Ответы астрономия 2014

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ И РАЗБАЛЛОВКА
5-6 класс
1. Из списка созвездий следует исключить Ориона. Дополнить список
необходимо Малой Медведицей. Околополярными называются созвездия,
окружающие Полярную звезду в созвездии Малая Медведица.
Разбалловка:
за исключение из списка Ориона - 1 балл;
за дополнение Малой Медведицы - 1 балл;
за определение околополярных созвездий - 1 балл.
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла.
2. Персеиды – метеорный поток, ежегодно наблюдающийся в августе с
радиантом в созвездии Персея. Мельчайшие частицы, размером с песчинку,
сгорают в земной атмосфере, образуя вспышки.
Разбалловка:
за описание наблюдения Персеид – 1 балл;
за указание времени наблюдения - 1 балл;
за объяснение происхождения – 1 балл.
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла.
3. Существует простое правило для ответа на этот вопрос. Если лунный серп
в небе похож на букву «С», то это — Луна «стареющая», то есть это
последняя четверть. Если же он повёрнут в обратную сторону, и, мысленно
приставив к нему палочку, можно получить букву «Р» — Луна «растущая»,
то
есть
это
первая
четверть.
Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.
Разбалловка:
за объяснение правила определения вида Луны – 2 балла;
за указание времени наблюдения разных фаз Луны - 2 балла;
Максимальная стоимость ответа составляет 4 балла.
4. Самым большим телом по размеру (диаметру) телом Солнечной системы
является Солнце, затем планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун,
затем планеты земной группы: Земля, Венера, Марс, а далее Ганимед спутник Юпитера, и Титан - спутник Сатурна. Меркурий не входит в этот
список.
Разбалловка:
за первое в списке Солнце - 2балла;
за перечисление планет-гигантов - 2 балла;
за перечисление планет земной группы без Меркурия 2-балла;
за последующее место Ганимеда 1-балл;
за последующее место Титана - 1 балл;
Максимальная стоимость ответа составляет 8 баллов.
1
5. 2015 год начинается четвергом и заканчивается тоже четвергом, а 2016 год
високосный, поэтому начинается пятницей, а заканчивается субботой.
Расчеты такие:
В 2015 г. содержится 365 дней, что составляет 51 неделю и 1 день, значит,
год, начавшись четвергом, закончится тоже четвергом. 2016 год –
високосный, значит, содержит 366 дней, что составляет 51 неделю и 2 дня,
год начнется пятницей, а закончится субботой.
Разбалловка:
за правильный ответ и расчёт для 2015 года – 2балла;
за правильный ответ и расчёт для 2016 года - 2 балла;
Максимальная стоимость ответа составляет 4 балла.
6. Прежде всего, необходимо указать условия на Луне: отсутствие
атмосферы, перепады температур и т.д. Из этого следует:
лазерный дальномер
измерение расстояний необходим
термометр
измерение
необходим
температуры
барометр
измерение
не
нужен
из-за
атмосферного
отсутствия
давления
атмосферы.
секундомер
измерение времени
необходим
телескоп
астрономические
наблюдения
необходим
Разбалловка:
за описание условий на Луне - 1 балл;
за правильный выбор лазерного дальномера, секундомера, термометра, телескопа - 4
балла;
за исключение из списка барометра -1 балл
Максимальная стоимость ответа составляет 6 баллов.
Максимальное количество баллов за все задания: 28 .
7-8 класс
1. Летне-осенний треугольник состоит из 3-х звезд: Вега из созвездия Лиры,
Денеб из созвездия Лебедя, Альтаир из созвездия Орла.
Разбалловка:
за каждую звезду и соответствующее созвездие - 2балла;
Максимальная стоимость ответа составляет 6 баллов.
2. Суперлуние - это астрономическое явление, происходящее при
совпадении полнолуния с моментом наибольшего сближения Луны и Земли.
Благодаря данному явлению с Земли можно видеть более крупный размер
лунного диска, чем обычно.
Разбалловка:
за описание явления - 1 балл;
2
за указания фазы Луны - полнолуния - 1 балл;
за объяснение сближения Луны и Земли - 1 балл.
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла
3. Самым большим телом по размеру (диаметру) телом Солнечной системы
является Солнце, затем планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун,
затем планеты земной группы: Земля, Венера, Марс, а далее Ганимед спутник Юпитера, и Титан - спутник Сатурна. Меркурий не входит в этот
список.
Разбалловка:
за первое в списке Солнце - 2балла;
за перечисление планет-гигантов - 2 балла;
за перечисление планет земной группы без Меркурия 2-балла;
за последующее место Ганимеда 1-балл;
за последующее место Титана - 1 балл;
Максимальная стоимость ответа составляет 8 баллов.
4. На рисунках месяц не может быть обращен неосвещённой стороной к
Солнцу, так как Луна не является источником света, она освещается
Солнцем. Значит, месяц должен быть обращен видимой (освещённой)
стороной к Солнцу.
Разбалловка:
за идею правильного ответа - 2 балла;
за рисунок правильного расположения Солнца и месяца - 1 балл;
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла.
5. Прежде всего, необходимо указать условие на Луне: отсутствие
атмосферы, перепады температур и т.д. Из этого следует:
лазерный дальномер
измерение расстояний необходим
термометр
измерение
необходим
температуры
барометр
измерение
не
нужен
из-за
атмосферного
отсутствия
давления
атмосферы.
секундомер
измерение времени
необходим
телескоп
астрономические
наблюдения
необходим
Разбалловка:
за описание условий на Луне - 1 балл;
3
за правильный выбор лазерного дальномера, секундомера, термометра, телескопа - 4
балла;
за исключение из списка барометра -1 балл
Максимальная стоимость ответа составляет 6 баллов.
6. Считая движение равномерным и прямолинейным, вычислим расстояние
пройденное Землей по формуле
. Из справочника найдем, что
среднее расстояние от Солнца до Земли 149,6 млн. км для сравнения. Можно
использовать 150 млн. км для приблизительного вычисления. Расстояние,
которое Земля проходит за один год можно рассчитать, если 1 год перевести
в секунды:
365,25*24*3600=31 557 600 с.
Найдем путь, который пройдет Земля за год:
30км/с*31 557 600 с = 946 728 000 км = 946,728 млн. км
Разделим это расстояние на среднее расстояние от Земли до Солнца (149,6
млн. км), получим примерно 6,3.
За 4,5 млрд. лет Земля пройдет расстояние, большее, чем от Земли до Солнца
в 28,35 млрд. раз (4 500 000 000*6,3=28 350 000 000)
Разбалловка:
за формулу скорости и вычисление пути пройденного Землей за один год - 2 балла;
за перевод 1 года в секунды – 1 балл;
за вычисление пути пройденного Землей за 4,5 млрд. лет -1 балл;
за сравнение пройденного пути со средним расстоянием от Земли до Солнца – 2 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 6 баллов.
Максимальное количество баллов за все задания: 32 .
9 класс
1. Действительно, диск звезды в телескоп разглядеть невозможно. Однако за
счёт большого диаметра объектива телескоп собирает гораздо больше света,
чем невооружённый глаз человека. Весь собранный свет телескоп посылает в
зрачок глаза, делая заметными очень слабые звезды. Так, если диаметр
объектива 60мм, а глаза 6 мм, то объектив по диаметру в 10 раз, а по
площади в 100 раз превышает зрачок глаза. Это позволяет увидеть в такой
телескоп в 100 раз менее яркие звезды.
Разбалловка: за правильный ответ – 2 балла;
за приведенные рассуждения о преимуществах телескопа над человеческим глазом – 2
балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 4 балла.
2. Перенос всех текущих дат 1918 года на 13 дней вперед означает, что
продолжительность этого года меньше на 13 дней. Следовательно, в новом
летоисчислении новый 1919-ый (и все последующие годы) наступили на 13
дней раньше, чем это было «по-старому». Поэтому старый Новый год
отмечается на 13 дней позже нынешнего Нового года.
4
Разбалловка: за правильный ответ – 4 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 4 балла
3. Не зависит. Перигелий — это минимальное расстояние от Земли до
Солнца, но в северном полушарии в это время — зима. Афелий —
максимальное расстояние от Земли до Солнца, но в северном полушарии в
это время – лето. Смена времён года на Земле (и других планетах) связана с
углом наклона её оси к плоскости орбиты.
Разбалловка: за понимание, что такое перигелий и афелий – 2 балла;
за объяснение причины смены времен года – 2 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 4 балла.
4. Нет, так как мы можем видеть только освещённые Солнцем части
Меркурия.
Разбалловка: за правильный ответ — 3 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла.
5. Предположим, что космический корабль движется равномерно и
прямолинейно, тогда время его движения:
Переводим световые года в километры:
s  4,3  365,25  24  3600c  300000км / c  40709304000000км  4,07  1013 км
t
4,07  1013 км
 2394664941176c  2,39  1012 c
17км / c
Переводим секунды в годы:
2,39  1012 c
 7,6  10 4 лет
3600  24  365, ,25
Пришлось бы лететь примерно 76 тыс. лет.
Разбалловка: за предположение, что космический корабль движется равномерно – 1
балл;
за написание формулы для расчета времени равномерного движения – 1 балл;
за перевод световых лет в километры – 2 балла;
за расчет времени в секундах – 1 балл;
за получение правильного ответа в световых годах – 2 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 7 баллов.
6. Возраст Земли примерно составляет 4,5 млрд. лет. Она движется по орбите
вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с. Вычисляем пройденный путь:
s  30км / с  4,5  10 9  365,25  24  3600с
Вспомним, чему равен 1 св. год:
1св.г.  3  10 5 км / с  365,25  24  3600с .
Переведем путь в световые года:
5
s
30км / с  4,5  10 9  365,25  24  3600с 4,5  10 9
4,5  10 5
5

св
.
лет

4
,
5

10
св
.
лет

 138кпк
3,26
3  10 5 км / с  365,25  24  3600с
10 4
Это чуть больше, чем расстояние до ближайших галактик Магеллановы
Облака и обратно.
Разбалловка: за указание возраста Земли – 1 балл;
за указание скорости движения Земли - 1 балл;
за написание формулы пути и подстановку чисел – 2балла;
за знание светового года – 1балл;
за окончательное вычисление пути – 1 балл;
за выбор правильного ответа – 1 балл.
Максимальная стоимость ответа составляет 8 баллов.
Максимальное количество баллов за все задания: 30.
10 класс
1. Под «суперлунием» понимают наблюдение особо крупной Луны в фазе
полнолуния, когда она оказывается вблизи перигелия своей орбиты
(периселения – ближайшей к Земле точке орбиты). Это явление повторяется
примерно через 13 месяцев и еще несколько дней, т.к. за тот период, когда
Земля совершает один оборот вокруг Солнца, Луна успевает обернуться
вокруг Земли 13 раз и еще совершить около 1/3 следующего витка (период
обращения Луны вокруг Земли 27,3 сут).
Разбалловка: за правильное объяснение того, что такое «суперлуние» - 2 балла;
За указание того, что это происходит примерно через 13 мес. – 2 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 4 балла.
2. а) Был вечер, Луна взошла на востоке.
б) Лицо поэта обращено к югу.
в) Луна находится в фазе полнолуния.
Разбалловка: за каждый правильный ответ ставится по 1 баллу.
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла.
3. Звезда не может располагаться между «рогами» серпа, т.к. это
пространство является неосвещенной частью поверхности Луны.
«Молодой» месяц бывает виден вечером.
Меркурий находится близко к Солнцу, поэтому может наблюдаться либо
после захода Солнца на западе, либо перед восходом Солнца на востоке.
Разбалловка: за каждую найденную ошибку – по 1 баллу.
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла.
4.
1) благодаря выносу приборов за пределы атмосферы появилась
возможность ловить инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское,
гамма-излучение, сверхдлинные радиоволны;
2) только в космосе возможно прямое изучение космических частиц,
солнечного ветра, микрометеоритной пыли;
3) стало возможно прямое изучение поверхности планет с помощью АМС;
6
4) благодаря запуску космических телескопов оптическая астрономия
улучшила свою разрешающую способность;
5) полет аппарата «Улисс» к полярным областям Солнца позволил изучить
ранее совершенно недоступные области нашей звезды.
Разбалловка: за каждый правильный ответ – по 1 баллу.
Максимальная стоимость ответа составляет 5 баллов.
5. Согласно закону Стефану-Больцмана, светимость L связана с линейным
радиусом звезды R и температурой фотосферы Т соотношением:
L  4R 2T 4 .
Запишем это выражение для каждой из 2-х звёзд:
2
4
2
4
L1  4R1 T1 , L2  4R2 T2 .
Отсюда найдем отношение для радиусов звёзд:
2
R1  T2 
 10000 K 
    
  11
R2  T1 
 3000 K 
2
Радиус более горячей звезды примерно в 11 раз больше, чем холодной.
Разбалловка: за идею ответа и написание формулы закона – 4 балла;
за нахождение отношения радиусов и получение верного ответа – 3 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 7 баллов.
6. Это позволило увеличить поле зрения (угловой участок неба, видимый
через окуляр) и сделать вынос зрачка (расстояние от линзы окуляра до точки
на оси, куда следует поместить глаз, чтобы увидеть всё поле зрения,
(минимальное значение 5-6 мм, максимальное 25 мм).
Но, телескоп Кеплера стал давать перевёрнутое изображение, и
хроматическая аберрация осталась (это ведёт к снижению четкости
изображения и даже появлению цветных контуров).
глаз
наблюдателя
объект
Fоб
fок
Разбалловка: за указание каждого преимущества и его объяснение ставится по 2 балла;
за рисунок – 2 балла;
если будет указан недостаток – 2 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 8 баллов.
Максимальное количество баллов за все задания: 30.
11 КЛАСС
7
1. Под «противостоянием Марса» понимают такую конфигурацию планет,
когда Солнце, Земля и Марс выстраиваются вдоль одной линии, и Марс при
этом оказывается напротив Солнца относительно Земли. Видимый блеск
планеты на небе при этом увеличивается, особенно, если противостояние
«великое», т.е. планета подходит на минимальное расстояние к Земле.
В противостоянии могут оказываться только внешние планеты, орбиты
которых лежат вне орбиты Земли: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Разбалловка: за объяснение того, что такое противостояние ставится 2 балла;
за упоминание о великом противостоянии – 1 балл;
за указание того, что такая конфигурация возможна только для внешних планет – 2
балла;
за рисунок дополнительно ставится – 1 балл;
Максимальная стоимость ответа составляет 6 баллов.
2. Во время путешествия от Северного полюса наблюдатель будет видеть,
как Полярная звезда смещается из точки зенита к горизонту. Небо вместе со
всеми созвездиями как будто повернется на 900. На экваторе станут видны
все созвездия: и Северного и Южного неба.
Разбалловка: за каждое верное утверждение ставится по 1 баллу.
Максимальная стоимость ответа составляет 3 балла.
3. Используем закон сохранения момента импульса для точек перигелия и
афелия:
mrп п  mrа а (1)
rп  a  c , ra  a  c , c  a  e  10a.e.
Из формулы (1) получаем:
 п rа 49,52а.е.
 
 1,68 раз (2).
 а rп 29,52а.е.
Разбалловка: за идею решения и написание формулы (1) ставится 4 балла;
за нахождение радиус-векторов в точках перигелия и афелия – 2 балла;
за получение формулы соотношения скоростей и получение верного ответа – 2 балла;
Максимальная стоимость ответа составляет 8 баллов.
4. Согласно закону Стефану-Больцмана, светимость L связана с линейным
радиусом звезды R и температурой фотосферы Т соотношением:
L  4R 2T 4 .
Запишем это выражение для каждой из 2-х звёзд:
2
4
2
4
L1  4R1 T1 , L2  4R2 T2 .
Отсюда найдем отношение для радиусов звёзд:
2
R1  T2 
 10000 K 
    
  11
R2  T1 
 3000 K 
2
Радиус более горячей звезды примерно в 11 раз больше, чем холодной.
Разбалловка: за идею ответа и написание формулы закона – 4 балла;
за нахождение отношения радиусов и получение верного ответа – 3 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 7 баллов.
5. Это позволило увеличить поле зрения (угловой участок неба, видимый
через окуляр) и сделать вынос зрачка (расстояние от линзы окуляра до точки
8
на оси, куда следует поместить глаз, чтобы увидеть всё поле зрения,
минимальное значение 5-6 мм, максимальное 25 мм).
Но, если телескоп Кеплера стал давать перевёрнутое изображение, и
хроматическая аберрация осталась (это ведёт к снижению четкости
изображения и даже появлению цветных контуров).
глаз
наблюдателя
объект
Fоб
fок
Разбалловка: за указание каждого преимущества и объяснение ставится по 2 балла;
за рисунок – 2 балла;
если будет указан недостаток – 2 балла.
Максимальная стоимость ответа составляет 8 баллов.
6. Для ответа на поставленный вопрос школьник должен рассчитать
величину второй космической скорости для такого астероида:
V
2GM
(1).
R
4R 3 
(2).
3
4  3,14  53  10 9  5  10 3
 2,62  1015 кг
Получаем численные значения: M 
3
M – масса астероида, она равна: M 
V
2  6,67  10 11  2,62  1015
 8,36 м с .
5  10 3
Ответ: вторая космическая скорость для этого астероида – V = 8,36 м/с. Так
как скорость брошенного камня – 10 м/с – больше второй космической, он
навсегда покинет астероид.
Рабалловка: за идею решения и формулу (1) для расчёта скорости астероида – 2 балла;
за формулу (2) – 1 балл;
за правильный расчет массы астероида – 1 балл;
за правильный расчёт величины второй космической скорости - 1 балл.
Верный окончательный вывод – 1 балл.
Максимальная стоимость ответа составляет 6 баллов.
Максимальное количество баллов за все задания: 38.
9