2022学年CNAO全国中学生天文知识竞赛预赛A卷
2021-2022学年CNAO全国中学生天文知识竞赛预赛A卷
【注意事项】
1. 本次竞赛为闭卷考试，请答卷人按照自己的真实水平独立完成答卷，答题期间不得使用计算器，可以使用空白纸张作为草稿纸。在答题期间退出本程序（包括屏幕切换）的行为视为结束答题。任何情况下意外退出程序所造成的结果由考生自行承担。
2. 请认真并正确填写个人信息，否则成绩无效。
3. 本页面上方倒计时为参考时间，考生需在14:15前进入考试系统，并在15:00前提交最终答案，成绩才有效。
4. 每位考生的试卷类型是随机的。请在试卷类型对应位置选择自己的试卷类型。
5. 请正确选择自己的组别，低年组考生（指2007年1月1日及以后出生，并且没有参加过国际天文奥赛IAO和亚太天文奥赛APAO的考生）只需答01-30题，高年组考生只需答06-35题。
6. 每题选择一个最接近正确的答案。将对应的字母（A，B，C，D之一）处进行选择。不会做的题目不选。可以点击对应试题旁的"清除选项"来删除已选。每道题答对得4分，答错或多选得-4分，不选得0分。满分120分。
7. 本试题、答案及拟入围决赛名单将通过北京天文馆官方网站、官方微博、微信公众号公布。
【试卷类型 A】（考试时间：2022年3月19日 13:55—15:00）
姓名：__________ 年级：__________ 班级：__________ 得分：__________
01. 2022年“五一”假日期间的月相是（ ）。
（A）下弦月 （B）蛾眉月
（C）残月 （D）满月
02. 在最好的观测时机，以下行星在地球上观测最亮的是（ ）。
（A）金星 （B）木星
（C）火星 （D）土星
03. 以下恒星目视最暗的是（ ）。
（A）造父一 （B）天关
（C）辇道增七 （D）大陵五
04. 第一个通过观测证认出蜂巢星团M44中恒星的天文学家是（ ）。
（A）赫维留 （B）梅西叶
（C）伽利略 （D）威廉赫歇尔
05. 以下星座中全部适合在北半球冬季观测的是（ ）。
（A）猎户座、御夫座、天龙座、半人马座 （B）双子座、武仙座、猎犬座、大犬座
（C）双子座、猎户座、大犬座、豺狼座 （D）双子座、御夫座、猎户座、天兔座
06. 2022年是中国天文学会成立100周年，1922年中国天文学会成立于（ ）。
（A）北京古观象台 （B）紫金山天文台
（C）徐家汇天文台 （D）北京天文馆
07. 北京冬奥会开幕式上展映的二十四节气倒计时短片惊艳世界。二十四节气体现的是中国传统天文学中的（ ）部分。
（A）公历 （B）阴历
（C）阳历 （D）阴阳合历
08. 一位同学在地面观测中国空间站（CSS）过境，以下情况不可能发生的是（ ）。
（A）他看到CSS从东南方升起，在西北方落下。 （B）他一整晚观测到5次CSS过境。
（C）他发现CSS比织女星还亮。 （D）他看到CSS以很近的角距离“掠”过了北极星。
09. 下列哪个不是中国古代的宇宙学说？（ ）
（A）日心说 （B）盖天说
（C）浑天说 （D）宣夜说
10. 以下哪个探测器的主要目标是小行星？（ ）
（A）朱诺（Juno） （B）帕克（Parker）
（C）露西（Lucy） （D）马文（MAVEN）
11. 两地的地方恒星时相差4h15m，那么地理经度相差（ ）。
（A）60度15分 （B）4度15分
（C）63度45分 （D）127度30分
12. 以下月海中位于月球背面的是（ ）。
（A）莫斯科海 （B）静海
（C）危海 （D）酒海
13. 做暑假作业让你感觉度日如年。在哪个行星上，不做作业也会“度日如年”？（ ）
（A）天王星 （B）金星
（C）水星 （D）火星
14. 日前我国的硬X射线调制望远镜（慧眼卫星，HXMT）首次认证了快速射电暴FRB200428的高能对应体，证明了该快速射电暴来源于（ ）。
（A）地外文明 （B）黑洞吸积辐射
（C）高度磁化中子星 （D）激变双星
15. 目前国际空间站（ISS）主要依靠以下哪类飞船来进行货物补给？（ ）
（A）美国Starliner飞船 （B）俄罗斯进步号飞船
（C）美国天鹅座飞船 （D）美国龙飞船
16. 以下梅西叶天体分类正确的是（ ）。
（A）M31、M33、M81、M100、M101都是旋涡星系 （B）M3、M7、M13、M30、M35都是球状星团
（C）M1、M8、M20、M28、M78都是发射星云 （D）M27、M57、M76、M97、M108都是行星状星云
17. 天文学家第一次测出太阳系到银心的距离时使用了哪种天体？（ ）
（A）银心附近的恒星 （B）超新星
（C）造父变星 （D）球状星团
18. 以下恒星中目视从亮到暗排序正确的是（ ）。
（A）老人星>参宿七>南门二>轩辕十四>河鼓二 （B）天狼星>南门二>角宿一>河鼓二>水委一
（C）天狼星>老人星>织女>水委一>轩辕十四 （D）天狼星>织女>水委一>轩辕十四>心宿二
19. 由于光速有限，我们观察到的天体位置与其真实位置之间存在偏差，也就是光行差。参宿四的视位置向东偏离最大发生在北半球的（ ）。
（A）冬季 （B）春季
（C）夏季 （D）秋季
20. 仰韶文化是黄河中游地区的新石器时代文化，持续时间大约在公元前5000年至前3000年，首先在渑池县（北纬34.76度）被发现。在这一文化前期，也就是公元前4500年时，在渑池所见心宿二的最大地平高度在（ ）度。
（A）66至85 （B）5至25
（C）26至45 （D）46至65
21. 于2021年底发射的詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）的主要工作波段为（ ）。
（A）X 射线 （B）光学
（C）红外 （D）射电
22. JWST已经到达了日地达拉格朗日L2点，距离地球150万千米。如果日地距离按1.5亿千米计算，在L2点所见日面未被地球遮挡部分的面积占视面积的百分之（ ）。
（A）22至35 （B）2以下
（C）2至10 （D）11至21
23. 研究星系中的分子气体主要会使用以下哪个望远镜？（ ）
（A）XMM-Newton （B）ALMA
（C）HST （D）eROSITA
24. 在北纬30度某地，使用一台物镜焦距1000毫米的望远镜配以圆形视场为46度的25毫米目镜，观测一颗位于天顶附近的恒星。调整该星位于视场中央，如果此时停止跟踪，那么该星会在多少秒后移出视场？（ ）
（A）188 （B）118
（C）143 （D）161
25. 亮度相差百分之十的两颗星，星等大约相差多少？（ ）
（A）1等 （B）0.001等
（C）0.01等 （D）0.1等
26. 第一个建立了热大爆炸宇宙学模型的科学家是（ ）。
（A）伽莫夫 （B）爱因斯坦
（C）哈勃 （D）奥本海默
27. 以下哪颗彗星来自太阳系之外？（ ）
（A）D/1993 F2 苏梅克列维9号 （B）2I/鲍里索夫
（C）2P/恩克 （D）C/1995 O1 海尔波普
28. 在距太阳200au处放置一块石头，其由静止至落入太阳大约需要花多长时间？（ ）
（A）5000年 （B）100年
（C）500年 （D）1000年
29. 现行农历意义上的立春被定义为（ ）。
（A）太阳黄经315度的时刻 （B）太阳赤经0度的时刻
（C）太阳黄经0度的时刻 （D）太阳赤经315度的时刻
30. 以2022年3月19日为起点，以下天象中接下来最先发生的是（ ）。
（A）月食 （B）水星大距
（C）四月天琴座流星雨 （D）日食
31. “金属”（除氢、氦以外的其他元素）占太阳质量的百分之（ ）。
（A）15 （B）0.015
（C）0.15 （D）1.5
32. 在红移z=1时宇宙的尺度因子是现在的（ ）。
（A）10倍 （B）十分之一
（C）一半 （D）2倍
33. 分子热运动会造成谱线的多普勒展宽。同样温度下，碳原子谱线的展宽是氢原子谱线的（ ）。
（A）24倍 （B）1/12
（C）1/3.5 （D）12倍
34. 诸多下一代太空望远镜都有光学或近红外无缝光谱的获取设备。设计中的中国空间站望远镜CSST上拍摄的无缝光谱分辨率约为R~200，这一分辨率意味着望远镜可以分辨出位于波长λ和波长(1+1/200)λ的两处谱线特征。从多普勒效应的角度考虑，下列科学目标中较难以由该设备实现的是（ ）。
（A）测定星系团的维里质量 （B）测定星系的旋转曲线
（C）测定遥远天体的红移 （D）解析类星体的宽发射线
35. 在2021年的美国电影《不要抬头》（Don't look up）中，主人公研究已耗尽气体的宁静星系中超新星时发现了一颗要撞击地球的彗星。考虑各种类型超新星的前身星，在这类星系中最常发现的超新星是（ ）。
（A）II型超新星 （B）Ia型超新星
（C）Ib型超新星 （D）Ic型超新星
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答案速查表
01-05 B A A C D
06-10 A C A A C
11-15 C A B C B
16-20 A D C A D
21-25 C D B D D
26-30 A B C A C
31-35 D C C B B
逐题答案与解析
01. （B） 2022年“五一”假期为4月30日至5月4日，5月1日04:28（北京时间）朔。4月30日月龄约29.4天，是日出前短暂可见的残月；5月2日至4日已过朔，傍晚出现在西方低空，为蛾眉月。假日主体处在蛾眉月阶段，故选B。
02. （A） 金星是地球附近最亮的行星，最大亮度可达-4.9等。
03. （A） 视星等：造父一3.48~4.37等，天关（金牛座ζ）2.88~3.17等，辇道增七约3.1等，大陵五2.12~3.39等。造父一（仙王座δ）是造父变星的原型，最暗时可达4.4等，是四颗中最暗的。
04. （C） 伽利略首次用望远镜观测到M44（蜂巢星团/鬼星团）中的众多恒星。
05. （D） 双子座、御夫座、猎户座、天兔座都是北半球冬季（12—2月）夜晚的代表星座。A中半人马座、C中豺狼座位于南天，B中武仙座、猎犬座属春夏星空。故选D。
06. （A） 1922年10月30日中国天文学会在北京古观象台成立。紫金山天文台1934年才建成，北京天文馆1957年开放，徐家汇天文台是1872年法国传教士建立的天主教系统台站。故选A。
07. （C） 二十四节气是根据太阳在黄道上的位置来划分的，属于阳历部分。
08. （A） CSS轨道倾角约41.5°，近地卫星顺行自西向东运动：升段由西南飞向东北，降段由西北飞向东南，因此不可能“从东南方升起、在西北方落下”（那是太阳和恒星周日视运动的方向）。B项在夏季高纬度地区、整夜卫星都被太阳照亮时可以出现多次过境；C项CSS过境最亮可达-3~-4等，确实比织女星（0.03等）亮。
09. （A） 日心说不是中国古代的宇宙学说，而是哥白尼提出的。
10. （C） 露西（Lucy）探测器的主要目标是观测木星特洛伊小行星群。
11. （C） 恒星时差4h15m = 4.25h，经度差 = 4.25 x 15° = 63°45'。
12. （A） 莫斯科海位于月球背面。静海、危海、酒海均在月球正面。
13. （B） 金星自转周期243天（逆行），比公转周期225天还长，所以金星上“一天”比“一年”还长。（注：若按昼夜交替的太阳日衡量，金星太阳日约117天，反而短于一年；而水星太阳日176天长于它88天的一年。本题按自转周期比较，官方答案为金星。）
14. （C） 慧眼卫星证实FRB200428来源于高度磁化中子星（磁星）。
15. （B） 向ISS运送货物的飞船有俄罗斯进步号、美国天鹅座号和货运龙飞船（日本HTV已于2020年退役），其中进步号自2000年起持续补给、累计任务次数最多，是主要依靠。Starliner是载人飞船，2022年时尚未投入运营。
16. （A） M31、M33、M81、M100、M101确实都是旋涡星系。B中M7是疏散星团，C中M28是球状星团，D中M108是旋涡星系。
17. （D） 沙普利利用球状星团的分布首次测定了太阳系到银心的距离。
18. （C） 从亮到暗：天狼星-1.46、老人星-0.74、织女0.03、水委一0.46、轩辕十四1.35，与C项一致。A中南门二（-0.27）比参宿七（0.13）亮，顺序颠倒；B中水委一（0.46）比河鼓二（0.76）、角宿一（1.04）都亮，却排在最后；D中心宿二（1.06）比轩辕十四（1.35）亮，顺序颠倒。
19. （A） 光行差的位移指向地球公转速度的“奔赴点”，其向东分量在太阳黄经与恒星黄经相差180°（即恒星冲日、半夜上中天）时最大。参宿四黄经约88.8°，对应太阳黄经约269°，即冬至前后，属冬季。
20. （D） 岁差周期约25800年，公元前4500年至今约6500年，春分点沿黄道西移约90°，心宿二黄经由约249.8°变为约160°（黄纬约-4.6°基本不变）。由 sinδ=sinβcosε+cosβsinε·sinλ 得 δ≈+3.7°。渑池纬度34.76°，上中天最大地平高度=90°-34.76°+3.7°≈59°，落在46至65度。
21. （C） JWST的主要工作波段为红外波段。
22. （D） 地球在L2处的角半径=6371/(1.5×10⁶)≈0.00425 rad，太阳角半径=6.96×10⁵/(1.5×10⁸+1.5×10⁶)≈0.00459 rad，面积比=(0.00425/0.00459)²≈0.855，即地球遮住约85.5%的日面，未被遮挡约14.5%，落在11%至21%区间。
23. （B） ALMA工作在毫米/亚毫米波段，适合观测分子气体谱线。
24. （D） 放大率=1000/25=40倍，真实视场直径=46°/40=1.15°≈69′，半径约34.5′。天顶恒星的赤纬等于当地纬度30°，周日运动角速度=15′/min×cos30°≈13.0′/min，从视场中心漂到边缘需34.5′÷13.0′≈2.66 min≈160 s，最接近161 s。
25. （D） 星等差 Δm = -2.5 x log10(1.1) ≈ 0.103，约0.1等。
26. （A） 伽莫夫（George Gamow）第一个建立了热大爆炸宇宙学模型。
27. （B） 2I/鲍里索夫是第二颗被确认的星际天体，来自太阳系之外。
28. （C） 由静止从200au处落入太阳，约为半长轴100au的椭圆轨道的半个周期。T²=a³，T=√(100³)=1000年，半个周期约500年。
29. （A） 现行农历定义立春为太阳黄经315度的时刻。
30. （C） 以2022年3月19日为起点：四月天琴座流星雨极大在4月22—23日，水星东大距在4月29日，日偏食在4月30日，月食在5月16日，故最先发生的是天琴座流星雨。
31. （D） 太阳中金属丰度（除H、He外）约占太阳质量的1.5%左右（Z≈0.015）。
32. （C） 尺度因子 a = 1/(1+z) = 1/2 = 一半。
33. （C） 多普勒展宽与原子质量的平方根成反比，碳原子质量约12倍氢原子，展宽比为 1/√12 ≈ 1/3.5。
34. （B） R~200的分辨率对应的速度分辨率约1500 km/s，难以分辨星系旋转曲线中不同半径处的速度差异（需要更高分辨率）。
35. （B） 宁静星系（椭圆星系）中恒星形成已停止，大质量恒星早已耗尽，主要发现Ia型超新星（白矮星吸积爆发）。