会看到?
①早上6点  ②中午12点
③晚上6点  ④晚上12点

53. 下列何种天体的直径最小?
①白矮星  ②红巨星  ③红矮星  ④中子星

54. 日月食种类不包含下列哪一种?
①月偏食  ②月环食  ③日偏食  ④日环食

55. 电影《绝地救援》(The Martian)落难太空人,如果在火星冲时与地球联络,假设此时火星与地球距离0.5AU,那他从火星发射无线电通讯大约要多久时间才能传到地球?
①4秒 ②40秒 ③4分钟 ④40分钟

56. 1960年代的天文学四大发现,不包括下列何者?
①类星体(又称似星体)
②星际有机分子
③宇宙微波背景辐射
④黑洞

57. 把天球上金星、木星、水星、火星、土星连起来,可以看出下列哪一道的大略位置?
①白道 ②黄道 ③黑道 ④赤道

58. 白矮星的质量上限约为太阳质量的几倍?是哪位天文学家所发现?
①1.4倍,钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)
②3倍,钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)
③1.4倍,欧本海默(Robert Oppenheimer)
④3倍,欧本海默(Robert Oppenheimer)

59. 下列哪一个小行星群,离地球最近?
①特洛伊小行星群(Trojans)
②阿登小行星群(Aten)
③希尔达小行星群(Hildas)
④希腊小行星群(Greeks)

60. 下列哪一种光谱型态的恒星,表面温度最低?
①O5 ②K2 ③G6 ④A3

61. 下列天文观测站中,哪一个测站的主要观测天体与其它三者不同?
①STEREO卫星 ②哈勃太空望远镜
③SOHO卫星     ④SDO卫星

62. 天蝎座的心宿二,是一颗处在哪一演化阶段的恒星?
①主序星  ②红巨星  ③白矮星  ④棕矮星

63. 影响恒星演化最重要的因子,是下列哪一个?
①质量   ②元素种类
③形成时期 ④自转速率

64. 量测远距星系中的造父变星,可以协助我们粗略估算出这个星系的哪一种物理量?
①直径 ②质量 ③距离 ④温度

65. 假设有颗主序星的质量为太阳的3倍,则相较于太阳,其在主序带阶段的叙述下列何者正确?
①会有比较多的行星
②待在主序带的时间会比较长
③核心温度会比较高
④氢元素比例会比较高

66. 下列哪一颗是周期彗星?
①69P/Taylor(泰勒)
②C/2011 W3
③C/1995 O1
④C/1996 B2

67. 目前世界上最大的单面球面无线电望远镜,口径是多少?
①500公尺 ②450公尺
③400公尺 ④305公尺

68. 天文学家运用星系成员之一——恒星的哪种物理量或特性,估计星系的质量?
①恒星亮度分布
②恒星诞生速率
③恒星位置分布
④恒星运动速度

69. 与太阳质量相同的恒星,在演化历程中,不会经历下列哪一阶段?
①主序带   ②红巨星
③超新星爆炸 ④白矮星

70. 哪一种光谱型态的恒星,氢线最明显?
①O ②B ③A ④F

71. 2013年3月,从普朗克〈Planck〉卫星观测所得的数据,哈勃常数约为多少?
①65.15km/s/Mpc(公里每秒每百万秒差距)
②67.15km/s/Mpc(公里每秒每百万秒差距)
③69.15km/s/Mpc(公里每秒每百万秒差距)
④71.15km/s/Mpc(公里每秒每百万秒差距)

72. 马头星云属于下列哪一种星云?
①发射星云 ②暗星云
③反射星云 ④行星状星云

73. 古老的球状星团中,发现存在着「蓝色」脱序星,最可能的形成原因是?
①年老的蓝色恒星
②恒星彼此碰撞
③外来恒星
④气体吸聚形成新恒星

74. 目前以哪种方式,搜寻到的系外行星最多?
①重力微透镜(Gravitational microlensing)
②径向速度(Radial velocity)
③直接影像(Direct imaging)
④凌日法(Transit photometry)

75. 中国古代书籍《晋书》(天文志),是由谁所撰写的?
①唐朝一行法师
②宋朝杨忠辅
③唐朝李淳风
④元朝郭守敬

76. 下列哪一颗卫星,每年逐步靠近其公转的主行星?
①火卫一(佛伯斯,Phobos)
②海卫六(伽拉忒亚,Galatea)
③海卫一(崔顿,Triton)
④以上皆是

77. 20世纪初期天文学家夏普利(H. Shapley),利用何种天体分布推测出我们银河系的中心?
①造父变星 ②疏散星团
③球状星团 ④发射星云

78. 梅西尔星表〈The Messier Catalogue〉中,与地球距离最近的是下列哪一个天体?
①昴宿星团(M45)
②仙女座大星系(M31)
③蟹状星云(M1)
④环状星云(M57)

79. 下列哪一个星云,不是单一恒星死亡时所衍生的产物?
①火鸟星云(M42)
②沙漏星云(MyCn18)
③爱斯基摩星云(NGC2392)
④哑铃星云(M27)

80. 目前天文学家认为,下列哪一项是使宇宙加速膨胀的因素?
①暗星云  ②暗物质  ③暗能量  ④暗行星

81. 梅西尔(Charles Messier)当初是为了寻找何种天体,而汇编出梅西尔星表?
①星云 ②星团 ③彗星 ④小行星

82. 太阳位在我们银河系何处?
①银盘 ②银晕 ③银核 ④银心

83. 下列哪一个观测站,适合用来观测恒星诞生的区域?
①LIGO重力波干涉天文台
②钱德拉(Chandra)太空望远镜
③史匹哲(Spitzer)太空望远镜
④普朗克(Planck)太空望远镜

84. 有关行星状星云的叙述,下列何者正确?
①是超新星爆炸的残骸
②蟹状星云是个行星状星云
③中心伴随有白矮星
④北美洲星云是个行星状星云

85. 星云在可见光照片中所呈现的红色,是哪一种元素所发出的?
①氮 ②氧 ③氦 ④氢

86. 下列哪一个是地球上会有季节更替的主要原因?
①地球会自转与公转
②地球公转太阳的轨道是椭圆形,相对太阳有近日点与远日点
③地球赤道与黄道面夹了23.5度
④月光照射到地面的角度不同所致

87. 从地球往宇宙四周观望,我们银河系的中心位于哪个星座方向?
①猎户座  ②天鹅座  ③金牛座  ④人马座

88. 太阳系小行星带上有一颗小行星,是为表彰台北市立天文科学教育馆前身圆山天文台台长蔡章献先生对台湾天文教育推广贡献而命名的,请问是下列哪一颗?
①小行星1972 ②小行星2240
③小行星2420 ④小行星2540

89. 太阳绕我们银河系中心转一圈,约需要耗费多少时间?
①5000万年 ②1亿年
③2.5亿年  ④5亿年

90. 本星系群里,下列哪一个星系最大?
①我们银河系
②M31仙女座星系
③M33三角座星系
④M104墨西哥帽星系

91. 关于流星雨的叙述,何者正确?
①每小时只看到10颗流星从同一个辐射点发射出来,数量太少,不能称为流星雨。
②每一群流星雨都是因为彗星靠近太阳时,所留下来的碎屑穿过大气层所造成的。
③每年4~5月发生的宝瓶座Eta流星雨,是哈雷彗星所遗留的彗星残渣所形成的。
④适合用望远镜来观察。

92. 类星体(又称似星体)是下列何种天体所构成的?
①快速旋转的中子星
②活跃星系核
③恒星碰撞爆炸
④超新星连环爆炸现象

93. 哪个国家的国旗中绘有天蝎座?
①斐济  ②巴拉圭  ③巴西  ④库克群岛

94. 美国激光干涉重力波天文台(LIGO),在2016年发表发现重力波(引力波),其来源是甚么天体碰撞合并?
①星系  ②恒星  ③黑洞  ④球状星团

95. 遥远星系的光,受前景星系重力影响,而发生强烈弯曲,这种效应称为?
①强重力透镜效应
②穿隧效应
③都卜勒效应
④星际效应

96. ALMA望远镜,主要是观测电磁波中哪个波段的光?
①伽玛射线 ②无线电波
③可见光  ④X射线

97. 依目前观测资料,所估出的宇宙年龄约有几岁了?
①115亿岁 ②120亿岁
③138亿岁 ④155亿岁

98. 以下哪种分子是次毫米波望远镜,如SMA,最常观察的目标?
①一氧化碳  ②氢分子
③三氧化二铁 ④硫酸铜分子

99. 梅西尔星表〈The Messier Catalogue〉中,编号M110是何种天体?
①椭圆星系  ②螺旋星系
③不规则星系 ④球状星团

100. 在恒星演化过程中,白矮星会出现于下图「H-R图」中的那个位置?
①a ②b ③c ④d

1596713758254171.jpg

2016天文知能检测『天文知识测验』答案

1-10     ②②②①② ④③③④②
11-20   ②①②③③ ④④④④④
21-30   ③③③①③ ④③③①②
31-40   ③①④①① ③③②①④
41-50   ①③③②③ ④④④④④
51-60   ②③④②③ ④②①②②
61-70   ②②①③③ ①①④③③
71-80   ②②②④③ ④③①①③
81-90   ③①③③④ ③④②③②
91-100 ③②③③① ②③①①④
主办:台北市立天文科学教育馆

海峡两岸天文试题,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/

(本文共有146人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

  2019年12月1日,广东省中小学生天文知识竞赛暨2020CNAO全国中学生天文知识竞赛广东赛区预赛在汕头金山中学和广州大学(广州市番禺区大学城校区)开考。
  经国赛组委批准,广东省赛事今年成为全国第一个试点,省赛同时是CNAO国赛的选拔赛。广东省赛区经过预赛选拔后,于2019年12月22日进行决赛,选拔出2020年全国中学生天文知识竞赛决赛的选手。2020年全国赛的预赛将不再接受广东省选手的报名。广东省也为我国参加国际赛输送了一批批优秀人才。

2019年广东省中小学生天文知识竞赛预赛试题(低年组)
2019年12月1日 14:00-16:00 闭卷

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。在监考老师宣布考试结束时应停止答卷。交卷时只须将答题卡交回。
2、选择题全部为 单项选择 ,选择一个最接近正确的答案,答错不扣分。用 2B 铅笔将答题卡上相应的答案选框 涂黑涂满 ,并用钢笔或签字笔在答题卡上写上姓名、学校、考号等信息。切勿用钢笔、圆珠笔或自动铅笔涂答题卡,以免影响成绩。答题卡采用机器阅卷,由答卷人填涂答题卡失误或不规范造成的失分由其本人承担。
3、总分 100 分,每题 2 分,考试时间 90 分钟。
4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。
5、比赛结果将在广东天文学会网站和广东天文学会微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1. 2019年2月,天文学家公布发现了人类已知最远的太阳系内天体,这颗天体昵称叫?(  )
(A)Farout(遥远)
(B)FarFarout(遥遥远)
(C)Ultima Thule(天涯海角)
(D)'Oumuamua(奥陌陌)

2. 2019年   ,NASA正式宣布机遇号火星车在失联8个月后,唤醒无效,结束任务。(  )
(A)2月14日 (B)3月14日
(C)4月14日 (D)5月14日

3. 下列说法不准确的是?(  )
(A)2019年1月,奥斯里斯王号探测器成功入轨“贝努”小行星。
(B)2019年年初,奥斯里斯王号监测到贝努表面向外喷射粒子羽流。
(C)贝努是一颗碳质小行星。
(D)贝努的直径约为500米。

4. 2019年4月,全球六地的天文学家举办新闻发布会,同时发布了人类第一张黑洞照片,该照片是由   拍摄的。(  )
(A)甚大阵(VLA)
(B)哈勃望远镜(HST)
(C)央斯基甚大阵(JVLA)
(D)事件视界望远镜(EHT)

5. 以下说法不准确的是?(  )
(A)2019年4月中旬,国家航天局宣布,中国第一颗小行星探测任务已经确定,将通过一次发射实现一颗近地小行星取样返回和一颗主带彗星绕飞探测。
(B)2019年1月3日上午,嫦娥四号顺利在冯-卡门撞击坑着陆。
(C)2019年10月27日,长征五号遥三运载火箭在海南文昌发射升空。
(D)2019年11月,广东境内可观测到小行星掩毕宿四。

6. 以下哪项不是2019年11月发生的天象?(  )
(A)水星凌日
(B)狮子座流星雨极大
(C)水星西大距
(D)月掩土星

7. 关于2019年唯一的一次日环食,下列说法不正确的是?(  )
(A)发生在北京时间12月25日
(B)中国境内可见环食
(C)广东地区可见偏食
(D)当天是农历十五

8. 2019年双子座流星雨极大当天的月相最接近以下哪项?(  )

1575450256324623.png

9. “个人一小步,人类一大步”。2019年是人类成功登月   周年。(  )
(A)30 (B)50 (C)70 (D)100

10. 今天日落后,可以在西方低空看见三颗明亮的行星。这不包括?(  )
(A)木星 (B)土星 
(C)火星 (D)金星

Part 2. 基础知识

Ⅰ. 请回答以下 10 道独立的小题。

11. 灶神星是一颗?(  )
(A)恒星  (B)矮行星 
(C)小行星 (D)行星

12. 白矮星是一种?(  )
(A)白色的主序星
(B)原恒星
(C)中子星
(D)中低质量恒星的遗骸

13. 海王星冲日大约多久发生一次?(  )
(A)30年 (B)10年 
(C)5年   (D)1年

14. 土星的卫星有?(  )
(A)53颗 (B)62颗 
(C)79颗 (D)82颗

15. 太阳绕银河系中心运动的速度约为?(  )
(A)86 km/s   (B)170 km/s
(C)220 km/s (D)350 km/s

16. M57星云的白矮星周年视差约为1.3毫角秒,这个星云到我们的距离约?(  )
(A)385 pc   (B)770 pc
(C)1300 pc (D)1540 pc

17. 现代观测表明,宇宙正在?(  )
(A)减速膨胀 (B)加速膨胀
(C)匀速膨胀 (D)保持静态

18. 对比四、五年前,今天下列哪种现象变得更罕见?(  )
(A)国际空间站过境
(B)哈勃望远镜过境
(C)铱闪
(D)星链过境

19. 大陵型变星的原型星“大陵五”位于?(  )
(A)武仙座 (B)英仙座
(C)仙王座 (D)鲸鱼座

20. 一台望远镜的焦距为900mm,口径为70mm,目镜焦距为20mm。其角放大率为?(  )
(A)3.5倍 (B)13倍
(C)45倍  (D)100倍

Ⅱ. 本部分包含第 21-25 小题。请在下面给出的备选答案中,选取最合适的答案填入下图中带题号的框里。并在答题卡上将所选答案编号对应的选项涂黑。每个备选答案在本部分中最多使用 1 次。

1575453504477947.png

①东方照;②西方照;③东大距;④西大距;⑤冲;⑥合;⑦上合;⑧下合

21.(  )A.⑤ B.⑥ C.⑦ D.⑧

22.(  )A.⑤ B.⑥ C.⑦ D.⑧

23.(  )A.① B.② C.③ D.④

24.(  )A.① B.② C.③ D.④

25.(  )A.① B.③ C.⑤ D.⑦

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 不完整的星图

  某天文社准备在2020年某日组织社员到户外观测。他们在策划会议前打印了北京时间凌晨2:30时观测地的星图(附录图1-A),会议中搬完杂物的副社长因为没洗手就碰了星图,手上未干的油墨把星图的一部分染污了。请根据星图回答 26-31 小题。

26. 社团计划外出观测的日期是?(  )
(A)1月2-3号
(B)3月21-22号
(C)5月1-2号
(D)10月2-3号

27. 图1-A中被白框标记的污迹下的星空最接近以下哪项?(  )

1575455776349508.png

28. 用☆符号标注的恒星是?(  )
(A)大犬座α (B)天琴座α
(C)天鹰座α (D)船底座α

29. 在星图对应的时间里,位于该地的观测者看不到以下哪项?(  )
(A)乌鸦座 (B)天狼星
(C)大陵五 (D)飞马座

30. 下列哪个梅西叶天体位于图1-A中用虚线标注的六边形区域内?(  )
(A)M31 (B)M33 
(C)M35 (D)M7

Ⅱ. 日全食

  爱因斯坦的广义相对论预言,光线通过太阳表面附近的空间后会发生偏折。一颗在太阳视圆面边缘的恒星发生的视位置变化,是牛顿引力理论预言的两倍。为了验证两套理论的正确性,亚瑟·爱丁顿组织了一次测量实验。他通过拍摄记录日全食过程中,太阳附近星点的位置,再与太阳远离同一天区的测量结果对比,以确定引力造成的恒星位置变化量。

31. 为了验证广义相对论,1919年5月,爱丁顿组织了两支观测队分赴西非的普林西比岛和   观测日全食。(  )
(A)智利拉塞雷纳
(B)东欧克里米亚
(C)巴西索布拉尔
(D)非洲坦桑尼亚

32. 图2-A是1919年日食的预报图。根据该图,南美洲西海岸的大部分观测者可看到?(  )
(A)日食全过程
(B)带食日出
(C)带食日落
(D)无日食现象

33. 图2-A网格中间有一串竖着排列的数字,它们表示?(  )
(A)食分   (B)日食进度
(C)全食概率 (D)地理纬度

34. 在观测到最大食分的地区,正午太阳高度角约为?(  )
(A)18° (B)72° 
(C)86° (D)90°

35. 在最大食分点观测到食甚的时刻是?(  )
(A)太阳上中天后约4分钟
(B)太阳上中天前约4分钟
(C)太阳上中天时
(D)世界时13:00

36. 下列的日食和1919年5月的日全食属同一沙罗序列的是?(  )
(A)2008年8月1日的日全食
(B)2019年7月3日的日全食
(C)2009年7月22日日全食
(D)2015年3月20日的日全食

1575462326312192.png37. 一只皮皮羊为了纪念100年前爱丁顿等人的工作,2019年7月特意跟随逐星科技团队到了智利拉塞雷纳观测日全食。它在生光的瞬间拍摄到了右图的现象。产生这种现象的直接原因是?(  )
(A)月球表面的山峰和峡谷
(B)引力透镜效应
(C)月球表面覆盖的冰层
(D)大气抖动

Ⅲ. 星际消光

  银河系中的介质会吸收和散射星光,使天体的亮度下降。这种现象称为星际消光。消光的大小定义为观测视星等与真实视星等(没有消光时的星等值)之差。如果星际消光没得到准确修正,天文学家的分析结果可能会和真实情况有很大偏差。图3-A是天文学家通过实测得出的银河系平均消光曲线,请根据该图和你所知道的信息回答 38-44 小题。

38. 以下哪项是造成星际消光的主要原因?(  )
(A)星际尘埃 (B)星际气体
(C)恒星   (D)暗物质

39. 一颗恒星观测视星等为8.1等,真实视星等为7.6等。通过观测视星等得到的距离是恒星真实距离的?(  )
(A)0.5倍   (B)1.26倍
(C)1.56倍 (D)2.51倍

40. 根据图2-A,下列说法正确的是?(  )
(A)射电波段受到的消光最严重
(B)近红外波段受到的消光比紫外光严重
(C)在可见光波段观测,星际消光使天体的颜色相比起它真实颜色要偏蓝
(D)星际介质在波长217.5nm附近造成的消光比在150nm附近造成的消光强

41. 在近紫外到近红外波段,图3-A中的消光曲线近似为一条直线(虚线表示)。根据拟合直线,B波段(波长取442nm)的消光𝐴𝐵约为?(  )
(A)5.1 (B)4.1 
(C)3.1 (D)2.1

42. 结合上题结论,我们可发现在上述波段范围内,V波段(波长取540nm)的消光 𝐴𝑉 和色余 𝐸𝐵−𝑉=𝐴𝐵−𝐴𝑉 存在如下关系?(  )
(A)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 0.34
(B)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 1.3
(C)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 3.1
(D)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 5.2

43. 上述比值称为总选消光比,现在我们通过它修正星际消光。通过赫罗图可知,A0V型恒星的色指数为0,V波段绝对星等约0.7等。现在测得一颗A0V型恒星B波段视星等为10.6,V波段的视星等为10.1。这颗恒星的距离是?(  )
(A)372 pc (B)603 pc
(C)759 pc (D)955 pc

44. 图2-B展示了角直径大于1.3角分的星系在银道坐标中的分布,银道附近几乎没有观测数据点。以下哪个因素对这一现象的出现贡献最大?(  )
(A)星系本身的空间分布特征
(B)星际介质集中在银盘上
(C)巡天项目覆盖天空的范围
(D)宇宙在加速膨胀

Ⅳ. 热木星

  凭借发现第一颗太阳系外绕主序星公转的系外行星(飞马座51b),瑞士天文学家米歇尔·马约尔教授以及迪迪埃·奎洛兹教授获得了2019年诺贝尔物理学奖的青睐。受到这个消息鼓舞的某天文社系外行星科创小组决心进行一次致敬两位诺奖学者的研究性学习。

45. 经过调研,小组成员发现飞马座51b原来是一颗热木星,它的发现极大的改变了人们对行星系统形成演化的认知。在发现系外行星之前,人们普遍认为气态巨行星普遍形成于他们现在公转轨道处,而且气态巨行星会在形成的位置一直绕宿主恒星公转下去。基于曾经的认识,太阳系中能够形成气态巨行星的区域至少距离太阳?(  )
(A)0.5AU (B)1AU 
(C)5AU    (D)19AU

46. 科创小组选定了一颗热木星X作为观测目标。以下4颗系外行星中最有可能是目标系外行星的序号是?(  )

1575465597433710.png

47. 科创小组的组长简艺淼同学整理出了下列几种系外行星的探测方法。根据上题中目标天体的质量、公转周期以及宿主恒星光谱型这三个参数,在发现热木星X的时候,使用的方法最有可能是?(  )
(A)行星掩星法 (B)视向速度法
(C)直接成像法 (D)天体测量法

1575466072230653.png

48. 上题中所描述四种发现系外行星探测的方法中,最难发现热木星的探测方法是?(  )
(A)行星掩星法 (B)视向速度法
(C)直接成像法 (D)天体测量法

49. 经过充分的调研,并申请到足够级别的望远镜对热木星 X 进行观测后,科创小组成员赖世华发现,这一颗行星有一侧始终朝向恒星,而另外一侧则永远背对恒星。一位在走廊扫地的老爷爷听到大家的讨论,忍不住告诉同学们,其实这种现象在宇宙中非常常见,造成这种现象的原因是?(  )
(A)磁场牵引 (B)引力弹弓
(C)光压效应 (D)潮汐锁定

50. 由于天体J长期只有一侧朝向宿主恒星,因此天体J的表面温度非常惊人,根据科创小组的计算,天体J向阳面的表面温度达到了4600K,所以简艺淼同学笑称热木星J的温度比恒星(  )的表面温度高多了。
(A)太阳  (B)心宿二
(C)参宿七 (D)五车二

附录

万有引力定律1575467808687671.png

普森公式m=-2.5lgE +常数

距离模数m-M=5lgr-5,其中r为天体距离,以秒差距为单位

维恩位移定律 λmax = b ⁄ T,其中λmax为黑体谱峰值波长,T为黑体表面温度

100.1=1.26;100.2=1.58;100.4=2.51;

Ⅰ. 不完整的星图

1575468565254337.png

图1-A 广东某地某日北京时间2:30的星图。部分区域被颜料染污。

Ⅱ. 日全食

1575469136873801.png

图2-A 1919年5月29日日全食预报图。最大食分出现位置取西经17°,北纬4°;上述位置观测到食甚时日下点位置为西经18°,北纬22°

Ⅲ. 星际消光

1575469646928277.png

图2-A 实测得出的银河系平均消光曲线(经过归一化处理)。上方的横坐标是波长,单位为 nm;下方等距的横坐标是波长的倒数,单位为μm-1;纵坐标为消光值𝐴,单位为星等。取自《Fundamental Astronomy 5th》。

1575470131763469.png

图2-B 角直径大于1.3角分的星系在银道坐标中的分布。黑点代表星系。本图取自Kraan – Korteweg & Lahav (2000)。

低年组答案
1-5     BAADC     6-10  DDABC
11-15 CDDDC    16-20 BBCBC
21-25 BCDAC     26-30 ACDDC
31-35 CBABA     36-40 CAABD
41-45 BCABC     46-50 AACDB


2019年广东省中小学生天文知识竞赛预赛试题(高年组)
2019年12月1日 14:00-16:00 闭卷

注意事项:
1、本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成。在监考老师宣布考试结束时应停止答卷。交卷时只须将答题卡交回。
2、选择题全部为 单项选择 ,选择一个最接近正确的答案,答错不扣分。用 2B 铅笔将答题卡上相应的答案选框 涂黑涂满 ,并用钢笔或签字笔在答题卡上写上姓名、学校、考号等信息。切勿用钢笔、圆珠笔或自动铅笔涂答题卡,以免影响成绩。答题卡采用机器阅卷,由答卷人填涂答题卡失误或不规范造成的失分由其本人承担。
3、总分 100 分,每题 2 分,考试时间 105 分钟。
4、本场考试允许使用不具编程功能的计算器。
5、比赛结果将在广东天文学会网站和广东天文学会微信公众号公布。

Part 1. 天文热点

1575471151933511.png1. 这张照片是新视野号近距离拍摄的某柯伊伯带天体。下列说法不准确的是?(  )
(A)该天体编号为 2014 MU69
(B)该天体叫天涯海角
(C)新视野号与这颗天体表面的最小距离约3500公里
(D)该天体是人类已发现的最远的太阳系内天体

2. 2019年   ,NASA正式宣布机遇号火星车在失联8个月后,唤醒无效,结束任务。(  )
(A)2月14日 (B)3月14日
(C)4月14日 (D)5月14日

3. 关于隼鸟2号的探测任务,以下说法不准确的是?(  )
(A)它经过3年半飞行在2018年6月抵达小行星“龙宫”
(B)它计划对目标小行星进行2-3次采样
(C)它计划在2020年返回地球
(D)它在2019年4月初进行了第一次采样

4. 2019年4月,全球六地的天文学家举办新闻发布会,同时发布了人类第一张黑洞照片,该照片是由   拍摄的。(  )
(A)甚大阵(VLA)
(B)事件视界望远镜(EHT)
(C)央斯基甚大阵(JVLA)
(D)哈勃望远镜(HST)

5. 以下说法不准确的是?(  )
(A)2019年4月中旬,国家航天局宣布,中国第一颗小行星探测任务已经确定,将通过一次发射实现一颗近地小行星取样返回和一颗主带彗星绕飞探测。
(B)2019年8月,一位美国业余天文学家发现一颗小天体撞击木星产生明亮闪光。
(C)2019年6月24日,我国的500米球面射电望远镜和天马望远镜首次成功实现联合观测,获得甚长基线干涉测量(VLBI)干涉条纹。
(D)2019年11月,广东境内可观测到小行星掩毕宿四。

6. 2019年11月11日将发生水星凌日,以下哪个地方可见该天象的全过程?(  )
(A)西雅图
(B)迪拜
(C)布宜诺斯艾利斯
(D)新德里

7. 2019年全球范围发生了几次日食?(  )
(A)两次日全食
(B)三次日食
(C)仅一次日全食
(D)仅一次日环食

8. 2019年7月25日,一颗“几乎”撞上地球的小行星在过近地点的前一天被发现。该小行星是?(  )
(A)2019 OK
(B)2006 QQ23
(C)2010 RF12
(D)1036 Ganymed

9. 2019年双子座流星雨极大当天的月龄约为?(  )
(A)5.5日   (B)11.6日 
(C)17.3日 (D)29.5日

10. “个人一小步,人类一大步”。2019年是人类成功登月   周年。(  )
(A)30 (B)50 (C)70 (D)100

Part 2. 基础知识

11. 太阳系内拥有最多已发现的卫星的行星是?(  )
(A)海王星 (B)天王星
(C)土星  (D)木星

12. 截至2019年11月,人类已发现的太阳系外行星总数约为?(  )
(A)4100颗 (B)6500颗
(C)8300颗 (D)10000颗

13. 恒星的光度大致和它表面温度的   次方成正比。(  )
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4

14. 《礼记·月令》记载:“仲冬之月,日在斗,昏东壁中。”这里提到的“壁”位于现在的?(  )
(A)英仙座 (B)飞马座
(C)白羊座 (D)摩羯座

15. 土星的轨道半长轴约为地球的10倍,它的轨道周期约为地球的?(  )
(A)10倍   (B)100倍
(C)3√100倍 (D)10√10

16. 太阳內部的金属元素质量大约占太阳质量的?(  )
(A)2% (B)5% (C)10% (D)15%

17. 今晚参宿七(赤经5h 15m,赤纬-8°11′)在广州(东经113°15′,北纬23°)上中天时,当地的恒星时为?(  )
(A)0h 33m (B)5h 15m
(C)5h 46m (D)1h 4m

18. 一台望远镜的焦距为900mm,口径为70mm,目镜焦距为20mm。其角放大率为?(  )
(A)3.5倍 (B)13倍
(C)45倍  (D)100倍

19. 国际天文学联合会(IAU)成立于?(  )
(A)1910年 (B)1919年
(C)1924年 (D)1969年

20. 赤道式日晷的晷针必须指向?(  )
(A)南天极 (B)北天极
(C)天顶  (D)北黄极

Part 3. 观测与应用

Ⅰ. 不完整的星图

  某天文社准备在2020年某日组织社员到户外观测。他们在策划会议前打印了北京时间凌晨2:30时观测地的星图(附录图1-A),会议中搬完杂物的副社长因为没洗手就碰了星图,手上未干的油墨把星图的一部分染污了。请根据星图回答 21-26 小题。

21. 社团计划外出观测的日期是?(  )
(A)1月2-3号
(B)3月21-22号
(C)5月1-2号
(D)10月2-3号

22. 图1-A中被白框标记的污迹下的星空最接近以下哪项?(  )

1575455776349508.png

23. 用☆符号标注的恒星是?(  )
(A)金牛座α (B)牧夫座α
(C)天鹰座α (D)室女座α

24. 在星图对应的时间里,位于该地的观测者看不到以下哪项?(  )
(A)乌鸦座 (B)星宿一
(C)大陵五 (D)宝瓶座

25. 下列哪个梅西叶天体位于图1-A中用虚线标注的六边形区域内?(  )
(A)M78 (B)M31 
(C)M35 (D)M37

26. 图中的行星数量为?(  )
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3

Ⅱ. 百年日全食

  请跟随引导,完成 26-35 小题。

  日全食是一种壮观的天象,历史上这种天象也曾帮助我们革新对宇宙的认知。Henry Cavendish 和 Johann Georg von Soldner 分别在1784年和1801年根据牛顿力学的计算,独立发现了太阳旁边的恒星出现的位置会发生偏移。现在我们用一种相对简单的方法来估算牛顿力学框架下这种偏移的大小(Soares 2005,arxiv:0508030)。

  附录图2-A描述了一个质量为𝑚的粒子受太阳引力影响发生掠射的过程。由于粒子速度远大于逃逸速度,粒子沿双曲线轨道绕太阳运动。到达观测者时,入射路径和出射路径存在一个大小为 𝛿N = 𝜋 − 2𝛽 的夹角。此即我们现在关心的偏转角。

  下面关于双曲线的一些几何性质或许能帮到你。

※ 双曲线轨迹往外延伸时会逐渐趋近两条直线,称为渐近线。不难证明,图2-A中cos 𝛽 = 1 ⁄  𝑒。

27. 天体力学的分析给出了如下两个结论。
①开普勒轨道的半通径𝑝与二体系统的总角动量𝐿,在天体质量𝑀 ≫ 𝑚 时有如下关系𝑝=𝐿⁄ 𝐺𝑀𝑚2(“≫”表示远大于)。
② 𝑒 > 1 时,系统总机械能为𝐸 = 𝐺𝑀𝑚 ⁄ 2𝑎。
我们可将轨道偏心率表示成?(  )

28. 设粒子经过 C 点时,速度为𝑣。下列说法中错误的是(提醒:我们现在采用牛顿力学的模型)(  )
(A)系统总机械能为
(B)当时,𝑟 近似等于日心 S 到入射光线的垂直距
(C)系统总角动量为 𝐿 = 𝑀𝑣𝑟
(D)当 𝑟 ≥ 𝑅时,

29. 结合 26-28 小题的答案,可推出 1 ⁄ 𝑒 近似等于?(  )

30. 当 |𝑥| 很小时(例如 |𝑥| < 0.1弧度),𝑥 ≈ arcsin  𝑥 。利用上述关系最后我们可得(  )

  1911年,Albert Einstein 应用等效原理和质能方程估算太阳引力造成的光线偏转,得到了和牛顿力学的结果一致的结论。1916年,他又发表了应用广义相对论重新计算的结果。考虑了太阳对时空的影响后,偏转角新结果为𝛿G = 2𝛿N

31. 假设地球公转轨道是正圆,日地距离为𝑑。根据广义相对论的预言,一颗恒星和太阳视圆面中心的角距离为𝜔时,恒星会发生多大的位置偏移?(  )

32. 由 31 小题的答案可知,真实位置在日面边缘的恒星,𝛿G的理论值约为?(  )
(A)1.75″ (B)2.00″ 
(C)0.88″ (D)1.35″

  牛顿力学和广义相对论对星光偏转角预言的差别,提供了一种验证两套理论准确性的途径。日全食时,太阳被月球完全遮挡。仅在这种条件下,天文学家可通过摄影术记录太阳周围星点的位置,并通过精细的测量确定星点的偏移量。

33. 1919年,Arthur Eddington 组织了两支观测队分赴西非的普林西比岛和   观测日全食,检验广义相对论。(  )
(A)智利拉塞雷纳
(B)东欧克里米亚
(C)巴巴西索布拉尔
(D)非洲坦桑尼亚

34. 表2-A给出了全食阶段太阳附近13颗恒星的位置,表2-B给出了两支观测队测量到的7颗恒星的平均偏移值。真实位置在日面边缘的恒星,其位置偏移的测量值约为?(你可能要用到图2-B的空坐标网格)(  )
(A)2.6″ (B)2″ (C)1.5″ (D)0.9″

  一只皮皮羊为了纪念100年前爱丁顿等人的工作,2019年7月特意跟随逐星科技团队到了智利拉塞雷纳观测日全食。它希望用一台口径305mm,焦距3200mm 的折反射望远镜接一台单反相机测量星点的偏移。相机CMOS大小为36mm×24mm,8688×5792像素。图2-C 是它计划拍摄的天区。

35. 以下说法正确的是?(  )
(A)相机能拍下整个目标天区
(B)理论上相机CMOS的分辨率不足以分辨HD49201的位置偏移(不考虑大气、太阳运动等外部因素)
(C)广义相对论预言HD48805的视位置从真实位置往背离日心的方向移动2.63角秒
(D)即使拍不到太阳也可以通过测量HD44805和HD48913间的角距离粗略验证广义相对

36. 出发当天,睡懒觉的皮皮羊出发得太匆忙,忘记带赤道仪重锤。虽然它看到壮观的日全食,但是验证实验泡汤了。如果想在2020年完成实验,它需要?(  )
(A)2020年12月去阿根廷
(B)2020年6月去南非
(C)2020年6月去西藏
(D)2020年12月去南极

Ⅲ. 测距

  在未知星球上的社长已愉快地融入了当地人的生活,并继续研究伽伊缈的传说。伽伊缈的整个旅程花了6年。旅途中他注意到夜空中有一些模糊的小光斑,当在不同的恒星附近观测(这些恒星都不在同一个双星或聚星系统中)时,这些小光斑的相对视位置会有变化。社长根据伽伊缈的纪录,找出了其中两个观测地点上十几个光斑的位置变化,并将信息整理到表3-A中。这些光斑都能通过裸眼或小型望远镜找到。我们先不讨论故事的主角如何实现超光速运动,请结合信息回答 37-43 小题。

37. 这些小光斑是?(  )
(A)行星   (B)彗星
(C)深空天体 (D)以上都有

38. 上述小光斑相对位置改变的现象属于?(  )
(A)自行 (B)视差
(C)进动 (D)哈勃退行

39. 对编号 6 的天体而言,两个观测点构成的有效基线长度是“周年视差”对应的有效基线长度的?(  )
(A)108倍 (B)107倍 
(C)106倍 (D)105

40. 请补全表 3-A 中所有的空白数值。下列哪个编号的光斑最可能是社长所在星系内的目标?(  )
(A)1 (B)3 (C)7 (D)16

41. 在恒星α的一颗行星上,与伽伊缈同行的“仆从”告诉了他其中一些小光斑相对他的运动速度。相关信息已列在表3-A中。伽伊缈从中发现了我们称为“哈勃-勒梅特”定律的规律。社长根据表3-A 绘制出图3-A的哈勃图,请你把编号6、7的数据点补充到图3-A中。忽略 5 Mpc以内的数据点,估算出的哈勃常数 𝐻是?(  )
(A)88 Mpc/km ∙ s
(B)50 Mpc/km ∙ s
(C)62 Mpc/km ∙ s
(D)74 Mpc/km ∙ s

42. 如果在恒星α附近观测,某光斑的角直径为30角分,它相对伽伊缈的视向速度为20km/s。该光斑的物理大小约为?(  )
(A)2.4 kpc   (B)51 kpc
(C)270 kpc  (D)条件不足,无法估算

43. 这个一万一千年前的故事中,仆从曾感叹自己目睹了好多天体的诞生和终结,它刚被创造出来的时候,哈勃常数是现在11/10。如果按照标准宇宙学模型,在我们关心的演化阶段内,,这里𝐻是红移𝑧下的哈勃常数,Ω𝑀=0.3和ΩΛ=0.7分别𝐻0是今天的物质密度参数和暗能量密度参数的近似值。仆从被创造出来时,宇宙的背景温度约为现在的?(提示:宇宙背景温度 T(1+z))(  )

(A)0.6倍 (B)1.1倍
(C)1.2倍 (D)和现在的一样

Ⅳ. 星际尘埃

  星际介质的主要成分是氢和氦组成的气体。对比星际气体,星际尘埃的质量仅占星际介质很小的比例。但是这些尘埃却参与诸多的天体物理过程,在影响星际介质的温度和化学组成、塑造天体的光谱轮廓、影响恒星形成过程等方面都有起着十分重要的作用。星际尘埃首先引起人们关注的地方,是它们吸收和散射星光引起的消光和红化效应。虽然气体也会散射星光,但研究表明星际气体对消光的贡献可以忽略。

44. 银河系内星际尘埃的总质量大约占星际介质总质量的?(  )
(A)5% (B)1% (C)0.5% (D)0.1%

45. 图4-A是通过实测得到的平均消光曲线。我们不难发现在近紫外-可见光-红外波段的消光曲线近似为一直线(虚线)。取B波段等效波长为442nm,V波段的等效波长为540nm。根据拟合直线我们可发现在上述波段范围内,色余 𝐸𝐵−𝑉 和V波段的消光 𝐴𝑉 存在如下关系(  )
(A)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 0.34
(B)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 1.3
(C)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 3.1
(D)𝐴𝑉 ⁄ 𝐸𝐵−𝑉 = 5.2

46. 上述比值称为总选消光比R,它在不同的方向上会有差异,数值一般在2~6左右,大部分方向上接近上题答案的值。一颗恒星测出B波段和V波段的视星等分别为9.7等和9.5等, 绝对星等分别为2.9等和2.5等。如果不修正消光的影响,通过V波段数据测出的恒星距离将是真实值的?(取45小题答案)(  )
(A)0.62倍 (B)1.10倍
(C)1.33倍 (D)1.57倍

47. 消光现象反过来可以帮助我们了解尘埃的物理和化学性质。例如根据散射的规律,可推知同样条件下紫外-可见光波段上的总选消光比与尘埃大小大致有如下关系(  )
(A)尘埃总体大小越大,R 越大
(B)尘埃总体大小接近217.5nm时,R 最大
(C)尘埃总体大小越小,R 越大
(D)尘埃整体大小和R 无关

48. 在图 4-A 的消光曲线中,可以看到217.5nm附近消光明显增强。一开始天文学家猜测这可能是星际介质中的石墨颗粒造成的。石墨结构如图 2-B 所示,当石墨中的离域π电子发生π → π∗的跃迁时,产生的吸收特征恰好在217.5纳米附近达到最强。后来,天文学家发现单靠石墨无法完全模拟出观测的结构特征。他们猜测尘埃中存在另一类含碳原子环和非定域
π电子的物质,对217.5nm处的吸收特征有重要贡献。这类物质最可能是下列四项中的?(  )
(A)烷烃
(B)双环 [4.4.0] 癸烷 ( )
(C)单烯烃
(D)多环芳烃

49. 根据表4-A,以下哪项对裸露在星际空间中的分子破坏最小?(  )
(A)γ射线
(B)宇宙线
(C)Lyα光子(莱曼α)
(D)Hα光子(巴尔末α)

1575486504622648.png50. 尘埃可以参与诸多天体化学过程及提供适合的反应场所。例如可以通过右图两种方式吸附气体中的原子或官能团合成新物质。以下推测最不合理的是?(  )
(A)分子云中的氢分子主要通过尘埃催化合成
(B)消光小的弥漫星际介质中,尘埃表面覆盖的分子结构一般会比消光大的巨分子云内部尘埃上覆盖的分子简单
(C)O 型星附近区域温度较高,加速了分子的合成,我们能观测到很强的分子谱线
(D)星际尘埃的消光效应可以保护高密度星际介质内部的复杂有机分子

附录

太阳质量 1.99×1030kg
太阳半径 6.96×108m
太阳光度 3.9×1026W
太阳目视绝对星等 4.83
太阳绝对热星等4.75
地球质量 5.96×1024kg
地球半径 6378km
月球质量 7.35×1022kg
月球半径 1738km
火星质量 6.42×1023kg
火星半径 3397km

万有引力常数G=6.67×10-11N · m2 · kg-1
普朗克常数h=6.63×10-34J/s
波尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K
斯蒂潘-波尔兹常数σ=5.67×10-8W·m-2·K-4
维恩位移常数b=2.898×10−3m · K
真空光速c=3.00×108m/s
元电荷e=1.60×10-19C
辐射常量a=7.57×10-16J · m-3 · K-4
质子质量m=1.67×10-27kg
电子质量m=9.11×10-31kg
中子质量m=1.67×10-27kg

万有引力定律万有引力定律

普森公式m=-2.5lgE +常数

距离模数m-M=5lgr-5,其中r为天体距离,以秒差距为单位

活力公式活力公式

维恩位移定律λmax = b ⁄ T,其中λmax为黑体谱峰值波长,T为黑体表面温度,b为维恩位移常数

Ⅰ. 不完整的星图

1575468565254337.png

图1-A 广东某地某日北京时间2:30的星图。部分区域被颜料染污。

Ⅱ. 百年日全食

1575489313683769.png

图2-A 牛顿力学下星光偏折现象的分析图。S是太阳中心,恒星发出的光子(可当作质量很小的粒子)经过太阳附近时,受引力影响以双曲线轨道掠射,C是轨道近日点,CS=。双曲线的半通径为p(过S作CS的垂线,与双曲线相交与两点,其中一点与S连成的线段即半通径),渐近线和CS的夹角为β ,光子出射和入射方向的角度差为𝛿N。现实中𝛿N非常小,双曲线轨迹和一条垂直CS的直线非常接近,本图为了便于分析夸大表现𝛿N。原图取自Soares (2005)。

1575489745111101.png

图2-B

1575490008466815.png

图2-C 计划拍摄的天区模拟图,上面标注出了若干恒星的名字,星等值和到日心的角距离(不考虑引力作用,单位为角分)。

1575490442374731.png

表2-A 1919年日全食观测所用到的太阳附近部分恒星的参数(Dyson 1917)。左起第一列是恒星编号,第二列是恒星名字,第三列是视星等,第四列是恒星到日面中心的真实角距离。

1575490698269354.png

表2-B 1919年爱丁顿实验测出的7颗恒星的位置偏移(Dyson 1919)。左起第一列是恒星编号,与表2-A的编号一致;第二列是𝛿G的估算值(已删除),第三列是偏转角的测量均值,单位是角秒。

Ⅲ. 测距

表3-A 在两个相距1024pc的观测点(α星和β星)上,20个模糊的面源的位置变化情况。第一列是天体的编号;第二列是α星到面源的连线与α星到β星连线的夹角;第三列是在β星观测点上看到的面源视位置相对于在α星观测点上面源视位置之间的角距离;第四列是测量面源到α星距离的有效基线长度(提示:考虑α星和β星的间距以及方向角 i);第五列是面源到α星的距离;第六列是面源相对于α星观测点的平均视向速度(已扣除恒星绕星系中心运动的影响)。

图3-A 根据表3-A 数据绘制的哈勃图。图中仍缺编号6、7的数据点,需要你来补充。

Ⅳ. 星际尘埃

1575469646928277.png

图4-A 实测得出的银河系平均消光曲线。上方的横坐标是波长,单位为nm;下方等距的横坐标是波长的倒数,单位为μm−1;纵坐标为消光值𝐴,单位为星等。取自《Fundamental Astronomy 5th》。

图4-B 石墨结构的侧视图(左)和俯视图(右)。每个碳原子会与同层另外三个碳原子形成σ键,使得六个碳原子在同一平面形成正六边形环,构成了图中的“蜂巢状”结构。不同的碳原子层在范德瓦尔斯力的作用下平行累叠。而碳原子剩下的一个电子将在离域π轨道上运动,成为离域π电子。

表4-A 一些常见的化学键键能和光致离解需要的光子波长。第一列是化学键与键序;第二列是键能;第三列是使其光致离解所需的光子波长上限。所谓光致离解是指分子获得光子的能量后化学键被破坏,分子分解为原子或者更小分子的过程。

高年组答案
1-5     DADBC     6-10   CBACB
11-15 CADBD     16-20 ABCBB
21-25 ACDDB     26-30 ADCAA
31-35 BACBD     36-40 ACBAC
41-45 DDCBC     46-50 CADDC
广东天文学会、第十四届中学生天文知识竞赛组委


历年天文试题,也可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!(https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/
更早年份的天文试题资料,也可前往“天文奥赛”网站取得。(http://www.chinaiao.org/

表情包

(本文共有708人浏览过,今日共有2人浏览过,欢迎多加利用!)