2026CNAO全国中学生天文知识竞赛预赛试题及答案

2026CNAO全国中学生天文知识竞赛预赛试题及答案一、选择题（共30题，每题2分，共60分。1~25题为单选题，26~30题为多选题。多选、错选均不得分，漏选得1分。）1.在地球上观测，太阳的周年视运动方向与地球公转方向的关系是（）。A.相同B.相反C.有时相同有时相反D.无法确定2.以下哪个梅西耶天体是行星状星云？（）A.M1B.M13C.M27D.M313.2025年，我国计划发射的“天问三号”探测器的主要探测目标是（）。A.火星采样返回B.木星及其卫星C.小行星采样返回D.金星大气探测4.一位观测者在北京（约北纬40°）于2026年春分日进行观测。以下关于当天太阳视运动的描述，正确的是（）。A.太阳从正东升起，正西落下，正午太阳高度角约为50°B.太阳从正东升起，正西落下，正午太阳高度角约为40°C.太阳从东北升起，西北落下，正午太阳高度角约为50°D.太阳从东南升起，西南落下，正午太阳高度角约为40°5.恒星光谱型为O、B、A、F、G、K、M的序列，反映了恒星（）的逐渐降低。A.质量B.半径C.表面温度D.年龄6.使用一架焦距为1000mm，口径为100mm的望远镜，连接一个像元大小为5μm的CCD进行天文摄影。该系统的理论成像比例尺约为（）角秒/像素。A.0.5B.1.0C.2.0D.5.07.国际空间站的轨道高度约为400公里，其轨道周期最接近（）。A.1.5小时B.2.5小时C.12小时D.24小时8.在标准赫罗图上，大多数恒星分布在一条从左上到右下的带上，这条带被称为（）。A.不稳定带B.白矮星序列C.主星序D.红巨星支9.以下中国空间望远镜项目中，主要工作波段在X射线能段的是（）。A.巡天空间望远镜（CSST）B.硬X射线调制望远镜（HXMT，慧眼）C.爱因斯坦探针（EP）D.太阳望远镜（SST）10.假设在月球上放置一个口径与FAST（500米）相同的射电望远镜，其观测到的宇宙射电信号强度理论上与在地球上相比（）。A.更强，因为月球没有大气和电离层干扰B.更弱，因为月球自转慢，积分时间短C.基本相同，因为接收面积相同D.无法比较，取决于信号频率11.当一颗系外行星从其主星前方经过，导致主星光度周期性下降，这种探测方法称为（）。A.视向速度法B.凌星法C.微引力透镜法D.直接成像法12.在北半球中纬度地区，以下哪组星座不可能在同一晚同时观测到？（）A.猎户座、金牛座、御夫座B.狮子座、室女座、牧夫座C.天鹅座、天琴座、天鹰座D.天蝎座、人马座、摩羯座13.银河系中心超大质量黑洞“人马座A”的质量约为（）。13.银河系中心超大质量黑洞“人马座A”的质量约为（）。A.400万倍太阳质量B.4000万倍太阳质量C.4亿倍太阳质量D.40亿倍太阳质量14.星等每相差1等，亮度大约相差（）倍。A.2.512B.3.162C.5D.1015.我国将于2026年前后发射的“嫦娥七号”探测器，其主要任务是对（）进行综合探测。A.月球正面B.月球背面C.月球南极D.月球北极16.在没有任何光污染的理想条件下，人类肉眼能看到的极限星等大约为（）。A.3等B.5等C.7等D.9等17.一颗小行星的轨道半长径为2.8天文单位，其轨道周期约为（）年。A.1.5B.2.8C.4.7D.8.418.太阳大气层从内到外依次是（）。A.光球层、色球层、日冕B.色球层、光球层、日冕C.日冕、色球层、光球层D.光球层、日冕、色球层19.以下哪颗行星没有天然卫星？（）A.水星B.火星C.天王星D.海王星20.昴星团（M45）位于（）。A.金牛座B.猎户座C.巨蟹座D.双子座21.光年是一个（）单位。A.时间B.长度C.亮度D.速度22.2026年，我国将建成并正式运行的下一代大型光学望远镜是（）。A.LOT（12米光学红外望远镜）B.FAST（500米口径球面射电望远镜）C.LAMOST（郭守敬望远镜）D.HXMT（硬X射线调制望远镜）23.以下现象中，主要由地球大气层引起的是（）。A.恒星自行B.恒星视差C.恒星闪烁（眨眼）D.恒星光谱红移24.如果一颗恒星的颜色偏红，说明它相比太阳（）。A.表面温度更高B.表面温度更低C.质量更大D.年龄更老25.月海主要成分是（）。A.水冰B.玄武岩C.花岗岩D.月壤尘埃26.（多选题）以下关于“潮汐锁定”现象的描述，正确的有（）。A.月球已被地球潮汐锁定，因此我们只能看到月球正面B.地球正在被月球潮汐锁定，但过程非常缓慢C.冥王星与它的卫星卡戎相互潮汐锁定D.水星已被太阳潮汐锁定，因此其自转周期等于公转周期27.（多选题）以下哪些天体或天体系统被认为是寻找地外生命的潜在目标？（）A.木卫二（欧罗巴）B.土卫六（泰坦）C.比邻星bD.开普勒-452b28.（多选题）影响地面光学望远镜观测效果的主要大气因素包括（）。A.大气消光B.大气湍流（视宁度）C.大气折射D.大气色散29.（多选题）以下哪些是描述宇宙大尺度结构的术语？（）A.星系团B.超星系团C.宇宙长城D.宇宙空洞30.（多选题）关于日食和月食，下列说法正确的有（）。A.日食一定发生在朔日B.月食一定发生在望日C.每年至少会发生两次日食D.月全食时，月球通常呈现古铜色或红色二、填空题（共10题，每题2分，共20分）31.天文学中常用的距离单位“秒差距”（pc）定义为：当天体的周年视差为______角秒时，其距离即为1秒差距。32.太阳系八大行星中，体积最大的是______星。33.我国古代将星空划分为“三垣二十八宿”，其中“三垣”是指紫微垣、太微垣和______垣。34.著名的蟹状星云（M1）是______（填天文事件）的遗迹。35.在恒星演化末期，质量与太阳相近的恒星会演变成______，而质量更大的恒星则可能通过超新星爆发形成中子星或黑洞。36.描述黑洞基本性质的三个参数是质量、角动量和______。37.我国“羲和号”卫星的全称是太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星，其主要科学目标是观测太阳的______层。38.天球上黄道与天赤道的两个交点，分别是春分点和______点。39.根据开普勒第三定律，行星轨道半长径a的______次方与其公转周期T的平方成正比。40.在标准宇宙学模型中，导致宇宙加速膨胀的神秘组分被称为______。三、简答题（共5题，每题6分，共30分）41.（封闭型）请简述“引力透镜”效应的基本原理及其在天文学中的应用价值。42.（封闭型）什么是“太阳常数”？简述其含义及测量意义。43.（开放型）请列举至少三种不同类型的系外行星探测方法，并简要说明其中一种方法的优势和局限性。44.（封闭型）简述我国“嫦娥五号”任务的主要过程及其重大意义。45.（封闭型）什么是“宇宙微波背景辐射”？它的发现对现代宇宙学有何重要意义？四、计算与应用题（共4题，46、47题每题8分，48、49题每题12分，共40分）46.（计算类）已知织女星（αLyr）的视星等约为0.03等，距离约为7.68秒差距。请计算其绝对星等。（写出计算过程）47.（分析类）一位观测者计划在北京时间2026年8月13日晚观测英仙座流星雨极大。已知该流星雨辐射点约在地方时22时左右从东北方升起。请分析：（1）观测当晚的月相（农历日期）对观测是否有利？为什么？（提示：2026年8月13日为农历七月初一）（2）为了提高观测效果，观测者应选择什么样的观测地点和观测方向？48.（综合类）阅读以下材料，回答问题。材料：2024年，中国科学家利用“中国天眼”FAST在球状星团M15中发现了一个长周期脉冲双星系统，其脉冲星编号为PSRJ2129+1210E。该系统由一颗毫秒脉冲星和一颗低质量伴星组成，轨道周期约为17.1小时。这一发现有助于研究球状星团的动力学演化、恒星相互作用以及验证引力理论。问题：（1）什么是脉冲星？其脉冲信号产生的物理机制是什么？（2）毫秒脉冲星通常被认为是“再加速”的脉冲星，其可能的形成机制是什么？（3）FAST在发现此类天体方面具有哪些优势？49.（综合类）假设你是一名天文学家，正在分析一颗新发现的系外行星“CNAO-1b”的数据。已知其主星“CNAO-1”与太阳类似（光谱型G2V，质量M≈1M☉，半径R≈1R☉）。通过凌星法观测，得到以下数据：49.（综合类）假设你是一名天文学家，正在分析一颗新发现的系外行星“CNAO-1b”的数据。已知其主星“CNAO-1”与太阳类似（光谱型G2V，质量M≈1M☉，半径R≈1R☉）。通过凌星法观测，得到以下数据：凌星深度：ΔF/F=0.01（即星光变暗了1%）凌星持续时间（从第一次接触到第二次接触）：t_T=2.5小时凌星周期：P=10个地球日请计算或分析：（1）行星“CNAO-1b”的半径（以地球半径R⊕或木星半径R_J为单位）。（2）行星的轨道半长径（以天文单位AU为单位）。（3）根据现有数据，判断该行星是否可能位于主星的“宜居带”内？简述理由。（太阳系内宜居带粗略范围约为0.7-1.5AU）参考答案及评分标准一、选择题1.A2.C3.A4.A5.C6.B（计算：比例尺≈206265像元大小(μm)/焦距(mm)=2062655/1000≈1031.3角秒/mm，每像素5μm=0.005mm，故1031.30.005≈1.03角秒/像素）6.B（计算：比例尺≈206265像元大小(μm)/焦距(mm)=2062655/1000≈1031.3角秒/mm，每像素5μm=0.005mm，故1031.30.005≈1.03角秒/像素）7.A8.C9.B10.A11.B12.D（天蝎座、人马座、摩羯座是夏季星座，在北半球冬季夜晚不易同时观测）13.A14.A15.C16.C17.C（根据开普勒第三定律：P²=a³，a=2.8，P=√(2.8³)≈√21.952≈4.69年）18.A19.A20.A21.B22.A23.C24.B25.B26.ABC（D错误，水星处于3:2的轨道共振状态，并非1:1潮汐锁定）27.ABCD28.ABCD29.ABCD30.ABCD二、填空题31.132.木33.天市34.超新星爆发（或公元1054年超新星）35.白矮星36.电荷37.色球38.秋分39.三40.暗能量三、简答题41.基本原理：根据广义相对论，大质量天体（如星系、星系团）会使其周围的时空发生弯曲。当背景光源（如更遥远的星系）发出的光线经过这个大质量天体附近时，光线传播路径会发生偏折，类似于光学透镜对光线的汇聚作用。（2分）应用价值：①放大和增亮背景天体，使我们能观测到更暗、更遥远的宇宙早期天体；（1分）②通过分析透镜效应，可以测量前景透镜天体的质量（包括暗物质成分），是探测暗物质的重要手段；（1分）③产生多重像、爱因斯坦环等特殊图像，可用于研究宇宙学参数（如哈勃常数）和透镜天体本身的性质。（1分）④引力透镜效应本身是对广义相对论的有力验证。（1分）42.太阳常数：指在地球大气层外，距离太阳1个天文单位（AU）处，垂直于太阳光线的单位面积上，在单位时间内接收到的太阳总辐射能量。（2分）含义：它是一个表征太阳辐射能量的物理量，平均值约为1361W/m²。（1分）测量意义：①是研究太阳物理和太阳活动变化的基础参数；（1分）②是地球气候系统最主要的能量来源输入，对研究地球气候、环境变化至关重要；（1分）③是设计航天器能源系统（如太阳能电池板）的重要依据。（1分）43.探测方法：凌星法、视向速度法（径向速度法）、直接成像法、微引力透镜法、天体测量法、脉冲星计时法等。（答对任意三种得3分）示例说明（以凌星法为例）：优势：①可以测定行星半径；②结合视向速度法可测定行星质量、密度，从而推断成分；③技术相对成熟，通过空间望远镜（如开普勒、TESS）可大规模巡天；④可能探测到行星大气光谱。（任答两点得1.5分）局限性：①需要行星轨道平面与视线方向严格对齐，几何概率低；②易受恒星黑子、耀斑等活动干扰，产生误报；③凌星法本身无法直接得到行星质量，需其他方法补充。（任答两点得1.5分）（说明其他方法，合理即可）44.主要过程：①2020年11月24日发射；②地月转移、近月制动、环月飞行；③着陆器与上升器组合体在月球正面风暴洋北部吕姆克山附近软着陆；④通过钻取和表取两种方式采集约2公斤月壤样品；⑤上升器携带样品从月面起飞，与环月轨道上的轨道器对接，将样品转移至返回器；⑥轨道器携带返回器返回地球，返回器于2020年12月17日在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。（4分）重大意义：①我国首次实现地外天体采样返回，是航天史上里程碑式成就；②带回了全新的、年轻的月球样品，为月球火山活动、演化历史研究提供了关键样本；③突破了月面采样、月面起飞、月球轨道交会对接、高速再入返回等多项关键技术，为后续更复杂的深空探测任务（如火星采样、载人登月）奠定了坚实基础。（2分）45.宇宙微波背景辐射（CMB）：是充满整个宇宙的一种各向同性的黑体辐射，温度约为2.725K，峰值波长在微波波段。（2分）它是宇宙大爆炸后约38万年时，宇宙从高温高密的等离子体状态冷却到中性原子气体状态（复合时期）所遗留下来的“余晖”。（1分）重要意义：①是支持宇宙大爆炸（热大爆炸）模型的最有力观测证据；（1分）②其高度的各向同性支持了宇宙学原理（宇宙在大尺度上是均匀各向同性的）；（1分）③其微小的温度涨落（各向异性）是宇宙早期密度扰动的印记，为宇宙大尺度结构（星系、星系团等）的形成提供了“种子”。（1分）四、计算与应用题46.解：绝对星等M与视星等m、距离d（以秒差距为单位）的关系为：M=m5lg(d)+5（3分）已知：m=0.03,d=7.68pc计算：lg(7.68)≈0.8854（1分）则M=0.035×0.8854+5=0.034.427+5=0.603（3分）答：织女星的绝对星等约为0.60等。（1分）47.（1）有利。（1分）因为农历七月初一对应朔月，月相为新月，月亮几乎与太阳同升同落，整夜无月光干扰，天空背景黑暗，有利于观测暗弱的流星。（3分）（2）观测地点：应选择远离城市光污染、视野开阔、安全僻静的野外。（2分）观测方向：虽然流星可能出现在天空任何方向，但其轨迹反向延长线会交汇于辐射点（英仙座）。因此，观测时不必一直盯着辐射点，可以选择天顶附近或辐射点周围约45-90度高度的区域进行扫视观测，同时避开月亮和强光源方向。（2分）48.（1）脉冲星是高速自转、具有强磁场的中子星，其磁轴与自转轴不重合。（2分）物理机制：脉冲星从磁极区域沿磁轴方向发射出高度准直的射电波束。随着中子星自转，这个波束像灯塔光束一样周期性扫过地球，当波束扫过地球时，我们就能接收到一个脉冲信号。（2分）（2）毫秒脉冲星的形成机制通常与双星演化有关。一颗中子星（普通脉冲星）与一颗伴星组成双星系统。当伴星演化到充满洛希瓣时，物质会通过吸积盘转移到中子星上。物质下落过程中释放的引力势能不仅提供了X射线辐射的能量，其携带的角动量也会加速中子星的自转，使其自转周期缩短到毫秒量级，形成“再加速”的毫秒脉冲星。（3分）（3）FAST的优势：①超大口径（500米），具有极高的灵敏度，能够发现更暗弱、更遥远的脉冲星；（1分）②接收面积大，能够以更高的信噪比接收微弱的脉冲信号，提高探测效率和发现率；（1分）③配备先进的19波束接收机，可同时巡天多个天区，巡天效率高；（1分）④工作频率覆盖范围适合脉冲星观测，并能进行多波段脉冲星研究。（1分）（答出三点即可）49.解：（1）凌星深度ΔF/F≈(Rp/R)^2（2分）（1）凌星深度ΔF/F≈(Rp/R)^2（2分）已知ΔF/F=0.01，R=1R☉≈7.0×10^8m已知ΔF/F=0.01，R=1R☉≈7.0×10^8m则(Rp/R)^2=0.01=>Rp/R=√0.01=0.1（1分）则(Rp/R)^2