2021廣東中學(xué)生天文知識競賽試題低年組

2021廣東中學(xué)生天文知識競賽試題低年組

2021年9月25日下午14:00-16:00閉卷

注意事項(xiàng)：

1、本卷為閉卷考試，請答卷人按照自己的真實(shí)水平獨(dú)立完成。

2、選擇題全部為單項(xiàng)選擇，考生直接在試題頁面中點(diǎn)選一個(gè)最接近

正確的答案，答錯(cuò)不扣分。

3、總分100分，每題2分，考試時(shí)間90分鐘。

4、本場考試允許使用不具編程功能的計(jì)算器。

5、考試開始后45分鐘方可交卷。

6、比賽結(jié)果將在廣東天文學(xué)會網(wǎng)站和微信公眾號公布。

Parti.天文熱點(diǎn)

1.我國的“天問一號”火星探測器在今年5月15日成功釋放著陸器

攜帶火星車_______登陸火星。（）

A.祝融號B.火神號

C.熒惑號D.螢火號

2.北京時(shí)間2021年4月19日下午，無人機(jī)在火星上完成

首次試飛，成為首個(gè)在地球以外的行星上御風(fēng)飛行的人造物體。

（）

A.機(jī)智號B.毅力號

C.好奇號D.敏捷號

3.下一次我國境內(nèi)可見的日食發(fā)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，嫦娥五號的返回器成功降落四王子旗，將約

千克月球樣本帶回地球。（）

A.0.2B.0.5C.1D.2

5.美國宇航局的探測器于今年5月從小行星“貝努”踏上

返程之旅。（）

A.黎明號

B.隼鳥2號

C.奧西里斯王號

D.冥土號

6.2020年年底，曾為世界上最大的單孔徑射電望遠(yuǎn)鏡的

發(fā)生倒塌。（）

A.波恩望遠(yuǎn)鏡

B.綠岸望遠(yuǎn)鏡

C.帕克斯望遠(yuǎn)鏡

D.阿雷西博望遠(yuǎn)鏡

7.今年10月，將把3名中國航天員送往中國空間站。

（）

A.神州H^一號

B.神州十二號

C.神州十三號

D.神州十四號

8.曾在今年6月出現(xiàn)故障，一度停止工作。（）

A.慧眼硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡

B.蓋亞望遠(yuǎn)鏡

C.哈勃空間望遠(yuǎn)鏡

D.凌星系外行星巡天衛(wèi)星

9.今年在我國境內(nèi)看不到？（）

A.太陽黑子

B.日環(huán)食

C.英仙座流星雨

D.土星合月

10.為了紀(jì)念人類首次載人航天任務(wù)“東方一號”的成功，每年的4

月12日被定為世界航天日。2021年的世界航天日恰是該次任務(wù)成

功的（）周年紀(jì)念日。

A.45B.50C.55D.60

Part2.基礎(chǔ)知識

I.請回答以下10道獨(dú)立的小題。

11.以下哪個(gè)星座所占天區(qū)面積最大？（）

A.人馬座B,南十字座

C.大犬座D.小熊座

12.月球的年齡約為？（）

A.20億年B.30億年

C.40億年D.45億年

13.一位在南半球念書的留學(xué)生發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)云霧狀天體圍繞南天極做

周日視運(yùn)動，它們的視直徑分別約為10度和5度，它們最可能是？

（）

A.大麥哲倫云和小麥哲倫云

B.M31星系和M33星系

C.獵戶座大星云和昴星團(tuán)

D.M57環(huán)狀星云和M27啞鈴星云

14.在不同的節(jié)氣，觀測者對同一物體測得的正午日影長度不同，這

反映太陽正午高度角在一年里會隨時(shí)間變化。在廣州，以下哪個(gè)節(jié)

氣的正午日影最長？（）

A.清明B.夏至C.驚蟄D.冬至

15.兩個(gè)天體間的萬有引力大小反比于它們的？（）

A.質(zhì)量B.距離的平方

C.距離D.質(zhì)量的平方

16.用雙筒望遠(yuǎn)鏡可以比直接用肉眼看到更多星星，這是主要是因

為？（）

A.雙筒望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距比人眼長，擁有更大的放大率

B.雙筒望遠(yuǎn)鏡物鏡直徑比人眼瞳孔直徑大，擁有較強(qiáng)的聚光本領(lǐng)

C.雙筒望遠(yuǎn)物鏡焦距比人眼長，擁有更小的底片比例尺

D.雙筒望遠(yuǎn)鏡的玻璃質(zhì)量比人眼晶狀體的更好

17.現(xiàn)行公歷平均每年的長度為？（）

A.355天

B.365.25天

C.365.242天

D.365.256天

18.七夕故事中的主角，牛郎星和織女星，與天津四一起構(gòu)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,下列哪種天體還沒被天文觀測證實(shí)存在？（）

A.褐矮星B.中子星

C.熱木星D,黑矮星

20.谷神星是最大的小行星，它的發(fā)現(xiàn)者是？（）

A.湯博B,皮亞齊

C.伽利略D.赫歇爾

II.本部分包含第21-25小題。請?jiān)诰幪枹僦立邆溥x答案中，選取最

合適的一項(xiàng)填入下表的空格。并在答題卡上將編號對應(yīng)的選項(xiàng)用2B

鉛筆涂黑。每個(gè)備選答案在本部分中最多使用1次。

（提示：Pioneer/ipai&nir/先驅(qū)者、開拓者）

⑥⑦

21.A.①B.③C.④D.⑥（）

22.A.①B.③C.⑤D.⑥（）

23.A.①B.③C.⑤D.⑥（）

24.A.②B.④C.⑤D.⑦（）

25.A.②B.⑤C.⑥D(zhuǎn).⑦（）

Part3.觀測與應(yīng)用

I.天宮空間站

我國天宮空間站的核心艙在2021年4月29日順利升空進(jìn)入繞

地軌道。國內(nèi)外的天文愛好者已多次在地面觀測到核心艙過境閃

光。附錄中的圖1-A是今年的某次過境預(yù)報(bào)，觀測地經(jīng)度約114.3

度；圖1-B是天宮空間站的相關(guān)資料。請參考圖1-A和圖1-B,結(jié)

合現(xiàn)實(shí)情況回答26-33小題。

26.天宮空間站核心艙的名字叫？（）

A.問天B.夢天C.天和D.天舟

27.空間站的過境過程中，與下列哪顆恒星的角距離最小值最大？

（）

A.玉衡B.天津四

C.開陽D.織女星

28.用一套10°左右視場的設(shè)備拍攝，經(jīng)過后期處理后（不違反天

體位置的真實(shí)性）我們有可能得到核心艙與下列哪個(gè)天體的合照？

（）

A.M13B.M15C.M7D.M16

29.核心艙過境時(shí)，空中最亮的行星是？（）

A.木星B.金星C.土星D.月球

30.織女星赤經(jīng)為18h38m,赤緯為38°48',這次過境事件最可能

發(fā)生在下列哪個(gè)時(shí)段？（）

A.8月上旬B.9月上旬

C.10月上旬D.11月下旬

31.觀測地的緯度約為北緯o

A.67°B.46°C.36°D.23°

32.上圖中從左上到右下的軌跡線是本次過境發(fā)生時(shí)天宮空間站的星

下點(diǎn)軌跡（所謂星下點(diǎn)，即天體在地球表面的投影點(diǎn)），白色“火”

標(biāo)示了與圖『A預(yù)報(bào)相對應(yīng)的觀測點(diǎn)。如果我們想通過開車轉(zhuǎn)移，

捕捉天宮空間站穿過天頂?shù)乃查g，我們可從該觀測點(diǎn)出發(fā)往哪個(gè)方

向移動？（）

A.東南B.西南C.東北D.正東

33.關(guān)于天宮空間站，下列描述不準(zhǔn)確的一項(xiàng)是？()

A.口徑30厘米的望遠(yuǎn)鏡不可能分辨出核心艙的太陽能板輪廓

B.從地面上看，核心艙過境時(shí)的亮度有時(shí)可以比北落師門還亮

C.當(dāng)天宮空間站建成后，過境亮度會整體比現(xiàn)在高

D.廣東的觀測者有時(shí)可以觀測到天宮凌日或者凌月的現(xiàn)象

II.宜居帶

液態(tài)水對生命而言，是一種常見且重要的介質(zhì)。天文學(xué)中對宜

居帶的定義，也多和星球表面是否能穩(wěn)定存在液態(tài)水有關(guān)。在上世

紀(jì)，Kasting等人給出一套經(jīng)典的宜居帶模型

(Kastingetal.1993)O該模型在一個(gè)和地球類似的星球上，構(gòu)建一

個(gè)以氮?dú)鉃楸尘?，包含C02和H20兩種氣體的大氣，然后分析這個(gè)

星球擁有不同地表溫度時(shí)到恒星的距離，判斷恒星周圍能讓星球表

面能穩(wěn)定存在液態(tài)水的空間范圍，從而劃定宜居帶。后來

Kopparapu等人在Kasting等人的模型上進(jìn)行了改進(jìn)

(Kopparapuetal.2013),表2-A和圖2-A給出了新模型的部分結(jié)

果。

34,宜居帶的內(nèi)邊界是根據(jù)水的散逸情況判定的。如果過于靠近太

陽，太陽輻射流量過大，地表上的水將快速汽化并在高能輻射的作

用下離解和逃逸到太空中。太陽的輻射流量/與行星軌道半徑r的關(guān)

系是？()

A./正比于1/r

B./正比于1/r2

C.f正比于r

D./正比于產(chǎn)

35.宜居帶的外邊界是以溫室效應(yīng)能讓地表溫度保持273K為判據(jù)

的。在比外邊界更遠(yuǎn)離太陽的地方，無地質(zhì)活動星球的表面，絕大

部分地表水的存在形式是？（）

A.等離子體B.液態(tài)

C.固態(tài)D.氣態(tài)

36.根據(jù)表2-A的結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)同等條件下？（）

A.太陽周圍的宜居帶位置與行星大小無關(guān)

B.質(zhì)量越大的行星，宜居帶外邊界越遠(yuǎn)離太陽

C.質(zhì)量越大的行星，宜居帶越寬

D.質(zhì)量越小的行星，宜居帶內(nèi)邊界越接近太陽

37.根據(jù)圖2-A中Kopparapu等人的計(jì)算結(jié)果以及表2-B的信息，當(dāng)

一顆和地球相同的行星出現(xiàn)在一顆K5型主序星附近時(shí)？（）

A.宜居帶平均半徑約0.3AU

B.宜居帶寬度約0.31AU

C.如果行星的軌道參數(shù)與水星一樣，它將完全位于宜居帶內(nèi)

D.如果行星的軌道參數(shù)與木星一樣，它將位于宜居帶內(nèi)

38.根據(jù)圖2-A和表2-B,我們還可以發(fā)現(xiàn)？（）

A.光度越大的主序星，宜居帶越窄

B.隨著主序星光度增大，宜居帶內(nèi)邊界在有的階段反而會向里縮小

C.隨著主序星光度增大，宜居帶的外邊界始終在縮小

D.光度越大的主序星，宜居帶整體越靠外

39.我們對宜居行星的判斷，總是依賴特定的模型。但任何模型都會

有不完善的地方，例如Kopparapu等人的模型對宜居帶的判斷并沒

有完整地考慮云層、磁場和其它溫室氣體等因素的影響。太陽系中

有一顆恒星不在計(jì)算出的宜居帶內(nèi)，但觀測表明它的表面曾經(jīng)也擁

有大面積的液態(tài)水，這個(gè)行星是？（）

A.火星B,金星C.水星D.木星

40.地球上的溫室效應(yīng)主要由水蒸氣和二氧化碳貢獻(xiàn)，其中水蒸氣的

貢獻(xiàn)更大。如果陽光的強(qiáng)度降低，表面大氣有效吸收的太陽輻射量

可能下降得比太陽輻射本身更劇烈，關(guān)于上述現(xiàn)象以下推斷中最不

準(zhǔn)確的一項(xiàng)是？（）

A.太陽輻射強(qiáng)度降低會減少地表可吸收的太陽能總量，使地表整體

降溫

B.地表降溫會使永久性冰川面積擴(kuò)大，增加地球反照率，進(jìn)一步降

低地表對陽光的吸收

C.全球性降溫和永久性冰川大面積擴(kuò)張可能降低全球大氣的含水

量，進(jìn)一步削弱溫室效應(yīng)

D.地質(zhì)和生物活動具有影響全球氣溫的潛力，即使遠(yuǎn)離宜居帶也可

讓平均溫度保持穩(wěn)定

41.太陽系內(nèi)也有一些星球，它們雖然在宜居帶的外邊界之外，但它

們借助其它形式的熱源，內(nèi)部也可能存在大面積的液態(tài)水海洋。例

如？（）

A.月球B.木衛(wèi)二

C.土衛(wèi)六D.水星

42.41小題中的天體其維持液態(tài)海洋的熱源來自？（）

A.太陽輻射B.生物質(zhì)能

C.潮汐加熱D.引力塌縮

IH.搖擺的星點(diǎn)

距離是天體重要的參數(shù)之一，天文學(xué)家有很多不同的方法測量

天體距離，其中三角視差法是其中一種精確測量近鄰恒星距離的方

法。如下圖所示，如果僅考慮地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動，一年中對恒星在天

球上的位置進(jìn)行高精度測量，恒星的位置將呈現(xiàn)為一個(gè)橢圓型的軌

跡，稱為視差橢圓，它的半長軸張角就是天體的周年視差。天文學(xué)

家通過觀測獲得視差橢圓，即可定出天體的周年視差。

發(fā)射于2013年的歐洲空間局蓋亞(Gaia)衛(wèi)星于2014年7月

25日開始了科學(xué)觀測，在光學(xué)波段掃描全天恒星，獲取了它們的位

置、周年視差、自行、視向速度等參數(shù)。它通過三角視差的方法測

定了銀河系內(nèi)超過13億顆恒星的距離，為我們對銀河系的形成和運(yùn)

動狀況提供了寶貴的數(shù)據(jù)。

43.周年視差是以天文單位的有效基線測得的恒星視差。

()

A.10B.5C.2D.1

44.圖3-A展示了天赤道附近某恒星去除了自行后的位置變化圖。通

過橢圓軌跡可測得該恒星的周年視差為？(mas表示毫角秒)

()

A.142.ImasB.296.3mas

C.51.OmasD.107.8mas

45.該恒星的距離為？()

A.3.37pcB.7.04pc

C.9.80pcD.19.62pc

46.根據(jù)距離判斷，圖3-A中測量的最可能是下列哪顆恒星?

赤經(jīng)自行赤緯自行

選（光

星名EH（毫角（亳角

項(xiàng)年）

秒）秒）

HD

A63.9617h22m51.3s-02°23,17.4H49-108

157347

BD,O1

B22.9410h28m55.6s+00°50,27.6"-603?732

2447

Ross

C11.0011h47m44.4s?084886.4“608-1223

128

kap01

D30.2403h19m21.7s?03°2292.7”26994

Cet

47.除了視差，恒星還會因自行而出現(xiàn)位置變化。圖3-B是上述恒星

在自行和周年視差共同作用下4條可能的運(yùn)動軌跡，原點(diǎn)是軌跡的

出發(fā)點(diǎn)。根據(jù)44小題的結(jié)果，請問哪一條軌跡最符合真實(shí)情況？

（）

A.①B.②C.③D.④

48.根據(jù)46小題的結(jié)果，這顆恒星在以下哪個(gè)月份在地球上最難被

觀測？（）

A.2月B.6月C.9月D.12月

49.已知圖3-A的恒星視星等為9.65等，它的絕對星等為？

（）

A.10.4等B.9.7等

C.8.9等D.8.2等

50.已知它的B視星等為11.15等，V視星等為9.65等，它最有可

能是一顆？（）

A.藍(lán)巨星

B.白色的主序星

C.黃色的主序星

D.紅色的亞矮星

附錄

2

萬有引力常量G=6.67xKT"N/m?kg電子質(zhì)量mc=9.11x10-3ikg

普朗克常數(shù)h=6.63x10-34].s質(zhì)子質(zhì)量nip=1.67x10~27kg

23

波爾茲曼常數(shù)k=1.38x10-J/K中子質(zhì)量mn=1.67xIO—，kg

a=5.67x10-8/2.4

WmK太陽半徑RQ=6.96x105km

維恩位移常數(shù)b=2.90x10-3m?K30

太陽質(zhì)量MQ=1.99xIOkg

826

真空光速c=3.00x10m/s太陽光度Lo=3.90xIOW

輻射常量a=7.57x10-16"m3.小

萬有引力定律尸=等

普森公式m=12.5lgE+常數(shù)

活力公式M=G(M+m)(，T)

維恩位移定律Amax=b/T

距離模數(shù)m-M=5lgd-5

I.天宮空間站

WH1麗方粒角距鼻（T*）Aft

6.1i13.6。

升19:28:440°311。（西北）2,227

到達(dá)福度10°19:30:49100315。（西1匕）1,3734.714.1。

上中天19:33:5359°36。(Wt)4331.114.8。

|任入地影

19:34:5137*990｛砌6001.515.0°

,to*riCOTTGIVbW11'

?(--7b

圖1A天宮空間站在2021年內(nèi)某次過境預(yù)報(bào)。

天宮號空間站-人造衛(wèi)星信息

串定名

空間飛行器目錄編號48274

國際衛(wèi)星標(biāo)識符2021-035-A

空間飛行器目錄名稱CSS（TIANHE-1）

衛(wèi)星詳情

381x384km,41.5°

類別空間站

來自國家/組織中國

固有亮度（食分）3.2（在千公里距離，50%照亮?xí)r）

最大亮度（食分）-1.0（在近地點(diǎn)，100%照亮?xí)r）

圖1-B天宮空間站相關(guān)資料。

II.宜居帶

表2-A不同行星在太陽附近的宜居帶范圍

模型1宜居帶內(nèi)邊界宜居帶外邊界

火星大小的行星1.035AU1.72AU

地球0.99AU1.70AU

超級地球’0.94AU1.67AU

*數(shù)據(jù)取自Kopparapuetal.2013

1.所有模擬星球都擁有相同的表面大氣壓強(qiáng)和組分比例

2.內(nèi)外邊界數(shù)值指太陽到邊界的半徑

3.超級地球的質(zhì)量取10倍地球質(zhì)量

表2-B主序星參數(shù)表

半徑質(zhì)量光度表面溫度

光譜型

R/RM/MUL(K)

0212100800,00050,000

069835180,00038,000

BO7.41820,00030,000

B53.86580016,400

AO2.53.28010,800

A51.72.1208,620

FO1.31.767,240

F5121.32.56.540

GO1051.101.265,920

G21115,780

G50.930.930.795,610

KO0.850.780.405,240

K50740.690.164.410

MO0.510.600.0723,800

M50.180.150.00273.120

M80.110.080.00042,650

*取自{HandbookofSpaceAstronomyandAstrophysics(2nded)》

--InnerHZ(Selsisetal.2007)

--OuterHZ(Selsisetal.2007)

InnerHZ(Thispaper)

OuterHZ(Thispaper)

10°

Distance(AU)

圖2-A不同質(zhì)量主序星的宜居帶外邊界與內(nèi)邊界（假設(shè)行星與地球

相似），實(shí)線是本題中Kopparapu等人的模型的計(jì)算結(jié)果。（取自

KopparapuetaL2013)

III.搖擺的星點(diǎn)

■

4C-

一

盒

三

期2C

一

箱

寰

然

一2C

傳

-60

-100-50050100

赤經(jīng)偏差！毫用秒?

圖3-A蓋亞望遠(yuǎn)鏡測得的某恒星的視差橢圓，橢圓的中心被選為坐

標(biāo)原點(diǎn)。

-

-500

一

盒

也

概

)

秘

0-

-100

建

氐

他

-

-1500

-

2000

1000

500

0

-500

-1000

秒）

（毫角

偏差

赤經(jīng)

。

軌跡

運(yùn)行

后的

自行