2026年全国中学生天文知识竞赛(中学组)试题及答案

2026年全国中学生天文知识竞赛(中学组)试题及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.2026年计划实施的“近地小行星防御验证任务”中，探测器通过撞击小行星改变其轨道，其核心原理基于：A.动量守恒定律B.角动量守恒定律C.能量守恒定律D.万有引力定律2.韦伯空间望远镜优先观测红外波段的主要原因是：A.红外光子能量更高，穿透能力更强B.早期星系和尘埃云在红外波段更明亮C.可见光会被地球大气吸收D.避免与哈勃望远镜观测波段重叠3.中国空间站“巡天光学舱”的主要科学目标不包括：A.开展系外行星凌日观测B.绘制宇宙暗物质分布地图C.监测太阳耀斑爆发过程D.研究星系团的形成与演化4.2026年太阳活动将处于第25周峰年后的下降期，此时最可能观测到的现象是：A.黑子数量激增，日珥活动频繁B.太阳风速度降低，地磁暴减弱C.日冕物质抛射（CME）频率达到峰值D.色球层谱斑数量显著增加5.若2026年9月23日（秋分）傍晚18时观测月球，此时月相最可能为：A.新月B.上弦月C.满月D.下弦月6.下列系外行星中，最可能属于“热木星”的是：A.轨道周期3天，质量为木星0.8倍B.轨道周期500天，质量为木星1.2倍C.轨道周期180天，质量为地球10倍D.轨道周期7天，质量为地球5倍7.恒星光谱型由O到M的顺序，对应恒星表面温度的变化是：A.逐渐升高B.逐渐降低C.先升后降D.无明显规律8.梅西耶天体M31的正确描述是：A.位于猎户座，是著名的发射星云B.属于本星系群，是离银河系最近的大星系C.是球状星团，包含数十万颗恒星D.其核心区域正在发生超新星爆发9.英仙座流星雨的母天体是：A.哈雷彗星B.斯威夫特-塔特尔彗星C.百武彗星D.ISON彗星10.宇宙微波背景辐射（CMB）的发现直接支持了：A.稳恒态宇宙模型B.大爆炸宇宙模型C.宇宙膨胀理论D.暗物质存在假说11.一个质量为3倍太阳质量的黑洞，其事件视界半径（史瓦西半径）约为：A.3公里B.6公里C.9公里D.12公里12.奥尔特云的主要特征是：A.位于火星与木星轨道之间，包含大量小行星B.环绕太阳，由冰质天体组成，是长周期彗星的发源地C.靠近太阳，温度极高，主要成分为金属和岩石D.与柯伊伯带重叠，是短周期彗星的起源地13.土星环的主要成分是：A.硅酸盐岩石B.铁镍合金C.水冰颗粒D.甲烷冰14.超新星Ia型与II型的关键区别在于：A.Ia型爆发后形成中子星，II型形成黑洞B.Ia型光谱含强氢线，II型不含C.Ia型由白矮星吸积引发，II型由大质量恒星核心坍缩引发D.Ia型亮度较低，II型亮度极高15.根据哈勃定律，若某星系退行速度为6000km/s，哈勃常数取70km/(s·Mpc)，则该星系距离约为：A.85百万秒差距（Mpc）B.85百万光年（ly）C.420百万秒差距（Mpc）D.420百万光年（ly）二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.太阳的主序星寿命约为100亿年，目前已演化约______亿年。2.月球始终以同一面朝向地球，是由于______现象。3.火星大气中体积占比最高的气体是______（填化学式）。4.天琴座的亮星织女星，其光谱型为______（填字母）。5.距离太阳系最近的恒星系统是______（中文名），其中比邻星距离约4.24光年。6.类星体的巨大能量主要来源于______周围吸积盘的物质坠落释放。7.2023年詹姆斯·韦伯望远镜发现的高红移星系JADES-GS-z13-0，其红移值约为13，意味着我们观测到的是宇宙诞生后约______亿年的天体（宇宙年龄约138亿年）。8.地球磁层的形成主要依赖地核中______（填“固态内核”或“液态外核”）的“发电机效应”。9.昴星团（七姐妹星团）属于______（填“疏散星团”或“球状星团”），位于金牛座。10.奥尔特云的分布范围约为距离太阳50,000至______天文单位（AU）。三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述“凌日法”探测系外行星的基本原理，并说明其局限性。2.解释为何月球表面昼夜温差极大（可达约600K），而地球表面温差较小。3.超新星爆发对宇宙演化有何重要意义？请列举两点。4.韦伯空间望远镜为何选择拉格朗日L2点作为运行轨道？5.简述“潮汐力”在太阳系天体演化中的两个典型表现。四、论述题（共2题，每题10分，共20分）1.比较中国“嫦娥”探月工程与美国“阿尔忒弥斯”计划的科学目标与技术侧重点差异。2.暗物质是宇宙的重要组成部分，但无法直接观测。请论述目前探测暗物质的三种主要方法及其优缺点。五、计算题（共3题，每题10分，共30分）1.某恒星的视星等为4.5，距离地球25秒差距（pc），计算其绝对星等（已知公式：m-M=5log(d/10)，其中m为视星等，M为绝对星等，d为距离，单位pc）。2.某系外行星绕一颗质量为2倍太阳质量的恒星公转，观测到其轨道周期为547.5天（1.5年），利用开普勒第三定律计算该行星的轨道半长轴（以天文单位AU为单位，已知太阳质量恒星的行星轨道满足T²=a³，T单位年，a单位AU）。3.观测到某星系的氢原子Hα线（静止波长λ₀=656.3nm）发生红移，实测波长λ=722.0nm。计算该星系的红移值z，并估算其退行速度v（假设v<<c，c=3×10⁵km/s）。答案一、单项选择题1.A2.B3.C4.B5.B6.A7.B8.B9.B10.B11.C12.B13.C14.C15.A二、填空题1.462.潮汐锁定3.CO₂4.A5.半人马座α（南门二）6.超大质量黑洞7.3.38.液态外核9.疏散星团10.100,000三、简答题1.原理：当系外行星运行到恒星与地球之间时，会遮挡部分恒星光线，导致恒星亮度周期性减弱；通过监测亮度变化的周期、深度等参数，可推断行星的存在、轨道周期及大小。局限性：仅能探测轨道平面与地球视线方向接近垂直的行星；无法直接获取行星质量（需结合径向速度法）；对小质量行星（如类地行星）灵敏度较低。2.月球无浓密大气：白天太阳直射时，表面吸收的热量无法通过大气保温，温度可达约127℃；夜晚无大气逆辐射，热量迅速向宇宙空间散失，温度降至约-173℃，昼夜温差约300℃（等效约600K）。地球有大气和海洋：大气通过对流、传导和辐射调节温度，海洋通过储热减缓温度变化，且大气中的温室气体（如CO₂、H₂O）能保留部分热量，因此昼夜温差较小（通常不超过30℃）。3.意义：①合成并抛射重元素（如铁、金等）到星际空间，为新一代恒星和行星的形成提供物质基础；②爆发产生的冲击波可压缩星际云，触发新恒星的形成；③超新星遗迹（如蟹状星云）是研究高能物理和中子星演化的重要样本。4.选择L2点的原因：①轨道稳定，望远镜可长期保持与地球、太阳的相对位置，减少轨道维持所需燃料；②远离地球和月球的热辐射干扰，便于维持韦伯望远镜红外探测器的极低温工作环境（约-233℃）；③可连续观测同一区域，避免地球遮挡，提高观测效率。5.典型表现：①月球对地球的潮汐力引发海洋潮汐现象，长期作用使地球自转速度减慢（一天逐渐变长）；②木星对其卫星（如木卫一）的潮汐力导致卫星内部摩擦生热，引发频繁的火山活动；③潮汐力使银河系中的矮星系被大星系（如银河系）撕裂，形成星流（如人马座星流）。四、论述题1.差异分析：科学目标：“嫦娥”工程侧重月球本身的科学研究，如月壤成分分析（验证太阳风注入的氦-3含量）、月球地质演化（通过采样返回研究月球岩浆活动历史）、月球背面射电天文观测（利用背面无地球电磁干扰的优势）；“阿尔忒弥斯”计划更强调载人深空探索的技术验证，如月球极地永久阴影区水冰探测（为长期驻留提供资源）、月面基地建设技术（如3D打印月壤建材）、载人环月与登月的生命保障系统测试。技术侧重点：“嫦娥”注重无人探测技术（如自主采样、月面起飞、月球轨道无人交会对接）；“阿尔忒弥斯”侧重载人技术（如“猎户座”飞船的深空导航、辐射防护、长期载人生命支持）、国际合作（包括欧空局、日本宇宙航空研究开发机构的参与）及地月空间基础设施（如“网关”月球轨道空间站）的建设。2.暗物质探测方法及优缺点：①直接探测：在地下实验室（如中国锦屏深地实验室）中放置高灵敏度探测器（如液氙、锗晶体），寻找暗物质粒子与靶核的弹性碰撞信号。优点：可直接探测暗物质粒子与普通物质的相互作用；缺点：依赖暗物质粒子性质的假设（如质量、相互作用截面），且易受宇宙射线和环境辐射干扰（需极深地下屏蔽）。②间接探测：通过空间（如费米卫星）或地面（如高海拔宇宙线观测站LHAASO）望远镜寻找暗物质粒子湮灭或衰变产生的高能光子、中微子或宇宙线。优点：可探测大尺度暗物质分布（如星系中心、星系团）；缺点：信号易与其他高能过程（如超新星遗迹、脉冲星）混淆，难以确定是否为暗物质起源。③引力透镜法：利用暗物质的引力效应（如强引力透镜、弱引力透镜）测量其分布。优点：不依赖暗物质粒子性质，可直接反映其质量分布；缺点：无法确定暗物质的具体粒子类型，且对小尺度结构（如矮星系）的分辨率较低。五、计算题1.代入公式m-M=5log(d/10)，已知m=4.5，d=25pc，则log(25/10)=log(2.5)≈0.3979，故4.5-M=5×0.3979≈1.9895，解得M≈4.5-1.9895≈2.51。2.开普勒第