2018年全国中学生天文奥林匹克竞赛决赛真题

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  2018年全国中学生天文奥林匹克竞赛决赛真题


  Ⅰ、选择题


  1、()(仅低年组)下列四组行星中,此时角距离最近的是()。


  (A)水星和金星 (B)金星和木星 (C)火星和木星 (D)火星和土星


  2、()(仅低年组)在南半球中纬度地区观测,现在是恒星时7h,已知某恒星再经过2h30m后上中天,请问该恒星的赤经为()。


  (A)0h30m (B)3h30 (C)9h30m (D)6h30m


  3、()(仅低年组)暗物质粒子探测器 基于在轨运行的前530天共采集了约28亿个高能宇宙射线,成功获取了目前国际上精度最高的TeV电子宇宙射线探测结果()。


  (A)悟空 (B)ALMA (C)南极AST-3 (D)Gaia


  4、()今天我们可以观测到()。


  (A)四月天琴座流星雨(B)宝瓶座η流星雨(C)船尾座π流星雨(D)英仙座流星雨


  5、()一般来说,形成稳定恒星的质量上限大约是150个太阳质量,那么形成稳定恒星的质量下限是()。个太阳质量。


  (A)0.01 (B)0.08 (C)0.14 (D)0.51


  6、()以下哪个深空天体在天球上离天津四最近?(A)M35 (B)NGC7000 (C)M27 (D)NGC7293


  7、()下列年份,哪一年会发生日全食(包括全环食),且全食带中心点距离我国最近?。


  (A)2020年 (B)2021年 (C)2022年 (D)2023年


  8、()以下梅西叶天体中距离我们最远的是()。


  (A)M13 (B)M42 (C)M104 (D)M78


  9、()小猪佩奇很喜欢玩踩泥巴的游戏,它在地球上的最高纪录是可以让泥巴飞1m高。一天,它来到了一颗材质与地球相似的陌生星球旅行,又玩起了踩泥巴的游戏。只见它用力一踩,泥巴直冲云霄,刚好飞离星球,再也没有回来。那么这颗星球的质量约为()。


  (A)3.7×1014kg (B)3. 6×1018kg (C)22×1019kg (D)8.5×1024kg


  10、()一颗红巨星的温度为2500K,半径是太阳的100倍,距离10pc,已知该红巨星在可见光波段(400nm≤λ≤700nm)的辐射能量占总光度L的3.3%,假如一个100W灯泡发出总辐射能量的5%在可见光波段,灯泡在 的距离上,肉眼看起来和红巨星一样亮。


  (A)1.8km (B)7km (C)10km (D)18km


  11、()(仅高年组)以下说法不正确的是 。(A)银河系以较差自转的方式自转,越靠近中心,旋转一周的时间越短。(B)太阳系位于直径约为10万光年的银河系的银盘上,距离中心大约25万光年。(C)1923年,埃德温•哈勃通过测定M31内造父变星的光度并计算出距离,证明了M31是河外星系。(D)球状星团大多分布在银盘上,疏散星团主要分布在银晕中。


  12、()(仅高年组)已知一颗恒星的光度是太阳的4倍,从地球上探测到这颗恒星的流量密度为3.05×10-14W/m2,则这颗恒星到地球的距离约为()。


  (A)4×1015m (B)1×1018m (C)6×1019m (D)8×1024m


  13、()(仅高年组)已知当前的宇宙背景辐射温度为273K,那么红移为5的地方的宇宙背景辐射温度约为()。


  (A)273 K (B)1092 K (C)1365 K (D)1638 K


  Ⅱ、简答题


  14、(低年组)古刹与月牙


  图1是一位叫杨勇的天文摄影师拍摄的一张照片,某座山上的古刹与一轮金钩状的月牙叠在一起。为了方便大家解题,把照片的黑色背景替换成了灰色。已知此时月亮视直径为30′,该古刹高34m,箭头所指处为该古刹所修建的山顶平台,那么:(1)试求摄影师距离古刹多远?(2)假设摄影师使用的相机某品牌APS-C画幅的相机,传感器尺寸为23.6×15.6mm,拍到的这张照片没有进行裁剪,试问摄影师所使用的镜头焦距为多少?(3)这张照片拍摄于2017年4月28日20:40,查阅星图软件可知此时从摄影机位看月亮中心的地平高度为4.5°。已知该摄影机位海拔50m,试问该古刹所在的山顶平台海拔高度为多少?


  15、(低年组和高年组)月全食2018年1月31日,地球上的很多地区都观测到了一次月全食天象。这次月全食的本影食分和半影食分分别为1.3和2.3,其他相关信息请自行回忆。同时月球上的一位观测者欣赏到了一次日食。如果它一直待在某个位置,那么他可能观测到日食最长能持续多久?


  16、(低年组和高年组)食双星已知食双星系统中,两个天体相互环绕的轨道倾角为90度,主星视星等为1等,伴星视星等为2等,主星半径是伴星的2倍。请给出两个天体完成一次相互绕转,系统视星等的变化情况。


  17、(低年组和高年组)地球的兄弟地球也许存在一个不轻易路面的兄弟。假设存在一颗与地球类似的行星,同样运行于地球的公转轨道上,只是当地球位于近日点时,这颗行星正位于轨道的远日点。估算从地球上观察,这颗行星东大距和西大距的日期,以及大距时行星与太阳的距角。表1为2018年二十四节气的时刻(北京时间)。节气序号12345678时刻


  1月5.74日


  1月20.46日


  2月4.23日


  2月19.05日


  3月5.98日


  3月21.01日


  4月5.17日


  4月20.46日太阳地心黄经日心黄经节气序号910111213141516时刻


  5月5.89日


  5月21.43日


  6月6.06日


  6月21.75日


  7月7.48日


  7月23.21日


  8月7.90


  8月23.51日太阳地心黄经日心黄经节气序号1718192021222324时刻


  9月8.02日


  9月23.41日


  10月8.68日


  10月23.81日


  11月7.81日


  11月22.71日


  12月7.52日


  12月22.27日太阳地心黄经日心黄经


  18、(高年组)霍金辐射在本题中,你会一步一步地推导黑洞的霍金辐射表达式。在这里,黑洞的模型为没有自旋、不带电荷的史瓦西黑洞;由于严格的计算需要用到量子场论的知识,在一些细节上你只需要正确估计量级。(1)请写出质量为M的史瓦西黑洞的视界面半径rs;如果你不会,你可以从牛顿力学出发,计算质点M在逃逸速度为光度c时对应的半径。(2)考虑量子效应后,理论上光子可以从这一黑洞中逃逸出来,我们认为这时光子的波长λ应与黑洞视界面的典型尺度相当。光子的温度可以表示为T=E/kB,其中kB为玻尔兹曼常数,E为 光子的能量。则光子的温度是多少?(3)假设黑洞以上方式辐射光子,则黑洞辐射的功率是多少?(4)黑洞的寿命τ和黑洞初始质量M0的几次方成正比?


  Ⅲ、笔试观测


  下图是某地北京时间2017年12月30日3时16分所见星空。图中同心圆为等地平高度圈,间隔30°。星图中心位置为天顶。仔细观察并完成如下题目:


  19、观测地地理纬度: 。


  20、观测地地理经度: (填写选项对应字母)。(A)84°E (B)120°E (C)156°E (D)192°E


  21、依次写出图中5个圈中最亮恒星的名称:(填写选项对应字母)1.2.3. 4. 5. 。(A)室女座α (B)天琴座α (C)白羊座α (D)天龙座α (E)金牛座α (F)金牛座β (G)仙后座α (H)狮子座α (I)狮子座β (J)玉夫座α (K)长蛇座α (L)仙女座α (M)猎户座α (N)猎户座β (O)大犬座α (P)大犬座β (Q)双子座α (R)双子座β


  22、下列哪两个梅西叶天体不在星图中: (填写选项对应字母)。(A)M1 (B)M13 (C)M31 (D)M42 (E)M44 (F)M45 (G)M57 (H)M81 (I)M101


  23、用符号◎在图中标出月球的具体位置,符号大小需与示例相同。



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