1、2011年“開信杯”廣東省第七屆中小學生天文奧林匹克競賽試題（高年組）準考證編號 姓名學校出生日期： 年 月 日注意事項：1、本卷為閉卷考試，請答卷人按照自己的真實水平獨立完成。在監考老師宣布考試結束時 應停止答卷。交卷時請將試卷部分和答題卡分開交回。2、選擇題全部為 單項選擇 ，選擇一個最接近正確的答案，答錯不扣分。用 2B 鉛筆將答題 卡上相應的答案選框 涂黑涂滿 ，并用鋼筆或簽字筆寫上姓名、學校、考號等個人信息。切記 勿用鋼筆、圓珠筆或自動鉛筆涂答題卡，以免影響成績。3、總分 100 分，每題 2 分，考試時間 90 分鐘。4、比賽結果將在廣東天文學會網站 HYPERLINK 公布。20

2、11 年 9 月，天文學家利用美國宇航局開普勒太空望遠鏡發現了一顆奇特的行星 Kepler-16b ，它的質量和土星相當，是迄今為止發現的第一個圍繞兩顆恒星繞轉的行星，周 期是 229 天。這顆行星是靠（ B ）方法發現的。A 直接捕捉行星本身的光B 行星凌星，觀測恒星亮度變化C 監測恒星光譜變化D 監測恒星位置變化提示：據 NASA 的報導，對這顆星采用了行星凌星的方法。對這個行星系統，視線近似位 于行星的公轉軌道， 會出現凌星現象， 即行星會擋住恒星一部分的現象， 引起恒星亮度的變 化，并且是周期性的。關于答案 A 所講的方法，通常行星靠反射恒星的光發光，但由于到地球的距離遠遠大 于太陽系

3、內行星的距離，因此亮度非常弱，現有的望遠鏡很難直接看到太陽系外的行星。答案 C 的方法是目前發現太陽系外行星最多的方法。主要原理是，由于受到行星引力 的影響，恒星會圍繞恒星 -行星的公共質心旋轉，速度很小，但會引起恒星光譜中譜線的紅 移、藍移。通過觀測恒星光譜中譜線的周期性變化，從而確定行星的信息。答案 D 的方法很難，原因是恒星圍繞質心晃動的軌道半徑很小，必須有極高空間分辨 率的望遠鏡才有可能分辨。 作為練習， 可以設想有一個木星那么大的天體圍繞太陽運動， 距 離為 1個天文單位。太陽到質心的距離 r1 和木星到質心的距離 r2, 滿足 M*r1=m*r2, 其中 M 表示太陽質量， m 表

4、示木星質量，日木距離 r1+r2 1.5 億公里。由于質量比 M/m 約一千， 故 r1 大約 150000 公里， 即太陽繞質心的軌道直徑大約 30 萬公里。 如果 10 光年以外有這樣 的系統， 那么 30 萬公里對地球張的角度大約 610-4角秒。 現有的光學望遠鏡達不到這么高 的分辨率，例如，哈勃太空望遠鏡的分辨率只有 0.05 角秒。2011年 11月 1日（ B ）飛船點火升空，成功進入預定軌道。11月 3日凌晨飛船與天宮一號實現連接，形成組合體，中國載人航天首次空間交會對接試驗獲得成功。A 神舟七號 B 神舟八號 C 神舟九號 D 神舟十號天宮一號于 2011年 9月 29 日在

5、酒泉衛星發射中心發射， 下面哪條不是它的任務 （ D ）。 A 與“神舟”飛船配合，完成空間交會對接 B 進行空間站的技術驗證，為中國未來建造 空間站奠定技術基礎 C 開展空間科學實驗研究 D 作為嫦娥探月飛船的中繼站2011 年諾貝爾獎授予三位天文學家，以表彰他們對超新星的觀測揭示了（ A ）。 A 宇宙加速膨脹 B 超新星爆發機制 C 超新星與黑洞形成的關系 D 恒星演化過程11 月 9 日，我國“螢火一號”火星探測器搭載在俄羅斯“福布斯土壤”探測器內部， 在哈薩克斯坦拜科努爾發射升空。迄今，人類已經向火星發射了近（ C ）顆探測器。 A 10 B 25 C 45 D 65今年處于太陽第

6、24 活動周的上升期，太陽活動加劇，是觀測黑子和日珥的好時機。太陽 活動有一定的周期性， 一個太陽活動周從太陽寧靜年開始。 那么太陽活動周最初是從哪一年 算起的？（ C ）A 1640 年 B 1747 年 C 1755 年 D 1800 年提示： 太陽活動平均周期為 11 年左右， 按完整的 24 周往前推算， 2011-24 11=1747 年。但 一個周期從太陽寧靜，即太陽活動顯現最弱時開始，今年處于上升期，可以推斷 2011 年大 概位于第 24 周開始后的三、四年時間（注意峰年到寧靜年平均約 5-6 年）。因此，上述按 24 個完整周期推算多算了七、八年，要從 1747年往后推這么久

7、，所以 C 最接近。實際上， 1755 年確實歷史上規定的太陽活動周的起算年。11 月 4 日，中國志愿者王躍和其他國家的 5 名同伴結束了長達（ A ）天的往返火星與 地球的模擬試驗，走出模擬飛船“返回地球” 。至此，由來自中國、俄羅斯、法國和意大利 志愿者共同參與的人類首次模擬火星載人飛行試驗獲得圓滿成功。A 520 B 620 C 720 D 820今年可以在我國境內觀測到的月全食有兩次，分別是 （ D ） 。 A 6月 16 日 和 11月 25 日B 6 月 1日和 12 月 10 日C 6 月 15 日和 7 月 1 日D 6月 16 日和 12 月 10 日9木星公轉軌道略呈橢圓

8、形，今年 3 月 18 日木星位于近日點，去年沖日發生于 9 月 21 日，今年沖日發生于 10月 29 日，哪次沖日木星到太陽的距離更遠？（ B ）A 9 月 21 日 B 10 月 29日 C 兩次相同 D 不確定，具體要查表 提示：計算兩次沖日距離近日點的時間差，今 年沖日比去年沖日的時間差更大。由橢圓軌道 的幾何性質可知，今年沖日那一天木星距離太 陽更遠。（如下示意圖，夸張的比例）據 2011 年 8 月的報導，天文學家利用赫歇爾空間天文臺在獵戶座恒星形成區發現了 （ D ），首次證實了太空中存在著這種廣泛分布于地球大氣中的物質。A 氮分子 B 水分子 C 二氧化碳分子 D 氧分子接近

9、土星質量的 “行星”，2011年 5 月，日本天文學家宣布觀測到了銀河系中自由漂浮的、它們周圍沒有恒星。 對這類天體的觀測利用了微引力透鏡效應。 這種效應是指， 一前一后兩 個天體， 當二者和地球近似位于一條直線時， 較遠的背景天體發出的光經過較近的前景天體 邊緣， 受前景天體引力的影響而發生偏折， 從而使背景天體的亮度發生了微弱的變化。 下面 哪種情況和這里的情形本質上相同？（ B ）A 恒星接近地平線時，真實位置與視位置的差別比恒星上中天時更大B 日全食時，日面邊緣的恒星在天球上的位置發生微小的變化C 相隔半年，觀測到一些恒星在天球上的位置發生了變化D 通過望遠鏡看月面，用很高倍率的目鏡觀

10、察時，月面邊緣不停的抖動提示：答案 A ，接近地平方向大氣厚，折射角度大答案 B ，太陽的引力使得星光發生的微小的偏離。1919 年英國天文學家愛丁頓為驗證愛因斯坦廣義相對論對星光偏折的預言，去非洲做了日全食觀測。答案 C，由于地球位置變化，鄰近天體有明顯的三角視差。答案 D，實際上是大氣的抖動中國目前擁有的南極隕石數量達到了（ A ）多塊。A 10000 B 5000 C 1000 D 6002011 年5月 16日，“阿爾法磁譜儀 2”搭乘美國“奮進號”航天飛機升空，其中有中國 研制的大型永磁體。 阿爾法磁譜儀實驗是由華人科學家丁肇中領導的國際合作項目， 旨在尋 找宇宙中的（ C ）。A

11、暗能量和暗物質B 磁單極子 C 反物質和暗物質D 原初黑洞天文愛好者通過運行電腦屏幕保護程序就能參與地外文明信號搜尋的科學實驗計劃是 （ B ）。A Einsteinhome B SETIhome C SKA （ 平方公里陣 ） D WWT （萬維望遠鏡）今年是法國天文學家勒威耶誕辰200 周年，他最著名的天文發現是（ A ）。A 應用牛頓力學計算出了海王星的軌道，并預言了其位置B 通過天文觀測發現了海王星C 應用牛頓力學計算出了天王星的軌道，并預言了其位置D 通過天文觀測發現了天王星哪一種稀有氣體最早是由天文學家從太陽光譜中發現的？（ A 氬 B 氦 C 氪 D 氖太陽風是從太陽大氣中拋射出

12、的高速帶電粒子，下面所列哪個現象和太陽風無直接關 系？（ C ）A 彗星形成反向太陽延伸的彗尾 B 地球上的極光 C 黃道光 D 地磁場的磁暴 提示：太陽風對彗尾造成壓力，使彗尾方向太陽延伸。太陽風帶電粒子被地球磁場俘獲后， 圍繞磁力線向南北極區運動，和高層大氣分子、原子碰撞，產生極光。強烈的太陽風會引起 地球磁層的擾動， 導致磁暴， 干擾短波通訊。 黃道光黃道面上分布的塵埃散射太陽光形成的， 和太陽風無關。太陽風來自太陽的哪一層（ D ）。A 輻射區 B 光球 C 色球 D 日冕小明在木星沖日當天觀測了一次木星掩食木衛一，記錄下了發生的時刻。經過三個月 后，他決定再觀測一次，于是按照木衛一圍

13、繞木星的公轉周期42.5 小時進行推算，得到掩食在接近子夜的某個時刻再現，便提前 20 分鐘守在望遠鏡前。會發生什么情況？已知木衛 一公轉軌道非常接近圓形，公轉方向由西向東。木星距離太陽約 5.2 天文單位。（ D ）A 掩食比預計時刻推遲了約 B 掩食比預計時刻提前了約 C 掩食比預計時刻推遲了約 D 掩食比預計時刻提前了約 提示：如右圖， A 為太陽，10 分鐘，10 分鐘，1 個小時， 1 個小時， B 為木星，小明當夜可以觀測到 小明當夜可以觀測到 小明當夜還可以觀測到 小明當夜觀測不到 地球開始位于 F，看到掩食時木衛一位于 D ，三個月后地球位于 C，掩食發生時木衛一 位于 E，由

14、于木星繞太陽公轉要 11 年多，因此三個月木星走過 的角度遠小于地球走過的角度 （從 F到 C 走過 90度），故忽略木 星的軌道運動，假設 3 個月后木星仍在 B 。看起來幾個答案的差別較大，為快速求解， 近似，且不用計算器。面的計算做了按前后文意思， 小明按照 42.5 小時的周期推算， 意指小明認 為掩食相隔 42.5 小時，即第二次看掩食，小明認為木衛一在 D。有兩個因素會影響觀測掩 食的時間，一是地球位置的變化，使第二次發生掩食時木衛一實際上在 E，比 D 提前了 t1 時間；二是地球到木星的距離發生了變化，即 CB 比 FB 長，由于掩食現象靠光傳遞信息， 所以第二次掩食，光走 C

15、B 的距離需更長時間，導致看到掩食的時間推遲了t2 時間。下面分別計算 t1 和 t2 。直角三角形 ABC 中，tg ABC=AC/AB=1/5.2 0.2。由于角度較小時， tg ABC ABC， 其中角度值是弧度單位下的數值 （例如 30 度的正切值是 0.58，角度值為 0.52 弧度，很接近）， 所以 ABC 0.2 弧度。則木衛一運行到 E比到 D 提前了 t1=42.5（DBE/2 1.3 小時第二個因素， 由于 AB 是 AC 的 5.2 倍，粗略估計， BC 與 AB 相差不大， 即 BC5.2AU， 大約比第一次掩食的木地距離 FB=4.2AU多 1AU。光傳播 1AU需要

16、約 8分鐘,即 t2 8分鐘。 t1 和 t2 抵消一部分， 1.3 小時-8 分鐘，仍然提前 1個多小時，因此答案 C和 D的前半部分 符合， 小明錯過了這次掩食。 下一次掩食大約在 40 多個小時以后 （比軌道周期 42.5 小時略 小，道理同上面分析） ，因此小明當夜觀測不到，最終選D。精確計算，即使把三個月后木星位置的小的變化也考慮在內，仍不影響結論。太陽系八大行星中平均密度最高的是（ B ）。A 木星B 地球C 金星 D 火星太陽系中自轉最快的大行星是 （ C ）。A 水星B 地球C 木星 D 土星水蒸汽對天體的紅外和亞毫米波輻射吸收嚴重，大氣中的水汽含量是紅外、亞毫米波天 文臺選址

17、最重要的因素之一，下面哪個地方最適合建設上述天文臺？ （ C ） A 云南麗江 B 新疆烏魯木齊 C 南極冰穹 D 澳洲沙漠 提示： 目前全球水汽含量低的紅外、 亞毫米波天文臺臺址有智利高原的沙漠和南極， 南極冰 穹的水汽含量比前者更低。天文學家發現一顆恒星周圍有三顆行星a,b,c，測出它們的質量分別是 100倍, 2 倍和 10 倍地球質量， 公轉周期分別為 0.3 年，1.9 年和 0.8 年，它們到恒星中心的距離由近而遠依次 是 （ B ） 。A a b c B a c b C b c a D b a c 提示：按開普勒第三定律，距離恒星越遠，周期越長。如果沒學過這些，可以對比太陽系大

18、行星的公轉周期的常識。 行星質量遠小于太陽質量， 對軌道周期的影響可以忽略， 本題列出 質量是為了干擾。24. 今年農歷九月初九是10月 5 日，這一天對應的節氣是（A ）。A. 秋分B 霜降 C 寒露 D 重陽10 月 5 日距離秋分不足半個月。提示：可以用 9 月 23 日前后秋分為參照，進行推算。人們日常所用的時間是 （ C ） 。A 歷書時 B 真太陽時 C 平太陽時 D 恒星時下列城市 , 一年中白晝長度變化最大的是（ D ）。A 上海 B 廣州 C 海口 D 長春天文觀測發現下面哪個星云中孕育著新的恒星（ B ）。A 蟹狀星云 B 老鷹星云 C 啞鈴星云 D 貓眼星云2011 年

19、9月，歐洲科學家報導了中微子超光速的實驗結果。從瑞士的歐洲核子研究中心 實驗裝置中產生的中微子，穿行 730km 到達意大利 Gran Sasso 實驗室的中微子探測器，運 動時間比按照中微子以真空光速運動所需時間快了 60 納秒，這個實驗結果顯示，中微子速 度 v 比真空光速 c 快了多少，即 （v-c）/c= （ A ）？（“納秒”表示十的負九次方秒）-5 -4 -3 -2A 2.4810-5B 2.48 10-4 C 2.4810-3 D 2.4810-2提示：這是今年最令人吃驚的物理實驗，但是否真的超光速，還有待其它實驗驗證。距離L=730km ，設以真空光束 c 傳遞 L 的距離所需

20、時間為 t1, 以“超光速” v 傳遞時間為 t2, 有 t1-t2=60 納秒，即 L/c-L/v=60 納秒。帶入國際單位制下的數值，得到A 。“邵逸夫獎”由香港慈善家邵逸夫在 2002 年設立，有“東方諾貝爾獎”之稱。今年的 邵逸夫天文學獎授予了意大利和美國天文學家， 表彰他們證明了伽瑪射線暴來自宇宙學距離（來自宇宙各個方向，銀河系以外）A 宇宙大爆炸遺留下的高能天體C 黑洞吞噬氣體釋放能量的過程。伽瑪射線暴是（ B ）。B 超新星爆發的過程D 太陽風轟擊地球大氣層出現的高能現象第 30 題圖第 31 題圖第 32 題圖在赤道地區夜晚十點鐘左右，小明用魚眼鏡頭拍攝了一張全天照片，如 30

21、 題圖，一輪 滿月掛在天空，哪個方向為東？（ A ）A 1 B 2 C 3 D 4提示： 魚眼鏡頭能夠拍攝全天的照片， 這可以從圖上看出來。 赤道地區滿月升起的時間大概 在日落時分，即下午 6 時左右。晚上 10 點，月亮離天頂還有一段距離，位于東半天空。最 可能的答案是 1。其他答案的排除，可以通過數字和月亮畫一條直線，利用月亮更靠近東方 這一點排除。第 31 題圖是某流星雨爆發時拍攝到的流星軌跡（對照片顏色進行了處理） ，哪顆是群外 流星？（ C ）A 1 B 2 C 3 D 4 提示：群內流星來自同一個輻射點。輻射點的判斷是流星軌跡方向延長線的交點。圖中 3 明顯不通過輻射點，是群外流星

22、。在科幻電影 E.T.中，有如 32 題圖的鏡頭（為了清晰起見，對原圖作了處理，用圓弧 標出了月面的輪廓） ，月面中騎車的人到觀察者的直線距離大約多遠（假設人和車都是普通 尺寸）？（ C ）A 10 米B 100 米 C 1 公里 D 10 公里提示：從圖上看出觀察者直接面對著騎車的人和月亮。按正常人、車尺寸估計，車長和坐著 的人的高度大約都在 1.5 米左右。可以用尺（或更“原始”的辦法，用小紙片）量出車長大 約是月面直徑的 1/6左右。常識，月面直徑大約 30 角分，所以車對觀察者的張角大約 5 角 分。利用簡單的三角形關系或圓弧長于半徑的關系得到：距離頂角底邊，所以距離 =1.5 米/5

23、 角秒 1.5 米/（5/57/60/60）弧度 1（ km）。在天球上離銀河最遠的是（ B ）星座。A 、天鵝B、牧夫C、仙后D、天鷹黃昏觀測金星的最佳時間是金星處于（ B ）。A 、東方照B、東大距C、 西大距D、西方照ABCD觀測到一個雙星的亮度隨時間有如圖變 化。其中 a和 b 分別表示亮度減弱的兩個階 段，下列哪種圖像能解釋看到的現象 （ D ）？設視線都是從右向左。提示：亮度圖中雖然只列出了一組a,b，顯然這是周期性的，后面會交替出現a,b。圖中有幾點關鍵信息： （1）a到 b的時間間隔和從 b到 a的間隔不同，意味著兩顆星交替遮擋所需要 的時間不同； （2）a比 b 亮度減弱幅度

24、大，意味著 a是暗星擋住亮星的事件，而 b 是亮星擋 住暗星，亮度不變的時候表示兩顆星都能看到。在答案中有圓和橢圓軌道。注意到在 C 的情況下，從 b 到 a 的時間顯然多余從 a 到 b 的時間，而在 A 和 B 答案中，二者相等。綜合以上幾點，不難判斷選D 。蘇聯宇航員加加林于（ B ）年成為首個進入太空的人，同年，美國開始了載人登月 工程“阿波羅”計劃。A 1959 B 1961 C 1962 D 1969阿波羅宇航員在月球上照人物和月面景物的照片，天空背景沒有星星，最合理的解釋是（ C ）。A 由于登月通常是白天，陽光普照，天空處處明亮，掩蓋了星光B 星星的距離太遠，無法拍下來C 由于

25、月面和宇航員反射陽光，光線太強，不利于拍到星星D 受當時技術限制，照相機性能不佳提示： 由于攝影對象是人和景物， 相比星星和黑暗的天空要亮的多， 因此相機的曝光時間是 由人和景物決定的，通常很短，不足以拍到星星。有一種觀點，認為阿波羅登月是個騙局， 其中的理由之一就是題目所說的現象， 反對者認為難以理解， 其實完全可以得到合理的解釋。杜甫贈衛八處士詩中有“人生不相見，動如參與商” ，用參宿和商宿此起彼落， 不能同時見到， 比擬人生中摯友分散難得相見。 其中參宿在獵戶座， 位于天赤道兩側， 商宿在天蝎座，位于天赤道以南，二者赤經相隔約 180 度。但在下面哪些地方，參商 不相見就不成立了？（ C

26、 ）A 北極 B 北半球較低緯度地區， 如廣州 C 南半球緯度不是特別低的地區 D 南極 提示：在赤道地區， 赤經相隔 180 的天區可勉強同時出現在天空， 分別位于東方和西方地平， 一升一落。 在北半球， 位于南天， 赤緯是負值的天體東升西落經過的時間總小于 12 小時（對 應于轉過赤經 180 度所需時間） ，類似于冬天白晝短。由于商宿在天赤道以南，因此不能和 相隔 180 度，赤緯為 0 左右的參宿同時出現在夜空。然而，南半球的情況恰好相反，可以同 時看到。答案 D 只是答案 C 的一個特列，選 C 更全面。39. 仙后座中組成“W 形”的五顆星大約位于赤緯形”的地方有（D ）。A1B

27、1、 2C 3、4、 5D 4 、5+55度到+65度之間， 圖中完全看不到 “W提示：不難判斷，在南半球緯度大于 90-55=35 度的地方就完全看不到 W 形。從圖中找出大 致的圓心， 通過北京圓心連線， 可以看到 4，5 位于連線下方。 北京的緯度為北緯 40 度左右， 因此 4,5 緯度大于 40 度，符合條件。 3 的緯度應小于 35 度，這一點不難做圖判斷（如利用 等分弧長，或利用三角關系）有時會發生太陽系的大行星遮擋住恒星的事件，木星掩食恒星可能發生在下面哪個星 座？（ A ）A 天蝎座 B 天琴座 C 仙后座 D 北冕座 提示：木星和黃道星座中的天體可能發生掩食。小熊座中最亮的

28、恒星大約是幾等星？ （ C ）A 0 等 B 1 等 C 2等 D 3 等木星的四顆伽利略衛星中最大的一顆是？（ C ） A 木衛一 B 木衛二 C 木衛三 D 木衛四一顆人造探月飛船進入繞月軌道做圓周運動，距離月球中心 2000 公里（月球半徑 1737 公里），軌道周期 2.2 小時，若地球中心恰好位于飛船軌道平面，那么由于月球遮擋，通訊 信號會中斷多久？（假設電波沿直線傳播，不考慮其它效應） （ B ）A 22 分鐘 B 45 分鐘 C 1.2 小時 D 1.8 小時 提示：如右圖，飛行器在 A 和 B 發的電波從月面掠過，可到達地球，由于月地距離遠大于 飛行器軌道半徑，可近似認為這兩束

29、電波平行，與月面相切，要求的就是 A 和 B 相對月球 中心的夾角。該角度 /360軌道周期，就是中斷時間。C 白羊座和仙王座 D 大熊座和仙女座下面哪兩個星座是相鄰的？（ A ） A 小熊座和天龍座 B 獅子座和獵戶座在廣州，每隔幾天，中午 12 時準時面向正南方拍攝一幅太陽照片，一年后將這些照片 方位校準后， 合成為一幅， 顯示太陽一年中位置的變化。 那么， 太陽的軌跡形狀是 （ B ）。提示：由于真太陽時和平太陽時之間的時差，導致每天平太陽時 12 時，真太陽不出現在同 一個經度圈上。另外由于太陽一年中赤緯的變化，地平高度也有變化，出來的圖像為 B 所 示。如果銀河系內的一顆超新星爆發，

30、距離地球 1000 秒差距，超新星的絕對星等為負 20.2等，這顆超新星看起來是幾等星，A 負 30.2 等，比滿月更亮比滿月更亮嗎？ （參考： 太陽絕對星等約為 4.75 等）（ D ）B 負 24.95 等，比滿月更亮C 負 15.45 等 比滿月更亮D 負 10.2 等， 沒有滿月亮提示：利用 M-m=5-5lgd ，其中 M 為絕對星等，m 為要求的視星等，d 為距離，以秒差距為單位。滿月的視星等為 -12 等左右。一個雙星系統由 a和 b 兩顆恒星組成，從地球上觀察二者總亮度是5 等，若兩顆星的亮度比是 9：1，那么亮星和暗星的亮度分別為（ B ）。 （ 3的常用對數值約為 0.48）A 1.3 和 2.5, B 5.1 和 7.5 C 6.3