2025年全国中学生天文知识竞赛试题与答案

2025年全国中学生天文知识竞赛试题与答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.2024年7月发生的日全食带主要经过北美洲，其形成的关键条件是：A.月球位于远地点且轨道与黄道面重合B.月球位于近地点且太阳、月球、地球严格共线C.太阳位于近日点且月球视直径大于太阳视直径D.地球位于公转轨道的秋分点附近答案：B（日全食需日-月-地严格共线，且月球视直径不小于太阳视直径，近地点时月球视直径更大）2.以下关于系外行星“开普勒-452b”的描述，正确的是：A.属于热木星类，表面温度极高B.位于母恒星的宜居带内，可能存在液态水C.质量与地球相近，被称为“地球2.0”D.轨道周期短于30天，公转速度快答案：B（开普勒-452b是首颗被发现位于类太阳恒星宜居带的近似地球大小行星）3.观测到某恒星的光谱中Hα线（波长656.3nm）红移至662.4nm，该恒星的退行速度约为：（光速c=3×10⁵km/s）A.2.7×10³km/sB.3.2×10³km/sC.4.5×10³km/sD.5.1×10³km/s答案：A（红移量z=Δλ/λ₀=(662.4-656.3)/656.3≈0.0093，退行速度v≈z×c≈2.79×10³km/s，近似2.7×10³km/s）4.以下天体中，自转周期与公转周期相同的是：A.水星B.火卫一C.冥王星D.土卫二答案：C（冥王星与其卫星卡戎相互潮汐锁定，自转周期与公转周期均为6.39天）5.2024年发射的“嫦娥七号”探测器主要任务是：A.月面采样返回B.月球南极永久阴影区水冰探测C.月背低频射电观测D.建立月球基地雏形答案：B（嫦娥七号聚焦月球南极，重点探测水冰分布及月表环境）6.以下关于太阳活动的描述，错误的是：A.太阳黑子数的周期约为11年B.耀斑爆发时会释放大量高能带电粒子C.日珥是太阳色球层的喷发物质D.日冕物质抛射（CME）仅发生在太阳活动极小期答案：D（CME在太阳活动极大期更频繁）7.某流星群的辐射点位于双子座，其母体最可能是：A.哈雷彗星（周期76年）B.坦普尔-塔特尔彗星（周期33年）C.智神星（小行星）D.海尔-波普彗星（周期2533年）答案：B（双子座流星雨母体为小行星3200法厄同，但近年研究认为与彗星1983TB相关；若选项无此，坦普尔-塔特尔是狮子座流星雨母体，本题可能为干扰项，正确应为法厄同，但选项中无，可能题目设置为B，需注意）8.以下星系类型中，恒星形成活动最活跃的是：A.椭圆星系（E型）B.透镜星系（S0型）C.漩涡星系（Sb型）D.不规则星系（Irr型）答案：D（不规则星系因结构松散、气体丰富，恒星形成更活跃）9.若在北半球中纬度地区观测，以下天体无法整夜可见的是：A.北极星（小熊座α）B.织女星（天琴座α）C.天狼星（大犬座α）D.北斗七星（大熊座）答案：C（天狼星赤纬约-16°，北半球中纬度地区会落下）10.关于脉冲星的描述，正确的是：A.由白矮星坍缩形成，密度与原子核相当B.自转周期稳定，可用于星际导航C.仅能通过可见光波段观测D.表面温度低于主序星答案：B（脉冲星是高速自转的中子星，周期稳定，NASA已验证其导航用途）11.以下行星中，拥有最强行星磁场的是：A.木星B.土星C.地球D.天王星答案：A（木星磁场强度约为地球的20000倍）12.2023年发现的“盖亚-恩克拉多斯”星流，属于：A.银河系银盘的恒星流B.大麦哲伦星云的伴生结构C.仙女座星系的潮汐尾D.银河系与矮星系碰撞后的残余答案：D（盖亚-恩克拉多斯是约100亿年前与银河系碰撞的矮星系残骸）13.以下关于月相的说法，错误的是：A.新月时月球位于太阳与地球之间B.上弦月出现在傍晚，亮面朝西C.满月时月球与太阳黄经相差180°D.下弦月时月球在午夜升起答案：B（上弦月亮面朝西，但出现在下午至前半夜，傍晚可见）14.某望远镜口径为200mm，焦距为2000mm，配备焦距20mm的目镜，其放大倍数为：A.50倍B.100倍C.200倍D.400倍答案：B（放大倍数=物镜焦距/目镜焦距=2000/20=100倍）15.以下天体中，属于类木行星的是：A.金星B.火星C.海王星D.冥王星答案：C（类木行星包括木星、土星、天王星、海王星）16.太阳的能量来源于：A.引力收缩B.重核裂变C.轻核聚变D.放射性衰变答案：C（核心区氢聚变为氦的热核反应）17.以下关于奥尔特云的描述，正确的是：A.位于柯伊伯带内侧，包含短周期彗星B.距离太阳约50-500天文单位，呈盘状分布C.是长周期彗星的发源地，分布呈球壳状D.主要由岩石和金属组成，无冰物质答案：C（奥尔特云是长周期彗星的储库，距离太阳约5万-10万天文单位，呈球壳状）18.2024年观测到的超新星SN2024A位于室女座星系团，其类型最可能是：A.Ia型（白矮星吸积超新星）B.Ib型（大质量恒星坍缩，失去氢包层）C.II型（大质量恒星坍缩，保留氢包层）D.Ic型（大质量恒星坍缩，失去氢和氦包层）答案：A（室女座星系团多为椭圆星系，恒星形成少，Ia型超新星更常见）19.以下关于地轴进动的影响，错误的是：A.导致春分点在黄道上西移B.使北极星的位置随时间改变C.引起回归年与恒星年的差异D.造成四季长度的显著变化答案：D（四季长度主要受地球公转轨道偏心率影响，进动周期约26000年，对四季长度影响较小）20.若在火星表面观测太阳，其视直径约为地球表面的：（日地距离1AU，日火距离1.52AU）A.1/1.52B.1.52倍C.(1/1.52)²D.1.52²答案：A（视直径与距离成反比，火星距离更远，视直径约为地球的1/1.52）二、填空题（每题2分，共20分）1.太阳系中拥有最厚大气层的卫星是________（填名称），其大气主要成分为氮气。答案：土卫六（泰坦）2.恒星演化末期，质量小于1.44倍太阳质量的核心会坍缩为________（填天体类型）。答案：白矮星3.2023年中国“夸父一号”卫星的科学目标是观测太阳的________、耀斑和日冕物质抛射（CME）。答案：磁场（或全日面矢量磁场）4.银河系的中心位于________座方向，距离地球约2.6万光年。答案：人马（或射手座）5.月食发生时，月球进入地球的________会形成月全食，仅进入半影则形成半影月食。答案：本影6.天文学中，用于衡量恒星颜色的指数是________，通过比较不同波段的星等差计算。答案：色指数7.2024年发现的系外行星中，轨道周期最短的“超短周期行星”通常小于________小时，可能因潮汐作用逐渐靠近母恒星。答案：24（或更短，如12，但常见为24）8.太阳大气从内到外依次为光球层、________和日冕层。答案：色球层9.中国首个空间天文望远镜“慧眼”（HXMT）主要观测________波段的天体辐射。答案：X射线10.宇宙微波背景辐射（CMB）的温度约为________K，是大爆炸理论的重要证据。答案：2.725（或约2.73）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述为何水星表面昼夜温差极大（白天约430℃，夜晚约-180℃）。答案：①水星无显著大气，无法通过大气保温或散热；②自转周期长（58.6天），同一区域受太阳照射时间长，热量积累多；③公转轨道偏心率大（0.2056），近日点与远日点太阳辐射强度差异大；④表面为岩石，热容量小，升温快、降温快。2.比较视星等与绝对星等的定义及用途。答案：视星等（m）是天体在观测者眼中的亮度等级，与距离相关；绝对星等（M）是假设天体位于10秒差距（约32.6光年）时的视星等，反映天体真实发光能力。视星等用于描述观测亮度，绝对星等用于比较天体本身的光度。3.说明为何夏季夜空中银河更明亮。答案：夏季北半球夜半球朝向银河系中心方向（人马座），该区域恒星密集、星际物质丰富，银河在此处更宽、更亮；冬季则朝向银河系边缘，恒星稀疏，银河较暗。4.列举三种区分小行星与彗星的观测特征。答案：①彗星靠近太阳时会出现彗发和彗尾（由冰物质升华形成），小行星无此现象；②彗星轨道偏心率通常大于小行星（部分短周期彗星除外）；③光谱特征：彗星光谱含挥发物（如水、CO₂）的发射线，小行星光谱以反射太阳光的连续谱为主。5.简述詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）相比哈勃望远镜的主要优势。答案：①观测波段：韦伯覆盖红外（0.6-28μm），哈勃主要在可见光和紫外；②口径更大（6.5米vs2.4米），集光能力更强；③位于日地拉格朗日L2点（距地150万公里），避免地球大气和红外辐射干扰；④更灵敏的红外探测器，适合观测遥远星系（红移后光线偏红外）和系外行星大气。四、论述题（每题15分，共30分）1.论述太阳活动对地球的影响及应对措施。答案：太阳活动主要包括太阳黑子、耀斑、日珥和日冕物质抛射（CME），对地球的影响可分为以下几类：①空间天气：CME和高能粒子流冲击地球磁层，引发磁暴。磁暴会干扰卫星轨道（大气阻力增加）、破坏卫星电子设备（单粒子翻转），影响GPS导航精度（电离层扰动导致信号延迟）。②电离层扰动：耀斑释放的X射线和紫外线增强，使电离层D层电子密度增加，导致短波通信中断（如广播信号衰减）。③极光现象：高能带电粒子沿地球磁场线进入极区，与大气分子碰撞激发，产生极光（如北极光、南极光）。④气候影响：长期统计显示，太阳活动极小期（如蒙德极小期）可能与地球气温偏低相关，但具体机制仍有争议。应对措施：①建立空间天气监测网络（如中国“夸父计划”、美国SOHO卫星），实时监测太阳活动；②卫星设计增加辐射屏蔽（如使用抗辐射芯片），重要卫星在磁暴期间调整运行模式；③通信系统备用方案（如使用卫星通信替代短波）；④公众预警（如航空部门调整高纬度航线，避免辐射过量）。2.分析“宜居带”的定义及其限制因素，并举例说明系外行星“宜居”的可能条件。答案：宜居带（HabitableZone,HZ）是恒星周围的环形区域，行星表面可能存在液态水（0-100℃）的温度条件。其位置取决于恒星的光度：光度越高，宜居带距恒星越远；光度越低，宜居带越近。限制因素包括：①恒星类型：M型红矮星宜居带靠近恒星，行星易受潮汐锁定（一面永昼、一面永夜），且恒星耀斑活动频繁，可能剥离大气；F/G型恒星（如太阳）宜居带更稳定。②行星大气：大气成分（如CO₂、O₂）和厚度影响温室效应，调节表面温度（如金星大气CO₂浓度高，温室效应极强，表面温度462℃，超出宜居范围）。③行星质量：质量过小（如火星）无法保留厚重大气；