Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы




Скачать 136.18 Kb.
НазваниеЗадачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы
Дата конвертации01.03.2013
Размер136.18 Kb.
ТипРешение
ЗАДАЧИ ШКОЛЬНОГО ТУРА ВСЕРОССКИЙСКОЙ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

2011/12 уч.года 5-7 классы

Решение каждого задания оценивается по 8-балльной системе с возможностью выставления оценки в 10 баллов. Максимальное количество баллов – 50. Большая часть из этих 8 баллов (не менее 4-5) выставляется за правильное понимание участником олимпиады сути предоставленного вопроса и выбор пути решения.

Победителем этапа становится участник, набравший максимальное количество баллов в своей возрастной параллели. Призерами олимпиады становятся участники, идущие в итоговом протоколе за победителем и имеющие результат не ниже 15-20 баллов.

Квота в школьном туре отсутствует.


  1. Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Какие современные доказательства этого вы можете привести?

  1. Опыт с маятником Фуко.

  2. Отклонение падающих тел к востоку. Даже на широте Москвы ( = 56°) для свободно падающего тела с высоты 100 м отклонение составляет 10 мм.

  3. Реки, текущие в северном полушарии на юг (Днепр, Дон, Волга и др.), подмывают свои западные берега. В результате западный берег оказывается крутым, а восточный — пологим.

  4. Параллактическое смещение звезд происходит вследствие годового обращения Земли вокруг Солнца.

  5. Просто наблюдения с космических аппаратов (КА) и автоматических межпланетных станций (АМС).




  1. Сколько времени свет идет от Солнца до Земли? От Солнца до Нептуна? Расстояние от Земли до Солнца – 1 а.е. = 150 млн.км. Расстояние от Нептуна до Солнца – 30 а.е. Скорость света 3·108 м/с. Ответ выразить в минутах.

Ответ: До Земли 8 минут. До Нептуна 8 мин х 30 а.е. = 240 мин. (4 часа).

  1. 19 ноября 2011 года – знаменательная дата в истории России, 300-летие великого российского учёного и просветителя М. В. Ломоносова.  Какие замечательные астрономические открытия сделал Ломоносов М.В.?

Решение.

  1. Ломоносов сделал попытку объяснить происхождение хвостов комет тем же атмосферным электричеством, что было ошибкой. Однако в его гипотезе имеется некоторое сходство с современными теориями образования и свечения плазменных составляющих кометных хвостов в результате взаимодействия газово-плазменной головы кометы и потоков солнечного ветра.

  2. Ученый изучил физическую природу Солнца. В то время полагали, что оно имеет твердую каменную, хоть и раскаленную оболочку. Ломоносов же первым высказал предположение, что Солнце имеет расплавленную поверхность:


«…горящий вечно Океан.

Там огненны валы стремятся и не находят берегов;

Там вихри пламенны кружатся, борющись множество веков…»


  1. Ученый интересовался строением Земли, указывая, что при более внимательном изучении земных недр могут быть открыты новые способы поиска полезных ископаемых.

  2. Ломоносов интересовался вопросами эволюция Земли, Солнечной системы и всей Вселенной.

  3. Одним из самых важных и известных достижений Ломоносова было его открытие атмосферы на Венере. Двадцать четвертого июня 1761 года Венера проходила через солнечный диск, и это явление наблюдали через телескоп десятки астрономов не только в России, но и в других странах. Ученые внимательно вглядывались в небо, стараясь не пропустить тот момент, когда произойдет контакт дисков Солнца и Венеры. Во время этого опыта астрономы предполагали уточнить расстояние от Земли до Солнца. После того как диск планеты стал отчетливо виден на фоне солнечного, Ломоносов заметил небольшую дымку на крае солнечного диска. Когда же Венера подошла к другому краю, на нем появилась выпуклость, которая вскоре исчезла, после чего диск некоторое время имел такой вид, как будто его край был срезан. Эти явления были замечены не только Ломоносовым, но и другими астрономами. Однако только русский ученый смог правильно объяснить их, возможно потому, что его целью были не астрометрические, а астрофизические наблюдения. Это дало возможность Ломоносову сделать важное открытие: «По сим примечаниям, планета Венера окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), каковая обливается около нашего шара земного». Открытие Ломоносова очень скоро было признано в научном мире и вновь привлекло ученых к идее об обитаемости других планет.

  4. Это открытие было замечательным подтверждением коперниканских идей о том, что в природе существуют планеты, подобные нашей Земле. Ломоносов был горячим сторонником идеи о множественности обитаемых миров. Однако ученый понимал, что Вселенная бесконечна и до конца понять ее не в состоянии ни один человек. Он выразил это двустишьем:


«Открылась бездна — звезд полна.

Звездам числа нет, бездне — дна».


  1. Ломоносов уделял большое внимание проблеме природы тяготения, вопросу о пропорциональности массы тел и их веса, изучению силы тяжести с помощью специальных маятников и других приборов. Положил начало развитию гравиметрии в стране.

  2. Ломоносов известен и как конструктор телескопа. Предложил в 1762 г. новую систему телескопа-рефлектора, в котором вогнутое зеркало слегка наклонено к оси трубы.


Конечно, такой полный ответ не смогут дать учащиеся 5-7 классов. Но если кроме открытия атмосферы на Венере будет дан хоть один ответ, нужно ставить максимальное количество баллов.


  1. Нарисуйте, как вы представляете себе структуру нашей Галактики. Какие объекты входят в состав нашей Галактики? Где примерно расположено Солнце?






Галактика представляет собой сложную звездную систему, состоящую из множества разнообразных объектов, которые находятся между собой в определенной взаимосвязи. Масса Галактики оценивается в 200 миллиардов (2∙1011) масс Солнца, но только два миллиарда звезд (2∙109) доступно наблюдениям. В состав Галактики кроме звёзд входят звёздные скопления (шаровые и рассеянные), ГМО (гигантские молекулярные облака), туманности (тёмные, диффузные и др), космические лучи, электромагнитные поля, облака молекулярного водорода, планеты около других звёзд.



Диск и окружающее его гало погружены в корону. В настоящее время считают, что размеры короны Галактики в 10 раз больше, чем размеры диска.

Наша Галактика – спиральная с баром (перемычкой). Солнце расположено между спиральными рукавами Стрельца и Ориона-Лебедя. Галактика состоит из диска, гало, балджа и короны.

Не важно, как школьник нарисует Галактику, все рисунки можно считать верными, если примерно отмечено положение Солнца

Самые продвинутые школьники могут указать размеры нашей Галактики:

Размеры Галактики:

  • Диаметр диска Галактики около 30 кпк (100 000 световых лет)

  • Толщина – около 1 000 световых лет.

  • Солнце расположено очень далеко от ядра Галактики – на расстоянии 8 кпк (около 26 000 световых лет).

Это стоит отметить дополнительными баллами.


  1. Отличается ли вид звёздного неба на Земле, Луне, Меркурии и карликовой планете Плутон?

Решение. Отличается только тем, как будут видны планеты. Все очертания созвездий будут одинаковыми.


ЗАДАЧИ ШКОЛЬНОГО ТУРА ВСЕРОССКИЙСКОЙ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

2011/12 уч.года 8-9 классы

  1. В 2012 году произойдет редчайшее астрономическое явление: прохождение Венеры по диску Солнца. Можно ли будет увидеть её невооруженным глазом? Как и в каком году с помощью прохождения Венеры по диску Солнца М.В. Ломоносов открыл атмосферу на Венере?

Какие планеты могут проходить по диску Солнца? Сделайте чертеж.

Решение

Это можно будет наблюдать 6 июня 2012 года. Прохождения Венеры по диску Солнца могут быть только в июне и декабре. Невооружённым глазом, без защиты, наблюдать Солнце нельзя. Зоркие люди могут заметить Венеру на диске Солнца при использовании темного светофильтра.









6 мая 1761 во время прохождения планеты Венеры по диску Солнца Ломоносов открыл существование атмосферы у Венеры, впервые правильно истолковав «выпячивание» солнечного края при прохождении Венеры через край диска Солнца. Меркурий и Венера могут проходить по диску Солнца.


  1. На Солнце произошла вспышка. Через какое время жители Земли почувствуют её влияние, если выделившиеся при этом частицы движутся со скоростью 400 км/с?

Решение. Движением частиц по спирали пренебрегаем. Будем считать, что они движутся с одной скоростью и по прямой. S = V·t

t = 150 млн.км : 400 км/с = 375 000 с ~ 4 дня.


  1. На небесной сфере примерно 6000 звёзд, доступных невооружённому глазу. Предположим, некоторый увлечённый наблюдатель поставил цель увидеть все эти звёзды. Где он должен проводить наблюдения, и какое минимальное время ему потребуется для достижения цели?


Решение. Проводить наблюдения следует на экваторе, т.к. только там над горизонтом появляются все звёзды (нет невосходящих).

При наблюдении с экватора Солнце бывает под горизонтом ровно 12 часов. Однако первые звёзды появятся на небе по окончании гражданских сумерек, когда Солнце опустится под горизонт на 7°, а наиболее слабые звёзды, которых большинство, станут видны только по окончании астрономических сумерек, когда Солнце опустится под горизонт на 18°. Поскольку на экваторе суточная траектория Солнца перпендикулярна горизонту, наблюдатель не увидит звёзды, расположенные менее чем на 18° восточнее Солнца по прямому восхождению (они зайдут до окончания вечерних астрономических сумерек) и расположенные менее чем на 18° западнее Солнца по прямому восхождению (они взойдут после начала утренних астрономических сумерек). Таким образом, за одну ясную ночь наблюдатель сможет увидеть все звёзды, кроме расположенных в секторе небесной сферы шириной 36° по прямому восхождению. Чтобы увидеть все эти звёзды, придётся подождать, пока Солнце переместится на 36°, для чего требуется примерно 36 суток.

При решении задачи пренебрегли рефракцией и поглощением света вблизи горизонта.

Оценка для учащихся 8-9 класов.

Оценивать решение задачи по максимуму, если в ответе содержится:

а) экватор, б) хотя бы есть представление, что за одни сутки не получится увидеть все звезды.


  1. Перед вами художественная фотография, сделанная Лораном Лаведером. Оцените, с какого расстояния сделан этот портрет?




Решение. Как известно, угловой диаметр Луны на земном небе составляет примерно полградуса (30´). Высота женщины с поднятыми руками примерно 2 метра. Чтобы 2 метра были видны под углом в полградуса, необходимо удалиться на 57·2·2=228 метров. С учётом невысокой точности данных, корректный ответ – примерно 200 м.


  1. Через сколько созвездий в течение года проходит Солнце?

Через 13 созвездий. 13 – Змееносец.


ЗАДАЧИ ШКОЛЬНОГО ТУРА ВСЕРОССКИЙСКОЙ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

2011/12 уч.года 10 – 11 классы

  1. 19 ноября 2011 года – знаменательная дата в истории России, 300-летие великого российского учёного и просветителя М. В. Ломоносова.  Какие замечательные астрономические открытия сделал Ломоносов М.В.?

Решение.


  1. Ломоносов сделал попытку объяснить происхождение хвостов комет тем же атмосферным электричеством, что было ошибкой. Однако в его гипотезе имеется некоторое сходство с современными теориями образования и свечения плазменных составляющих кометных хвостов в результате взаимодействия газово-плазменной головы кометы и потоков солнечного ветра.

  2. Ученый изучил физическую природу Солнца. В то время полагали, что оно имеет твердую каменную, хоть и раскаленную оболочку. Ломоносов же первым высказал предположение, что Солнце имеет расплавленную поверхность:


«…горящий вечно Океан.

Там огненны валы стремятся и не находят берегов;

Там вихри пламенны кружатся, борющись множество веков…»


  1. Ученый интересовался строением Земли, указывая, что при более внимательном изучении земных недр могут быть открыты новые способы поиска полезных ископаемых.

  2. Ломоносов интересовался вопросами эволюция Земли, Солнечной системы и всей Вселенной.

  3. Одним из самых важных и известных достижений Ломоносова было его открытие атмосферы на Венере. Двадцать четвертого июня 1761 года Венера проходила через солнечный диск, и это явление наблюдали через телескоп десятки астрономов не только в России, но и в других странах. Ученые внимательно вглядывались в небо, стараясь не пропустить тот момент, когда произойдет контакт дисков Солнца и Венеры. Во время этого опыта астрономы предполагали уточнить расстояние от Земли до Солнца. После того как диск планеты стал отчетливо виден на фоне солнечного, Ломоносов заметил небольшую дымку на крае солнечного диска. Когда же Венера подошла к другому краю, на нем появилась выпуклость, которая вскоре исчезла, после чего диск некоторое время имел такой вид, как будто его край был срезан. Эти явления были замечены не только Ломоносовым, но и другими астрономами. Однако только русский ученый смог правильно объяснить их, возможно потому, что его целью были не астрометрические, а астрофизические наблюдения. Это дало возможность Ломоносову сделать важное открытие: «По сим примечаниям, планета Венера окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), каковая обливается около нашего шара земного». Открытие Ломоносова очень скоро было признано в научном мире и вновь привлекло ученых к идее об обитаемости других планет.

  4. Это открытие было замечательным подтверждением коперниканских идей о том, что в природе существуют планеты, подобные нашей Земле. Ломоносов был горячим сторонником идеи о множественности обитаемых миров. Однако ученый понимал, что Вселенная бесконечна и до конца понять ее не в состоянии ни один человек. Он выразил это двустишьем:


«Открылась бездна — звезд полна.

Звездам числа нет, бездне — дна».


  1. Ломоносов уделял большое внимание проблеме природы тяготения, вопросу о пропорциональности массы тел и их веса, изучению силы тяжести с помощью специальных маятников и других приборов. Положил начало развитию гравиметрии в стране.

  2. Ломоносов известен и как конструктор телескопа. Предложил в 1762 г. новую систему телескопа-рефлектора, в котором вогнутое зеркало слегка наклонено к оси трубы.



  1. 6 июня 2012 года произойдет очень редкое и чрезвычайно интересное астрономическое явление - прохождение Венеры по диску Солнца.

Прохождения Венеры по диску Солнца группируются парами с интервалом в 8 лет одно от другого. А между парами проходит либо 121,5 лет либо 105,5 лет.

Вот перечень четырех пар:

07 декабря 1631 года

04 декабря 1639 года

06    июня 1761 года

04    июня 1769 года

09 декабря 1874 года

06 декабря 1882 года

08    июня 2004 года

  1.   июня 2012 года




  1. Какие планеты могут проходить по диску Солнца? Какая из них проходит по диску Солнца чаще и почему?

  2. Как пересекает диск Солнца Венера, справа-налево или слева-направо?

  3. Почему прохождения наблюдаются только в начале июня и декабря?

  4. Почему между двумя последовательными прохождениями должно пройти не менее 8 лет?

  5. Насколько могут отличаться моменты первого контакта дисков Солнца и Венеры при наблюдении из разных областей Земли?

Решение

Меркурий и Венера могут проходить по диску Солнца.




Если бы все орбиты лежали точно в одной плоскости, то в каждое из нижних соединений мы могли бы наблюдать, как планета на некоторое время проецируется на солнечный диск, медленно пересекая его слева-направо. Однако, из-за того, что действительные орбиты Меркурия и Венеры наклонены к плоскости орбиты Земли (на 7.0 и 3.4 градуса соответственно), то гораздо чаще в моменты соединений обе эти планеты проходят чуть выше или ниже диска Солнца, надежно прячась в его лучах и оставаясь недоступными для наблюдений.

Орбита Венеры наклонена к эклиптике на 3,4 градуса, поэтому мы можем наблюдать Венеру на фоне Солнца только в те моменты, когда и она и Земля находятся вблизи одного из узлов орбиты Венеры. В июне и декабре Венера находится вблизи линии узлов своей орбиты - в плоскости эклиптики. В другие месяцы прохождения просто невозможны из-за наклона орбиты Венеры к плоскости эклиптики.

Долгота ее восходящего узла 76,7 градуса. Чтобы Земле от точки весеннего равноденствия (21 марта) пройти такой путь по своей орбите (считаем ее круговой), требуется      (76,7  365 сут)/360 = 78 сут. Получаем дату возможного прохождения Венеры по Солнцу:       21 марта + 78 сут = 7 июня. Дата, конечно, приблизительная, поскольку календарь (простой или високосный год) может менять ее на 1-2 дня, и конечный угловой размер Солнца делает возможным прохождение по его диску в пределах 2-3 дней до или после пересечения Венерой эклиптики (0,5 / sin 3,4 = 8,4; их Венера проходит за 5 сут).

Ну а вторая возможная дата наступает, когда Земля проходит у нисходящего узла Венериной орбиты - полгода спустя.

Четвертый вопрос очень сложный. Почему между двумя последовательными прохождениями должно пройти не менее 8 лет? Через окрестности узла орбиты Венеры должны одновременно пройти Земля и Венера с точностью до 2-3 сут, т.е. до 1/100 года. Орбитальный Венеры - 0,61521 года. Умножая его последовательно на целые числа (1, 2, 3, ...), впервые получим целое число с точностью выше 1/100 при умножении на 13:             0,61521 года  13 = 7,998 года

 

Т.е. через 13 оборотов Венеры и 8 оборотов Земли они снова сходятся у избранной точки орбиты Венеры. Если это была точка узла венерианской орбиты, то и через 8 лет будет она же.

Венера движется по орбите со скоростью 35.0 км/c. Земля находится в 1.38 раз дальше от Солнца, чем Венера, и полутень Венеры на расстоянии Земли будет двигаться со скоростью 48.4 км/c. Земля сама движется по орбите в ту же сторону со скоростью 29.8 км/c, и скорость полутени относительно Земли составит 18.6 км/с. Край полутени пересечет Землю с диаметром 12756 км за 686 секунд или за 11 минут 26 секунд. Именно настолько могут отличаться моменты контактов Венеры и Солнца в разных точках Земли (на самом деле, так как Венера будет двигаться не по диаметру диска Солнца, это время будет чуть больше).

Рекомендации по оценке. Естественно, вряд ли учащиеся смогут привести полное решение данной задачи, но она слишком важна для того, чтобы они заранее задумались над проблемой прохождения Венеры по диску Солнца и открытию атмосферы Венеры Ломоносовым. Поэтому даже за два верных ответа из пунктов 1-5 можно ставить 10 баллов.


  1. Редкие кадры стали возможны благодаря космическим аппаратам СТЕРЕО. Им удалось получить изображения транзита нашего спутника Луны по диску Солнца. Что можно сказать о взаимных положениях Земли, Луны, Солнце и космических аппаратах СТЕРЕО?





Фото из Астронета.

Ответ: На Земле угловые размеры Луны и Солнца примерно одинаковы и равны 30´. Угловые размеры Луны на изображении меньше углового размера Солнца. Аппараты СТЕРЕО были дальше Земли от Солнца, поэтому угловые размеры Луны много меньше.


  1. Диаметр Луны – 3476 километров. Однако видимый угловой размер, то есть угол, в котором помещается объект, также весьма важен для любителей наблюдать Луну. Угловой размер зависит от расстояния, и чем дальше находится объект, тем меньше его угловой размер. Так как расстояние до Луны – около 400 тысяч километров, ее угловой размер – всего 1/2 градуса, то есть ее можно легко закрыть кончиком пальца на вытянутой руке, а можно попытаться измерить ее рулеткой, которую держит стоящий недалеко от вас друг. На каком расстоянии от фотографа стоит друг с рулеткой?

См.решение задачи 5 в 8-9 классах.


  1. Чем планеты отличаются от звёзд? За счет чего светятся звёзды и планеты? А в чём главное их отличие?

Ответы могут содержать пространные размышления о светимости, способности излучать свет и т.п. Звезда – массивный самосветящийся газовый шар той же природы, что и Солнце. Массы подавляющего большинства звезд лежат в пределах от 0,1 до 50-100 масс Солнца. Существование звёзд возможно только благодаря силе гравитации, удерживающей газ от быстрого расширения. Температура вещества в недрах звёзд измеряется миллионами кельвинов, а на их видимой поверхности - тысячами кельвинов. Энергия большинства звёзд выделяется в результате ядерных реакций превращения водорода в гелий или гелия в углерод, происходящих при высоких температурах во внутренних областях. Звёзды часто называют главными телами Вселенной, поскольку в них заключена основная масса светящегося вещества в природе.

Планета – небесное тело, движущееся вокруг Солнца (или вокруг другой звезды) и светящееся отражённым светом звезды. Масса планеты слишком мала для того, чтобы внутри её могли протекать характерные для звёздных недр ядерные реакции (последние не могут «зажигаться» в недрах тел, имеющих массу меньше примерно 0,01 М Солнца.

Поэтому главное отличие в массе.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconТребования к проведению школьного этапа Олимпиады включают в себя Общие положения и Требования по отдельным предметам Олимпиады
Требования к проведению школьного этапа всероссийской олимпиады школьников 2011/2012 учебного года

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconМетодические рекомендации по проведению 1-го (школьного) этапа Всероссийской Олимпиады школьников по технологии
Школьный этап олимпиады проводится c 1 октября по 15 ноября 2011/2012 учебного года

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconЛитература Юдичев
Результаты школьного тура Всероссийской олимпиады школьников в 2009-2010 учебном году

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconЗадачи финального тура Российской олимпиады по физике
Абанин Д., Чешев Ю., Варгин А., Пестун В., Шеронов А., Можаев В., Компанеец Р., Захарченко К., Дидовик А., Макаров А., Имамбеков...

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconТребования к проведению школьного этапа олимпиады по астрономии в 2010-2011 учебном году
Организаторам школьного этапа олимпиады школьников по астрономии является моу сош №1 г. Миньяра

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconТребования к проведению школьного этапа предметной олимпиады школьников по психологии в 2012-2013 учебном году
Рждении Положения об областной олимпиаде школьников ), в соответствии с Положением об организации и проведении школьного, муниципального...

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconТест вопросы теоретического тура муниципального (районного) тура олимпиады по экологии 2010/2011 уч г. 9 класс
Биотические связи, основанные на участии особей одного вида в создании местообитаний (убежищ) для особей другого вида, называют…

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconЛитература 26 ноября
Информационное письмо о сроках муниципального этапа и заочного тура олимпиады школьников, особенностях проведения муниципального...

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconСписки учащихся для награждения на торжественной церемонии «Звездный час»
Лауреат премии депутата Законодательного собрания И. В. Высоцкого, победитель школьного этапа и участник районного тура олимпиады...

Задачи школьного тура всеросскийской астрономической олимпиады 2011/12 уч года 5-7 классы iconМетодические рекомендации по разработке заданий для школьного и муниципального этапов всероссийской олимпиады школьников по английскому языку в 2009/2010 учебном году Москва 2009
Методические рекомендации центральной предметно-методической комиссии Олимпиады по проведению школьного этапа олимпиады 11


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница