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全国天文奥赛试题参考
第十届国际天文奥赛试题(理论题)及答案
2007-12-0214:
26
低年组和高年组
1.熊。
北极熊(在第七、八、九届国际天文奥林匹克竞赛之中它已经跟我们见过面了)已经从克里米亚回到了北极,并决定观测一次日落。
计算这次日落持续的时间。
解答中必须包括一张有北极熊在北极的图像的画面;在画面中应该有必要的尺寸或者角度的大小。
假设地球为球形。
自己回想一下有关北极熊的必要的信息。
另外,北极熊能否不离开北极而延长对日落的观测?
能延长多长时间?
2.太阳。
古代有关宇宙的模型之一,是太阳系以绕自己的轴转动的地球为中心,恒星不绕着地球转动。
月亮和太阳绕着地球做轨道运动。
水星和金星绕着太阳做轨道运动。
火星、木星和土星绕着一些看不见的、绕着地球做轨道运动的天体运动。
考虑在这个模型中关于地月系统的解释是正确的,而且太阳的质量与地月系的质量相比可以忽略不计。
用两种不同的解题方法求出在该模型中地球和太阳之间的距离。
3.仙女座星云。
希望你对仙女座星云(M31,NGC224)是熟悉的。
它的恒星星等m=4.4m,它到我们的距离是1.7Mpc。
如果要让它跟满月一样亮,我们需要运动到离它多远的距离上?
在这种情况下这个天体(大致)的张角是多少?
高年组
4.北极星。
众所周知,北极星在地平圈之上的高度在数值上等于观测地点的地理纬度,它的方向就是正北方。
然而使用上面的规则会产生误差。
请求出用北极星指示方位时得到的地狸纬度的最大偏差(△ф)以及正北方向的最大偏差(△β)。
观测地为北京附近的兴隆观测站。
北极星的赤纬?
9~10’。
北京的大致地理纬度为书=40°。
5.星团。
天文学家发现了一颗光谱型为A0的“星”,它在赫罗图上的位置大约为一7~一8等!
(比主序高得多)。
假设这颗“星”是许多相似的恒星组成的星团,估算该星团中恒星的数目。
6.地球凌日。
2005年1月7日将发生火星冲日。
此时火星距地球0.47天文单位,从地球上看非常接近黄道(在黄道南27’)。
为此,火星空间局筹划了有宇航员参与的近火星空间计划,目的是观测地球经过太阳圆面(至少要经过太阳的边缘)并探测地球大气层。
请求出这个太空站环绕火星的最短轨道周期。
低年组
4.太阳黑子。
在冬至那天,我们在南美洲的厄瓜多尔的首都基多(西经78度,南纬0度)观测太阳。
看到的图像如图所示。
在太阳上有两个黑子。
同时,在阿拉斯加(北纬60度)是日落之前几分钟,而在非洲纳l米比亚首都温得和克(东经17度,南纬23度)是日落之前几分钟。
这些黑子在阿拉斯加和温得和克能不能看得到?
(注意:
需要用英语或者俄语回答дa—Yes[是]或者HeT—No[不是])。
画出在阿拉斯加和温得和克观测到的太阳的图像。
5.星团。
天文学家发现了一颗“星”,它在赫罗图上的位置大约比相应的主序上的恒星的位置高8个星等。
假设这颗“星”是许多相似的恒星组成的星团,估算该星团中恒星的数目。
6.地球凌日。
2005年11月7日将发生火星冲日。
此时火星距地球0.47天文单位,从地球上看非常接近黄道(在黄道南27’)。
为此,火星空间局筹划了有宇航员参与的近火星空间计划,目的是观测地球经过太阳圆面的中心。
为减少费用,空间计划将遵循最理想的途径——在离火星尽可能近的距离上观测凌日。
在地球凌日的中间时刻,从飞船上看,火星位于哪个星座?
第十届国际天文奥赛理论题答案
1.熊。
在北极点上,日落一年之中只发生一次,就是在接近秋分的时候。
在北极点上的观测者可以看到,黄道与地平圈的夹角为23.5度。
日落时,太阳向地平圈下降的角距离为它的视直径,即32角分。
在此期间,太阳在黄道上运动的距离为:
ф=32ˊ/sin23.5o,则日落的时间为t=ф/v。
此处v为太阳在黄道上的运动速度:
v=360o/365.25天。
通过计算得出:
t=(32/60)o/(360o/365.25天)/sirl23.5o=1.36天=32.5小时。
显然,要观测这样一次日落,北极熊要在北极点转上490度!
若要使日落时间延长,可以利用降低物理地平的方法。
如果熊在日落开始时趴在冰面上,在日落过程中逐渐站起,日落结束时用后腿直立,那么视地平就会降低一些。
这种情况下,太阳下降的路程将会相应增加,计算过程如下:
△ф=arccos(R/(R+h))≈((R+h)2一R2)1/2/R≈(2h/R)1/2
R是地球半径,h是视线距地球表面的距离,对于熊来说,h约为2米。
经计算,地平圈下降约为3角分。
日落延长的时间约为3小时。
2.太阳。
题目中要求使用两种解法。
不论怎样,我们都要使用开普勒第三定律。
我们可以将模型中太阳环绕地球的周期(365.25天)与地月系的运动周期(27.37天)相比较,在这里中心天体是地球。
第二种方法可以将模型中的太阳运动(中心天体质量为地球加月球)与实际中的太阳系相比(中心天体是太阳)。
这两种方法的结果是一致的。
3.仙女座大星云。
我们知道,满月的亮度约为一12.7等。
要使星云看起来这么亮,我们必须离它更近一些。
仙女星云的实际是亮度为4.4等,我们要使它变亮17.1个星等。
根据距离模数公式,在这种情况下,星云与我们的距离只有270pc。
目前,星云的张角为2~3度,可以估出其实际直径约为35000pc。
如果我们真的移动到离星云那么近,那么我们就会在它的内部了!
我们看到的将是和银河系群星一样的星空,而不会有满月那么亮,因此对于此时角直径的提问是无意义的。
应回答这种情况不可能。
(低年组)4.太阳黑子。
如下图所示,注意:
两黑子连线方向为正南正北。
(高年组)4.北极星。
我们知道,北极点的高度与观测地的地理纬度相等。
但要根据北极星测定北方就会出现误差,这是由于北极星距北极点约50ˊ。
南北方向上的最大误差为△ф=△δ=50',△β=△δ/cosф。
ф是观测地点的地理纬度。
这是由于,东西方向上的最大误差出现时不是在天球大圆弧上量出的,而是在平行天赤道的纬圈上,要将这个距离换算到大圆上。
兴隆的纬度为40度,因此东西方向误差为1o05ˊ。
(低年组)5.星团。
应用星等关系:
星等相差5等,亮度相差一百倍。
由于假设星团由相同的恒星组成,所以星团内恒星数为:
N=1008/5=1585≈1600。
由于题目条件都是大约数值,因此结果中约等于是很重要的。
(高年组)5.星团。
此题解法与低年组第5题相同。
但要首先确定AO型恒星的绝对星等为0等。
单个恒星的星等与星团的星等相差约7等到8等。
因此,恒星数目存在上下限。
下限用7等计算,上限用8等计算。
恒星数目在600~1600之间。
(低年组)6.地球凌日。
由于凌日发生时,火星位于黄道之南,要能看到凌日,飞船必须在火星之北。
此时宇航员看到的火星位于正南方,即在南黄极附近、剑鱼座内,靠近大麦哲伦星云。
(高年组)6.地球凌日。
由于火星在黄道以南,所以飞船与火星的张角必须大于等于火星与黄道面夹角与太阳角半径之差。
与太阳相比,地球直径可忽略不计。
下图中D是日地距离,R为太阳半径,p为从地球上测的太阳角直径,L为地球与火星的距离,γ是火星与黄道面的夹角。
由此可求h:
h=Lsin(γ?
p)=0.0015au=224000km
若要使飞船轨道最节省能量,则这个距离就是飞船与火星的最远距离,最近距离不能小于火星半径r。
那么这个最经济的轨道的半长径a=(r+h)/2=114000krn。
要计算轨道周期,我们可以利用开普勒第三定律。
我们不妨将火星——飞船系统与地月系相比,其半长轴为地月系的0.296倍,火星质量为地球的0.107倍。
通过计算可知,轨道周期约为13.5天。
2006年广东省中小学生天文奥赛试题(高年组) 2008-01-2016:
14
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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答案。
在监考老师宣布考试结束时应停止答卷。
交卷时请将试卷部分和答题纸分开交回。
2选择题每题选择一个最接近正确的答案。
请将题目答案写在答题纸上,并写上姓名考号等个人信息。
3总分100分,时间90分钟
一、单项选择题(每题2分,共88分,答错不扣分)
12006年10月3日,瑞典皇家科学院诺贝尔物理学奖评审委员会正式宣布,今年的诺贝尔物理学奖授予两位天文学家——约翰·马瑟和乔治·斯穆特。
他们获奖的原因是:
()
A发现了宇宙微波背景辐射
B从观测上验证了宇宙微波背景辐射的黑体谱形及其各向异性
C在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙X射线源”方面取得的成就
D脉冲双星公转周期变化率的观测结果与广义相对论的理论预言吻合,为引力波的
存在提供了证据
22006年8月,第26届国际天文联合会(IAU)大会投票表决的结果,将排除出太阳系大行星的行列。
()
A谷神星B齐娜C海王星D冥王星
32005年6月美国宇航局又批准了一项火星探测计划,这就是将于2007年发射升空,2008年着陆的()
A“勇气”号B“机遇”号C“凤凰”号D火星快车
42006年10月,国务院新闻办公室发表《2006年中国的航天》白皮书(2006—2020),提到中国的探月工程分为“绕”、“落”、“回”三个阶段,第三个阶段的主要任务是()
A将月壤和岩石样本返回地球,并利用空间机器人开展科学实验
B实现将月壤和岩石样本返回绕月轨道舱
C实现载人登月并返回
D建立月球实验基地,将月面测量数据通过电波传回地球
5天球上天体的赤纬是从天赤道开始计量,处在北京(北纬40度),在天球上不可能看到的范围是()
A北天赤纬50度到北天极B北天赤纬50度到南天赤纬50度之间
C南天赤纬40度到南天极D南天赤纬50度到南天极
6冥王星的发现者是()
A赫歇尔B亚当斯C勒维耶D汤博
7下列关于历法表述错误的是()
A现行的公历中的月只是时间长度的单位,与月相无关
B我国农历中的月依照朔望月来确定,大月31日,小月30日
C按照现行公历闰年的设置方法,1900年不是闰年
D节气是中国历法的独创,太阳在黄道上每运行15度对应1个节气,全年共24节气
8太阳每一天上中天的时刻相比前一天()
A不变B提前C推迟D有时提前有时推迟
9构成春天大三角的是哪些星?
()
A狮子座轩辕十四、牧夫座大角星、室女座角宿一
B狮子座武帝座一、牧夫座大角星、室女座角宿一
C天琴座织女星、天鹅座天津四、天鹰座牛郎星
D大熊座a、北极星、天龙座a
10下列星座中属于黄道十二宫的是哪一组()
A双子、猎户、仙女B金牛、室女、白羊
C天蝎、双鱼、室女D宝瓶、天鹰、摩羯
11处于地球上什么位置可以看到全天的恒星?
()
A北极B赤道C南极D南回归线
12太阳系中卫星最多的行星是:
()
A木星 B土星 C天王星 D海王星
13在太阳系八大行星中属于岩石行星的是()
A地球、水星、金星、火星B火星、地球、金星、木星
C木星、土星、天王星D天王星、海王星
14哈雷彗星的回归周期是76年,下一次回归是哪一年?
()
A2056B2061C2073D2085
15我国采用的农历是哪一种历法()
A太阴历B太阳历C阴阳历D儒略历
16在地球上看有相位变化的大行星是哪些()
A月球、水星B水星、金星C水星、金星、月球D水星、金星、火星
172006年的中秋节是公历10月6日,同年12月26日月亮上中天大约在()。
A半夜B日出时C中午D日落时
18一个望远镜的焦距为1500毫米,其目镜的焦距为25毫米,其放大率为()
A30B60C90D120
19太阳系大行星中没有天然卫星的是()
A水星和金星B只有水星C只有金星D水星和天王星
20北天极现在的极星是小熊座a,12000年后将是天琴座织女星,造成极星变化的原因是()
A地球公转B地球自转轴在空间的摆动
C太阳系在宇宙中的运动D地磁变化
21水星的公转周期是其自转周期的1.5倍,水星上的一天相当于多少水星年()
A0.5B1C2D3
22某天月亮升起的时间是20:
00,第二天月亮升起时间大约是()
A20:
00B和当天太阳落山的时间相同C19:
10D20:
50
23关于流星,下面说法不正确的是:
()
A流星是流行体在大气层中摩擦发光发热的现象
B我们在上半夜看到的流星一般比下半夜多
C体积过大的流星体,在大气中还来不及燃烧完就落到地面,形成陨星
D流星不仅可以在夜晚观测,也可以在白天借助于雷达观测
24整个太阳都是由炽热气体组成的,那么其中最主要的元素是:
()
A氢B氦C氧D氮
25夜空中目视最亮的行星和恒星各是什么()
A金星、天狼星B木星、天狼星C金星、织女星D木星、织女星
26太阳系的八大行星中,质量最小的是()
A水星B金星C火星D地球
根据目前太阳系天体探测的结果,下面的天体中哪一个最有可能繁衍生命()
A月球B土星C木卫二D冥王星
28下列哪一个航天器是木星探测器()
A伽利略B卡西尼C水手2号D勇气号
29下列哪一个不是我国古代的宇宙学说()
A宣夜说B浑天说C盖天说D日心说
30如图1所示,A,B,C,D为黄道平面同赤道面的四个交点,那么图中哪个点代表北半球的春分日?
()
AA点BB点
CC点DD点
31在地球上看月球,始终只能看到一面,这是因为()
A月球的自转周期和它的公转周期一致B太阳只照射一半的月面
C月球绕地球公转周期与地球自转周期相同D月球不自转
32图2是在北天极附近长时间曝光拍摄的星象照片,图中曲线是天体的周日视运动轨迹,这张照片大约经过了多长时间曝光()
A.30分钟B.1.5小时C.3小时D.6小时
33在广州观星,看到恒星都是与地平线成多大的角度升落?
()
A0B23度C67度D90度
34“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,每个月在不同的日期,我们会看到不同的月相,那么,上弦月一般发生在农历的:
()
A初三、初四B初七、初八C廿二、廿三D廿七、廿八
35著名的狮子座流星雨和坦普尔—塔特尔彗星有关,具有33年的爆发周期,流行雨极大发生的时间是()
A11月19日B8月10日C12月14日D10月8日
36长蛇座尾部的R星是一颗长周期变星,最亮时为4等星,最暗时为10等星,那么该星的亮度在最亮时大约是最暗时的多少倍()
A2.5B6C250D1000000
37中国古代岁星、荧惑所指的分别是()
A土星、火星B土星、金星
C木星、金星D木星、火星
38下面关于观测仪器和观测方法的描述正确的是()
A望远镜的放大倍数越大越有利于看清月球表面的细节,如选择200倍总是比50倍看
得清
B搜寻彗星不需要很大的望远镜,并且不需要焦距太长、放大倍数太大的望远镜
C观测太阳黑子,可以先用肉眼在寻星镜中找到太阳,再将日面投影到焦面处的白纸上
D在用望远镜拍摄天体照片时,若选用曝光时间较短,比如15秒,不需要用赤道仪
追踪也能得到清晰的照片
39下面哪一种地球上的现象与太阳没有直接关系()
A高纬度地区的极光B地震C温带和寒带的差异D海水的涨潮退潮
40下列星云中哪一个和其它三个本质上不同()
A仙女座大星云B马头星云C蟹状星云D猎户座大星云
411929年美国天文学家发现了星系退行的规律,为1948年提出的宇宙大爆炸假说提供了一个重要的观测基础,空格中的人物依次是()
A哈勃、爱因斯坦B巴纳德、爱因斯坦C哈勃、伽莫夫D哈勃、霍金
42农历七月初七是传说中牛郎和织女鹊桥相会的日子,现在我们知道,牛郎星到织女星的距离约4.91秒差距。
如果两者通过无线电波通信的话,那么一方发出信息到另一方接收到信息大约要多久?
()
A 1个月 B1年 C10年D16年
43最近10年人们已经在其它恒星找到了近200颗太阳系外行星,在下列搜寻太阳系外行星的方法中哪一种手段最难实现()
A测量中心恒星围绕恒星与行星共同质心的运动速度
B行星凌“日”
C直接捕捉行星发出的光
D恒星位置变化的高精度测量
44假设一个宇航员乘坐飞船以1000公里/秒远离地球而去,他每隔一定时间向地球发射一个信号,如果地球上的人收到信号的间隔是1秒,那么宇航员本人发信号的时间间隔()
A大于1秒B小于1秒C等于1秒D难以确定
二、填空题(每空2分,共12分)
1设想有另外一个恒星、行星和卫星系统,姑且也称作“太阳”、“地球”和“月球”,其中黄道面和白道面恰好重合,且“地球”和“月球”的公转轨道都是圆形。
设“太阳、地球”和“月球”的直径分别为一百万公里、一万公里和2000公里,日地距离为0.5AU,月地距离为19万公里,“地球”的质量和我们的地球一样。
那么每个朔望月是天,在“地球”上看到的“太阳”视圆面张角约为,能够发生日食,月食。
2赤道仪是望远镜上用来跟踪天体周日视运动的装置。
将赤道仪的极轴调好指向北极,假设望远镜视场中心这时正对着天顶附近,赤经10时30分,现要观测7时天区同一纬度上的天体,若选用转速是30角秒/秒的档位,至少需要秒才能对准该天区,在此过程中望远镜视场朝运动(填东或西)。
1D2A3A4A5B6A7A8B9A10D11A12C13C14C15A16D17B18C19C20B21A22B23C24D25A26C27A28B29A30D31B32D33B34A35B36C37B38A39D40C41C42D43B44C45B46B47A48A49C50B
2008年广东省第四届“博冠杯”中小学生
天文奥林匹克竞赛试题(低年组)
2008年11月23日
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。
交卷时请将试卷部分与答题卡和答题纸分开交回。
2选择题每题选择一个最接近正确的答案,答错不扣分。
请用2B铅笔将答题卡上相应的答案选框涂黑涂满,并用钢笔或签字笔写上姓名、学校、考号等个人信息。
切记勿用钢笔、圆珠笔或自动铅笔涂答题卡,以免影响成绩。
3每题2分,总分100分,时间90分钟
1.8月1日中国发生本世纪首次日全食,下列哪个城市看不到日全食()。
A新疆伊吾B甘肃酒泉C甘肃嘉峪关D四川成都
2.8月1日的日全食带穿越了多个国家和地区,下面按月影扫过先后排序正确的是()。
A加拿大、格陵兰岛、北冰洋、俄罗斯、蒙古,中国
B加拿大、格陵兰岛、北冰洋、俄罗斯、中国,蒙古
C加拿大、北冰洋、格陵兰岛、俄罗斯、蒙古,中国
D加拿大、北冰洋、俄罗斯、格陵兰岛、蒙古,中国
3.2008年我国进入日食高发时期,从2009年到2012年,我国境内将发生()次日食,其中()次日全食,()次日环食。
()
A3,1,2B2,1,1C3,2,1D4,2,2
4.神舟七号载人飞船于2008年()从酒泉卫星中心发射成功,航天员()实现了我国首次( )。
()
A9月25日、翟志刚、太空出舱B9月25日、翟志刚、依靠动力装置太空行走
C9月28日、刘伯明、太空出舱D9月28日、刘伯明、依靠动力装置太空行走
5.9月26日,神州七号飞船成功变轨,进入距离地面()公里的近圆轨道。
A200B343C35,800D38万
6.2008年1月25日,中国极地研究中心领导的一支17人的科考队,到达位于南极东部冰架的内陆最高点DOMEA。
这支队伍安装了我国首个小型光学望远镜阵CSTAR,包括四个14.5厘米的光学望远镜。
DomeA位于南纬80°22′,CSTAR所能观测到的天区范围是(),()中的天体都不能被观测到。
()
A北纬9°38′到南纬90°,大熊座B北纬9°38′到南纬90°,天蝎座
C南纬9°38′到南纬90°,南十字座D南纬9°38′到南纬90°,猎户座
7.“嫦娥一号”卫星自2007年10月24日发射以来,经过一年多时间,2008年11月12日国防科工局等有关部门正式发布了“嫦娥一号”卫星所得到的()。
A全月球影像图B月球背面图像
C月球土壤厚度数据D月球氦元素含量分布数据
8.2008年5月25日美国凤凰号火星探测器登陆火星,7月31日NASA公布探测器通过加热土壤样本发现了水蒸气,证实了火星上有水。
凤凰号登陆的地点位于火星的(B)
A南极地区B北极地区C奥林匹斯山DEchus峡谷中的盆地
9.在第二届国际天文与天体物理奥赛(IOAA,8月印尼)和第13届国际天文奥赛(IOA,10月意大利)中,我省选手均获佳绩,两项赛事共获得()金()银的好成绩。
A2,1B2,2C1,1D1,2
10.由于大气的抖动,夜晚星光通常会闪烁,但是下列天体中()并不闪烁。
A天狼星B织女星C牛郎星D木星
11.目前,人类观测到的最远的天体距离地球()
A100亿光年以上B100万光年C10万光年D3万光年
12.中国古代将天空划分为星官,相当于现在的星座,其中最重要的是三垣二十八宿。
下面哪一个不是三垣星官的名称?
()
A紫微B太微C天府D天市
13.木星可以装下(C)个地球。
A130B1000C1300D3000
14.下列中国古代天文台遗址年代最早的是()
A北京古观象台B河南登封测景台
C山西陶寺天象遗址D洛阳东汉灵台
15.天体的周日视运动都是东升西落,以太阳和天狼星为例,在同一地点观察其运动,下面表述正确的是:
()
A夏季日出的方位比冬季的更偏东,天狼星升起的方位与季节无关。
B夏季日出的方位比冬季的更偏南,天狼星升起的方位与季节无关。
C夏季日出的方位比冬季的更偏东,天狼星的情况也相同。
D夏季日出的方位比冬季的更偏南,天狼星的情况也相同。
16.某晚,小明在户外散步,抬头看到一个异常明亮的圆形物体拖着长直的尾巴,发出偏蓝色的光芒,从东方天空迅速地斜向下滑向西南方,持续了五、六秒钟后消失,由此判断,该物体最可能是()
A大彗星B飞机C正在运行的人造卫星D火流星
17.金星、
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