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)综合试题及答案本试卷满分100分，考试时间120分钟，请在答题纸指定区域作答。一、单项选择题（共20题，每题2分，总计40分。每题只有一个正确答案，错选、不选均不得分）1.2025年我国境内观测条件最佳、可观测到完整过程的月食天象是（）A.3月14日月全食B.9月7日月全食C.3月29日日偏食D.9月21日日偏食2.2024年12月24日，帕克太阳探测器完成第22次近日点飞掠，创造人类探测器最接近太阳的纪录，此次飞掠探测器距离太阳表面的最近距离约为（）A.383万公里B.610万公里C.920万公里D.1200万公里3.按照我国航天工程规划，中国巡天空间望远镜（CSST）将于2025年前后发射，与中国空间站共轨运行开展天文观测，下列关于该望远镜的说法错误的是（）A.主镜口径2米，单次观测视场约1.1度×1.1度B.配备多色成像、无缝光谱、系外行星成像等多个科学观测模块C.观测分辨率与哈勃空间望远镜相当，巡天观测视场约为哈勃空间望远镜的300倍D.将长期停靠于空间站节点舱，不开展独立的舱段飞行4.2024年嫦娥六号任务完成人类首次月球背面采样返回，所采集的月球样品来自月球背面的（）A.南极-艾特肯盆地B.雨海盆地C.东海盆地D.莫斯科海盆地5.北半球中纬度地区秋季观测常见的“秋季四边形”（飞马座四边形），在2025年11月中旬晚20时左右位于天顶附近，组成该四边形的四颗恒星中，不属于飞马座的恒星隶属于（）A.仙女座B.仙后座C.白羊座D.双鱼座6.2025年10月将发生木星冲日天象，此时木星亮度约-2.9等，为全年观测木星的最佳窗口，冲日期间木星所在的天区隶属于（）A.金牛座B.白羊座C.双子座D.猎户座7.第25太阳活动周预计于2024年底至2025年初达到活动峰值，下列现象不属于太阳活动峰年常见效应的是（）A.地球电离层扰动导致高频无线电通信中断事件频次上升B.地磁暴活动增强，极光可见范围向中低纬度地区扩展C.全球海平面平均上升速度出现显著加快D.高层大气密度升高，近地轨道卫星运行遭遇的大气阻力增大8.恒星演化的最终结局由其初始质量决定，一颗初始质量为25倍太阳质量的大质量恒星，在走完主序星演化阶段、经历核心坍缩后，最终会形成的天体是（）A.碳氧白矮星B.中子星C.恒星级黑洞D.行星状星云9.我国古代天文学将周天恒星划分为三垣二十八宿体系，下列星宿不属于东方苍龙七宿的是（）A.角宿B.氐宿C.觜宿D.心宿10.我国日常生活中使用的北京时间，所属的时间系统是（）A.基于地球自转测量的世界时（UT1）B.不做闰秒调整的国际原子时（TAI）C.协调世界时（UTC）对应的东八区区时D.以春分点时角计量的地方恒星时11.2025年象限仪座流星雨极大预计出现在北京时间1月4日23时，ZHR（天顶每时出现率）约为120，下列关于该流星雨的说法正确的是（）A.辐射点位于武仙座天区，因此也曾被命名为武仙座流星雨B.母体天体为著名的哈雷彗星C.极大时月相为上蛾眉月，后半夜观测无明显月光干扰D.是全年ZHR最高的流星雨，观测条件在所有流星雨中最优12.某中学生天文爱好者使用一台口径150mm、物镜焦距750mm的牛顿式反射望远镜观测月球，若想获得150倍的有效放大倍率，应选择的目镜焦距为（）A.5mmB.10mmC.15mmD.20mm13.距离地球约40光年的TRAPPIST-1行星系统是当前搜索地外生命信号的重点研究对象，2024年詹姆斯·韦布空间望远镜在该系统的行星大气中探测到水蒸气存在的疑似证据，该系统的中心恒星属于（）A.G型主序星B.M型红矮星C.A型主序星D.K型橙矮星14.哈勃常数是表征宇宙膨胀速度的关键宇宙学参数，当前普朗克卫星通过宇宙微波背景辐射测量得到的哈勃常数数值约为（单位：km/s/Mpc）（）A.67.6B.100.2C.30.5D.150.815.陨石是研究太阳系形成与演化的关键实物样品，下列陨石类型中，绝大多数被确认来自火星表面的是（）A.普通球粒陨石B.碳质球粒陨石C.SNC型无球粒陨石D.铁陨石16.2025年朱诺号木星探测器将完成多次针对木星卫星的近距离飞掠探测，太阳系中火山活动最剧烈、表面分布着数百座活火山的木星卫星是（）A.木卫二（欧罗巴）B.木卫一（艾奥）C.木卫三（盖尼米德）D.木卫四（卡利斯托）17.2025年春分的准确时间为北京时间3月20日17时01分，此时太阳在天球上对应的赤道坐标（赤经、赤纬）为（）A.赤经0h，赤纬0°B.赤经6h，赤纬23.5°NC.赤经12h，赤纬0°D.赤经18h，赤纬23.5°S18.按照我国深空探测规划，天问二号探测器将于2025年发射，实施近地小行星采样返回与主带彗星环绕探测任务，其选定的采样目标近地小行星是（）A.2016HO3（Kamo`oalewa）B.小行星贝努（101955Bennu）C.小行星龙宫（162173Ryugu）D.彗星67P/楚留莫夫-格拉西门克19.仙女座大星系（M31）是本星系群中质量最大的旋涡星系，也是北半球中纬度地区秋季肉眼可见的最遥远天体之一，它距离地球的距离约为（）A.250万光年B.25万光年C.2.5万光年D.2500光年20.天文观测需严格遵守安全规范，下列观测行为符合安全要求的是（）A.佩戴普通墨镜直接目视观测太阳B.在无减光措施的情况下，通过望远镜目镜直接观测太阳并投影影像C.在日全食的全食阶段，直接用肉眼观测太阳D.使用未加装专用巴德膜的望远镜直接观测太阳二、多项选择题（共10题，每题3分，总计30分。每题有2-4个正确答案，多选、少选、错选均不得分）1.下列关于2025年9月7日月全食的说法，正确的有（）A.我国全境可见从初亏到复圆的完整月全食过程B.食甚时月球位于宝瓶座与双鱼座交界的黄道天区C.月全食阶段月球进入地球本影，因大气折射的红光照射呈现暗红色D.本次月食发生时月相为满月，过程中可能出现月球掩黄道带恒星的现象2.下列关于我国古代天文成就的说法，正确的有（）A.战国时期的《石氏星经》是世界现存最早的星表之一，记载了120余颗恒星的位置数据B.东汉张衡改进浑天仪，系统阐释了“浑天说”的宇宙结构模型C.元代郭守敬主持编订的《授时历》测定回归年长度为365.2425天，与现行公历采用的回归年数值一致D.我国史书中记载的所有“客星”天象均对应银河系内的超新星爆发事件3.下列关于恒星光谱的说法，正确的有（）A.恒星光谱型按照表面温度从高到低可划分为O、B、A、F、G、K、M七大主要类型B.太阳是一颗G型主序星，其光谱型为G2VC.恒星光谱中的吸收线由恒星低层大气中的元素、分子吸收特定波长的辐射产生D.红巨星的光谱型普遍为O型、B型，表面温度可达30000K以上4.使用天文望远镜开展深空天体观测时，下列措施能够有效提升观测效果的有（）A.观测前进行20-30分钟暗适应，观测过程中避免直视强光光源B.优先选择光污染等级低、大气通透度高的观测点位，避开城市灯光直射C.选择观测视线方向避开地面建筑物、热源，减少近地面大气湍流的影响D.始终选用最高倍率的目镜观测深空天体，放大倍率越高可分辨的细节越多5.2025年处于第25太阳活动周峰值阶段，下列空间探测器中，以太阳物理观测为核心科学目标的有（）A.帕克太阳探测器（PSP）B.太阳轨道器（SolO）C.夸父一号（先进天基太阳天文台）D.钱德拉X射线天文台6.下列星座中，太阳周年视运动轨迹（黄道）从其天区范围内穿过的有（）A.蛇夫座B.金牛座C.天蝎座D.北冕座7.下列关于太阳系行星的物理特征说法，正确的有（）A.金星拥有极强的温室效应，是太阳系表面平均温度最高的行星B.土星是太阳系平均密度最小的行星，整体平均密度低于液态水的密度C.天王星的自转轴倾角约为98度，几乎以“躺卧”的姿态绕太阳公转D.水星拥有太阳系行星中最浓厚的二氧化碳大气层，表面大气压约为地球的90倍8.下列2025年可在我国境内观测到的天象，说法正确的有（）A.9月7日的月全食过程发生在凌晨时段，无需熬夜通宵即可观测全食阶段B.7月22日金星达到全年最亮，亮度约-4.7等，日落后于西方低空可见C.8月13日英仙座流星雨极大，极大前半夜观测受月光干扰较小，后半夜受亏凸月影响D.12月14日双子座流星雨极大，极大时月相为残月，前半夜观测无明显月光干扰9.下列关于银河系结构的说法，符合当前天文观测结论的有（）A.银河系是一个棒旋星系，中心存在质量约400万倍太阳质量的超大质量黑洞人马座A*B.太阳系位于银河系的猎户座旋臂（本地臂）上，距离银心约2.6万光年C.银河系的主要结构包括银核、银盘、银晕以及外围的暗物质晕D.银河系银盘直径约10万光年，太阳系所在位置的银盘厚度约为1000光年10.下列天文领域研究成果，曾获得诺贝尔物理学奖的有（）A.1967年首次发现脉冲星，从观测上证实了中子星的存在B.1998年通过观测Ia型超新星发现宇宙处于加速膨胀状态C.2015年激光干涉引力波天文台首次直接探测到双黑洞并合产生的引力波信号D.2019年事件视界望远镜合作组发布人类首张M87星系中心黑洞照片三、简答题（共3题，总计30分。请写出必要的计算过程与逻辑推导，仅写出最终答案不得分）1.（10分）已知2025年9月7日月全食食甚时刻为北京时间3:12，北京市（北纬40°，东经116°）某中学生开展观测：经计算，食甚时刻北京当地的地方恒星时为23h10m，此时月球的赤经为23h、赤纬为-3°。请解答以下问题：（1）食甚时刻月球的时角为多少？（2）结合天体赤道坐标与地平坐标的转换关系，计算食甚时刻月球的大致地平高度，并说明月球所在的大致方位。（计算可参考三角函数值：sin40°≈0.64，cos40°≈0.77，sin3°≈0.05，cos3°≈0.999，小角度时角对应的cost≈1）2.（10分）中国巡天空间望远镜（CSST）是我国首个大口径空间天文观测平台，将于2025年前后发射入轨。请解答以下问题：（1）与地面光学望远镜相比，空间望远镜开展天文观测有哪些核心优势？（4分）（2）请列举巡天空间望远镜至少3项核心科学目标。（6分）3.（10分）月全食是公众关注度最高的天象之一，请结合所学天文知识解答以下问题：（1）为什么月全食发生时，月球并不会完全从视野中消失，而是会呈现暗红色的“红月亮”状态？（5分）（2）月食一定发生在农历满月（望日），但为什么并不是每个农历月都会出现月食现象？（5分）参考答案一、单项选择题1.B解析：2025年3月14日月全食发生于北京时间下午时段，我国大部分地区处于白天，无法观测；3月29日、9月21日的两次日偏食的可见区域均不覆盖我国境内；9月7日月全食发生于凌晨时段，我国全境可见完整过程，观测条件最佳。2.B解析：2024年12月24日帕克太阳探测器飞抵距离太阳表面约610万公里的位置，较最初设计的最近飞掠距离近6万公里，创造人类探测器抵近太阳的最近纪录，飞掠期间最高速度达到69.2万公里/小时。3.D解析：巡天空间望远镜大部分时间将在与空间站共轨的独立轨道上开展巡天观测，每间隔一段时间对接空间站进行燃料补给、设备维护与升级，并非长期停靠于空间站舱段。4.A解析：嫦娥六号着陆点位于月球背面南极-艾特肯盆地的阿波罗撞击坑边缘，是人类首个在月球背面实施采样返回的探测任务，采集的1935.3克月壤样品为研究月球深部物质组成、早期撞击演化历史提供了关键素材。5.A解析：秋季四边形由飞马座α（室宿一）、飞马座β（室宿二）、飞马座γ（壁宿一）和仙女座α（壁宿二）四颗亮星组成，其中仙女座α是仙女座的最亮星。6.A解析：2025年10月木星冲日时，木星视运动位置位于金牛座天区，与昴星团距离较近，观测条件极佳。7.C解析：全球海平面上升是全球气候变暖导致的冰川融化、海水热膨胀的长期累积效应，与太阳活动峰年的短期活动无直接关联；其余选项均为太阳活动峰年的常见空间天气效应。8.C解析：恒星演化理论表明，初始质量小于8倍太阳质量的恒星最终演化成白矮星，8-25倍太阳质量的恒星核心坍缩后形成中子星，初始质量大于25倍太阳质量的恒星核心坍缩后会形成恒星级黑洞。9.C解析：东方苍龙七宿包括角、亢、氐、房、心、尾、箕七个星宿；觜宿属于西方白虎七宿。10.C解析：北京时间是协调世界时（UTC）加8小时对应的东八区区时，通过原子时计量并定期插入闰秒以匹配地球自转速率，并非纯原子时或基于地球自转的世界时，也不是恒星时系统。11.C解析：2025年象限仪座流星雨极大时为农历腊月初五，月相为上蛾眉月，约21时即落下地平线，后半夜观测无月光干扰；该流星雨辐射点位于原象限仪座（现牧夫座与天龙座交界天区），母体为小行星2003EH1，全年ZHR最高的流星雨为双子座流星雨。12.A解析：望远镜放大倍率=物镜焦距/目镜焦距，代入数值750mm/5mm=150倍，符合观测需求。13.B解析：TRAPPIST-1是一颗光谱型为M8V的超冷红矮星，质量约为太阳的9%，表面温度约2560K，周围已确认存在7颗类地大小的行星。14.A解析：普朗克卫星2018年发布的宇宙微波背景辐射观测结果显示，哈勃常数测量值为67.66±0.42km/s/Mpc，是当前早期宇宙测量得到的最精确哈勃常数值。15.C解析：SNC型无球粒陨石（包括辉玻无球粒陨石、辉橄无球粒陨石、纯橄无球粒陨石）的同位素组成与火星大气探测结果匹配，被确认来自火星表面。16.B解析：木卫一因与木星、其他木卫的潮汐相互作用产生极强的内部潮汐加热，是太阳系火山活动最剧烈的天体，表面分布着400余座活火山。17.A解析：春分点是天球赤道与黄道的升交点，对应的赤道坐标为赤经0h、赤纬0°，春分时刻太阳恰好运行至春分点位置。18.A解析：天问二号的探测目标为近地小行星2016HO3，将实施伴飞、采样并将样品返回地球，后续将借力飞向主带彗星311P开展环绕探测；小行星贝努是美国OSIRIS-REx任务的采样目标，小行星龙宫是日本隼鸟二号任务的采样目标，67P彗星是欧空局罗塞塔号任务的探测目标。19.A解析：根据盖亚卫星的高精度测量，仙女座大星系距离地球约254万光年，通常近似表述为250万光年。20.C解析：日全食全食阶段，太阳光球层被月球完全遮挡，日冕亮度约与满月相当，可直接用肉眼安全观测；普通墨镜减光率不足，无法用于太阳观测；无减光措施通过望远镜观测太阳会对视网膜造成永久性灼伤，即使采用投影法也需严格规避光路直射。二、多项选择题1.ABCD解析：本次月全食从初亏到复圆的时间段为北京时间1:30-4:54，我国全境处于夜半球，可观测完整过程；食甚时月球位于宝瓶座与双鱼座交界的黄道带；月全食时地球大气折射的红光进入本影照射月球，形成红月亮；月食期间月球在黄道带运行，可能出现掩恒星现象。2.ABC解析：我国古代记载的“客星”天象包含新星、超新星、彗星等多种天体，并非全部为超新星爆发，其余选项表述均符合史实。3.ABC解析：红巨星表面温度较低，光谱型多为K型、M型；O型、B型恒星为高温蓝白色恒星，多为主序阶段的大质量恒星。4.ABC解析：深空天体普遍表面亮度较低，过高的放大倍率会进一步降低视面亮度，反而无法看清结构，需根据目标大小选择合适倍率的目镜，并非越高越好；其余选项均为提升观测效果的有效措施。5.ABC解析：钱德拉X射线天文台以观测宇宙中高温X射线天体（如黑洞、星系团、超新星遗迹）为核心目标，并非专门用于太阳观测；其余三个探测器均为专门的太阳物理观测平台。6.ABC解析：天文学上黄道共穿过13个星座，蛇夫座是黄道穿过但不属于传统黄道十二宫的星座，金牛座、天蝎座均为黄道星座；北冕座位于北天，距离黄道较远，无黄道穿过。7.ABC解析：水星几乎没有浓密的大气层，表面大气压不足地球表面的万亿分之一；拥有浓厚二氧化碳大气层、表面气压为地球90倍的行星是金星。8.ABCD解析：2025年9月7日月全食的全食阶段为北京时间2:42-3:43，无需通宵即可观测；7月22日金星达到东大距前的最亮时刻，傍晚西方可见；8月13日英仙座流星雨极大时为农历六月十九，亏凸月约21时升起，前半夜无月光干扰；12月14日双子座流星雨极大时为农历十月二十四，残月约0时后升起，前半夜观测无月光影响。9.ABCD解析：以上关于银河系结构的表述均符合当前天文观测结论。10.ABC解析：脉冲星发现获得1974年诺贝尔物理学奖，宇宙加速膨胀发现获得2011年诺贝尔物理学奖，引力波直接探测获得2017年诺贝尔物理学奖；人类首张黑洞照片发布于2019年，相关成果未单独获得诺贝尔物理学奖。三、简答题1.参考答案：（1）天体时角的计算公式为：时角t=地方恒星时S-天体赤经α，代入数值S=23h10m，α=23h，可得时角t=10m，即2.5°，说明月球刚过上中天10分钟，位置靠近正南方向。（3分）（2）天体地平高度的计算公式为sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost，其中φ为观测点纬度40°N，δ为天体赤纬-3°，t为天体时角2.5°，cost≈0.999≈1，代入数值：sinh=sin40°×sin(-3°)+cos40°×cos(-3°)×1≈0.64×(-0.05)+0.77×0.999≈-0.032+0.769=0.737，对应地平高度h≈47°。（5分）由于时角仅为10分钟，说明月球位于正南方向略偏西的位置，地平高度约47°，属于观测条件较好的高空位置。（2分）2.参考答案：