Đề thi - Đáp án cuộc thi Vietnam Astronomy Contest 2017
Đáp án cuộc thi VAC 2017
Cuộc thi Vietnam Astronomy Contest 2017 là cuộc thi kiến thức về thiên văn học và vật lý thiên văn trực tuyến, sân chơi dành cho những người yêu khoa học ở nhiều đô tuổi và lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là đề thi và đáp án cuộc thi VAC 2017, mời các bạn cùng tham khảo.
PHẦN TRẮC NGHIỆM
Anh/Chị hãy lựa chọn đáp án đúng cho các câu hỏi dưới đây bằng cách sử dụng chức năng của Microsoft Word để đổi màu chữ (hoặc in đậm) đáp án mà anh/chị lựa chọn. Mỗi câu hỏi chỉ có một đáp án đúng, mỗi đáp án đúng được 2 điểm.
Câu 1: Hệ Mặt Trời có bao nhiêu hành tinh chính thức được công nhận tính tới nay?
A. 7 hành tinh B. 8 hành tinh C. 9 hành tinh D. 10 hành tinh
Câu 2: Thiên thể nào sau đây không phải một hành tinh lùn?
A. Pluto B. Eris C. Triton D. Makemake
Câu 3: Vì sao Mặt Trăng luôn hướng cùng một phía về Trái Đất?
A. Nó không có sự tự quay
B. Chỉ có một phần nhất định của nó nhận được ánh sáng từ Mặt Trời
C. Khóa thủy triều với Trái Đất
D. Lực hút tĩnh điện với Trái Đất
Câu 4: Tập hợp các thiên thể có quỹ đạo chuyển động quanh Mặt Trời nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc gọi là:
A. Vành đai tiểu hành tinh B. Vành đai Kuiper
C. Các trojan của Sao Mộc D. Mây Oort
Câu 5: Nhật thực thường xảy ra vào thời điểm nào?
A. Ngày Trăng tròn B. Ngày không Trăng
C. Ngày Trăng bán nguyệt D. Tất cả đều có thể xảy ra
Câu 6: Giả sử trong Hệ Mặt Trời có một hành tinh nằm cách Mặt Trời 50 AU, vậy chu kỳ quỹ đạo của nó sẽ gần bằng:
A. 164 năm B. 289 năm C. 354 năm D. 382 năm
Câu 7: Yếu tố nào quan trọng nhất quyết định sự khác nhau của hành tinh và vệ tinh?
A. Quang phổ B. Quỹ đạo C. Khối lượng D. Tỷ trọng
Câu 8: Sao Hôm và Sao Mai là tên gọi dân gian của:
A. Sao Kim B. Sao Thủy C. sao Sirius D. sao Bắc Cực
Câu 9: Chòm sao nào sau đây không thuộc Hoàng đạo?
A. Aquarius B. Scorpius C. Orion D. Ophiuchus
Câu 10: Ở nơi nào bạn có thể thấy tất cả các chòm sao trên bầu trời trong 1 năm?
A. Hai địa cực B. Chí tuyến C. Xích đạo D. Cả A và C
Câu 11: Thiên cực Bắc, nơi có sao Bắc Cực, là:
A. Giao của xích đạo trời với hoàng đạo
B. Giao của trục quay Trái Đất với bán thiên cầu Bắc
C. Giao của trục quay Trái Đất với bạch đạo
D. Giao của hình chiếu chí tuyến Bắc với hoàng đạo
Câu 12: “Nhân Mã” là tên tiếng Việt chính xác của chòm sao nào?
A. Pegasus B. Centaurus C. Sagittarius D. Perseus
Câu 13: Theo cách hiểu hiện đại, một chòm sao là:
A. Một cụm sao có vị trí gần Trái Đất
B. Một khu vực được xác định ranh giới trên bầu trời
C. Một trong 12 cung Hoàng đạo
D. Một tập hợp sao được nối thành hình dạng biểu kiến theo thần thoại Hy Lạp
Câu 14: Tại quốc gia nào sau đây bạn không thể thấy sao Bắc Cực (Polaris)?
A. Trung Quốc B. Luxembourg C. Australia D. Canada
Câu 15: Ngôi sao sáng nhất bầu trời đêm là:
A. Vega B. Polaris C. Sao Kim D. Sirius
Câu 16: Mặt Trời thuộc loại sao nào?
A. sao khổng lồ B. sao siêu khổng lồ C. sao lùn D. sao neutron
Câu 17: Vào cuối đời, lớp vỏ của Mặt Trời phồng to và trở thành:
A. sao lùn đỏ B. sao khổng lồ đỏ C. sao neutron D. sao siêu khổng lồ
Câu 18: Nova là hiện tượng xảy ra trên bề mặt của
A. sao lùn trắng B. sao khổng lồ đỏ C. pulsar D. lỗ đen siêu nặng
Câu 19: Mệnh đề nào sau đây không chính xác
A. Kỳ dị của lỗ đen là nơi tập trung hầu hết khối lượng của nó
B. Lực hấp dẫn của lỗ đen tác động lên các thiên thể khác là lớn vô hạn
C. Không có bất cứ bức xạ nào có thể đi ra từ phía trong của chân trời sự kiện
D. Lỗ đen bẻ cong không-thời gian quanh nó khiến các tia sáng bị đổi hướng
Câu 20: Phản ứng gây ra sự phát sáng của một ngôi sao và chống lại hấp dẫn của chính nó là loại phản ứng nào?
A. Phân hạch B. Nhiệt hạch C. Oxy hóa D. Cháy
Câu 21: Trung tâm của mọi thiên hà lớn được cho rằng đều có một
A. Lỗ đen siêu nặng B. Supernova C. Sao lùn đen D. Tinh vân hành tinh
Câu 22: Chúng ta có 4 mùa trong năm do lý do chính là:
A. Trục Trái Đất không vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo
B. Quỹ đạo Trái Đất không phải hình tròn
C. Hoạt động của Mặt Trời biến thiên theo từng tháng
D. Tương tác hấp dẫn của Mặt Trăng
Câu 23: Thiên hà của chúng ta là loại thiên hà
A. Elip B. Thấu kính C. Xoắn D. Không định hình
Câu 24: Siêu cụm thiên hà lớn nhất có chứa chúng ta đã được biết cho tới nay có tên là:
A. Virgo B. Local Group C. Andromeda D. Laniakea
Câu 25: Người ta thường nói “Nhìn vào các ngôi sao là nhìn vào quá khứ” bởi lý do chính là:
A. Đó là câu nói trong một tác phẩm văn học
B. Ánh sáng cần thời gian để truyền đi
C. Khối lượng của các ngôi sao làm cong không-thời gian
D. Vật chất tạo thành chúng ta được tạo thành trong các ngôi sao
Câu 26: Nguyên tố nào phổ biến nhất trong vũ trụ?
A. Hydro B. Oxy C. Carbon D. Sắt
Câu 27: Quang phổ thu được của một thiên hà có sự dịch chuyển về phía đỏ, điều đó có nghĩa là
A. Nó đang tiến gần chúng ta
B. Nó đang đi ra xa khỏi chúng ta
C. Nó đang hoạt động tạo sao rất mạnh
D. Có một vụ nổ bức xạ lớn trong thiên hà
Câu 28: Thứ gì gây ra sự giãn nở của vũ trụ?
A. Vật chất tối B. Năng lượng tối
C. Phản vật chất D. Năng lượng hạt nhân
Câu 29: Các hạt truyền tương tác như graviton, photon, gluon, ... được gọi chung là nhóm hạt
A. Boson B. Hadron C. Quark D. Lepton
Câu 30: Tương lai nào đang đợi vũ trụ của chúng ta?
A. Giãn nở đến một thời điểm sẽ chậm dần nhưng vẫn giãn nở vĩnh viễn
B. Giãn nở đến một thời điểm thì co lại
C. Giãn nở vĩnh viễn ngày càng nhanh
D. Giãn nở chậm và sẽ dừng lại ổn định trong vài tỷ năm tới
PHẦN TỰ LUẬN
Anh/Chị hãy đọc các câu hỏi dưới đây và trực tiếp trình bày câu trả lời bằng cách gõ xuống dưới mỗi câu hỏi.
Lưu ý:
- Câu trả lời cần được trình bày bằng tiếng Việt có dấu và tuân thủ qui tắc chính tả, ngữ pháp tiếng Việt.
- Thuật ngữ khoa học chính xác và trình bày ngắn gọn, mạch lạc là những tiêu chí để đánh giá điểm của bài làm.
- Phần này có 3 câu, số điểm của mỗi câu được ghi chú đầu mỗi câu.
- Câu trả lời được gõ ngay sau dấu hai chấm của ghi chú “Trả lời”
Câu 1 (15 điểm)
Anh/chị hãy mô tả thật ngắn gọn và đầy đủ nhất có thể vị trí của Trái Đất trong vũ trụ (yêu cầu chính xác, mạch lạc, logic, càng đầy đủ thông tin càng tốt, không yêu cầu phân tích và bình luận)
Trả lời:
Trái Đất của chúng ta là hành tinh thứ ba tính từ trong ra của một hệ hành tinh gồm ít nhất 8 hành tinh chuyển động quanh ngôi sao trung tâm là Mặt Trời. Toàn bộ Hệ Mặt Trời là một bộ phận của thiên hà Milky Way – một thiên hà xoắn có đường kính tối đa khoảng hơn 100.000 năm ánh sáng và chứa khoảng 100 đến 400 tỷ sao, rất nhiều sao trong số đó cũng có các hành tinh chuyển động quanh như Mặt Trời. Hệ Mặt Trời nằm cách trung tâm của thiên hà này khoảng 26.000 năm ánh sáng, trong khu vực được gọi là cánh tay Orion của thiên hà. Thiên hà Milky Way là một trong hai thiên hà lớn nhất của Cụm Địa Phương (Local Group) – một nhóm thiên hà có hơn 50 thiên hà. Nhóm này thuộc một kết cấu lớn hơn là siêu cụm thiên hà Virgo. Siêu cụm thiên hà Virgo có đường kính khoảng 110 triệu năm ánh sáng, nó là một phần của siêu cụm thiên hà Laniakea. Laniakea có độ dài trục lớn là khoảng 520 triệu năm ánh sáng và chứa khoảng 100.000 thiên hà. Trong phần vũ trụ quan sát được, ước tính có vài triệu siêu cụm thiên hà như Virgo và Laniakea.
Câu 2 (15 điểm)
Hãy trình bày và giải thích thật ngắn gọn:
A- Thủy triều trên Trái Đất xảy ra mạnh nhất vào những thời điểm nào của tuần Trăng? Tại sao?
B- Tại sao thủy triều không chỉ xảy ra ở phần Trái Đất hướng về Mặt Trăng mà còn xảy ra ở phần bên kia (phần xa Mặt Trăng nhất)?
Trả lời:
A- Thủy triều trên Trái Đất xảy ra mạnh nhất vào thời điểm Trăng tròn (full moon) và thời điểm không Trăng (new moon). Lý do là thủy triều gây ra bởi tác động hấp dẫn của đồng thời Mặt Trăng và Mặt Trời lên Trái Đất. Vào hai thời điểm vừa nêu, hai thiên thể này và Trái Đất gần thẳng hàng, do đó tổng hợp lực hấp dẫn của chúng tác động lên Trái Đất là lớn nhất.
B- Lực hấp dẫn tác động tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, do đó điểm ở xa Mặt Trăng hơn chịu lực hấp dẫn nhỏ hơn. Điều đó khiến phần Trái Đất hướng về phía Mặt Trăng chịu lực hấp dẫn mạnh nhất. Đồng thời, phần Trái Đất ở phía bên kia chịu lực hấp dẫn nhỏ nhất. Nhưng lực hấp dẫn không chỉ tác động lên lớp nước mà tác động lên toàn bộ hành tinh, nên có sự chênh lệch lực hấp dẫn tác động lên hai phần nêu trên với nhau và với cả các phần nằm giữa khoảng đó. Nếu lấy tâm của Trái Đất làm mốc, thì khi đó Mặt Trăng “kéo” phần hướng về phía nó mạnh hơn kéo tâm Trái Đất nhưng lại kéo phần phía bên kia yếu hơn. Do đó phần nước ở phía đối diện với phía hướng về Mặt Trăng có xu hướng bị đẩy ra khỏi tâm Trái Đất. Việc này giải thích thủy triều ở khu vực không hướng về phía Mặt Trăng.
Câu 3 (10 điểm)
Một nhà thám hiểm thực hiện một cuộc hành trình trên bề mặt Trái Đất. Từ điểm xuất phát, anh ta đi về phía Nam quãng đường 1600 km. Khi đi hết quãng đường này, anh ta rẽ sang hướng Tây đi thêm 1000 km nữa, rồi đi ngược lên phía Bắc 1600 km và từ đó đi sang hướng Đông 1000 km. Tới đây nhà thám hiểm thấy mình trở lại vị trí cũ. Như vậy, bỏ qua những hiệu ứng và sai số phụ không đáng kể, hãy cho biết anh/chị biết gì về vị trí ban đầu của nhà thám hiểm? Hãy giải thích.
Trả lời:
Nhà thám hiểm đi theo các hướng lần lượt là Nam, Tây, Bắc và Đông trên bề mặt Trái Đất. Do độ dài của các kinh tuyến là bằng nhau nên lượt đi về phía Nam và lượt đi về phía Bắc có độ dài bằng nhau sẽ đưa nhà thám hiểm sau hai lượt đi này trở về cùng vị trí vĩ độ cũ.
Tuy nhiên, độ dài các vĩ độ không bằng nhau (lớn nhất là xích đạo, tức vĩ độ 0, và nhỏ dần khi đi về hai cực). Vì vậy có thể thấy rằng hai lượt đi về phía Tây và phía Đông của nhà thám hiểm tuy có độ dài quãng đường bằng nhau nhưng “không chắc” đưa anh ta trở về vị trí kinh độ cũ – điều này là do mặt Trái Đất không phải mặt phẳng mà là mặt cầu.
Để sau bốn lượt đi như mô tả của đề bài, nhà thám hiểm về vị trí cũ thì anh ta cần có điểm xuất phát nằm cách xích đạo 800 km về phía Bắc. Tại những điểm có đặc điểm này, sau khi đi về phía Nam 1600 km, nhà thám hiểm sẽ nằm cách xích đạo 800 km về phía Nam. Độ dài đoạn vĩ tuyến nối hai kinh tuyến bất kỳ ở hai vĩ độ đối nhau là bằng nhau, do đó sau khi di chuyển như đề bài mô tả nhà thám hiểm có thể trở về vị trí cũ.
