2026年北京市天文知识竞赛(中学组)测试题及答案

2026年北京市天文知识竞赛(中学组)测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在地球上观测，下列哪一颗行星的轨道位于地球轨道之内，因此总是出现在太阳附近，只能在黎明前或黄昏后短时间内被观测到？A.火星B.木星C.金星D.土星答案：C2.太阳的光谱类型是G2V，其中“V”代表什么含义？A.变星B.主序星C.巨星D.白矮星答案：B3.梅西耶天体M31是著名的河外星系，它属于什么类型？A.椭圆星系B.旋涡星系C.不规则星系D.透镜状星系答案：B4.一个天文单位（AU）的定义是：A.地球到月球的平均距离B.地球到太阳的平均距离C.光在真空中一年内传播的距离D.太阳到银河系中心的距离答案：B5.在地球上，观测者看到恒星从东方升起，西方落下，这种现象主要是由什么引起的？A.恒星自身的运动B.地球的公转C.地球的自转D.太阳的引力答案：C6.下列哪一项不属于太阳系的内行星？A.水星B.金星C.火星D.木星答案：D7.当月球运行到地球和太阳之间，且三者恰好或几乎在一条直线上时，可能会发生什么天象？A.月全食B.月偏食C.日全食D.日环食答案：C8.赫罗图（H-R图）的两个坐标轴通常分别表示恒星的什么性质？A.质量和半径B.光度和表面温度C.距离和视星等D.年龄和化学成分答案：B9.下列哪颗恒星是冬季夜空中最亮的恒星，也是全天除太阳外最亮的恒星？A.参宿四B.毕宿五C.天狼星D.北河三答案：C10.我国“嫦娥”系列月球探测器实现月面软着陆和巡视勘察的区域主要位于月球的哪个部位？A.月球正面中低纬度区域B.月球背面高纬度区域C.月球南极永久阴影区D.月球赤道环形山区域答案：A11.利用开普勒第三定律，如果已知一颗行星绕太阳公转的周期是8年，那么它的轨道半长轴大约是（以天文单位AU计）？A.2AUB.4AUC.8AUD.16AU答案：B（根据T²∝a³，T=8年对应地球T=1年，所以(8/1)²=64，a³=64,a=4AU）12.下列哪种望远镜主要工作在无线电波段？A.折射望远镜B.反射望远镜C.施密特望远镜D.射电望远镜答案：D13.国际天文学联合会（IAU）定义的“行星”需要满足若干条件，不包括以下哪一项？A.围绕太阳公转B.有足够质量使自身呈圆球状C.已经清除了其轨道附近区域的其他天体D.至少有一颗卫星答案：D14.昴星团（M45）是一个著名的：A.球状星团B.疏散星团C.行星状星云D.弥漫星云答案：B15.光年是一个什么单位？A.时间单位B.速度单位C.长度单位D.亮度单位答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分，全部选对得3分，选对但不全得1分，有错选得0分）1.下列哪些现象或效应可以作为支持宇宙大爆炸理论的观测证据？（）A.星系红移（哈勃定律）B.宇宙微波背景辐射C.轻元素（氢、氦、锂）的丰度D.太阳中微子问题答案：ABC2.关于黑洞，以下描述正确的有？（）A.黑洞是广义相对论预言的一种天体B.黑洞的逃逸速度大于光速C.恒星质量黑洞可以通过大质量恒星演化末期的超新星爆发形成D.银河系中心存在一个超大质量黑洞答案：ABCD3.以下哪些是太阳活动的主要表现形式？（）A.太阳黑子B.耀斑C.日珥D.太阳风答案：ABCD4.影响地面光学天文观测的主要因素包括？（）A.大气湍流（视宁度）B.光污染C.云层覆盖D.地球自转答案：ABC5.以下关于类地行星和类木行星的比较，正确的有？（）A.类地行星主要由岩石和金属构成，类木行星主要由氢、氦、冰物质构成B.类地行星密度大，类木行星密度小C.类地行星卫星少或无，类木行星卫星众多D.类地行星都有浓密的大气层，类木行星大气稀薄答案：ABC（D错误，类地行星中水星大气极其稀薄，金星、地球、火星大气情况各异；类木行星大气浓密）三、填空题（每空1分，共20分）1.天狼星所在的星座是__________。答案：大犬座2.我国古代将星空划分为“三垣二十八宿”，其中“垣”是指__________、__________、__________。答案：紫微垣、太微垣、天市垣（顺序可调）3.太阳系八大行星中，体积最大的是__________，拥有最显著光环的是__________。答案：木星、土星4.北斗七星的斗柄指向东、南、西、北，分别对应季节春、夏、秋、冬，这体现了__________（填天文现象）与季节的关系。答案：周年视运动（或地球公转）5.月相变化的周期，即从一次朔（新月）到下一次朔的时间间隔，称为__________月，约为__________天。答案：朔望、29.53（或约29.5）6.恒星演化末期，质量与太阳相近的恒星会演化为__________，而质量更大的恒星可能演化为中子星或黑洞。答案：白矮星7.视星等表示观测者看到的恒星亮度，数值越__________（填“大”或“小”），星越亮。绝对星等是假想把恒星放在距离我们__________秒差距处时的视星等。答案：小、108.中国空间站“天宫”在轨运行期间，航天员曾多次进行“天宫课堂”太空授课，其中演示了在微重力环境下水球成像等实验，这些实验主要是在__________（填舱段名称）内进行的。答案：问天实验舱（或梦天实验舱，答对任一即可，但需明确）9.银河系是一个__________星系，从侧面看像一个中间厚、边缘薄的盘子，太阳系位于其一条旋臂上，距离银心约__________万光年。答案：旋涡（或棒旋）、2.6（2.5-2.8之间均可）10.2025年，我国将发射“天问二号”探测器，计划对近地小行星__________进行探测并采样返回。答案：2016HO3（或“469219Kamoʻoalewa”，中文名“龙宫”是日本隼鸟2号目标，此处需准确）四、判断题（每题1分，共10分，正确填“√”，错误填“×”）1.日食一定发生在农历的初一。（）答案：√2.所有恒星都在银河系内。（）答案：×3.北极星永远位于正北方天空不动，是因为它恰好位于地球自转轴延长线附近。（）答案：√4.潮汐现象主要是由月球引力引起的，与太阳无关。（）答案：×（太阳引力也有贡献，是次要因素）5.彗星的主要组成部分是岩石和金属。（）答案：×（主要是冰、尘埃和岩石碎片，俗称“脏雪球”）6.光从太阳传播到地球大约需要8分钟。（）答案：√7.恒星的质量越大，其寿命越长。（）答案：×（质量越大，核聚变越剧烈，寿命越短）8.“夏季大三角”由织女星、牛郎星和天津四三颗亮星组成。（）答案：√9.宇宙中所有天体都在远离我们而去，说明地球是宇宙的中心。（）答案：×（这是宇宙膨胀在各处观测的表现，没有中心）10.中国“FAST”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜。（）答案：√五、简答题（共15分）1.（封闭型，5分）简述太阳系中类地行星和类木行星在物理性质（如组成、密度、体积、卫星数量等）上的主要区别。答案：类地行星（水星、金星、地球、火星）主要由岩石和金属物质构成，体积小、质量小、平均密度大，表面为固体，卫星数量少或无，有固体表面。类木行星（木星、土星、天王星、海王星）主要由氢、氦及冰物质（水、氨、甲烷）构成，体积大、质量大、平均密度小，没有固体表面，有浓密大气和复杂天气系统，拥有行星环和众多卫星。2.（开放型，5分）请列举至少三种寻找系外行星的主要方法，并简要说明其中一种方法的原理。答案：主要方法包括：凌星法、径向速度法（视向速度法）、直接成像法、微引力透镜法、天体测量法等。（列举三种即可）原理示例（凌星法）：当行星从母恒星前方经过时，会遮挡部分恒星发出的光，导致观测到的恒星亮度发生周期性、微小的下降。通过高精度测光监测这种亮度变化，可以推断行星的存在，并估算其大小和轨道周期。3.（封闭型，5分）什么是“黄道”？为什么太阳、月球以及太阳系主要行星的视运动路径都在黄道附近？答案：黄道是地球绕太阳公转的轨道平面无限延伸与天球相交所形成的大圆。从地球上看，就是太阳一年内在星空背景上走过的视运动路径。因为太阳系的行星（包括地球）的公转轨道平面与黄道面的夹角（轨道倾角）都很小，月球绕地球的轨道平面（白道面）与黄道面的夹角也不大（约5°）。因此，从地球观测者的视角看去，太阳、月球以及这些行星的视运动轨迹都集中在黄道附近的带状天区内。六、计算与应用题（共10分）1.（计算类，5分）已知织女星的视星等为0.03，绝对星等为0.58。请计算织女星的距离（以秒差距为单位，结果保留一位小数）。已知公式：mM=5logd5，其中m为视星等，M为绝对星等，d为距离（秒差距）。答案：由公式mM=5logd5代入m=0.03,M=0.58得0.030.58=5logd50.55=5logd55logd=50.55=4.45logd=4.45/5=0.89d=10^0.89≈7.76所以，织女星的距离约为7.8秒差距。2.（综合类，5分）一位北京（地理纬度约40°N）的中学生在2026年春分日（3月20日左右）傍晚日落后两小时，面向正北方天空观测。(1)此时，北极星的地平高度大约是多少度？(2)在北极星附近，可以看到哪个著名的星座围绕北极星做周日视运动？(3)此时，在正东方地平线附近，刚刚升起的黄道星座可能是哪一个（从白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座中选择）？为什么？答案：(1)北极星的地平高度约等于当地的地理纬度，因此大约为40度。(2)小熊座（或北斗七星所在的大熊座，答出其中一个即可，但更常见的是描述北斗七星围绕北极星转动）。(3)可能是狮子座或室女座。原因：春分日太阳位于黄道上的春分点（从地球上看，在双鱼座附近）。日落后两小时，太阳在地平线下，春分点所在的西方天空也逐渐西沉。与太阳相对180°的黄道位置（即秋分点附近）在东方天空。春分点对应双鱼座，秋分点对应室女座。但考虑到实际星座大小和观测时间（日落后2小时，春分点已西沉一定角度），东方升起的更可能是春分点之后的下一个或两个星座，即白羊座或金牛座。然而，由于岁差，现代春分点实际在双鱼座，且题目给出选项。更严谨的推断：春分日，太阳在双鱼座。傍晚，双鱼座随太阳西落。其东侧相邻的黄道星座依次为白羊座、金牛座、双子座。日落后2小时，白羊座可能已升起一段时间，金牛座可能正在升起或已升起。但选项中有狮子座和室女座，它们离春分点更远。实际上，在春分日傍晚，狮子座（包含轩辕十四）是春季夜空的代表星座，通常在日落后已高悬于东南方天空，而非“刚刚升起”。室女座（包含角宿一）随后升起。考虑到“刚刚升起”在正东方，结合春分点位置，此时东方地平线附近的黄道星座更可能是室女座的前一个星座——狮子座的尾部（但狮子座主体可能已较高），或是室女座本身刚开始升起。标准天象是：春分日傍晚，狮子座位于东南方高空，室女座正在东方升起。因此，最符合“正东方地平线附近刚刚升起”描述的应是室女座。故答案为室女座。原因简述：春分日太阳位于双鱼座，日落后与之相对的黄道区域（室女座方向）在东方升起。七、综合论述题（共10分）（开放型）请论述天文观测中“红移”现象的重要性。要求至少从两个方面阐述：一是红移如何为宇宙学研究提供关键信息；二是红移在天体物理学研究其他领域（如恒星、星系）中的应用或意义。答案：红移现象是指天体光谱线向红色（长波）端移动的现象，主要有多普勒红移和宇宙学红移等成因。其重要性体现在：1.对宇宙学的关键意义：宇宙膨胀的证据：埃德温·哈勃发现绝大多数星系的光谱存在红移，且红移量与距离大致成正比（哈勃定律）。这直接表明星系正在远离我们，且距离越远，远离速度越快，为宇宙正在膨胀提供了观测基石。宇宙大爆炸理论的支持：宇宙膨胀自然回溯到过去一个致密炽热的初始状态，支持了大爆炸理论。红移是追溯宇宙演化历史的重要工具。测量宇宙学参数：通过精确测量遥远天体（如Ia型超新星）的红移和亮度，可以推断宇宙的膨胀历史，从而限定哈勃常数、宇宙的物质密度、暗能量状态方程参数等，深化我们对宇宙组成和命运的理解。2.在天体物理学其他领域的应用与意义：测量天体视向速度：对于银河系内或邻近星系的天体，其光谱红移（或蓝移）主要反映由多普勒效应引起的视向速度。这可用于：测量恒星的轨道运动（如发现双星）、