2021广东中学生天文知识竞赛试题低年组

2021广东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。

Parti.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.0.2B.0.5C.1D.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H^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.45B.50C.55D.60

Part2.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/ipai&nir/先驱者、开拓者）

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.⑦（）

Part3.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.M13B.M15C.M7D.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18h38m,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o

A.67°B.46°C.36°D.23°

32.上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“火”

标示了与图『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

(Kastingetal.1993)O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C02和H20两种气体的大气，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

(Kopparapuetal.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/与行星轨道半径r的关

系是？()

A./正比于1/r

B./正比于1/r2

C.f正比于r

D./正比于产

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0.3AU

B.宜居带宽度约0.31AU

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

IH.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。

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.10B.5C.2D.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.ImasB.296.3mas

C.51.OmasD.107.8mas

45.该恒星的距离为？()

A.3.37pcB.7.04pc

C.9.80pcD.19.62pc

46.根据距离判断，图3-A中测量的最可能是下列哪颗恒星?

赤经自行赤纬自行

选（光

星名EH（毫角（亳角

项年）

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.①B.②C.③D.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

2

万有引力常量G=6.67xKT"N/m•kg电子质量mc=9.11x10-3ikg

普朗克常数h=6.63x10-34].s质子质量nip=1.67x10~27kg

23

波尔兹曼常数k=1.38x10-J/K中子质量mn=1.67xIO—，kg

a=5.67x10-8/2.4

WmK太阳半径RQ=6.96x105km

维恩位移常数b=2.90x10-3m•K30

太阳质量MQ=1.99xIOkg

826

真空光速c=3.00x10m/s太阳光度Lo=3.90xIOW

辐射常量a=7.57x10-16"m3.小

万有引力定律尸=等

普森公式m=12.5lgE+常数

活力公式M=G(M+m)(，T)

维恩位移定律Amax=b/T

距离模数m-M=5lgd-5

I.天宫空间站

WH1丽方粒角距鼻（T*）Aft

6.1i13.6。

升19:28:440°311。（西北）2,227

到达福度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

图1A天宫空间站在2021年内某次过境预报。

天宫号空间站-人造卫星信息

串定名

空间飞行器目录编号48274

国际卫星标识符2021-035-A

空间飞行器目录名称CSS（TIANHE-1）

卫星详情

381x384km,41.5°

类别空间站

来自国家/组织中国

固有亮度（食分）3.2（在千公里距离，50%照亮时）

最大亮度（食分）-1.0（在近地点，100%照亮时）

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

模型1宜居带内边界宜居带外边界

火星大小的行星1.035AU1.72AU

地球0.99AU1.70AU

超级地球’0.94AU1.67AU

*数据取自Kopparapuetal.2013

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

半径质量光度表面温度

光谱型

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)

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

KopparapuetaL2013)

III.摇摆的星点

■

4C-

一

盒

三

期2C

一

箱

寰

然

一2C

传

-60

-100-50050100

赤经偏差！毫用秒।

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。

-

-500

一

盒

也

概

)

秘

0-

-100

建

氐

他

-

-1500

-

2000

1000

500

0

-500

-1000

秒）

（毫角

偏差

赤经

。

轨迹

运行

后的

自行