2025年全國中學(xué)生天文知識競賽試題及參考答案一、選擇題（每題2分，共40分）1.以下哪顆行星的大氣主要成分為二氧化碳（體積占比＞95%），且表面平均溫度高達(dá)462℃？A.金星B.火星C.水星D.天王星2.2024年，歐洲空間局“木星冰月探測器”（JUICE）抵達(dá)木星系統(tǒng)后，其主要科學(xué)目標(biāo)之一是探測木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四的：A.磁場強(qiáng)度B.地下海洋C.火山活動(dòng)D.大氣成分3.以下哪種天文現(xiàn)象的形成與“引力透鏡效應(yīng)”直接相關(guān)？A.日環(huán)食B.超新星遺跡C.愛因斯坦環(huán)D.雙子座流星雨4.恒星的光譜型（如O、B、A、F、G、K、M型）主要反映了恒星的：A.質(zhì)量B.溫度C.年齡D.距離5.中國“天眼”（FAST）射電望遠(yuǎn)鏡的核心優(yōu)勢在于其：A.工作在可見光波段B.可移動(dòng)的拋物面設(shè)計(jì)C.世界最大單口徑D.極高的角分辨率6.以下關(guān)于月球的描述，錯(cuò)誤的是：A.月球表面沒有全球性磁場B.月海是由遠(yuǎn)古火山熔巖填充的撞擊盆地C.月球的自轉(zhuǎn)周期等于公轉(zhuǎn)周期D.月球的質(zhì)量約為地球的1/817.太陽活動(dòng)極大年時(shí)，最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是：A.極光范圍縮小B.地球電離層擾動(dòng)增強(qiáng)C.太陽黑子數(shù)量減少D.日珥活動(dòng)減弱8.若某恒星的絕對星等為+5，視星等為+10，則該恒星距離地球約為：（注：絕對星等與視星等關(guān)系公式：m-M=5lg(d/10)，d單位為秒差距）A.100秒差距B.10秒差距C.1000秒差距D.1秒差距9.以下哪顆彗星是短周期彗星（公轉(zhuǎn)周期＜200年），且其軌道與地球軌道相交，是獅子座流星雨的母天體？A.哈雷彗星B.海爾-波普彗星C.坦普爾-塔特爾彗星D.百武彗星10.銀河系的結(jié)構(gòu)中，包含大量年輕恒星和星際氣體的區(qū)域是：A.銀核B.銀盤C.銀暈D.銀冕11.以下關(guān)于黑洞的描述，正確的是：A.黑洞的事件視界是光線無法逃逸的邊界B.恒星級黑洞只能由超新星爆發(fā)形成C.超大質(zhì)量黑洞僅存在于星系中心D.黑洞的質(zhì)量越大，事件視界半徑越小12.2023年，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）正式命名了一批月球地理實(shí)體，其中“天船基地”對應(yīng)中國探月工程的哪個(gè)任務(wù)著陸點(diǎn)？A.嫦娥三號B.嫦娥四號C.嫦娥五號D.嫦娥六號13.以下哪種天文觀測需要在太空進(jìn)行，無法通過地面望遠(yuǎn)鏡完成？A.可見光波段的恒星成像B.X射線波段的黑洞觀測C.射電波段的脈沖星計(jì)時(shí)D.近紅外波段的系外行星大氣分析14.太陽的能量傳遞過程中，從核心到光球?qū)右来谓?jīng)過的區(qū)域是：A.輻射區(qū)→對流區(qū)→光球?qū)覤.對流區(qū)→輻射區(qū)→光球?qū)覥.日冕層→色球?qū)印馇驅(qū)覦.色球?qū)印椛鋮^(qū)→對流區(qū)15.以下關(guān)于地月系的描述，正確的是：A.地月系的共同質(zhì)心位于地球內(nèi)部B.月球的引潮力是地球潮汐的唯一成因C.月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道是正圓形D.地月距離每年增加約3.8米，是因?yàn)樘栆z動(dòng)16.若在北半球中緯度地區(qū)（如北京）觀測，以下星座全年可見的是：A.獵戶座B.天蝎座C.小熊座D.天琴座17.以下哪項(xiàng)不是類星體（Quasar）的典型特征？A.極高的光度B.光譜存在顯著紅移C.位于星系中心D.由大量老年恒星組成18.2024年，美國“毅力號”火星車采集的火星樣本將通過“火星樣本返回任務(wù)”送回地球，其主要科學(xué)目標(biāo)是：A.分析火星大氣成分B.探測火星磁場C.尋找火星古代生命跡象D.研究火星火山活動(dòng)19.以下關(guān)于恒星演化的描述，錯(cuò)誤的是：A.質(zhì)量小于0.08倍太陽質(zhì)量的天體無法點(diǎn)燃?xì)浜司圩?，成為褐矮星B.太陽未來會(huì)經(jīng)歷紅巨星階段，最終演化成白矮星C.大質(zhì)量恒星（＞8倍太陽質(zhì)量）的核心在生命末期會(huì)發(fā)生鐵核坍縮，引發(fā)II型超新星爆發(fā)D.白矮星的質(zhì)量上限（錢德拉塞卡極限）約為1.4倍木星質(zhì)量20.以下哪顆衛(wèi)星的表面存在活躍的冰火山（噴發(fā)物為水、氨等冰物質(zhì)）？A.木衛(wèi)一（艾奧）B.土衛(wèi)二（恩克拉多斯）C.火衛(wèi)一（福波斯）D.海衛(wèi)一（特里同）二、填空題（每空1分，共30分）1.太陽系中自轉(zhuǎn)周期最長的行星是__________，其自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反（自東向西）。2.太陽黑子的活動(dòng)周期約為__________年，其數(shù)量最多的年份稱為__________。3.光年是__________單位，1光年約等于__________千米（保留兩位有效數(shù)字）。4.銀河系的直徑約為__________光年，太陽系位于銀河系的__________（結(jié)構(gòu)區(qū)域）。5.中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星是__________，于__________年發(fā)射。6.月球表面的“月陸”主要由__________巖組成，顏色較__________（深/淺）。7.恒星的赫羅圖（H-R圖）橫坐標(biāo)表示__________，縱坐標(biāo)表示__________。8.大爆炸宇宙學(xué)中，宇宙微波背景輻射（CMB）是__________時(shí)期殘留的電磁輻射，其溫度約為__________K。9.彗星的結(jié)構(gòu)包括彗核、__________和__________，其中__________的形成與太陽風(fēng)的作用直接相關(guān)。10.2023年，LIGO（激光干涉引力波天文臺）探測到的雙中子星并合事件中，除引力波外，還觀測到了__________（電磁對應(yīng)體），這為多信使天文學(xué)提供了關(guān)鍵證據(jù)。11.行星的軌道偏心率e=0表示__________軌道，e=1表示__________軌道。12.地球的磁層是由__________與太陽風(fēng)相互作用形成的，其邊界稱為__________。13.天文學(xué)家通過__________效應(yīng)測量天體的視向速度（遠(yuǎn)離或接近地球的速度），該效應(yīng)表現(xiàn)為光譜線的__________（紅移/藍(lán)移）。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述為什么在地球上無法用肉眼看到銀河系中心（銀心）的細(xì)節(jié)，并說明需要通過哪些波段的觀測來研究銀心。2.解釋“凌日法”探測系外行星的基本原理，并說明該方法的優(yōu)缺點(diǎn)。3.比較“日珥”和“耀斑”的區(qū)別，包括形成區(qū)域、表現(xiàn)形式和對地球的影響。4.說明“奧爾特云”和“柯伊伯帶”的主要區(qū)別（位置、天體組成、軌道特征）。5.2024年，中國“嫦娥六號”任務(wù)成功從月球背面采集了月壤樣本。請分析月背采樣相比月面采樣的科學(xué)價(jià)值，并列舉月壤研究的主要方向。四、論述題（每題10分，共20分）1.2023年，韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）發(fā)布了首張系外行星TRAPPIST-1e的透射光譜，顯示其大氣中可能含有水蒸氣。結(jié)合這一發(fā)現(xiàn)，論述系外行星大氣研究對尋找地外生命的意義，并分析韋伯望遠(yuǎn)鏡在紅外波段觀測的技術(shù)優(yōu)勢。2.近年來，“近地小行星防御”成為國際航天領(lǐng)域的熱點(diǎn)。請結(jié)合“雙小行星重定向測試（DART）”任務(wù)的成果，論述小行星防御的必要性、主要技術(shù)手段（如動(dòng)能撞擊、引力拖船、激光燒蝕等），并分析中國在該領(lǐng)域的發(fā)展前景。參考答案一、選擇題1-5:ABCBC6-10:ABACB11-15:ADBAA16-20:CDCDB二、填空題1.金星2.11；太陽活動(dòng)極大年3.長度；9.5×10124.10萬；獵戶臂（或本地臂）5.“羲和號”；20216.斜長；淺7.表面溫度（或光譜型）；光度（或絕對星等）8.光子退耦；2.7259.彗發(fā)；彗尾；彗尾10.伽馬射線暴（或光學(xué)/紅外余暉）11.圓形；拋物線12.地球磁場；磁層頂13.多普勒；紅移（遠(yuǎn)離）或藍(lán)移（接近）三、簡答題1.原因：銀河系中心區(qū)域（銀心）被大量星際塵埃和氣體遮擋，可見光無法穿透，因此肉眼或光學(xué)望遠(yuǎn)鏡無法直接觀測。研究波段：需通過不受塵埃吸收影響的射電、紅外、X射線波段觀測。例如，射電望遠(yuǎn)鏡可探測中性氫（21厘米譜線）和分子云；紅外望遠(yuǎn)鏡可穿透塵埃觀測恒星；X射線望遠(yuǎn)鏡可探測銀心黑洞（人馬座A）的高能輻射。2.原理：當(dāng)系外行星運(yùn)行到其母恒星與地球之間時(shí)，會(huì)遮擋部分恒星光線，導(dǎo)致恒星亮度周期性下降。通過監(jiān)測亮度變化可判斷行星存在，并計(jì)算其軌道周期、半徑（根據(jù)亮度下降幅度）等參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：可同時(shí)探測多行星系統(tǒng)；能結(jié)合光譜分析行星大氣成分（透射光譜）。缺點(diǎn)：僅能探測軌道與地球視線方向幾乎對齊的行星（概率約0.5%-1%）；無法直接測量行星質(zhì)量（需結(jié)合徑向速度法）。3.區(qū)別：-形成區(qū)域：日珥發(fā)生在色球?qū)?，耀斑發(fā)生在色球-日冕過渡區(qū)。-表現(xiàn)形式：日珥是色球?qū)又型怀龅牡入x子體結(jié)構(gòu)（如環(huán)狀、噴發(fā)狀），持續(xù)時(shí)間數(shù)小時(shí)至數(shù)天；耀斑是局部區(qū)域的劇烈能量釋放（電磁輻射、粒子流），持續(xù)時(shí)間幾分鐘至幾小時(shí)。-對地球影響：日珥通常無直接影響；耀斑會(huì)引發(fā)高能粒子暴，干擾電離層（影響無線電通信）、產(chǎn)生磁暴（損壞衛(wèi)星、電網(wǎng)）。4.主要區(qū)別：-位置：柯伊伯帶位于海王星軌道外（30-50天文單位），奧爾特云位于太陽系邊緣（約5萬-10萬天文單位）。-天體組成：柯伊伯帶天體（KBOs）以冰質(zhì)（水、甲烷、氨冰）和巖石為主，部分為矮行星（如冥王星）；奧爾特云天體主要是冰質(zhì)小天體（彗星核）。-軌道特征：柯伊伯帶天體軌道接近黃道面，偏心率小；奧爾特云天體軌道隨機(jī)分布（球形分布），偏心率大（接近拋物線）。5.月背采樣的科學(xué)價(jià)值：月背未受地球輻射干擾，保存了更原始的太陽風(fēng)粒子和隕石撞擊記錄；月背撞擊坑更密集，月壤可能包含更古老的月殼物質(zhì)（研究月球早期演化）。月壤研究方向：太陽風(fēng)成分（分析太陽早期活動(dòng)）；氦-3同位素（核聚變?nèi)剂蠞摿Γ蛔矒趔w成分（太陽系小天體演化）；月壤形成機(jī)制（微隕石轟擊、太陽輻射作用）。四、論述題1.系外行星大氣研究的意義：大氣成分是生命存在的關(guān)鍵指標(biāo)（如氧氣、臭氧可能與光合作用相關(guān)；甲烷可能由生物活動(dòng)或地質(zhì)活動(dòng)產(chǎn)生）。TRAPPIST-1e位于宜居帶，其大氣中的水蒸氣暗示可能存在液態(tài)水，是尋找生命的重要線索。韋伯望遠(yuǎn)鏡的技術(shù)優(yōu)勢：-紅外波段：穿透塵埃，探測系外行星大氣中的分子（如水、二氧化碳、甲烷）的紅外特征譜線（可見光波段分子譜線少）。-高靈敏度：韋伯的主鏡口徑（6.5米）和制冷系統(tǒng)（約50K）使其能捕捉微弱的行星透射光譜（恒星亮度是行星的百萬倍以上）。-光譜分辨率：中紅外儀器（MIRI）和近紅外光譜儀（NIRSpec）提供高分辨率光譜，可區(qū)分不同分子的特征，排除恒星活動(dòng)干擾。2.小行星防御的必要性：近地小行星（NEOs）撞擊可能引發(fā)全球性災(zāi)難（如6600萬年前?？颂K魯伯撞擊導(dǎo)致恐龍滅絕）。隨著探測技術(shù)進(jìn)步，發(fā)現(xiàn)的潛在威脅小行星數(shù)量增加，需提前準(zhǔn)備應(yīng)對方案。主要技術(shù)手段：-動(dòng)能撞擊：如DART任務(wù)（2022年）通過航天器撞擊雙小行星系統(tǒng)