2016年全国中学生天文奥林匹克竞赛决赛试题

2016年全国中学生天文奥林匹克竞赛决赛试题

山西太原2016年4月26日

常数表

地球半径：6378 km

地球反照率：0.36

太阳质量：1.99×1030kg

金星半径：6052 km

金星质量：4.86×1024kg

金星黄赤交角：180°

金星自转周期：243地球日

金星公转周期：225地球日

火星半径：3397 km

火星反照率：0.15

地球公转轨道半径：1 au（视为圆轨道）

金星公转轨道半径：0.72 au（视为圆轨道）

火星公转轨道半径：1.5 au（视为圆轨道）

火星轨道与地球轨道夹角：1.85°

水星公转轨道偏心率：0.2

万有引力常数G：6.67×10-11N·m2/kg2

水星公转轨道半长径：0.387 au（视为椭圆轨道）

I　选择题

1、（）（仅低年组）下列哪两颗星在天球上的角距离最近？

(A) 五车二和大陵五(B) 天枢和水委一

(C) 星宿一和箕宿四(D) 娄宿三和毕宿五

2、（）（仅低年组）下列太阳系天体中拥有像月球一样的外表以及地球一样的内部构造的是。

(A) 金星(B) 火星(C) 冥王星(D) 水星

3、（）（仅低年组）火星平均26个月会发生一次冲日，其中每15到17年有一次大冲。2018年火星将再次大冲，冲日时它将位于以下哪个星座？

(A) 摩羯座(B) 白羊座(C) 双子座(D) 室女座

4、（）1000颗8等星聚集在一起的星等最接近下列哪个数字？

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

5、（）对在地球上看到的偶发流星数量的统计描述正确的是。

(A) 黄昏至半夜多(B) 半夜至黎明多

(C) 上半夜和下半夜几乎同样多(D) 不确定

6、（）上图为一幅中国古代星图的局部，下图为当代星图Uranometria 2000.0的对应天区。则古代星图最有可能的绘制年代为。

(A) 明·万历—崇祯年间（1573-1644）

(B) 清·康熙年间（1662-1722）

(C) 清·嘉庆—道光年间（1796-1850）

(D) 清·同治—光绪年间（1862-1908）

7、（）某颗彗星的物质形成了一个流星群。该彗星轨道的升交点黄经为121°，该流星群的辐射点的赤经为+35°。则该流星群活动极大日期在以下哪个节气附近？

(A) 大暑(B) 立秋(C) 大寒(D) 立春

8、（）下列哪个天体与所在星座的对应关系不正确？

(A) M41在大犬座(B) M108在大熊座

(C) M78在室女座(D) NGC7000在天鹅座

9、（）天文学家用一台光学望远镜和一台射电望远镜同时观测，已知射电望远镜的口径为500m，有效波长为1mm，为达到同样的分辨率，有效波长为550nm的光学望远镜的口径应为。

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

10、（）2016年我国将继续开展载人航天发射活动，为建立长期空间站做准备。下列航天器中属于空间货运飞船的是。

(A) 天宫二号(B) 神舟十一号

(C) 实践十号(D) 天舟一号

11、（）（仅高年组）以下四颗太阳系卫星中表面没有物质喷发活动的是。

(A)木卫一(B) 海卫一

(C) 土卫二(D) 木卫三

12、（）（仅高年组）以下哪一项不是“大爆炸理论”的基石证据？

(A) 哈勃定律(B) 宇宙微波背景辐射

(C) 引力波(D) 原初元素丰度

13、（）（仅高年组）假设观测一颗B2型恒星（MV=-2.2m，V-R=-0.23m）得mV=10.4m，mR=9.8m，则恒星与观测者之间的星际消光为。

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

II 简答题

14、（低年组）火星救援

宇航员马克·沃特尼在执行太空任务时不幸滞留火星基地。为了引起地球有关部门的注意，马克在火星上搭建了反光板。为使有关部门察觉火星局部的视星等比火星整体减小了0.01等，请在不考虑大气的情况下，假设火星轨道为正圆，计算从地球观测反光板的最小角直径。反光板反照率为0.98cosθ，θ为入射角。

15、（低年组和高年组）金星勾陈一

假设在未来人类将金星的大气进行了彻底改造，令其变得和地球一样宜居，然后大规模移民金星。金星公转轨道可视为圆轨道。

（1）请问居住在金星北纬60°的观测者能看到勾陈一星吗？并解释原因。

（2）金星上的居民也想观测到月亮刚好把太阳完全挡住的日全食，但金星没有天然卫星，于是金星居民决定发射一个球形的人造卫星来实现这一效果。并且，他们希望该卫星绕金星的公转周期为30天。请问该卫星的轨道距离金星表面多高，该卫星直径应为多大？

16、（低年组和高年组）LIGO

2015年9月14日09时50分45秒（UTC），位于美国路易斯安那州的LIGO探测器（A）最先探测到了由两个黑洞缠绕并合并为一个黑洞而产生的引力波的信号，7毫秒之后，位于华盛顿州的另一个LIGO探测器（B）也探测到了类似的信号，假设A与B直线距离为3000千米。

（1）引力波的发源地相对于A和B的方位是什么？并画出示意图。

（2）（仅高年组）假设A和B探测信号的时间差为7±0.1毫秒，请计算该引力波发源地可能存在天区的面积（以平方度为单位）。

17、（低年组和高年组）赫罗图

列出你所知道的有关赫罗图的尽可能多的信息。比如：赫罗图的横纵坐标、不同类型恒星在图中的分布位置以及赫罗图的意义等等。

18、（高年组）凌日和冲日

2016年5月有两个非常重要的天象，即9日的水星凌日和22日的火星冲日。假设地球和火星的公转轨道为正圆，水星公转轨道为椭圆。

（1）画出5月9日水星、地球、火星与太阳的相对位置示意图，并标出行星公转方向。

（2）计算5月9日在火星上观测，地球与太阳分开的角距离。

（3）计算5月9日在火星上观测，水星与太阳分开的角距离。

（4）计算在水星上观测到最近的一次火星冲日的日期。