1、2003 年全国中学生天文奥林匹克竞赛 决赛 高年组试卷 （ 2003 年 7 月 5日 北京） 姓名 _ 出生日期： _年 _月 _日 所在学校、年级： _ 每题 10 分。请用发的答题纸答卷，自己编页码，每页注明考生姓名。注意事项见另页说明。 可能用到的常数或者数值： 光速 c=3108 m/s 万有引力常数 G=6.6710 -11 m3/kg/s2 地球半径 6400 km 太阳半径 7105 km 太阳质量 21030 kg 地球质量 61024kg sin 23.5= 0.399 ， cos 23.5= 0.917 arcsin 0.387 = 22.8 ， arccos 0.38
2、7 = 67.2 ， arctg 0.387 = 21.1 当 |x|公里 /秒 ,视向速度平方的平均值为 (公里 /秒 )2. 它们的赤经 变化的平均值为每年 角秒 ,赤经变化的平方的平均值为 (角秒 /年 )2. 求这个球状星团到我们的距离 (以秒差距为单位 )。 9. 在天文中常用面星等来表示面源的亮度 . 如果我们在某波段观测到一个面源(如星系 )上某个区域每平方角秒的流量和一颗在该波段视星等为 m的恒星流量相同 , 我们就说面源的这个区域的面星等为每平方角秒 m 等或 m 等 /平方角秒 . 仙女座星系距离我们约 750kpc, 现观测到它的一个星团与其核球上某个区域落在了同一视线方
3、向 , 测量得到它们迭加起来的面亮度为 19 等 /平方角秒 . 分析表明这个星团 和银河系里距离我们为 7.5kpc 的一个面亮度为 20 等 /平方角秒的星团类似 . 请问仙女座星系核球那个区域本身的面亮度是多少等 /平方角秒 (只需要把式子列出 ,不必计算最终结果 )? 10. 太阳的寿命大约是 100 亿年 , 主要在主序阶段度过 , 其它阶段 (如红巨 星阶段 )相比起来很短暂 . 在主序阶段的恒星的光度 L和恒星的质量 M 有很好的关系 ,大致是 L正比于 M3.5. 请估计一颗两倍太阳质量的恒星的寿命 . 11. 探测太阳系外行星系统的一种方法是视向速度法 . 由于恒星和其行星绕
4、 它们的质心做周期转动 , 恒星的视向速 度会发生周期性变化 , 这样引起的多普勒效应可以通过对恒星进行光谱观测而探测到 . 如果有一颗一个太阳质量的恒星 ,它有一颗行星距它 5AU, 质量大约是这颗恒星的千分之一 (类似于太阳 -木星系统 ), 那么这颗恒星视向速度变化的幅度最大有多少 ? (假定圆形轨道 ). 如果是类似太阳 -地球系统呢 ? 12. 给出图一中各星座的名称，并在图上画出以下天体的位置： M13, M51, M81, M101；北天极，北黄极，北银极。给出 JBO 流星雨的名称并在图中画出 JBO 极大时辐射点的位置。 13. 指出图二中三个黄道星座的名称。在图上标出黄道和
5、天赤道的位置。给出图上最亮的四颗恒星的星等和它们分别按西方习惯（比如：天琴座 ）和中国传统惯例（比如：织女）的中文名称。 14. 推算今天晚上 12 点的地方恒星 时。如果今晚在北京郊区进行光学观测，给出选择观测天体的大致的坐标范围。 15. 今晚 12 点在北京观测火星，它的地平高度、方位角（从南点起算）、赤经、赤纬、亮度、所在星座各是多少？下一次 火星大冲的时间是什么时候，当时火星在什么星座？当天晚上12 点在北京观测它的地平坐标、赤道坐标和黄道坐标分别是多少？ 2003 年中国天文奥林匹克竞赛 预赛 试卷 参考数据 : 北京的地理纬度 : 北纬 40 度。方位角从南点起算。 01. 在天
6、球上两个天体之间的距离的量度单位是 ( ) 。 (A) 光年 (B) 秒差距 (C) 天文单位 (D) 角度单位 02. 下面哪一个天体我们不可能在天赤道上看到？ ( ) (A) 天狼星 (B) 水星 (C) 月亮 (D) 太阳 03. 2003 年的春节是 2 月 1 日 。那么 2003 年 3 月 3 日 月亮上中天的时间是 ( ) 。 (A) 半夜 (B) 日出时 (C) 中午 (D) 日落时 04. 日环食一定发生在公历某月的 ( ) 。 (A) 1 日 (B) 15 日 (C) 可能是任何一天 (D) 不可能发生日环食 05. 一年中在北纬 20 度的地方能够观测到的天体的赤纬的范
7、围是 ( ) 。 (A) +20 到 +90 (B) -20 到 +90 (C) -70 到 +90 (D) 以上都不对 06. 如果在夏至的时候发生月全食 , 那当时月亮的赤纬大致是（ ）。 (A) 0 度 (B) -23 度 (C) +23 度 (D) 以上都有可能 07. 每年 3 月中下旬在北京中午 12 点看到的太阳的地平高度大致是 ( ) 度。(A) 23 （ B ） 40 (C) 50 (D) 75 08. 如果月食发生在凌晨 6 点 , 那当时月亮的方位角大致是 ( ) 度。 (A) 0 (B) 90 (C) 180 (D) 270 09. 3 月 21 日 世界时 6 时东经
8、 90 线处的地方恒星时大致是（ ）小时。 (A) 0 (B) 6 (C) 12 (D) 18 10. 我国正在建造的 LAMOST 望远镜的等效口径大概是 ( ) 米。 (A) 0.6 (B) 4 (C) 10 (D) 100 米 以上 11. 以下天体按离太阳由近到远排列次序正确的是 ( ) 。 (A) 地球、火星、北师大星 (B) 月球、地球、木星 (C) 地球、月球、北师大星(D) 上面三个都不对 12. 在地球上不可能观 测到 ( ) 。 (A) 日偏食 (B) 日环食 (C) 月偏食 (D) 月环食 13. 天文单位的定义是（ ）。 (A) 相对日地张角为一个角秒的天体的距离 (B
9、) 光线一年时间里传播的距离 (C) 地球到太阳的平均距离 (D) 光线从太阳到地球所需的时间 14. 恒星在天球上投影的角距离与它们彼此之间的实际距离的关系是（ ）。 (A) 没有关系 (B) 近似成反比 (C) 近似成正比 (D) 可以通过球面三角的公式推出 15. 中秋节时月亮升起的时间是 ( ) 。 (A) 半夜 (B) 日出时 (C) 中午 (D) 日落时 16. 国家天文台的大多数光学望远镜属于（ ）。 (A) 折射式望远镜 (B) 反射式望远镜 (C) 折反射式望远镜 (D) 地平式望远镜17. 一年中在北极能够观测到的天体的赤纬的范围是（ ）。 (A) 0 到 +90 (B)
10、-50 到 +50 (C) -50 到 +90 (D) -90 到 +90 18. 在月全食期间发生月掩恒星的现象，那么掩星开始于月球的 ( ) 。 (A) 东侧 (B) 西侧 (C) 有的时候在东 侧，有的时候在西侧 (D) 不可能发生月掩星 19. 月全食后期生光到复圆阶段，如果月亮的方位角是 90 ，则看上去（ ）。(A) 月亮的上边是亮的 (B) 月亮的下边是亮的 (C) 月亮的左边是亮的 (D) 月亮的右边是亮的 20. 下面哪一个天体我们总能在黄道上看到？（ ） (A) 北极星 (B) 太阳 (C) 月亮 (D) 小行星 21. 以下哪一组星座是在北京秋天的夜晚可以看到的？（ ）
11、(A) 仙后座、英仙座、飞马座 (B) 猎户座、狮子座、剑鱼座 (C) 水蛇座、双子座、小 熊座 22. 假如地球轨道上有一颗没有自转的小行星 , 那它上面某个地方昼夜交替的周期按照地球的时间单位是 ( ) 。 (A) 没有昼夜交替 (B) 一天 (C) 一个月 (D) 一年 23. 某恒星，在一个月前于晚上 10 时升起，问该恒星今天大约在晚上（ ）升起。 (A) 8 时 （ B ） 10 时 (C) 12 时 （ D ） 不是在晚上升起 24. 地理纬度北纬 42 0 处，天顶点的赤纬等于（ ）。 (A) 42 (B) 48 （ C ） 67 .5 (D) 90 25. 在纪元前 1100
12、 年左右，中国天文学家已求得夏至日正午太阳地平高度等于79 07 ，而在冬至日为 31 19 （在天顶南面）。观测地点的纬度为（ ）。 (A) 34 47 (B) 47 48 （ C ） 55 13 (D) 79 07 26. 经过 13000 年后，春分点将位于（ ）星座。 (A) 室女 （ B ）狮子 (C) 白羊 (D) 大熊 27. 若双星仙女座 星的两子星的目视星等分别等于 2.28 和 5.08 ，该双星总的目视星等 为（ ）。 (A) 1.57 (B) 2.2 (C) 2.8 （ D ） 7.36 28. 火星离地球最近时的角直径为 24” ，用 F= 19.5 米 的折射望远镜
13、所摄得的火星像的直径为（ ）毫米。 (A) 0.24 (B) 2.27 (C) 8.68 (D) 13.61 29. 若使 4 等星的距离减少一半，它的视星等将变为（ ）等。 (A) 1.5 (B) 2.0 （ C ） 2.5 (D) 8.0 30. 设某恒星实际温度不变（即恒星单位面积亮度不变，而表面发生周期性脉动）。在脉动 时，恒星的最大和最小半径之比为 2 ： l 。此恒星总亮度的变幅为（ ）星等。 (A) 1.5 （ B ） 2 (C) 4 (D) 6 31. 设 10 等至 11 等的恒星的数目为 546000 个，约（ ）个 0 等星能替代所有 10 等至 11 等的恒星的数目所发
14、生的亮度。 (A) 小于 4 (B) 34 （ C ） 350 (D) 大于 1000 32. 在恒星光谱中，显示出波长等于 422.7nm 的钙线向光谱的紫端移动了 0.07nm 。此恒星沿视线方向的运动速度为（ ）千米 / 秒 。 (A) 25 （ B ） 50 (C) 70 (D) 600 33. 夏威夷的莫纳克雅山上坐落着著名的凯克望远镜，它的口径为 10 米 ，那么它能够看到的极限星等是 ( ) 。设肉眼能看到的极限星等为 6 等，瞳孔直径为 6 毫米 (A) 约 15 等 (B) 约 18 等 (C) 约 22 等 (D) 约 28 等 34. 织女一的视向速度等于 -14 公里秒
15、，自行每年 0” .348 ，视差为 0” .124 。 织女一相对于太阳的总的空间速度为（ ）千米 / 秒。 (A) 14 （ B ） 19 (C) 37 (D) 大于 50 35. 已知某恒星的温度 T=3100K ，而绝对星等 M= -4.0 ，它的半径约为太阳的（ ）倍。 ( 提示：太阳的温度 T=5700K ： ) (A) 197 （ B ） 350 (C) 480 (D) 大于 1000 36. 十一世纪，在波斯曾试用的一种历，系以 33 年为一循环作为该历的基础；在这个循环中，包含 25 个平年和 8 个闰年。试确定波斯历年的长度为（ ）日。 (A) 365.2422 （ B ）
16、 365.2424 (C) 365.2425 (D) 365.2428 37. 1931 年 Karl Jansky 用它的射电望远镜探测到了来自地球以外的射电信号，这个信号每天（ ） 4 分钟到达，说明它不是来自太阳，而是太阳系外天体。(A) 提前 （ B ） 推迟 (C) 不提前也不推迟 38. 月球上想像的居民在地球满月的时候看到的地球是（ ）。 (A) 朔 (B) 上弦 （ C ）望 (D) 下弦 39. 根据牛顿万有引力定律，两物体之间的引力与它们的距离的平方成反比。因此，例如当你远离地球时，地球对你的引力 将逐渐减弱。现在我们假设相反的情形，即两物体之间的引力与它们的距离的平方成正
17、比，那么月球绕地球环行将 ( ) 。 (A) 可能发生，并与现在的情况一致 (B) 可能发生，但与现在的情况不同 (C) 不可能发生，月球将不再做绕地轨道运动 (D) 不可能发生，月球将最终与地球撞在一起 40. 为了了解地外文明，科学家们计划首先发射一艘无人探测飞船，到半人马座 , 那么探测飞船需要的最小速度是 ( ) 千米 / 秒。 (A) 7.9 (B) 11.2 (C) 16.9 (D) 18.4 41. 关 于黑洞的质量，下列说法正确的是 ( ) 。 (A) 一定是无穷大 (B) 不一定是无穷大，但至少应该接近无穷大 (C) 不一定是无穷大，而且有可能质量相当小 (D) 大约 10
18、个太阳质量或以上 42. 我们假设一艘宇宙飞船以 0.5c （ c 为光速）的速度飞向某一行星，同时，该飞船在飞行中以每 2 分钟一次的频率向该行星发射固定的光信号，那么，对于行星上的观察者来说，看到的光信号频率将为 ( ) 。 (A) 等于 2 分钟 (B) 大于 2 分钟 (C) 小于 2 分钟 (D) 依赖于光信号的频率而定 43. 1675 年，丹麦天文学家罗默在观测木星较大的卫星木卫 1 的食时，发现在地球远离木星时观测比在地球靠近木星时观测到的木卫 1 的食的时间要滞后大约 1000 秒左右，利用这个观测结果，我们可以推算出 ( ) 。 (A) 地球绕太阳的轨道运动速度 (B) 木
19、星绕地球的轨道运动速度 (C) 木卫 1 绕木星的轨道运动速度 (D) 光的速度 44. 在地球绕太阳的环行运动中，假设在某一时刻，太阳和地球之间的引力由于某种原因突然消失，那么关于地球运动的说法，下列正确的是 ( ) 。 （注 ：开普勒第二定律：行星的向径（从太阳中心到行星中心的连线）在相等的时间内扫过的面积相等。） (A) 地球将不再沿椭圆轨道运行，开普勒第二定律也将不再成立 (B) 地球将不再沿椭圆轨道运行，但开普勒第二定律仍将成立 (C) 地球将继续沿椭圆轨道运行，但开普勒第二定律不再成立 (D) 地球将继续沿椭圆轨道运行，但开普勒第二定律仍将成立 45. 假设登陆火星后，我们在火星上
20、发射一艘宇宙飞船返回地球，那么宇宙飞船的速度应至少是 ( ) 千米 / 秒。 (A) 3.5 (B) 5.0 (C) 7.9 (D) 11.3 46. 如果由地球发射宇宙飞船，在人为因素一致的情形下，在下列那个地点发射宇宙飞船耗费的能源最少？ ( ) (A) 海南岛 (B) 上海 (C) 北京 (D) 西昌 47. 黄道十二宫中，太阳在 ( ) 停留时间最短？ (A) 人马座 (B) 双子座 (C) 白羊座 (D) 室女座 48. 假设不远的将来，低轨洲际火箭将可以投入载客旅行，那么从北京到纽约旅程的时间将可能被缩短为 ( ) 。 (A) 1 分钟以内 (B) 1 小时以内 (C) 2 至 5
21、 小时 (D) 24 小时以上 49. 假设两颗星具有相同的绝对星等，若两颗星距地球的距离相差 100 倍，那么两颗星的目视星等相差 ( ) 等。 (A) 5 (B) 10 (C) 15 (D) 100 50. 我们在地球上一直无法看到月球的背面，是因为 ( ) 。 (A) 月球并不作自转运动 (B) 月球自转周期与地球自转周期相同 (C) 月球自转周期与围绕地球公转的周期相同 (D) 以上皆错 2005 年全国中学生天文奥林匹克竞赛预赛试卷及答案（高年组标准卷） 2005 年 3 月 19 日 14:10-15:30 准考证编号 _ 姓名 _ 出生日期： _ 年 _ 月 _ 日 01. 中国
22、月球探测计划的名称是（ ）。 (A) 神舟 (B) 嫦娥 (C) 飞天 (D) 夸父 (E) 不知道 02. 在土卫六着陆的探测器的名字是（ ）。 (A) 卡西尼 (B) 惠更斯 (C) 钱德拉 (D) 深入撞击 (E) 不知道 03. 在 2004 年的第九届国际天文奥赛上，中国队获得（ ）块奖牌。 (A) 0 (B)2 (C) 4 (D) 5 (E) 不知道 04. 截止到 2005 年 3 月中旬，发现过 SOHO 彗星的中国人有（ ）位。 (A) 2 (B) 4 (C) 5 (D) 至少 6 (E) 不知道 05. 截止到 2005 年 3 月中旬，由中国人发现并获得命名的彗星有（ ）
23、颗。 (A) 0 (B) 1 (C) 5 (D) 8 (E) 不知道 06. 北京天文馆新馆落成的时间是（ ）。 (A) 2003 年 5 月 (B) 2003 年 10 月 (C) 2004 年 12 月 (D) 2005 年 2 月 (E) 不知道 07. 天文爱好者杂志目前是（ ）。 (A) 周刊 (B) 月刊 (C) 双月刊 (D) 季刊 (E) 不知道 08. “ 蟹状星云 ” 在梅西叶星云星团表中的编号是（ ）。 (A) M1 (B) M7 (C) M44 (D) M81 (E) 不知道 09. 蜂巢星团（鬼星团）位于（ ）。 (A) 巨蟹座 (B) 室女座 (C) 双子座 (D)
24、金牛座 (E) 不知道 10. 从地球上看，以下哪些天体在天球上的角距离最近？（ ） (A) M44 和 M67 (B) M31 和 M110 (C) M33 和 M34 (D) M41 和 M42 (E) 不知道 11. 银河在以下哪两个相邻的星座之间（ ）穿过？ (A) 武仙座和北冕座 (B) 大熊座和小熊座 (C) 双子座和猎户座 (D) 南鱼座和宝瓶座 (E) 不知道 12. 北斗七星大多数的亮度约为（ ）。 (A) 0 等左右 (B) 2 等左右 (C) 3 等左右 (D) 4 等及以上 (E) 不知道 13. 北斗七星在天空中所占的角度大约是（ ）度。 (A) 小于 5 (B) 10 (C) 25 (D) 至少 35 (E) 不知道
