2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——太陽風(fēng)自傳力與行星運(yùn)動(dòng)關(guān)系考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)。）1.太陽風(fēng)自傳力主要是由以下哪個(gè)因素與行星大氣或磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生的？A.行星與太陽之間的引力作用B.行星內(nèi)部放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能C.太陽風(fēng)粒子與行星大氣/磁場(chǎng)相互碰撞和摩擦D.行星自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力2.根據(jù)太陽風(fēng)自傳力的理論，以下哪種行星受到的影響通常最為顯著？A.氣態(tài)巨行星（如木星、土星）B.具有強(qiáng)磁場(chǎng)但稀薄大氣的行星（如地球）C.大氣層極厚且與磁場(chǎng)耦合緊密的行星（如金星）D.大氣層稀薄幾乎沒有磁場(chǎng)的小行星3.太陽風(fēng)自傳力導(dǎo)致行星角動(dòng)量損失的主要原因是：A.行星質(zhì)量在緩慢減少B.行星軌道能量因與太陽風(fēng)的持續(xù)作用而增加C.行星磁場(chǎng)將太陽風(fēng)動(dòng)量傳遞給行星大氣，進(jìn)而傳遞到行星本身D.行星自轉(zhuǎn)速度因內(nèi)部摩擦而減慢4.對(duì)于一顆自轉(zhuǎn)速度較快、且具有全球性磁場(chǎng)的行星，太陽風(fēng)自傳力最有可能導(dǎo)致其：A.軌道半長軸逐漸減小B.自轉(zhuǎn)周期逐漸變長C.磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)D.軌道偏心率逐漸減小5.與長期引力攝動(dòng)相比，太陽風(fēng)自傳力對(duì)行星軌道參數(shù)的影響通常：A.更劇烈且具有更快的變化速率B.相對(duì)微小，在行星演化時(shí)間尺度上不顯著C.主要影響軌道形狀，而不影響軌道大小D.只影響氣態(tài)巨行星，不影響類地行星6.地球磁場(chǎng)能夠在一定程度上偏轉(zhuǎn)太陽風(fēng)粒子，這會(huì)：A.減弱太陽風(fēng)對(duì)地球大氣的自傳力效應(yīng)B.增強(qiáng)太陽風(fēng)對(duì)地球大氣的自傳力效應(yīng)C.使太陽風(fēng)自傳力主要影響地球的極光區(qū)域D.使太陽風(fēng)自傳力對(duì)地球軌道產(chǎn)生顯著影響7.太陽風(fēng)自傳力在行星科學(xué)研究中主要應(yīng)用于：A.精確預(yù)測(cè)行星的短期位置B.解釋行星自轉(zhuǎn)速度的長期變化趨勢(shì)C.直接測(cè)量行星的質(zhì)量和密度D.計(jì)算行星大氣成分的精確比例8.與開普勒第三定律描述的軌道周期與半長軸的關(guān)系相比，太陽風(fēng)自傳力主要影響：A.行星軌道周期的平方與半長軸的立方之比B.行星自轉(zhuǎn)周期的變化率C.行星大氣逃逸速度D.行星與太陽的平均距離9.火星大氣層比地球稀薄得多，這可能導(dǎo)致其受到太陽風(fēng)自傳力的影響：A.更強(qiáng)，因?yàn)榇髿飧妆惶栵L(fēng)推開B.更弱，因?yàn)槿狈ψ銐虻拇髿馀c磁場(chǎng)進(jìn)行耦合C.相同，只要磁場(chǎng)強(qiáng)度相似D.無法判斷，取決于太陽風(fēng)的具體條件10.如果忽略其他所有因素，僅考慮太陽風(fēng)自傳力，理論上它會(huì)：A.使所有行星的自轉(zhuǎn)速度最終減慢至零B.使所有行星的軌道逐漸遠(yuǎn)離太陽C.使所有行星的軌道偏心率逐漸減小D.對(duì)行星運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不產(chǎn)生任何凈效應(yīng)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.太陽風(fēng)自傳力傳遞的是______和______到行星。2.太陽風(fēng)自傳力效應(yīng)最顯著的條件是行星需要具有______和______。3.地球自轉(zhuǎn)速度的緩慢變化在地質(zhì)歷史時(shí)期可能部分歸因于______的長期作用。4.太陽風(fēng)自傳力導(dǎo)致的角動(dòng)量損失主要來自于行星______與太陽風(fēng)之間的______交換。5.與太陽風(fēng)自傳力相比，引起木星軌道參數(shù)緩慢變化的引力主要來自于______和其他巨行星的______。三、簡答題（每題10分，共30分。請(qǐng)簡要回答下列問題。）1.請(qǐng)簡述太陽風(fēng)自傳力的物理機(jī)制，說明太陽風(fēng)粒子是如何將動(dòng)量和角動(dòng)量傳遞給行星的。2.闡述太陽風(fēng)自傳力對(duì)行星自轉(zhuǎn)和軌道可能產(chǎn)生的影響，并解釋為什么其對(duì)類地行星軌道的影響通常比其對(duì)氣態(tài)巨行星軌道的影響要小。3.為什么說太陽風(fēng)自傳力是解釋火星磁場(chǎng)衰減現(xiàn)象的一種重要理論？請(qǐng)簡述其作用過程。四、論述題（15分。請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)例或物理原理，深入分析太陽風(fēng)自傳力在行星科學(xué)研究中的作用和意義。）試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.B6.A7.B8.B9.B10.B二、填空題1.動(dòng)量角動(dòng)量2.大氣磁場(chǎng)3.太陽風(fēng)自傳力4.大氣/磁場(chǎng)系統(tǒng)機(jī)械能5.木星引力攝動(dòng)三、簡答題1.解析思路：首先定義太陽風(fēng)自傳力是太陽風(fēng)粒子與行星大氣/磁場(chǎng)相互作用導(dǎo)致的力。然后解釋動(dòng)量傳遞：太陽風(fēng)粒子與行星大氣上層相互作用（碰撞或被偏轉(zhuǎn)），動(dòng)量被傳遞給大氣，進(jìn)而通過大氣與行星固體的耦合傳遞給整個(gè)行星，使其獲得一個(gè)微小的反作用力，改變其角動(dòng)量。接著解釋角動(dòng)量傳遞：太陽風(fēng)粒子攜帶角動(dòng)量，當(dāng)它們與行星大氣相互作用時(shí)，部分角動(dòng)量會(huì)被大氣吸收并傳遞給行星。這個(gè)過程等效于從行星向太陽方向傳遞了一個(gè)微小的角動(dòng)量，導(dǎo)致行星自轉(zhuǎn)減速和軌道參數(shù)（如半長軸）發(fā)生長期緩慢變化。2.解析思路：先說明自傳力對(duì)自轉(zhuǎn)影響：通過上述動(dòng)量傳遞機(jī)制，自傳力會(huì)消耗行星的自轉(zhuǎn)角動(dòng)量，使其自轉(zhuǎn)變慢（周期變長）。對(duì)軌道影響：自傳力導(dǎo)致的角動(dòng)量損失會(huì)逐漸減小行星的軌道角動(dòng)量，理論上可能導(dǎo)致軌道半長軸減?。菪齼?nèi)進(jìn)）。但分析其影響程度時(shí)，需考慮行星質(zhì)量、大氣密度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、軌道半徑等因素。對(duì)于類地行星，其大氣相對(duì)稀薄，磁場(chǎng)可能不全球性或強(qiáng)度較弱，自傳力效應(yīng)相對(duì)較小。對(duì)于氣態(tài)巨行星，它們擁有濃厚的大氣和強(qiáng)大的全球磁場(chǎng)，與太陽風(fēng)的相互作用更強(qiáng)，自傳力對(duì)其軌道參數(shù)的影響（雖然可能仍是長期緩慢的）相對(duì)更顯著。相比之下，長期引力攝動(dòng)（特別是與其他巨行星的相互作用）是改變行星軌道的更主要、更快速的機(jī)制。3.解析思路：首先指出火星曾經(jīng)擁有全球性磁場(chǎng)，但現(xiàn)在磁場(chǎng)已大大減弱。然后解釋太陽風(fēng)自傳力：太陽風(fēng)粒子持續(xù)作用在火星稀薄的大氣上，通過大氣與殘余磁場(chǎng)的相互作用，傳遞動(dòng)量和角動(dòng)量。這個(gè)過程中，大氣層可能被逐漸“吹散”或“抬升”，能量和角動(dòng)量被輸送到更遠(yuǎn)的空間。磁場(chǎng)本身需要消耗能量來維持，在與太陽風(fēng)的持續(xù)能量輸入和角動(dòng)量交換過程中，全球磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)可能被破壞，能量耗散，最終導(dǎo)致磁場(chǎng)衰減甚至消失。因此，太陽風(fēng)自傳力（更廣義地說是太陽風(fēng)與火星系統(tǒng)的持續(xù)相互作用）是導(dǎo)致其古老磁場(chǎng)難以保存并最終衰減的一個(gè)關(guān)鍵因素。四、論述題解析思路：首先，闡述太陽風(fēng)自傳力作為一個(gè)概念的重要性，它連接了行星的內(nèi)部狀態(tài)（大氣、磁場(chǎng)）與外部環(huán)境（太陽風(fēng)），是理解行星長期演化（特別是自轉(zhuǎn)和軌道的長期變化）的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。其次，論述其在行星科學(xué)研究中的作用：*解釋現(xiàn)象：它為解釋某些觀測(cè)現(xiàn)象提供了理論框架，最典型的例子是解釋火星自轉(zhuǎn)速度的長期減慢和古老磁場(chǎng)的衰減。它也能幫助理解其他行星大氣層頂部的行為以及星際介質(zhì)在行星際空間中的流動(dòng)。*提供信息：通過研究自傳力效應(yīng)的強(qiáng)弱，可以反推行星大氣的密度、范圍、狀態(tài)以及磁場(chǎng)的大小和結(jié)構(gòu)，為行星大氣和磁場(chǎng)的研究提供間接證據(jù)。*比較研究：通過比較不同行星（如地球、火星、金星、木星等）的自傳力效應(yīng)差異，可以揭示行星形成和演化歷史的多樣性，例如比較兩者大氣和磁場(chǎng)狀況的差異有助于理解為何地球能長期維持全球磁場(chǎng)而火星則不能。*模型驗(yàn)證