2016年全國中學(xué)生天文奧林匹克競賽決賽試題

山西太原2016年4月26日

常數(shù)表

地球半徑：6378 km

地球反照率：0.36

太陽質(zhì)量：1.99×1030kg

金星半徑：6052 km

金星質(zhì)量：4.86×1024kg

金星黃赤交角：180°

金星自轉(zhuǎn)周期：243地球日

金星公轉(zhuǎn)周期：225地球日

火星半徑：3397 km

火星反照率：0.15

地球公轉(zhuǎn)軌道半徑：1 au（視為圓軌道）

金星公轉(zhuǎn)軌道半徑：0.72 au（視為圓軌道）

火星公轉(zhuǎn)軌道半徑：1.5 au（視為圓軌道）

火星軌道與地球軌道夾角：1.85°

水星公轉(zhuǎn)軌道偏心率：0.2

萬有引力常數(shù)G：6.67×10-11N·m2/kg2

水星公轉(zhuǎn)軌道半長徑：0.387 au（視為橢圓軌道）

I　選擇題

1、（）（僅低年組）下列哪兩顆星在天球上的角距離最近？

(A) 五車二和大陵五(B) 天樞和水委一

(C) 星宿一和箕宿四(D) 婁宿三和畢宿五

2、（）（僅低年組）下列太陽系天體中擁有像月球一樣的外表以及地球一樣的內(nèi)部構(gòu)造的是。

(A) 金星(B) 火星(C) 冥王星(D) 水星

3、（）（僅低年組）火星平均26個月會發(fā)生一次沖日，其中每15到17年有一次大沖。2018年火星將再次大沖，沖日時它將位于以下哪個星座？

(A) 摩羯座(B) 白羊座(C) 雙子座(D) 室女座

4、（）1000顆8等星聚集在一起的星等最接近下列哪個數(shù)字？

(A) -1.5(B) 0.5(C) 2.5(D) 8000

5、（）對在地球上看到的偶發(fā)流星數(shù)量的統(tǒng)計描述正確的是。

(A) 黃昏至半夜多(B) 半夜至黎明多

(C) 上半夜和下半夜幾乎同樣多(D) 不確定

6、（）上圖為一幅中國古代星圖的局部，下圖為當(dāng)代星圖Uranometria 2000.0的對應(yīng)天區(qū)。則古代星圖最有可能的繪制年代為。

(A) 明·萬歷—崇禎年間（1573-1644）

(B) 清·康熙年間（1662-1722）

(C) 清·嘉慶—道光年間（1796-1850）

(D) 清·同治—光緒年間（1862-1908）

7、（）某顆彗星的物質(zhì)形成了一個流星群。該彗星軌道的升交點(diǎn)黃經(jīng)為121°，該流星群的輻射點(diǎn)的赤經(jīng)為+35°。則該流星群活動極大日期在以下哪個節(jié)氣附近？

(A) 大暑(B) 立秋(C) 大寒(D) 立春

8、（）下列哪個天體與所在星座的對應(yīng)關(guān)系不正確？

(A) M41在大犬座(B) M108在大熊座

(C) M78在室女座(D) NGC7000在天鵝座

9、（）天文學(xué)家用一臺光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和一臺射電望遠(yuǎn)鏡同時觀測，已知射電望遠(yuǎn)鏡的口徑為500m，有效波長為1mm，為達(dá)到同樣的分辨率，有效波長為550nm的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的口徑應(yīng)為。

(A) 15.5cm(B) 27.5cm(C) 60cm(D) 130cm

10、（）2016年我國將繼續(xù)開展載人航天發(fā)射活動，為建立長期空間站做準(zhǔn)備。下列航天器中屬于空間貨運(yùn)飛船的是。

(A) 天宮二號(B) 神舟十一號

(C) 實踐十號(D) 天舟一號

11、（）（僅高年組）以下四顆太陽系衛(wèi)星中表面沒有物質(zhì)噴發(fā)活動的是。

(A)木衛(wèi)一(B) 海衛(wèi)一

(C) 土衛(wèi)二(D) 木衛(wèi)三

12、（）（僅高年組）以下哪一項不是“大爆炸理論”的基石證據(jù)？

(A) 哈勃定律(B) 宇宙微波背景輻射

(C) 引力波(D) 原初元素豐度

13、（）（僅高年組）假設(shè)觀測一顆B2型恒星（MV=-2.2m，V-R=-0.23m）得mV=10.4m，mR=9.8m，則恒星與觀測者之間的星際消光為。

(A) 0.83(B) 1.37(C) 2.57(D) 0.37

II 簡答題

14、（低年組）火星救援

宇航員馬克·沃特尼在執(zhí)行太空任務(wù)時不幸滯留火星基地。為了引起地球有關(guān)部門的注意，馬克在火星上搭建了反光板。為使有關(guān)部門察覺火星局部的視星等比火星整體減小了0.01等，請在不考慮大氣的情況下，假設(shè)火星軌道為正圓，計算從地球觀測反光板的最小角直徑。反光板反照率為0.98cosθ，θ為入射角。

15、（低年組和高年組）金星勾陳一

假設(shè)在未來人類將金星的大氣進(jìn)行了徹底改造，令其變得和地球一樣宜居，然后大規(guī)模移民金星。金星公轉(zhuǎn)軌道可視為圓軌道。

（1）請問居住在金星北緯60°的觀測者能看到勾陳一星嗎？并解釋原因。

（2）金星上的居民也想觀測到月亮剛好把太陽完全擋住的日全食，但金星沒有天然衛(wèi)星，于是金星居民決定發(fā)射一個球形的人造衛(wèi)星來實現(xiàn)這一效果。并且，他們希望該衛(wèi)星繞金星的公轉(zhuǎn)周期為30天。請問該衛(wèi)星的軌道距離金星表面多高，該衛(wèi)星直徑應(yīng)為多大？

16、（低年組和高年組）LIGO

2015年9月14日09時50分45秒（UTC），位于美國路易斯安那州的LIGO探測器（A）最先探測到了由兩個黑洞纏繞并合并為一個黑洞而產(chǎn)生的引力波的信號，7毫秒之后，位于華盛頓州的另一個LIGO探測器（B）也探測到了類似的信號，假設(shè)A與B直線距離為3000千米。

（1）引力波的發(fā)源地相對于A和B的方位是什么？并畫出示意圖。

（2）（僅高年組）假設(shè)A和B探測信號的時間差為7±0.1毫秒，請計算該引力波發(fā)源地可能存在天區(qū)的面積（以平方度為單位）。

17、（低年組和高年組）赫羅圖

列出你所知道的有關(guān)赫羅圖的盡可能多的信息。比如：赫羅圖的橫縱坐標(biāo)、不同類型恒星在圖中的分布位置以及赫羅圖的意義等等。

18、（高年組）凌日和沖日

2016年5月有兩個非常重要的天象，即9日的水星凌日和22日的火星沖日。假設(shè)地球和火星的公轉(zhuǎn)軌道為正圓，水星公轉(zhuǎn)軌道為橢圓。

（1）畫出5月9日水星、地球、火星與太陽的相對位置示意圖，并標(biāo)出行星公轉(zhuǎn)方向。

（2）計算5月9日在火星上觀測，地球與太陽分開的角距離。

（3）計算5月9日在火星上觀測，水星與太陽分開的角距離。

（4）計算在水星上觀測到最近的一次火星沖日的日期。