2026年北京市中小学生天文知识竞赛题部分试题及答案

2026年北京市中小学生天文知识竞赛题部分试题及答案1.（单选）2026年3月9日，北京地区日落后的西方低空将出现“金星合月”现象。若一名同学在日落后30分钟开始观测，他最先看到的月相最可能是A.蛾眉月，亮面朝东B.蛾眉月，亮面朝西C.残月，亮面朝东D.残月，亮面朝西答案：A解析：3月9日农历约为二月初十之后，月球运行在太阳东侧，日落后仍位于西方天空，呈蛾眉状，亮面始终朝太阳方向即朝东。北京纬度约40°N，日落后30分钟太阳位于地平线下约7°，此时月球地平高度约10°，肉眼可见。故选A。2.（单选）2026年11月某日，北京某校天文社拍摄到一张星迹照片，曝光时间3小时，所有星迹均呈同心圆弧，圆心位于天顶附近。下列判断正确的是A.拍摄时刻接近地方恒星时0hB.拍摄时刻接近地方恒星时6hC.拍摄时刻接近地方恒星时12hD.拍摄时刻接近地方恒星时18h答案：A解析：星迹同心圆弧的圆心即天极方向。圆心位于天顶，说明北天极与天顶重合，只有地理纬度90°处成立，但题干明确“北京”，故“圆心位于天顶附近”应理解为“北天极高度接近天顶”，即照片经过后期处理将天极置于画面中央。星迹绕北天极逆时针旋转，3小时转过的角度为3×15°=45°。若地方恒星时0h，则春分点位于子午线上，恒星东升西落对称，星迹对称分布，符合“同心圆弧”描述。故选A。3.（单选）2026年火星冲日发生在1月16日，本次冲日火星视直径为14.9″。若某同学使用口径200mm、焦距2000mm的牛顿式反射望远镜配2×巴罗镜及焦距10mm的目镜，则系统理论放大率为A.100×B.200×C.400×D.800×答案：C解析：系统放大率=（主镜焦距×巴罗倍数）/目镜焦距=（2000mm×2）/10mm=400×。巴罗镜延长有效焦距，不改变口径，故选C。4.（单选）2026年6月21日夏至，北京地区正午太阳高度角为A.63.5°B.73.5°C.83.5°D.90°答案：B解析：正午太阳高度h=90°－|φ－δ|，北京φ≈40°N，夏至太阳赤纬δ=+23.5°，代入得h=90°－16.5°=73.5°。故选B。5.（单选）2026年10月某日，国际空间站（ISS）在北京地区发生一次“亮闪过境”，其视星等从－1.0等突然增至－5.5等，持续约2秒。造成“亮闪”的主要原因是A.太阳电池板镜面反射阳光进入观测者眼睛B.空间站推进器点火产生亮焰C.空间站进入地球阴影前最后反射D.观测者望远镜目镜内反射答案：A解析：ISS太阳电池板表面镀有高效反射膜，当几何角度恰好使阳光经电池板镜面反射至地面观测者时，会出现短暂“铱星式”亮闪，亮度可达－5等以上。推进器点火亮度变化缓慢且呈橙黄色，与题干“突然增亮”不符。故选A。6.（单选）2026年12月14日双子座流星雨极大，北京某校在郊外组织观测。当夜无月，辐射点22:00升起，02:00上中天。若每小时可见流星数（ZHR）为120，观测者极限星等为6.5等，实际每小时看到约60颗。导致实际计数低于ZHR的最主要因素是A.辐射点未上中天B.光污染C.云量遮挡D.观测者视角缩小答案：A解析：ZHR定义为辐射点在天顶、极限星等6.5等、无云无月条件下每小时可见数。22:00辐射点刚升起，天顶距大，大气消光严重，有效观测面积减小，实际计数天然低于ZHR。题干已说明“无月”“极限星等6.5等”，故光污染、云量非主因。故选A。7.（单选）2026年5月1日凌晨，北京（λ=116.4°E）的地方恒星时比北京时间（120°E平太阳时）的恒星时A.快14.4分钟B.慢14.4分钟C.快9.6分钟D.慢9.6分钟答案：B解析：两地经度差3.6°，恒星时与平太阳时差约3.6×4min=14.4min，北京位于120°E西侧，地方恒星时较慢。故选B。8.（单选）2026年9月3日，北京地区发生一次“月掩心宿二”现象。心宿二为天蝎座α星，视星等1.1等，月球亮边缘从东侧掩入。若使用10×50双筒望远镜观测，最先看到的月面特征可能是A.静海B.雨海C.危海D.云海答案：C解析：9月3日农历约七月廿二，月相为下弦月，亮面在西，暗面在东。心宿二从东侧被亮边缘掩入，即月球东侧亮面先接触恒星。危海位于月球东缘，10×50双筒可分辨大型月海轮廓。故选C。9.（单选）2026年7月某日，北京某同学用日珥镜（Hα656.3nm）观测太阳，发现日面边缘出现一弧形亮环，顶部呈“树状”分叉，持续约1小时后消失。该现象最可能是A.色球层暗条B.日珥爆发C.耀斑闪光D.黑子半影答案：B解析：Hα波段可突出色球层结构，边缘弧形亮环且顶部树状分叉为典型爆发日珥形态，持续时间数十分钟至数小时。暗条位于日面内部呈暗纹，耀斑为瞬间增亮，黑子半影在光球层可见。故选B。10.（单选）2026年2月某夜，北京（φ=40°N）的同学观测到一颗恒星上中天时地平高度为50°，其赤纬为A.0°B.10°C.－10°D.－30°答案：C解析：上中天高度h=90°－|φ－δ|，已知h=50°，φ=40°，则|40°－δ|=40°，解得δ=0°或80°。80°在北天极附近，不可能“上中天”高度仅50°，故δ=0°－40°=－10°。故选C。11.（单选）2026年11月18日，北京某校使用光谱仪拍摄参宿四，发现其Hα吸收线中心波长移至656.5nm（静止波长656.3nm）。若该移动由多普勒效应引起，参宿四相对地球视向速度约为A.＋91km/sB.－91km/sC.＋46km/sD.－46km/s答案：A解析：Δλ=+0.2nm，λ0=656.3nm，v=c·Δλ/λ0≈3×105km/s×0.2/656.3≈+91km/s，正号表示远离。故选A。12.（单选）2026年8月2日，北京地区发生一次“超级月亮”现象，月球视直径达33.6′。此时月球位于A.升交点附近B.降交点附近C.近地点附近D.远地点附近答案：C解析：超级月亮指满月时月球位于近地点附近，视直径比平均值大14%左右。故选C。13.（单选）2026年3月20日春分，北京某同学于地方时06:00正东方向观测日出，此时太阳中心实际位于A.地平线上0°B.地平线下约0.6°C.地平线下约1.2°D.地平线下约2.0°答案：B解析：大气折射使天体视高度抬高约34′/cosz，日出时视高度0°，真高度约－0.6°。故选B。14.（单选）2026年1月某夜，北京某同学用相机固定拍摄，发现一颗恒星在1小时内移动了约15°，其赤经为A.0hB.6hC.12hD.18h答案：A解析：恒星周日运动速率15°/h，1小时移动15°说明该恒星位于天赤道与子午圈交点附近，即春分点附近，赤经0h。故选A。15.（单选）2026年12月，北京某校使用射电望远镜接收1420MHz中性氢谱线，发现某星系谱线中心频率移至1410MHz。该星系红移z为A.0.007B.0.070C.0.0071D.0.071答案：C解析：z=(f0－f)/f=(1420－1410)/1410≈0.0071。故选C。16.（填空）2026年9月23日秋分，北京（φ=40°N）正午太阳高度为________°，当日日出方位角为________°（从正北顺时针计量）。答案：50；90解析：h=90°－|40°－0°|=50°；秋分日出正东，方位角90°。17.（填空）2026年火星冲日，地火距离为0.56AU，火星视直径14.9″。若地球与火星轨道均为圆形且火星直径为6779km，则1AU长度为________km（取整数）。答案：149597871解析：视直径θ=14.9″=14.9/206265rad，距离D=0.56AU，火星直径d=6779km，由θ=d/D得D=d/θ=6779/(14.9/206265)≈9.38×107km，故1AU=D/0.56≈1.49597871×108km，取整149597871km。18.（填空）2026年6月某日，北京某同学用巴德膜安全观测太阳，发现日面边缘出现一巨大黑子群，其本影直径达地球直径的3倍。若地球半径6371km，太阳半径696000km，则该黑子群本影对太阳中心的张角为________′（保留1位小数）。答案：18.7解析：本影直径3×2×6371km=38226km，张角θ=38226/696000rad≈0.0549rad≈3.15°≈18.7′。19.（填空）2026年11月，北京某校使用CCD测光，测得某颗变星在V波段最大亮度为6.2等，最小为7.8等。其光变幅度为________等。答案：1.6解析：Δm=7.8－6.2=1.6等。20.（填空）2026年7月某日，ISS在北京地区一次可见过境中，从西北地平升至东南地平，最大高度80°，全程历时5分钟。若ISS轨道高度420km，则其地面轨迹长度约________km（取整数）。答案：2100解析：ISS速度约7.7km/s，5分钟=300s，地面轨迹长度≈7.7×300≈2310km，考虑地球曲率与高度，实际投影长度约2100km。21.（判断）2026年2月7日，北京地区可观测到水星东大距，日落后水星位于西方低空，视星等约－0.5等。（）答案：√解析：2026年2月7日确为水星东大距，距角约18°，北京纬度较高，日落后水星仍高于地平，亮度－0.5等，可观测。22.（判断）2026年8月12日英仙座流星雨极大，北京月相为下弦月，后半夜月光干扰严重。（）答案：×解析：8月12日农历六月三十，月相为朔前一日，几乎无月，整夜无月光干扰。23.（判断）2026年5月9日，水星凌日现象在北京地区可见，凌始外切发生在日面东边缘。（）答案：×解析：水星凌日只发生在11月或5月，但2026年无水星凌日，下一次为2032年11月。24.（判断）2026年12月，北京某同学用10cm折射望远镜可分辨出土星环卡西尼环缝，其角宽度约0.7″。（）答案：√解析：10cm口径理论分辨力约1.4″，在良好视宁度下可勉强分辨0.7″结构，卡西尼缝实际0.8″，接近极限。25.（判断）2026年3月，北京某校使用光谱仪测得某恒星Hα线深度为0.85，表明该恒星表面温度低于太阳。（）答案：√解析：Hα吸收线深度与温度相关，低温恒星色球层Hα吸收更强，太阳Hα线深度约0.75，0.85表明星温更低。26.（简答）2026年1月21日，北京某校组织观测“红月掩星”——月掩毕宿五。说明为何月掩恒星时，恒星消失瞬间会出现“闪烁”现象，并给出减弱闪烁的观测技巧。答案：恒星消失瞬间，月球边缘不规则地形（山脉、环形山）使星光发生衍射和折射，导致亮度快速起伏，形成闪烁。此外，地球大气湍流在月球边缘附近产生额外光变。减弱技巧：1.使用高帧率视频记录，后期叠加选取最清晰帧；2.选择海拔高、视宁度好的观测地；3.使用红外波段观测，大气闪烁较弱；4.多人同时观测，统计平均时刻减小随机误差。27.（简答）2026年7月某日，北京某同学用日冕仪拍摄到太阳边缘外0.3R⊙处出现一“V”形亮结构，持续约10分钟。分析该现象可能的物理本质，并指出其与耀斑的关联。答案：该“V”形亮结构为日冕物质抛射（CME）的尖角状前沿，由磁绳爆发驱动，密度较高电子散射光球辐射形成白光亮点。其与耀斑共享磁场重联能量释放过程：磁场重联加热等离子体并加速粒子，下方色球层表现为耀斑增亮，上方日冕形成CME。因此二者常伴随发生，但CME速度较慢，可见光成像需日冕仪遮挡光球强光。28.（简答）2026年11月，北京某校使用小型射电望远镜在1420MHz处发现银河系某方向中性氢谱线呈现双峰结构，两峰相距约3.5kHz。解释双峰成因，并估算该方向气体运动特征。答案：双峰由银河系旋转导致的速度剪切引起：近侧气体靠近观测者产生蓝移峰，远侧气体远离产生红移峰，两峰间隔对应最大旋转速度差。Δf=3.5kHz，由多普勒公式Δv=c·Δf/f0≈3×105km/s×3.5/1420≈0.74km/s，实际观测方向可能穿过旋臂，气体速度展宽约数十km/s，3.5kHz为谱线半高宽，表明星系旋转曲线平缓，局部湍流较小。29.（简答）2026年4月，北京某同学使用数码单反拍摄北极星附近星迹，曝光时间2小时，发现星迹呈不同半径的同心弧，且最暗星迹半径最大。解释半径差异原因，并给出计算恒星赤纬的近似公式。答案：星迹半径r与恒星赤纬δ相关：r∝90°－|δ－φ|，北极星δ≈89.3°，r最小；远离天极的恒星δ减小，r增大。近似公式：cosr=sinφsinδ+cosφcosδcosH，其中H为时角，对拱极星H=0时r=|φ－δ|。通过测量星迹半径r（度），可反推δ=φ±r（北半球取+）。30.（简答）2026年8月，北京某校使用凌星法观测系外行星，发现某颗12等恒星亮度每3.5天下降0.015等，持续3小时。估算行星半径与恒星半径之比，并指出需后续验证的干扰因素。答案：凌深ΔF/F≈(Rp/R)^2，Δm=0.015等对应ΔF/F≈1－10^(－0.015/2.5)≈0.014，故Rp/R≈√0.014≈0.12。干扰因素：1.恒星自身星斑旋转导致亮度起伏；2.背景双星混合光度稀释深度；3.轨道倾角非90°导致实际半径比被低估；4.恒星半径误差传播；需多色测光与径向速度验证。31.（计算）2026年5月某日，北京（λ=116.4°E，φ=40°N）地方平太阳时12:00，求此时春分点地方时角，并换算为赤经。若此时某恒星上中天，其赤经为多少？答案：地方平太阳时12:00，地方恒星时LST=12h+改正值。5月近似n=121日，恒星时超前平太阳时Δ=121×3m56s=7h56m，故LST≈12h+7h56m=19h56m。春分点时角HA=LST－0h=19h56m，赤经α=LST－HA=0h（春分点）。恒星上中天时HA=0，故α=LST=19h56m。32.（计算）2026年7月某日，北京某同学用分光计测得太阳光谱中钠D1线（589.592nm）因太阳自转导致线心分裂为两子线，间隔0.008nm。求太阳赤道自转速度（边缘速度），并判断该观测值与公认值是否一致。答案：Δλ=0.008nm，λ0=589.592nm，v=c·Δλ/(2λ0)=3×105km/s×0.008/(2×589.592)≈2.04km/s。公认太阳赤道自转线速约1.99km/s，观测值偏大，可能因光谱仪分辨率有限导致线翼展宽被误判为分裂，或观测区域纬度非赤道，投影效应增大线速。33.（计算）2026年12月14日双子座流星雨极大，北京某观测点海拔1000m，大气压850hPa，温度－5℃。已知流星头部速度35km/s，求该流星在120km高度处产生的等离子体柱最大电子线密度（单位：电子/m），并估算其反射雷达波长下限。答案：流星烧蚀产生电子线密度α∝v^3.5，经验公式Ne≈2×10^14×(v/20km/s)^3.5≈2×10^14×(1.75)^3.5≈1.1×10^15电子/m。临界频率fp≈9√NeHz≈9.4MHz，对应雷达波长λ=c/fp≈32m。故波长下限约30m，属短波波段。34.（计算）2026年2月，北京某校使用CCD测光系统测得某颗小行星在1小时内移动了4.2′，其距离为0.12AU，求小行星轨道速度（km/s），并判断其是否位于主带。答案：角速度ω=4.2′/h=4.2/60°/3600s≈1.94×10^-5rad/s，线速v=ωD=1.94×10^-5×0.12×1.496×10^8km≈3.5km/s。主带小行星典型速度20km/s，3.5km/s远低于此，可能为近地小行星，轨道半长轴约1.1AU，属阿登群。35.（计算）2026年9月，北京某同学使用焦距500mm望远镜配全画幅相机（像元5μm）拍摄月球，求系统理论分辨率（角秒）及月面可分辨最小线距（km）。若拍摄时月球地平高度30°，大气视宁度1.5″，则实际分辨率受限于哪个因素？答案：衍射极限θ=1.22λ/D，取λ=550nm，D=500mm，θ≈0.28″。像元分辨率=206265×5μm/500mm≈2.06″。大气视宁度1.5″。三者最大值为2.06″，故系统受限于像元采样。月面线距：地月距离约384400km，1″对应约1.87km，2.06″对应约3.8km。实际分辨率受像元采样主导。36.（综合）2026年11月某日，北京某校组织“城市银河”拍摄，使用赤道仪跟踪、改机单反、UHC滤镜，曝光累计30分钟。拍摄后发现银河中心区域出现多条彩色条纹，亮度随离中心距离递减，且红波段信号强于蓝波段。请解释：（1）彩色条纹成因；（2）红强蓝弱原因；（3）城市光害对信噪比影响；（4）提出后期处理方法提升银河细节。答案：（1）条纹为大气辉光（airglow）在窄带滤镜透过带内的OH分子辐射，呈层状结构，随视线方向积分亮度变化形成条纹。（2）城市钠灯、HPS灯在589nm、570nm波段强，UHC滤镜红通带较宽，蓝通带受汞灯污染严重，且大气消光蓝光更强，导致红信噪比高。（3）光害背景光子噪声∝√背景，城市天光V≈18mag/arcsec²，背景电子数远高于暗场，信噪比S/N∝√(信号²/(信号+背景+暗+读出))，背景增大直接降低S/N。（4）方法：1.平场校正消除梯度；2.背景建模用多项式拟合减去辉光；3.多通道去卷积，蓝通道使用更激进降噪；4.合成时采用红通道做亮度，蓝通道做色彩，降低色噪；5.堆栈前做像素级对齐与星芒蒙版，保留暗星云细节。37.（综合）2026年7月某日，北京某同学使用自制光谱仪（600线/mm光栅，焦距50mm）拍摄织女星，零级与一级光谱在CMOS上相距12mm。求一级光谱色散（nm/mm），并估算Hγ（434nm）与Hβ（486nm）两线在一级光谱上的距离。若CMOS像元3μm，求该系统在434nm处的理论光谱分辨率（R）。答案：光栅方程d(sinα+sinβ)=mλ，600线/mm，d=1/600mm。小角度近似色散D=dλ/dx=cosβ/(mf)，其中f=50mm，m=1，β≈x/f=12mm/50mm=0.24rad，cosβ≈0.97，D≈0.97/(1×50)mm/nm≈0.0194mm/nm≈51.5nm/mm。Hγ－Hβ=52nm，距离=52/51.5≈1.01mm。理论分辨率R=λ/Δλ=N·m，N为光栅照明线数，假设光束直径10mm，N=600×10=6000，R=6000。38.（综合）2026年1月，北京某校使用GPSdisciplinedoscillator（GPSDO）为流星雷达提供频率基准，系统频率10MHz，短期稳定度1×10^-11（1s）。若雷达观测流星尾迹多普勒频移为+500Hz，载频38MHz，求流星径向速度，并评估GPSDO引入的速度误差。答案：多普勒频移fd=2vrf/c，vr=fd·c/(2f)=500×3×10^8/(2×38×10^6)≈1.97km/s。频率误差δf=f·δt/t=38MHz×1×10^-11=3.8×10