2021廣東中學(xué)生天文知識(shí)競(jìng)賽試題低年組

2021廣東中學(xué)生天文知識(shí)競(jìng)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(qǐng)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(yè)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(chǎng)考試允許使用不具編程功能的計(jì)算器。

5、考試開(kāi)始后45分鐘方可交卷。

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

Parti.天文熱點(diǎn)

1.我國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)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(hào)B.火神號(hào)

C.熒惑號(hào)D.螢火號(hào)

2.北京時(shí)間2021年4月19日下午，無(wú)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(hào)B.毅力號(hào)

C.好奇號(hào)D.敏捷號(hào)

3.下一次我國(guó)境內(nèi)可見(jiàn)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(hào)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(guó)宇航局的探測(cè)器于今年5月從小行星“貝努”踏上

返程之旅。（）

A.黎明號(hào)

B.隼鳥(niǎo)2號(hào)

C.奧西里斯王號(hào)

D.冥土號(hào)

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(guó)航天員送往中國(guó)空間站。

（）

A.神州H^一號(hào)

B.神州十二號(hào)

C.神州十三號(hào)

D.神州十四號(hào)

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(guó)境內(nèi)看不到？（）

A.太陽(yáng)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(hào)”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(shí)

I.請(qǐng)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(shū)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(dòng)，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(cè)者對(duì)同一物體測(cè)得的正午日影長(zhǎng)度不同，這

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

氣的正午日影最長(zhǎng)？（）

A.清明B.夏至C.驚蟄D.冬至

15.兩個(gè)天體間的萬(wàn)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(zhǎng)，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(zhǎng)，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(zhǎng)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(méi)被天文觀測(cè)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(qǐng)?jiān)诰幪?hào)①至⑦備選答案中，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(hào)對(duì)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(kāi)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(cè)與應(yīng)用

I.天宮空間站

我國(guó)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(guó)內(nèi)外的天文愛(ài)好者已多次在地面觀測(cè)到核心艙過(guò)境閃

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

度；圖1-B是天宮空間站的相關(guān)資料。請(qǐng)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(wèn)天B.夢(mèng)天C.天和D.天舟

27.空間站的過(guò)境過(guò)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(kāi)陽(yáng)D.織女星

28.用一套10°左右視場(chǎng)的設(shè)備拍攝，經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(cè)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(guò)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(duì)應(yīng)的觀測(cè)點(diǎn)。如果我們想通過(guò)開(kāi)車轉(zhuǎn)移，

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

向移動(dòng)？（）

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(yáng)能板輪廓

B.從地面上看，核心艙過(guò)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(guò)境亮度會(huì)整體比現(xiàn)在高

D.廣東的觀測(cè)者有時(shí)可以觀測(cè)到天宮凌日或者凌月的現(xiàn)象

II.宜居帶

液態(tài)水對(duì)生命而言，是一種常見(jiàn)且重要的介質(zhì)。天文學(xué)中對(duì)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)鉃楸尘埃珻02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(lái)

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(guò)于靠近太

陽(yáng)，太陽(yáng)輻射流量過(guò)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(yáng)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(yáng)的地方，無(wú)地質(zhì)活動(dòng)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(yáng)周圍的宜居帶位置與行星大小無(wú)關(guān)

B.質(zhì)量越大的行星，宜居帶外邊界越遠(yuǎn)離太陽(yáng)

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(yáng)

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(huì)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(duì)宜居行星的判斷，總是依賴特定的模型。但任何模型都會(huì)

有不完善的地方，例如Kopparapu等人的模型對(duì)宜居帶的判斷并沒(méi)

有完整地考慮云層、磁場(chǎng)和其它溫室氣體等因素的影響。太陽(yáng)系中

有一顆恒星不在計(jì)算出的宜居帶內(nèi)，但觀測(cè)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(yáng)光的強(qiáng)度降低，表面大氣有效吸收的太陽(yáng)輻射量

可能下降得比太陽(yáng)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(yáng)輻射強(qiáng)度降低會(huì)減少地表可吸收的太陽(yáng)能總量，使地表整體

降溫

B.地表降溫會(huì)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(duì)陽(yáng)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(dòng)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(yáng)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(lái)自？（）

A.太陽(yáng)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(cè)量

天體距離，其中三角視差法是其中一種精確測(cè)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(dòng)，一年中對(duì)恒星在天

球上的位置進(jìn)行高精度測(cè)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(zhǎng)軸張角就是天體的周年視差。天文學(xué)

家通過(guò)觀測(cè)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(kāi)始了科學(xué)觀測(cè)，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(guò)三角視差的方法測(cè)

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

動(dòng)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(cè)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(guò)橢圓軌跡可測(cè)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(cè)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(huì)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(dòng)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(qǐng)問(wèn)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(cè)？（）

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(duì)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(wàn)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(yáng)半徑RQ=6.96x105km

維恩位移常數(shù)b=2.90x10-3m?K30

太陽(yáng)質(zhì)量MQ=1.99xIOkg

826

真空光速c=3.00x10m/s太陽(yáng)光度Lo=3.90xIOW

輻射常量a=7.57x10-16"m3.小

萬(wàn)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(guò)境預(yù)報(bào)。

天宮號(hào)空間站-人造衛(wèi)星信息

串定名

空間飛行器目錄編號(hào)48274

國(guó)際衛(wèi)星標(biāo)識(shí)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(lái)自國(guó)家/組織中國(guó)

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(yáng)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(jí)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(yáng)到邊界的半徑

3.超級(jí)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(cè)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