2025年全国中学生天文知识竞赛(中学组)综合试题及答案

2025年全国中学生天文知识竞赛(中学组)综合试题及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.以下行星中，属于类木行星的是（）。A.水星B.金星C.土星D.火星2.恒星光谱型按温度从高到低排列正确的是（）。A.O-B-A-F-G-K-MB.M-K-G-F-A-B-OC.A-B-O-F-G-K-MD.O-A-B-F-G-K-M3.梅西耶天体M31是（）。A.猎户座大星云B.仙女座星系C.蟹状星云D.昴星团4.1天文单位（AU）约等于（）。A.1.5×10⁸千米B.1.5×10⁹千米C.1.5×10¹⁰千米D.1.5×10¹¹千米5.发生新月时，日-地-月三者的位置关系最接近（）。A.地球-月球-太阳（共线）B.月球-地球-太阳（共线）C.地球-太阳-月球（90°夹角）D.太阳-地球-月球（90°夹角）6.太阳黑子的活动周期约为（）。A.5年B.11年C.22年D.33年7.以下哪种天文望远镜通过反射镜收集光线？（）A.折射式望远镜B.反射式望远镜C.射电望远镜D.X射线望远镜8.Ⅰa型超新星的爆发通常与（）有关。A.大质量恒星核心坍缩B.白矮星吸积物质超过钱德拉塞卡极限C.中子星合并D.红巨星抛射外层物质9.流星体在进入地球大气层前被称为（）。A.小行星B.彗星C.陨石D.星际尘埃10.哈勃定律（v=H₀d）的主要意义是（）。A.证明宇宙在收缩B.描述恒星的光度与距离关系C.支持宇宙大爆炸理论D.解释太阳系的形成11.彗星的彗尾主要由（）形成。A.太阳风推离挥发物质B.自身引力坍缩C.小行星撞击D.宇宙射线激发12.脉冲星的本质是（）。A.白矮星B.中子星C.黑洞D.红巨星13.凌日法探测系外行星的原理是（）。A.行星引力使恒星晃动B.行星遮挡恒星光线导致亮度下降C.直接拍摄行星可见光图像D.接收行星发射的无线电信号14.黄道十二宫中不包括（）。A.白羊座B.猎户座C.天秤座D.摩羯座15.星际空间中最丰富的元素是（）。A.氦B.氧C.氢D.碳16.白矮星的质量上限被称为（）。A.奥本海默-沃尔科夫极限B.钱德拉塞卡极限C.史瓦西半径D.洛希极限17.月食发生时，月球必须处于（）。A.新月B.上弦月C.满月D.下弦月18.2023年观测到的C/2023A3（Tsuchinshan-ATLAS）彗星属于（）。A.短周期彗星（周期<200年）B.长周期彗星（周期>200年）C.掠日彗星D.近地小行星19.星系光谱的红移主要是由（）引起的。A.多普勒效应（星系远离）B.引力红移C.星际尘埃吸收D.恒星自身运动20.射电望远镜相比光学望远镜的优势是（）。A.分辨率更高B.可全天候观测（不受云层影响）C.能直接拍摄天体细节D.制造成本更低二、填空题（共10题，每空2分，共20分）1.日地平均距离的精确值约为______亿千米（保留三位有效数字）。2.造父变星的______与其光度呈正相关，因此被称为“宇宙标准烛光”。3.月球始终以同一面朝向地球，是因为其______周期与公转周期同步。4.太阳能量的主要来源是核心区域的______反应（填写具体类型）。5.目前哈勃常数H₀的近似值为______（单位：km/s/Mpc，保留整数）。6.肉眼可见的夜空中最亮的恒星是______（填写中文名）。7.银河系的结构属于______星系（填写类型）。8.月相的完整周期（朔望月）约为______天（保留两位小数）。9.大质量恒星演化末期发生超新星爆发后，若核心质量超过奥本海默-沃尔科夫极限，会形成______。10.射电望远镜接收的电磁波波长范围通常______可见光（填写“大于”或“小于”）。三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.为什么火星表面呈现显著的红色？请从物质组成角度解释。2.月食可分为哪几种类型？简述其形成的必要条件。3.光学望远镜的分辨率由瑞利判据公式θ=1.22λ/D决定（θ为角分辨率，λ为波长，D为口径）。若某光学望远镜口径为2米，观测波长为550纳米（可见光），计算其理论角分辨率（单位：角秒，1弧度≈206265角秒）。4.列举太阳活动对地球的主要影响（至少3点）。5.比较类地行星与类木行星在组成、质量体积、卫星数量三方面的差异。四、论述题（共2题，每题15分，共30分）1.詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）是目前最先进的空间天文观测设备。请从观测波段、技术优势、科学目标三方面，分析其相比哈勃空间望远镜的突破。2.近年来，中国在天文领域取得多项重要成就（如FAST射电望远镜、嫦娥探月工程、天问火星探测任务等）。请任选其中一项，阐述其科学意义及对人类探索宇宙的贡献。答案一、单项选择题1.C2.A3.B4.A5.A6.B7.B8.B9.A10.C11.A12.B13.B14.B15.C16.B17.C18.B19.A20.B二、填空题1.1.4962.光变周期3.自转4.氢核聚变（或“质子-质子链反应”）5.706.天狼星7.棒旋8.29.539.黑洞10.大于三、简答题1.火星表面广泛分布着富含氧化铁（Fe₂O₃）的矿物（如赤铁矿），这些物质对可见光中的红光反射率较高（约15%-25%），而对蓝光吸收较强，因此从地球观测时，火星呈现显著的红色。2.月食分为三种类型：半影月食、月偏食、月全食。形成条件：①月球必须处于满月（望）阶段；②太阳、地球、月球三者几乎位于同一直线，且地球位于太阳与月球之间（即月球运行到地球的阴影中）。3.计算过程：λ=550纳米=550×10⁻⁹米，D=2米。θ=1.22×(550×10⁻⁹)/2=3.355×10⁻⁷弧度。转换为角秒：3.355×10⁻⁷×206265≈0.069角秒（保留两位小数）。4.主要影响：①高能带电粒子流（太阳风）与地球磁场作用，引发极光（主要在高纬度地区）；②干扰地球电离层，导致无线电短波通信衰减或中断；③引发磁暴，影响卫星轨道、电力系统（如输电网电流异常）；④可能对宇航员健康（辐射暴露）和航天器电子设备造成损害。5.差异：①组成：类地行星（如水星、地球）以岩石和金属为主；类木行星（如木星、土星）以氢、氦等气体及冰物质为主。②质量体积：类地行星质量小（地球质量为1，水星约0.055）、体积小（地球直径约12742千米，木星约139822千米）；类木行星质量大（木星约318倍地球质量）、体积大。③卫星数量：类地行星卫星少（如水星、金星无卫星，地球1颗，火星2颗）；类木行星卫星多（木星已确认92颗，土星83颗），且多拥有行星环系统。四、论述题1.韦伯望远镜的突破：①观测波段：哈勃主要覆盖紫外-可见光-近红外（约0.1-2.5微米），韦伯则聚焦近红外-中红外（约0.6-28微米），能穿透星际尘埃云，观测被尘埃遮挡的恒星形成区及早期宇宙星系。②技术优势：韦伯口径6.5米（哈勃2.4米），集光能力更强；采用主动冷却技术（主镜温度约-223℃），降低自身红外辐射干扰；配备更灵敏的近红外相机（NIRCam）和中红外仪器（MIRI）。③科学目标：哈勃主要研究恒星、星系演化及宇宙膨胀；韦伯则聚焦“宇宙第一缕光”（大爆炸后约2亿年的星系）、系外行星大气成分（如是否含水蒸气、氧气）、恒星与行星系统的形成过程，填补了哈勃在红外波段的空白。2.以FAST（500米口径球面射电望远镜）为例：科学意义：①脉冲星探测：截至2024年，FAST已发现超800颗脉冲星（包括毫秒脉冲星、双星脉冲星等），为研究中子星物理、引力波探测（如验证广义相对论）提供关键数据。②星际分子探测：发现多种星际有机分子（如甲酰胺，生命前物质），为寻找地外生命线索提供支持。③宇宙演化研究：通过观测中性氢（HI）谱线，绘制更精确的银河