天文开信杯2011第七届高年组题

1、2011年“开信杯”广东省第七届中小学生天文奥林匹克竞赛试题（高年组）准考证编号 姓名学校出生日期： 年 月 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和答题卡分开交回。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、总分 100 分，每题 2 分，考试时间 90 分钟。4、比赛结果将在广东天文学会网站 HYPERLINK 公布。20

2、11 年 9 月，天文学家利用美国宇航局开普勒太空望远镜发现了一颗奇特的行星 Kepler-16b ，它的质量和土星相当，是迄今为止发现的第一个围绕两颗恒星绕转的行星，周 期是 229 天。这颗行星是靠（ B ）方法发现的。A 直接捕捉行星本身的光B 行星凌星，观测恒星亮度变化C 监测恒星光谱变化D 监测恒星位置变化提示：据 NASA 的报导，对这颗星采用了行星凌星的方法。对这个行星系统，视线近似位 于行星的公转轨道， 会出现凌星现象， 即行星会挡住恒星一部分的现象， 引起恒星亮度的变 化，并且是周期性的。关于答案 A 所讲的方法，通常行星靠反射恒星的光发光，但由于到地球的距离远远大 于太阳系

3、内行星的距离，因此亮度非常弱，现有的望远镜很难直接看到太阳系外的行星。答案 C 的方法是目前发现太阳系外行星最多的方法。主要原理是，由于受到行星引力 的影响，恒星会围绕恒星 -行星的公共质心旋转，速度很小，但会引起恒星光谱中谱线的红 移、蓝移。通过观测恒星光谱中谱线的周期性变化，从而确定行星的信息。答案 D 的方法很难，原因是恒星围绕质心晃动的轨道半径很小，必须有极高空间分辨 率的望远镜才有可能分辨。 作为练习， 可以设想有一个木星那么大的天体围绕太阳运动， 距 离为 1个天文单位。太阳到质心的距离 r1 和木星到质心的距离 r2, 满足 M*r1=m*r2, 其中 M 表示太阳质量， m 表

4、示木星质量，日木距离 r1+r2 1.5 亿公里。由于质量比 M/m 约一千， 故 r1 大约 150000 公里， 即太阳绕质心的轨道直径大约 30 万公里。 如果 10 光年以外有这样 的系统， 那么 30 万公里对地球张的角度大约 610-4角秒。 现有的光学望远镜达不到这么高 的分辨率，例如，哈勃太空望远镜的分辨率只有 0.05 角秒。2011年 11月 1日（ B ）飞船点火升空，成功进入预定轨道。11月 3日凌晨飞船与天宫一号实现连接，形成组合体，中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功。A 神舟七号 B 神舟八号 C 神舟九号 D 神舟十号天宫一号于 2011年 9月 29 日在

5、酒泉卫星发射中心发射， 下面哪条不是它的任务 （ D ）。 A 与“神舟”飞船配合，完成空间交会对接 B 进行空间站的技术验证，为中国未来建造 空间站奠定技术基础 C 开展空间科学实验研究 D 作为嫦娥探月飞船的中继站2011 年诺贝尔奖授予三位天文学家，以表彰他们对超新星的观测揭示了（ A ）。 A 宇宙加速膨胀 B 超新星爆发机制 C 超新星与黑洞形成的关系 D 恒星演化过程11 月 9 日，我国“萤火一号”火星探测器搭载在俄罗斯“福布斯土壤”探测器内部， 在哈萨克斯坦拜科努尔发射升空。迄今，人类已经向火星发射了近（ C ）颗探测器。 A 10 B 25 C 45 D 65今年处于太阳第

6、24 活动周的上升期，太阳活动加剧，是观测黑子和日珥的好时机。太阳 活动有一定的周期性， 一个太阳活动周从太阳宁静年开始。 那么太阳活动周最初是从哪一年 算起的？（ C ）A 1640 年 B 1747 年 C 1755 年 D 1800 年提示： 太阳活动平均周期为 11 年左右， 按完整的 24 周往前推算， 2011-24 11=1747 年。但 一个周期从太阳宁静，即太阳活动显现最弱时开始，今年处于上升期，可以推断 2011 年大 概位于第 24 周开始后的三、四年时间（注意峰年到宁静年平均约 5-6 年）。因此，上述按 24 个完整周期推算多算了七、八年，要从 1747年往后推这么久

7、，所以 C 最接近。实际上， 1755 年确实历史上规定的太阳活动周的起算年。11 月 4 日，中国志愿者王跃和其他国家的 5 名同伴结束了长达（ A ）天的往返火星与 地球的模拟试验，走出模拟飞船“返回地球” 。至此，由来自中国、俄罗斯、法国和意大利 志愿者共同参与的人类首次模拟火星载人飞行试验获得圆满成功。A 520 B 620 C 720 D 820今年可以在我国境内观测到的月全食有两次，分别是 （ D ） 。 A 6月 16 日 和 11月 25 日B 6 月 1日和 12 月 10 日C 6 月 15 日和 7 月 1 日D 6月 16 日和 12 月 10 日9木星公转轨道略呈椭圆

8、形，今年 3 月 18 日木星位于近日点，去年冲日发生于 9 月 21 日，今年冲日发生于 10月 29 日，哪次冲日木星到太阳的距离更远？（ B ）A 9 月 21 日 B 10 月 29日 C 两次相同 D 不确定，具体要查表 提示：计算两次冲日距离近日点的时间差，今 年冲日比去年冲日的时间差更大。由椭圆轨道 的几何性质可知，今年冲日那一天木星距离太 阳更远。（如下示意图，夸张的比例）据 2011 年 8 月的报导，天文学家利用赫歇尔空间天文台在猎户座恒星形成区发现了 （ D ），首次证实了太空中存在着这种广泛分布于地球大气中的物质。A 氮分子 B 水分子 C 二氧化碳分子 D 氧分子接近

9、土星质量的 “行星”，2011年 5 月，日本天文学家宣布观测到了银河系中自由漂浮的、它们周围没有恒星。 对这类天体的观测利用了微引力透镜效应。 这种效应是指， 一前一后两 个天体， 当二者和地球近似位于一条直线时， 较远的背景天体发出的光经过较近的前景天体 边缘， 受前景天体引力的影响而发生偏折， 从而使背景天体的亮度发生了微弱的变化。 下面 哪种情况和这里的情形本质上相同？（ B ）A 恒星接近地平线时，真实位置与视位置的差别比恒星上中天时更大B 日全食时，日面边缘的恒星在天球上的位置发生微小的变化C 相隔半年，观测到一些恒星在天球上的位置发生了变化D 通过望远镜看月面，用很高倍率的目镜观

10、察时，月面边缘不停的抖动提示：答案 A ，接近地平方向大气厚，折射角度大答案 B ，太阳的引力使得星光发生的微小的偏离。1919 年英国天文学家爱丁顿为验证爱因斯坦广义相对论对星光偏折的预言，去非洲做了日全食观测。答案 C，由于地球位置变化，邻近天体有明显的三角视差。答案 D，实际上是大气的抖动中国目前拥有的南极陨石数量达到了（ A ）多块。A 10000 B 5000 C 1000 D 6002011 年5月 16日，“阿尔法磁谱仪 2”搭乘美国“奋进号”航天飞机升空，其中有中国 研制的大型永磁体。 阿尔法磁谱仪实验是由华人科学家丁肇中领导的国际合作项目， 旨在寻 找宇宙中的（ C ）。A

11、暗能量和暗物质B 磁单极子 C 反物质和暗物质D 原初黑洞天文爱好者通过运行电脑屏幕保护程序就能参与地外文明信号搜寻的科学实验计划是 （ B ）。A Einsteinhome B SETIhome C SKA （ 平方公里阵 ） D WWT （万维望远镜）今年是法国天文学家勒威耶诞辰200 周年，他最著名的天文发现是（ A ）。A 应用牛顿力学计算出了海王星的轨道，并预言了其位置B 通过天文观测发现了海王星C 应用牛顿力学计算出了天王星的轨道，并预言了其位置D 通过天文观测发现了天王星哪一种稀有气体最早是由天文学家从太阳光谱中发现的？（ A 氩 B 氦 C 氪 D 氖太阳风是从太阳大气中抛射出

12、的高速带电粒子，下面所列哪个现象和太阳风无直接关 系？（ C ）A 彗星形成反向太阳延伸的彗尾 B 地球上的极光 C 黄道光 D 地磁场的磁暴 提示：太阳风对彗尾造成压力，使彗尾方向太阳延伸。太阳风带电粒子被地球磁场俘获后， 围绕磁力线向南北极区运动，和高层大气分子、原子碰撞，产生极光。强烈的太阳风会引起 地球磁层的扰动， 导致磁暴， 干扰短波通讯。 黄道光黄道面上分布的尘埃散射太阳光形成的， 和太阳风无关。太阳风来自太阳的哪一层（ D ）。A 辐射区 B 光球 C 色球 D 日冕小明在木星冲日当天观测了一次木星掩食木卫一，记录下了发生的时刻。经过三个月 后，他决定再观测一次，于是按照木卫一围

13、绕木星的公转周期42.5 小时进行推算，得到掩食在接近子夜的某个时刻再现，便提前 20 分钟守在望远镜前。会发生什么情况？已知木卫 一公转轨道非常接近圆形，公转方向由西向东。木星距离太阳约 5.2 天文单位。（ D ）A 掩食比预计时刻推迟了约 B 掩食比预计时刻提前了约 C 掩食比预计时刻推迟了约 D 掩食比预计时刻提前了约 提示：如右图， A 为太阳，10 分钟，10 分钟，1 个小时， 1 个小时， B 为木星，小明当夜可以观测到 小明当夜可以观测到 小明当夜还可以观测到 小明当夜观测不到 地球开始位于 F，看到掩食时木卫一位于 D ，三个月后地球位于 C，掩食发生时木卫一 位于 E，由

14、于木星绕太阳公转要 11 年多，因此三个月木星走过 的角度远小于地球走过的角度 （从 F到 C 走过 90度），故忽略木 星的轨道运动，假设 3 个月后木星仍在 B 。看起来几个答案的差别较大，为快速求解， 近似，且不用计算器。面的计算做了按前后文意思， 小明按照 42.5 小时的周期推算， 意指小明认 为掩食相隔 42.5 小时，即第二次看掩食，小明认为木卫一在 D。有两个因素会影响观测掩 食的时间，一是地球位置的变化，使第二次发生掩食时木卫一实际上在 E，比 D 提前了 t1 时间；二是地球到木星的距离发生了变化，即 CB 比 FB 长，由于掩食现象靠光传递信息， 所以第二次掩食，光走 C

15、B 的距离需更长时间，导致看到掩食的时间推迟了t2 时间。下面分别计算 t1 和 t2 。直角三角形 ABC 中，tg ABC=AC/AB=1/5.2 0.2。由于角度较小时， tg ABC ABC， 其中角度值是弧度单位下的数值 （例如 30 度的正切值是 0.58，角度值为 0.52 弧度，很接近）， 所以 ABC 0.2 弧度。则木卫一运行到 E比到 D 提前了 t1=42.5（DBE/2 1.3 小时第二个因素， 由于 AB 是 AC 的 5.2 倍，粗略估计， BC 与 AB 相差不大， 即 BC5.2AU， 大约比第一次掩食的木地距离 FB=4.2AU多 1AU。光传播 1AU需要

16、约 8分钟,即 t2 8分钟。 t1 和 t2 抵消一部分， 1.3 小时-8 分钟，仍然提前 1个多小时，因此答案 C和 D的前半部分 符合， 小明错过了这次掩食。 下一次掩食大约在 40 多个小时以后 （比轨道周期 42.5 小时略 小，道理同上面分析） ，因此小明当夜观测不到，最终选D。精确计算，即使把三个月后木星位置的小的变化也考虑在内，仍不影响结论。太阳系八大行星中平均密度最高的是（ B ）。A 木星B 地球C 金星 D 火星太阳系中自转最快的大行星是 （ C ）。A 水星B 地球C 木星 D 土星水蒸汽对天体的红外和亚毫米波辐射吸收严重，大气中的水汽含量是红外、亚毫米波天 文台选址

17、最重要的因素之一，下面哪个地方最适合建设上述天文台？ （ C ） A 云南丽江 B 新疆乌鲁木齐 C 南极冰穹 D 澳洲沙漠 提示： 目前全球水汽含量低的红外、 亚毫米波天文台台址有智利高原的沙漠和南极， 南极冰 穹的水汽含量比前者更低。天文学家发现一颗恒星周围有三颗行星a,b,c，测出它们的质量分别是 100倍, 2 倍和 10 倍地球质量， 公转周期分别为 0.3 年，1.9 年和 0.8 年，它们到恒星中心的距离由近而远依次 是 （ B ） 。A a b c B a c b C b c a D b a c 提示：按开普勒第三定律，距离恒星越远，周期越长。如果没学过这些，可以对比太阳系大

18、行星的公转周期的常识。 行星质量远小于太阳质量， 对轨道周期的影响可以忽略， 本题列出 质量是为了干扰。24. 今年农历九月初九是10月 5 日，这一天对应的节气是（A ）。A. 秋分B 霜降 C 寒露 D 重阳10 月 5 日距离秋分不足半个月。提示：可以用 9 月 23 日前后秋分为参照，进行推算。人们日常所用的时间是 （ C ） 。A 历书时 B 真太阳时 C 平太阳时 D 恒星时下列城市 , 一年中白昼长度变化最大的是（ D ）。A 上海 B 广州 C 海口 D 长春天文观测发现下面哪个星云中孕育着新的恒星（ B ）。A 蟹状星云 B 老鹰星云 C 哑铃星云 D 猫眼星云2011 年

19、9月，欧洲科学家报导了中微子超光速的实验结果。从瑞士的欧洲核子研究中心 实验装置中产生的中微子，穿行 730km 到达意大利 Gran Sasso 实验室的中微子探测器，运 动时间比按照中微子以真空光速运动所需时间快了 60 纳秒，这个实验结果显示，中微子速 度 v 比真空光速 c 快了多少，即 （v-c）/c= （ A ）？（“纳秒”表示十的负九次方秒）-5 -4 -3 -2A 2.4810-5B 2.48 10-4 C 2.4810-3 D 2.4810-2提示：这是今年最令人吃惊的物理实验，但是否真的超光速，还有待其它实验验证。距离L=730km ，设以真空光束 c 传递 L 的距离所需

20、时间为 t1, 以“超光速” v 传递时间为 t2, 有 t1-t2=60 纳秒，即 L/c-L/v=60 纳秒。带入国际单位制下的数值，得到A 。“邵逸夫奖”由香港慈善家邵逸夫在 2002 年设立，有“东方诺贝尔奖”之称。今年的 邵逸夫天文学奖授予了意大利和美国天文学家， 表彰他们证明了伽玛射线暴来自宇宙学距离（来自宇宙各个方向，银河系以外）A 宇宙大爆炸遗留下的高能天体C 黑洞吞噬气体释放能量的过程。伽玛射线暴是（ B ）。B 超新星爆发的过程D 太阳风轰击地球大气层出现的高能现象第 30 题图第 31 题图第 32 题图在赤道地区夜晚十点钟左右，小明用鱼眼镜头拍摄了一张全天照片，如 30

21、 题图，一轮 满月挂在天空，哪个方向为东？（ A ）A 1 B 2 C 3 D 4提示： 鱼眼镜头能够拍摄全天的照片， 这可以从图上看出来。 赤道地区满月升起的时间大概 在日落时分，即下午 6 时左右。晚上 10 点，月亮离天顶还有一段距离，位于东半天空。最 可能的答案是 1。其他答案的排除，可以通过数字和月亮画一条直线，利用月亮更靠近东方 这一点排除。第 31 题图是某流星雨爆发时拍摄到的流星轨迹（对照片颜色进行了处理） ，哪颗是群外 流星？（ C ）A 1 B 2 C 3 D 4 提示：群内流星来自同一个辐射点。辐射点的判断是流星轨迹方向延长线的交点。图中 3 明显不通过辐射点，是群外流星

22、。在科幻电影 E.T.中，有如 32 题图的镜头（为了清晰起见，对原图作了处理，用圆弧 标出了月面的轮廓） ，月面中骑车的人到观察者的直线距离大约多远（假设人和车都是普通 尺寸）？（ C ）A 10 米B 100 米 C 1 公里 D 10 公里提示：从图上看出观察者直接面对着骑车的人和月亮。按正常人、车尺寸估计，车长和坐着 的人的高度大约都在 1.5 米左右。可以用尺（或更“原始”的办法，用小纸片）量出车长大 约是月面直径的 1/6左右。常识，月面直径大约 30 角分，所以车对观察者的张角大约 5 角 分。利用简单的三角形关系或圆弧长于半径的关系得到：距离顶角底边，所以距离 =1.5 米/5

23、 角秒 1.5 米/（5/57/60/60）弧度 1（ km）。在天球上离银河最远的是（ B ）星座。A 、天鹅B、牧夫C、仙后D、天鹰黄昏观测金星的最佳时间是金星处于（ B ）。A 、东方照B、东大距C、 西大距D、西方照ABCD观测到一个双星的亮度随时间有如图变 化。其中 a和 b 分别表示亮度减弱的两个阶 段，下列哪种图像能解释看到的现象 （ D ）？设视线都是从右向左。提示：亮度图中虽然只列出了一组a,b，显然这是周期性的，后面会交替出现a,b。图中有几点关键信息： （1）a到 b的时间间隔和从 b到 a的间隔不同，意味着两颗星交替遮挡所需要 的时间不同； （2）a比 b 亮度减弱幅度

24、大，意味着 a是暗星挡住亮星的事件，而 b 是亮星挡 住暗星，亮度不变的时候表示两颗星都能看到。在答案中有圆和椭圆轨道。注意到在 C 的情况下，从 b 到 a 的时间显然多余从 a 到 b 的时间，而在 A 和 B 答案中，二者相等。综合以上几点，不难判断选D 。苏联宇航员加加林于（ B ）年成为首个进入太空的人，同年，美国开始了载人登月 工程“阿波罗”计划。A 1959 B 1961 C 1962 D 1969阿波罗宇航员在月球上照人物和月面景物的照片，天空背景没有星星，最合理的解释是（ C ）。A 由于登月通常是白天，阳光普照，天空处处明亮，掩盖了星光B 星星的距离太远，无法拍下来C 由于

25、月面和宇航员反射阳光，光线太强，不利于拍到星星D 受当时技术限制，照相机性能不佳提示： 由于摄影对象是人和景物， 相比星星和黑暗的天空要亮的多， 因此相机的曝光时间是 由人和景物决定的，通常很短，不足以拍到星星。有一种观点，认为阿波罗登月是个骗局， 其中的理由之一就是题目所说的现象， 反对者认为难以理解， 其实完全可以得到合理的解释。杜甫赠卫八处士诗中有“人生不相见，动如参与商” ，用参宿和商宿此起彼落， 不能同时见到， 比拟人生中挚友分散难得相见。 其中参宿在猎户座， 位于天赤道两侧， 商宿在天蝎座，位于天赤道以南，二者赤经相隔约 180 度。但在下面哪些地方，参商 不相见就不成立了？（ C

26、 ）A 北极 B 北半球较低纬度地区， 如广州 C 南半球纬度不是特别低的地区 D 南极 提示：在赤道地区， 赤经相隔 180 的天区可勉强同时出现在天空， 分别位于东方和西方地平， 一升一落。 在北半球， 位于南天， 赤纬是负值的天体东升西落经过的时间总小于 12 小时（对 应于转过赤经 180 度所需时间） ，类似于冬天白昼短。由于商宿在天赤道以南，因此不能和 相隔 180 度，赤纬为 0 左右的参宿同时出现在夜空。然而，南半球的情况恰好相反，可以同 时看到。答案 D 只是答案 C 的一个特列，选 C 更全面。39. 仙后座中组成“W 形”的五颗星大约位于赤纬形”的地方有（D ）。A1B

27、1、 2C 3、4、 5D 4 、5+55度到+65度之间， 图中完全看不到 “W提示：不难判断，在南半球纬度大于 90-55=35 度的地方就完全看不到 W 形。从图中找出大 致的圆心， 通过北京圆心连线， 可以看到 4，5 位于连线下方。 北京的纬度为北纬 40 度左右， 因此 4,5 纬度大于 40 度，符合条件。 3 的纬度应小于 35 度，这一点不难做图判断（如利用 等分弧长，或利用三角关系）有时会发生太阳系的大行星遮挡住恒星的事件，木星掩食恒星可能发生在下面哪个星 座？（ A ）A 天蝎座 B 天琴座 C 仙后座 D 北冕座 提示：木星和黄道星座中的天体可能发生掩食。小熊座中最亮的

28、恒星大约是几等星？ （ C ）A 0 等 B 1 等 C 2等 D 3 等木星的四颗伽利略卫星中最大的一颗是？（ C ） A 木卫一 B 木卫二 C 木卫三 D 木卫四一颗人造探月飞船进入绕月轨道做圆周运动，距离月球中心 2000 公里（月球半径 1737 公里），轨道周期 2.2 小时，若地球中心恰好位于飞船轨道平面，那么由于月球遮挡，通讯 信号会中断多久？（假设电波沿直线传播，不考虑其它效应） （ B ）A 22 分钟 B 45 分钟 C 1.2 小时 D 1.8 小时 提示：如右图，飞行器在 A 和 B 发的电波从月面掠过，可到达地球，由于月地距离远大于 飞行器轨道半径，可近似认为这两束

29、电波平行，与月面相切，要求的就是 A 和 B 相对月球 中心的夹角。该角度 /360轨道周期，就是中断时间。C 白羊座和仙王座 D 大熊座和仙女座下面哪两个星座是相邻的？（ A ） A 小熊座和天龙座 B 狮子座和猎户座在广州，每隔几天，中午 12 时准时面向正南方拍摄一幅太阳照片，一年后将这些照片 方位校准后， 合成为一幅， 显示太阳一年中位置的变化。 那么， 太阳的轨迹形状是 （ B ）。提示：由于真太阳时和平太阳时之间的时差，导致每天平太阳时 12 时，真太阳不出现在同 一个经度圈上。另外由于太阳一年中赤纬的变化，地平高度也有变化，出来的图像为 B 所 示。如果银河系内的一颗超新星爆发，

30、距离地球 1000 秒差距，超新星的绝对星等为负 20.2等，这颗超新星看起来是几等星，A 负 30.2 等，比满月更亮比满月更亮吗？ （参考： 太阳绝对星等约为 4.75 等）（ D ）B 负 24.95 等，比满月更亮C 负 15.45 等 比满月更亮D 负 10.2 等， 没有满月亮提示：利用 M-m=5-5lgd ，其中 M 为绝对星等，m 为要求的视星等，d 为距离，以秒差距为单位。满月的视星等为 -12 等左右。一个双星系统由 a和 b 两颗恒星组成，从地球上观察二者总亮度是5 等，若两颗星的亮度比是 9：1，那么亮星和暗星的亮度分别为（ B ）。 （ 3的常用对数值约为 0.48）A 1.3 和 2.5, B 5.1 和 7.5 C 6.3