2025年全国中学生天文知识竞赛测试卷（高中组·终极卷）（附答案）

2025年全国中学生天文知识竞赛测试卷（高中组·终极卷）（附答案）单项选择题（每题3分，共20题，60分）2025年计划启动的“近地小行星防御试验”中，最可能采用的偏转技术是（）核爆冲击偏转法引力拖车偏转法动能撞击偏转法太阳帆推力偏转法关于星系相互作用的描述，下列说法正确的是（）银河系与仙女座星系（M31）的碰撞将在约30亿年后发生星系合并过程中会导致恒星直接碰撞棒旋星系合并后更易形成椭圆星系星系相互作用时暗物质会优先发生分离量子天文观测中，“量子纠缠干涉仪”的核心优势是（）突破衍射极限，提升分辨率降低观测噪声，增强信号灵敏度实现多波段同步观测缩短观测时间，提高效率LISA探路者后续任务（LISA）的主要观测目标是（）银河系内的中子星合并引力波宇宙早期的原初引力波超新星爆发产生的电磁辐射系外行星的引力扰动信号恒星演化中，“氧燃烧”阶段发生的温度量级约为（）A.10⁶KB.10⁸KC.10⁹KD.10¹¹K关于天球赤道坐标系的精度提升，下列技术贡献最大的是（）全球定位系统（GPS）甚长基线干涉测量（VLBI）激光测月（LLR）星载惯性导航系统系外行星“热木星”的典型特征不包括（）轨道半长轴极小（<0.1AU）表面温度极高（>1000K）质量通常为木星的2-10倍自转周期与公转周期同步下列关于宇宙弦的说法，正确的是（）是宇宙大爆炸后残留的时空缺陷可通过引力透镜效应直接观测密度与中子星相当长度通常不超过1光年太阳大气中，温度随高度升高而显著上升的区域是（）光球层色球层过渡区日冕层月球极区水冰的探测主要依赖的观测波段是（）可见光波段近红外波段微波波段X射线波段天体距离测量中，“塔利-费希尔关系”主要适用于（）近距离恒星河外星系系外行星中子星恒星光谱的“塞曼效应”可以用于测量恒星的（）径向速度表面温度磁场强度化学丰度本星系群的总质量主要由哪种物质贡献（）恒星质量星际气体质量暗物质质量行星质量大气湍流对天文观测的影响本质是（）大气折射率的随机波动大气温度的垂直梯度变化大气密度的水平分布不均大气成分的复杂混合开普勒第二定律的适用条件是（）环绕天体做匀速圆周运动中心天体为恒星仅受中心天体的引力作用环绕天体质量均匀分布下列星座中，包含梅西耶天体数量最多的是（）狮子座天蝎座仙女座猎户座地球公转轨道的偏心率变化周期约为（）A.1万年B.4万年C.10万年D.20万年宇宙微波背景辐射的“偶极各向异性”反映了（）宇宙的膨胀速度银河系的本动速度暗物质的分布原初引力波的存在射电望远镜的“综合孔径技术”主要是为了（）增大有效口径，提升分辨率拓宽观测波段，增强通用性降低设备成本，简化结构减少大气干扰，提高稳定性下列关于快速射电暴（FRB）的说法，正确的是（）所有FRB都具有重复爆发特征FRB的色散量可用于测量星际介质密度已确认FRB均起源于银河系外FRB的爆发能量与超新星相当填空题（每空2分，共15空，30分）恒星的质量上限称为______极限（约150M☉），质量下限称为______极限（约0.08M☉）。2025年我国计划发射的“巡天二号”空间望远镜，其观测视场是哈勃望远镜的______倍，主要工作波段包括可见光和______。日食和月食的发生与______和______的交点运动密切相关，该交点的退行周期称为______周期。天体物理中，“临界质量”是指恒星演化到晚期发生______或______的质量阈值。银河系的旋臂结构主要由______和______组成，太阳所在的旋臂因包含大量______而被称为“本地臂”。系外行星探测的“微引力透镜法”主要利用______效应，适合探测______轨道的系外行星。计算题（共2题，30分）（15分）已知某恒星的视星等m=8.0等，绝对星等M=-2.0等，根据距离模数公式m-M=5lgd-5（lg2≈0.3010，lg5≈0.6990），求：该恒星的距离d（以秒差距为单位，8分）；若该恒星的距离增加到原来的10倍，其视星等变为多少（7分）。（15分）某近地小行星的轨道半长轴a=1.5AU，近日点距离q=0.8AU，求：该小行星的轨道离心率e（7分，公式e=(a-q)/a）；其远日点距离Q（8分，公式Q=a(1+e)）。简答题（共3题，30分）（10分）简述近地小行星防御的主要技术手段及原理，说明2025年防御试验的科学意义。（10分）分析量子天文观测技术的核心原理，及其在突破传统观测极限方面的优势。（10分）简述星系演化的主要阶段，结合银河系与仙女座星系的碰撞预测，说明星系相互作用对恒星形成的影响。参考答案及评分标准单项选择题（每题3分，共60分）1.C2.C3.A4.B5.C6.B7.D8.A9.D10.C11.B12.C13.C14.A15.C16.B17.C18.B19.A20.B填空题（每空2分，共30分）爱丁顿；褐矮星2.17；近红外黄道；白道；沙罗超新星爆发；核心坍缩年轻恒星；星际气体；O、B型恒星引力透镜；长周期（或远日点）计算题（共30分）（15分）由距离模数公式：8.0-(-2.0)=5lgd-5（3分）整理得：10=5lgd-5→5lgd=15→lgd=3→d=10³=1000秒差距（5分，公式正确3分，计算过程1分，结果1分）距离增加10倍后，视星等变化遵循m₂-m₁=5lg(d₂/d₁)（3分）m₂=8.0+5lg10=8.0+5=13.0等（4分，公式正确2分，计算结果2分）（15分）由离心率公式e=(a-q)/a（3分）e=(1.5-0.8)/1.5=0.7/1.5≈0.467（4分，公式正确2分，计算结果2分）远日点距离Q=a(1+e)（3分）Q=1.5×(1+0.467)≈1.5×1.467≈2.2AU（5分，公式正确2分，计算过程1分，结果2分）简答题（共30分）1.（10分）主要技术：①动能撞击法（通过航天器撞击改变小行星轨道）；②引力拖车法（利用航天器引力缓慢牵引）；③核爆偏转法（通过核爆冲击波改变轨道）（6分，每点2分，含原理）；科学意义：验证偏转技术有效性，建立近地小行星防御体系；积累行星际导航、撞击动力学等关键数据（4分）。2.（10分）核心原理：利用量子纠缠、量子叠加等特性，构建超高精度干涉仪或探测器（3分）；优势：①突破衍射极限，实现更高分辨率观测；②降低量子噪声，探测更微弱信号；③实现多观测点的量子同步