2025年全國中學生天文知識競賽(中學組)綜合試題及答案一、單項選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.以下行星中，屬于類木行星的是（）。A.水星B.金星C.土星D.火星2.恒星光譜型按溫度從高到低排列正確的是（）。A.O-B-A-F-G-K-MB.M-K-G-F-A-B-OC.A-B-O-F-G-K-MD.O-A-B-F-G-K-M3.梅西耶天體M31是（）。A.獵戶座大星云B.仙女座星系C.蟹狀星云D.昴星團4.1天文單位（AU）約等于（）。A.1.5×10?千米B.1.5×10?千米C.1.5×101?千米D.1.5×1011千米5.發(fā)生新月時，日-地-月三者的位置關系最接近（）。A.地球-月球-太陽（共線）B.月球-地球-太陽（共線）C.地球-太陽-月球（90°夾角）D.太陽-地球-月球（90°夾角）6.太陽黑子的活動周期約為（）。A.5年B.11年C.22年D.33年7.以下哪種天文望遠鏡通過反射鏡收集光線？（）A.折射式望遠鏡B.反射式望遠鏡C.射電望遠鏡D.X射線望遠鏡8.Ⅰa型超新星的爆發(fā)通常與（）有關。A.大質量恒星核心坍縮B.白矮星吸積物質超過錢德拉塞卡極限C.中子星合并D.紅巨星拋射外層物質9.流星體在進入地球大氣層前被稱為（）。A.小行星B.彗星C.隕石D.星際塵埃10.哈勃定律（v=H?d）的主要意義是（）。A.證明宇宙在收縮B.描述恒星的光度與距離關系C.支持宇宙大爆炸理論D.解釋太陽系的形成11.彗星的彗尾主要由（）形成。A.太陽風推離揮發(fā)物質B.自身引力坍縮C.小行星撞擊D.宇宙射線激發(fā)12.脈沖星的本質是（）。A.白矮星B.中子星C.黑洞D.紅巨星13.凌日法探測系外行星的原理是（）。A.行星引力使恒星晃動B.行星遮擋恒星光線導致亮度下降C.直接拍攝行星可見光圖像D.接收行星發(fā)射的無線電信號14.黃道十二宮中不包括（）。A.白羊座B.獵戶座C.天秤座D.摩羯座15.星際空間中最豐富的元素是（）。A.氦B.氧C.氫D.碳16.白矮星的質量上限被稱為（）。A.奧本海默-沃爾科夫極限B.錢德拉塞卡極限C.史瓦西半徑D.洛希極限17.月食發(fā)生時，月球必須處于（）。A.新月B.上弦月C.滿月D.下弦月18.2023年觀測到的C/2023A3（Tsuchinshan-ATLAS）彗星屬于（）。A.短周期彗星（周期<200年）B.長周期彗星（周期>200年）C.掠日彗星D.近地小行星19.星系光譜的紅移主要是由（）引起的。A.多普勒效應（星系遠離）B.引力紅移C.星際塵埃吸收D.恒星自身運動20.射電望遠鏡相比光學望遠鏡的優(yōu)勢是（）。A.分辨率更高B.可全天候觀測（不受云層影響）C.能直接拍攝天體細節(jié)D.制造成本更低二、填空題（共10題，每空2分，共20分）1.日地平均距離的精確值約為______億千米（保留三位有效數字）。2.造父變星的______與其光度呈正相關，因此被稱為“宇宙標準燭光”。3.月球始終以同一面朝向地球，是因為其______周期與公轉周期同步。4.太陽能量的主要來源是核心區(qū)域的______反應（填寫具體類型）。5.目前哈勃常數H?的近似值為______（單位：km/s/Mpc，保留整數）。6.肉眼可見的夜空中最亮的恒星是______（填寫中文名）。7.銀河系的結構屬于______星系（填寫類型）。8.月相的完整周期（朔望月）約為______天（保留兩位小數）。9.大質量恒星演化末期發(fā)生超新星爆發(fā)后，若核心質量超過奧本海默-沃爾科夫極限，會形成______。10.射電望遠鏡接收的電磁波波長范圍通常______可見光（填寫“大于”或“小于”）。三、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.為什么火星表面呈現顯著的紅色？請從物質組成角度解釋。2.月食可分為哪幾種類型？簡述其形成的必要條件。3.光學望遠鏡的分辨率由瑞利判據公式θ=1.22λ/D決定（θ為角分辨率，λ為波長，D為口徑）。若某光學望遠鏡口徑為2米，觀測波長為550納米（可見光），計算其理論角分辨率（單位：角秒，1弧度≈206265角秒）。4.列舉太陽活動對地球的主要影響（至少3點）。5.比較類地行星與類木行星在組成、質量體積、衛(wèi)星數量三方面的差異。四、論述題（共2題，每題15分，共30分）1.詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）是目前最先進的空間天文觀測設備。請從觀測波段、技術優(yōu)勢、科學目標三方面，分析其相比哈勃空間望遠鏡的突破。2.近年來，中國在天文領域取得多項重要成就（如FAST射電望遠鏡、嫦娥探月工程、天問火星探測任務等）。請任選其中一項，闡述其科學意義及對人類探索宇宙的貢獻。答案一、單項選擇題1.C2.A3.B4.A5.A6.B7.B8.B9.A10.C11.A12.B13.B14.B15.C16.B17.C18.B19.A20.B二、填空題1.1.4962.光變周期3.自轉4.氫核聚變（或“質子-質子鏈反應”）5.706.天狼星7.棒旋8.29.539.黑洞10.大于三、簡答題1.火星表面廣泛分布著富含氧化鐵（Fe?O?）的礦物（如赤鐵礦），這些物質對可見光中的紅光反射率較高（約15%-25%），而對藍光吸收較強，因此從地球觀測時，火星呈現顯著的紅色。2.月食分為三種類型：半影月食、月偏食、月全食。形成條件：①月球必須處于滿月（望）階段；②太陽、地球、月球三者幾乎位于同一直線，且地球位于太陽與月球之間（即月球運行到地球的陰影中）。3.計算過程：λ=550納米=550×10??米，D=2米。θ=1.22×(550×10??)/2=3.355×10??弧度。轉換為角秒：3.355×10??×206265≈0.069角秒（保留兩位小數）。4.主要影響：①高能帶電粒子流（太陽風）與地球磁場作用，引發(fā)極光（主要在高緯度地區(qū)）；②干擾地球電離層，導致無線電短波通信衰減或中斷；③引發(fā)磁暴，影響衛(wèi)星軌道、電力系統(tǒng)（如輸電網電流異常）；④可能對宇航員健康（輻射暴露）和航天器電子設備造成損害。5.差異：①組成：類地行星（如水星、地球）以巖石和金屬為主；類木行星（如木星、土星）以氫、氦等氣體及冰物質為主。②質量體積：類地行星質量?。ǖ厍蛸|量為1，水星約0.055）、體積?。ǖ厍蛑睆郊s12742千米，木星約139822千米）；類木行星質量大（木星約318倍地球質量）、體積大。③衛(wèi)星數量：類地行星衛(wèi)星少（如水星、金星無衛(wèi)星，地球1顆，火星2顆）；類木行星衛(wèi)星多（木星已確認92顆，土星83顆），且多擁有行星環(huán)系統(tǒng)。四、論述題1.韋伯望遠鏡的突破：①觀測波段：哈勃主要覆蓋紫外-可見光-近紅外（約0.1-2.5微米），韋伯則聚焦近紅外-中紅外（約0.6-28微米），能穿透星際塵埃云，觀測被塵埃遮擋的恒星形成區(qū)及早期宇宙星系。②技術優(yōu)勢：韋伯口徑6.5米（哈勃2.4米），集光能力更強；采用主動冷卻技術（主鏡溫度約-223℃），降低自身紅外輻射干擾；配備更靈敏的近紅外相機（NIRCam）和中紅外儀器（MIRI）。③科學目標：哈勃主要研究恒星、星系演化及宇宙膨脹；韋伯則聚焦“宇宙第一縷光”（大爆炸后約2億年的星系）、系外行星大氣成分（如是否含水蒸氣、氧氣）、恒星與行星系統(tǒng)的形成過程，填補了哈勃在紅外波段的空白。2.以FAST（500米口徑球面射電望遠鏡）為例：科學意義：①脈沖星探測：截至2024年，FAST已發(fā)現超800顆脈沖星（包括毫秒脈沖星、雙星脈沖星等），為研究中子星物理、引力波探測（如驗證廣義相對論）提供關鍵數據。②星際分子探測：發(fā)現多種星際有機分子（如甲酰胺，生命前物質），為尋找地外生命線索提供支持。③宇宙演化研究：通過觀測中性氫（HI）譜線，繪制更精確的銀河