天文奧賽有哪些重要的知識點是一定要掌握的?

01-16

謝邀

第一反應，這問題的答案是常識

圖片來自各位奧賽黨，下面不再作說明

本渣就不拿預賽的試捲來分析了啊……

首先我們來看一下考綱：

全國中學生天文奧林匹克競賽考試大綱
競賽內容
主要考察對基本天文常識和概念的理解及應用，包含一定的天文新聞和天文觀測內容。
試題參考範圍
低年組：天文學有關的基本常識和近兩年發生的較為重大的國內和國際上天文方面的新聞；小學和初中地理、物理或科學課教材中涉及到的與天文有關的內容；北半球常見星座的辨認；天球的基本概念；天體周日視運動和太陽的周年視運動的基本概念和簡單應用；太陽系天體的一般概念；月相及有關內容；日月食的簡單概念；流星的基本概念；星等的概念；天體的大小和距離尺度，天文學常用距離單位的定義和換算；光學天文望遠鏡的基本概念和簡單使用。
高年組增加的內容：中學地理、物理或科學課教材中涉及到與天文有關的內容；天球和天球坐標系統的基本概念和簡單應用；時間和曆法；太陽系天體的運動規律和簡單物理性質；日月食原理和觀測；星等概念的應用；赫羅圖的概念和簡單運用；天體距離的測定；天文望遠鏡原理；四季星空；深空天體的觀測；流星的原理和觀測，人造天體的原理和觀測。

雖然有一句話是，考綱就是用來超綱的←_←注意加粗的內容，跟我一起念：天文常識！那麼常識是哪些呢？說得好像本渣知道到底有多少一樣=_=

上面說的一本正經（嗎？），然而沒有說到點。

為了天文奧賽，你需要掌握一堆東西，提高自身姿勢水平。（為啥有種報菜名的感覺= =

數學：指數函數，冪函數，對數函數，三角函數，三角恆等變換，誘導公式，正餘弦定理（解三角形用），線性回歸，導數，解析幾何，圓錐曲線，球面三角，還有計算器使用技巧，各種統計學方法，誤差分析啥的。

物理：萬有引力定律，牛頓三大定律，勻速圓周運動，機械能守恆定律，矢量的分解合成，理想氣體狀態方程，開普勒三定律，還有一些相對論知識啥的。

你們以為只有數理還有上面提到的那些就夠了嗎= =

化學：總不至於連元素都不認識吧

生物【喵？喵喵喵？】：馬門溪龍眼睛到底有多大，貓科動物的各種常識，企鵝和北極熊身高體重跳躍能力

歷史【我怎麼都不會想到，我一個文科的學科，怎麼和天文扯上關係了】：霍去病等人的生平，明清時期古星圖風格鑒賞，古希臘歷史，秦漢時期歷史（威海成山頭日出）

地理：人教版必修一第一單元（聽說還有本選修1也是講宇宙的）【關於必修一第一單元能挖多少知識點= =不說了你們細看看就好】

語言學【啥？】：拉丁文（不解釋），希臘文（什麼？你居然不知道希臘文有多少字母？)，中文（不解釋）【國家隊16年集訓還有俄文、韓語、印地語教學呢= =不過國家隊的同學們有些還會一定的日語、法語、義大利語、保加利亞語（好怕）】

還有許許多多的攝影的知識......

但你們以為這樣就夠了嗎？

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以上大概寫於2017.4.2

2017.7.22補充

你還要明白的東西：

光行差

黑摩的（出來搞笑的）

赫羅圖

【重點】如何操作望遠鏡

如何向大佬們討要簽名

【重點】如何提高自己的姿勢水平

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2017.8.9補充

今年選拔賽用到了理想氣體狀態方程呢。

語言方面再補一個英語吧，不然國際賽咋混……

不過像一些常識性的東西，本渣不想贅述。

因為

常識的範圍是無窮大的。

以今年2017年的考題初賽為例，簡單和大家講解下考試的考察範圍：

01. 以下恆星中看上去最暗的是（）。

(A) 天狼星 (B) 織女星 (C) 大角星 (D) 北落師門

// 常見恆星亮度比較參見： 恆星亮度表

02. 北極圈的緯度為北緯（）。

(A) 63°26′ (B) 66°34′ (C) 73°26′ (D) 76°34′

// 地理常識

03. 今天的哪個時段適合觀測水星？（）

(A) 黎明時分 (B) 黃昏時分 (C) 午夜 (D) 日落後 3 小時

// 行星的動態

04. 橢圓星系 M87 位於（）天區內。 (A) 室女座 (B) 后髮座 (C) 巨爵座 (D) 狐狸座

// 常見星系的知識的熟悉程度

05. 以下哪項不是公開發行的以天文愛好者為主要讀者群的雜誌？（）

(A) SkyTelescope (B) Astronomy Now (C) Astronomer (D) 天文愛好者

//總要考點天文裡面的法新社、路透社、美聯社的常識類問題

06. 今天日落後不久，你會先看到（）。

(A) 春季大三角 (B) 夏季大三角 (C) 秋季四邊形 (D) 冬季大三角

//需要你足夠熟悉天象

07. 我國第一個真正意義上的空間實驗室是（）。

(A) 天宮一號 (B) 天宮二號 (C) 神舟十一號 (D) 天舟一號

//國內天文工程狀況

08. 以下星座天區內梅西葉天體最多的是（）。

(A) 獵戶座 (B) 蛇夫座 (C) 武仙座 (D) 船尾座

// 類似現在洋小學讓學生學美國地理，哪個州面積最大，人口最少，常講西班牙語

09. 在地球上能觀測到被月掩的 2 等及以上恆星有（）顆。

(A) 7 (B) 12 (C) 18 (D) 21

// 這題主要是熟悉星圖和月球白道下的月掩恆星情況，軒轅十四、畢宿五、心宿二這些恆星都會被月掩。

10. 以下哪顆行星正在逆行？（） (A) 水星 (B) 火星 (C) 木星 (D) 土星

// 考即將會合期間逆行的行星，考你足夠了解行星的運動特性

11. 2018 年全球範圍內可見（）次日偏食，而我國可以觀測到其中的（）次。

(A) 4，2 (B) 3，1 (C) 2，1 (D) 2，0

// 以前考沙羅周期還不少，這個就是考你熟悉天文年曆裡面天象的動態了

12. 北斗一（天樞）與北極星的角距離大約是（）。

(A) 10° (B) 30° (C) 50° (D) 70°

// 熟悉星座裡面恆星的角距離，明年說不定考你搖光和大角星的角距離，或者天狼星和南河三的角距離。

13. 以下關於雙子座流星雨說法錯誤的是（）。

(A) 極大出現在 12 月中旬 (B) 流量大且穩定 (C) 流星體速度較快 (D) 今年月光對觀測的影響不大

// 常見的幾個流星雨的特性，獅子、獵戶、小熊、天龍、英仙、天琴...

14. 以下彗星中，今年回歸近日點的是（）。

(A) 2P/Encke (B) 9P/Tempel (C) C/2013 US10（Catalina） (D) 55P/Tempel-Tuttle

// 彗星的動態 2P 恩克彗星

15. 110 個梅西葉天體中，半數以上是（）。

(A) 星雲 (B) 星團 (C) 星系 (D) 超新星遺迹

// 最多的是星團，其次是星系，超新星遺迹是很少的。

16. 由於地球自轉的不均勻性和長期變慢性，世界時與原子時的差需要人為閏秒來解決，正閏秒為協調世界時加 1 秒，負閏秒為其減 1 秒。今年 1 月 1 日的閏秒已經是本世紀第 5 次閏秒，（）。

(A) 5 次均為負閏秒 (B) 其中有 2 次正閏秒 3 次負閏秒

// 考你是否足夠了解閏秒

17. 在半影月食發生期間，如果站在月面上的半影區域，你會看到什麼現象？（）

(A) 日偏食 (B) 日全食 (C) 沒有發生日食 (D) 看不到太陽

// 日食和月食下，參照反著來的狀況

18. 以下哪兩個星座的天區不相鄰？（）

(A) 雙魚座和鯨魚座 (B) 飛馬座和小馬座 (C) 獅子座和小獅座 (D) 大犬座和小犬座

// 考你足夠了解星座天區

19. 2016 年 11 月，我國芯級直徑為 5 米的大型運載火箭「長征五號」從（）衛星發射中心首飛成功，同時還將「實踐十七號衛星」直接送入了地球靜止軌道。

(A) 酒泉 (B) 西昌 (C) 文昌 (D) 太原

// 中國三大航天中心的實時動態

20. 2016 年，天文學家利用歐洲南方天文台的望遠鏡和其他設施，在距離我們太陽系最近的恆星（）周圍，發現了一顆位於宜居帶內的行星。

(A) 巴納德星 (B) WISE 1049-5319 (C) 天狼星 (D) 比鄰星

// 國外行星發展方面資訊

21. 在火星上觀測地球與太陽的角距離最大時可達（）。

(A) 26 (B) 36 (C) 46 (D) 76

// 了解行星東、西大距的概念以及軌道和太陽的距離，通過 1AU 和 1.52AU 大致計算空間幾何上的近似值，對比 $sqrt{2}$ 的近似值1.414，角度必定小於45°卻大於30°，故而選 B

22. 以下哪個項目不是我國重大科技基礎設施建設「十三五」規劃項目？（）

(A) 500 米口徑球面射電望遠鏡 (B) 12 米級口徑光學/紅外望遠鏡 (C) 空間環境地基監測網 (D) 高精度地基授時系統

// 天文工程狀況

23. 在國家天文台興隆觀測基地進行觀測，以下哪個時間的夜空與除夕夜（2017 年 1 月 27 日）21 時的夜空最接近？（）

// 計算周年的恆星對應地球上的時間，大約每個月提前2小時，A答案應該是 23時， B答案19時比較接近，而3月份時候大約是17時，本題也要考慮每個月的間隔，特別是 30， 28，29（閏月）， 31 的日數問題

24. 卡西尼號探測器預計在今年晚些時候結束自己土星系統的探測任務。按照計劃，它將以何種方式結束自己的探索任務？（）

(A) 墜入土星 (B) 墜入土衛六 (C) 飛越天王星，然後飛離太陽系 (D) 直接飛離太陽系

// 國外行星空間探測發展方面資訊

25. 使用一台口徑為 90mm，焦距為 900mm 的折射望遠鏡觀測月球，配套以下哪個目鏡能夠恰好使整個月球充滿視野？（）

(A) 視野為 40°的 25mm 目鏡 (B) 視野為 40°的 10mm 目鏡 (C) 視野為 40°的 6.5mm 目鏡 (D) 視野為 60°的 25mm 目鏡

// 月球大約是 0.5 °，我們過去可以通過 π 近似來計算，當然這題可以簡單憑經驗去達，多數的目鏡的視場度數在 40°左右，大約在 80倍情況下月球佔滿視場

26. 一顆彗星最多和幾個流星群有關？（） (A) 1 (B) 2 (C) 4 (D) 沒有上限

// 彗星和流星的成因原理下的天體力學知識

27. 1838 年，德國天文學家貝塞爾利用高自行的天鵝座 61 雙星首次測得了恆星視差，觀測表明它的視差為 0.31″，距離我們約（）。 (A) 1 秒差距 (B) 10 光年 (C) 100 光年 (D) 310 秒差距

// 恆星測量很經典的天鵝61雙星距離問題，秒差距、距離方面考察幾乎每年都會有

28. 在北緯 30°地區觀測，春分當天日落時黃道與地平線的夾角大約是（）。

(A) 23°26′ (B) 53°26′ (C) 63°26′ (D) 83°26′

//考日落時候子午線和黃道的焦點，即夏至點的大致地平高度

29. 以下說法不正確的是（）。

(A) 我國計劃於 2020 年發射火星探測衛星，預計 2021 年抵達火星。

(B) 2016 年 9 月，歐洲空間局發布了蓋亞天文衛星的第一批數據，其中包含了超過十億顆恆星的位置信息。

(D) 不久前，天文學家利用凌星法發現 40 光年外有 7 顆類地行星在圍繞著 TRAPPIST-1 恆星運動。

// 天文新聞學

30. 哪種類型的超新星可以作為測量星系距離的標準燭光？（）

(A) Ⅰa (B) Ⅰb (C) Ⅰc (D) Ⅱ

// 超新星的兩大類，I型和II型，光譜不包含氫的吸收線的被歸入I型，包含氫的吸收線就是II型。I型又可以細分為IA、IB、IC這三種，II型一般是單個的大恆星，質量超過九個太陽的質量，細分為IIP、IIL和IIN三類。通常是採用 Ia

31. 以下哪項英文縮寫不屬於三大國際天文奧林匹克賽事？（）

(A) IAO (B) AAO (C) APAO (D) IOAA

// 考你對三大奧賽的認識和理解，國際天文奧林匹克競賽（IAO）、國際天文學及天體物理學競賽（IOAA）、亞太天文學競賽（APAO），國內的奧賽賽事叫：全國天文奧林匹克競賽（CNAO）

32. M42 與以下哪個天體光譜最接近（）。

(A) 雙子座流星雨群內流星 (B) M57 (C) M31 (D) 太陽

// 這題猜想考倒很多人，拿葡萄和水蜜桃比色度。發射和反射星雲對比的光譜，太陽的是G2V，M57是行星狀星雲

33. 超新星爆發後光度會緩慢下降，這個過程中光度能量的主要來源是（）。

(A) 核裂變 (B) 核聚變 (C) 放射性元素衰變 (D) 周圍物質散射超新星爆發時的光

// 考察超新星的物理性質，放射性元素衰變過程中的輻射

34. 織女星是一顆位於主序帶上的典型的 A0 型恆星，其絕對星等約為 0.7 等，在不考慮消光的前提下，一顆視星等為 15 等的同類型恆星距離我們大約多遠？（）

(A) 500 秒差距 (B) 3000 秒差距 (C) 8000 秒差距 (D) 20000 秒差距

// 幾乎每年都會考距離和光度的比較 5個等級 100倍的光度差，也是10倍的距離。比鄰星是 1.3秒差距，一個星等的光度差距是 2.5 倍

35. 以下人造天體中軌道高度最高的是（）。

(A) 地球同步軌道衛星 (B) 太陽同步軌道衛星 (C) 國際空間站 (D) 哈勃空間望遠鏡

// 熟悉人造衛星和空間站的大致空間高度，地球同步軌道衛星的地面高度約為 36000Km ，太陽同步軌道的高度不會超過6000km，空間站的軌道高度通常最低，大約400Km，哈勃天空望遠鏡的軌道高度大約是 3000Km

總體歸納考察的重點內容和範圍為：

1. 地球運動方面知識（經緯線、黃道、銀道、白道、歲差、世界時、極晝極夜、日出日落、曆法計算、人造天體的性質）

2. 天文望遠鏡的成像原理（涉及光度、放大倍數和像場計算）

3. 行星動態和行星運動性質（涉及會合、大沖、東西大距、逆行、伴月、衛星性質等）

4. 太陽和月球的運動和物理性質（太陽各個層物理性質，月球地貌，日食月食的形成和周期性）

5. 星圖的熟悉程度（涉及恆星亮度等級、絕對星等、M天體、NGC/IC天體、曆元問題）

7.彗星和流星（資訊、形成原理、性質）

8. 宇宙學和空間尺度問題（恆星距離、退行速度、哈勃理論等）

9. 天體的物理性質（質量、輻射性質、演化性質、光譜、赫羅圖等）

10. 天文資訊（國內外航天動態、天文台和天文項目發展）

附上一張恆星距離表：

除了比鄰星，鄰近太陽系的恆星由近而遠的十顆依序為：

1、南門二（αCen，半人馬座α）4.3光年

2、巴納德星（Barnard"s）5.86光年

3、伍爾夫359星（Wolf359）7.7光年

4、勃蘭德2147星（BD+36°）8.2光年

5、鯨魚座uv星（Luyten726-8）8.4光年

6、天狼星（Sirius，大犬座α）8.7光年

7、羅斯154星（Ross 154）9.5光年

8、羅斯248星（Ross 248）10.4光年

9、天苑四（εEri，波江座ε）10.8光年

10、羅斯128星（Ross 128）10.9光年

之後會在公眾號波江天文上補上過去奧賽考題考法，歡迎關注和交流！