2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——星團(tuán)內(nèi)恒星的演化時(shí)間線考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一類星團(tuán)通常年齡較大？A.疏散星團(tuán)B.球狀星團(tuán)C.現(xiàn)代星協(xié)D.短暫星團(tuán)2.赫羅圖對于研究星團(tuán)內(nèi)恒星演化的重要意義在于？A.顯示恒星的空間分布B.區(qū)分不同類型的恒星C.推斷恒星的年齡和化學(xué)組成D.測量恒星的實(shí)際距離3.主序星階段恒星的主要能量來源是？A.核聚變B.裂變C.熱核反應(yīng)D.重力收縮4.當(dāng)一顆恒星耗盡其核心的氫燃料后，它會進(jìn)入哪個(gè)演化階段？A.紅巨星階段B.白矮星階段C.中子星階段D.黑洞階段5.白矮星的主要成分是？A.氫和氦B.氦和碳C.碳和氧D.重元素6.中子星形成的主要機(jī)制是？A.紅巨星的外層膨脹B.超巨星的核心坍縮C.球狀星團(tuán)的引力擾動(dòng)D.疏散星團(tuán)的碰撞合并7.黑洞形成的主要條件是？A.恒星的引力坍縮B.恒星的核聚變反應(yīng)C.恒星的行星系統(tǒng)D.恒星的星際塵埃8.疏散星團(tuán)與球狀星團(tuán)的主要區(qū)別之一是？A.密度B.年齡C.亮度D.距離9.利用主序序星星等和顏色可以？A.測量星團(tuán)的空間距離B.推斷星團(tuán)的年齡C.分析星團(tuán)的化學(xué)組成D.區(qū)分星團(tuán)和星云10.星團(tuán)演化為宇宙化學(xué)演化提供了哪些證據(jù)？A.不同星團(tuán)的光譜差異B.不同星團(tuán)的年齡分布C.重元素的豐度隨星團(tuán)年齡的變化D.星團(tuán)的空間密度分布二、填空題（每題2分，共20分）1.由大量恒星在空間上密集聚集形成的系統(tǒng)稱為________。2.恒星演化的主要能量來源是________。3.恒星在主序階段，其核心主要進(jìn)行________聚變。4.紅巨星的外層膨脹是由于核心的________導(dǎo)致的。5.白矮星的總質(zhì)量上限約為________。6.中子星的密度可以達(dá)到每立方厘米________。7.黑洞的邊界稱為________。8.赫羅圖是表示恒星________和________之間關(guān)系的圖表。9.通過觀測星團(tuán)中不同類型恒星的________，可以推斷星團(tuán)的年齡。10.星團(tuán)內(nèi)的重元素主要是在________階段形成的。三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述疏散星團(tuán)和球狀星團(tuán)的主要區(qū)別。2.簡述恒星在紅巨星階段的主要特征。3.簡述白矮星的形成過程。4.簡述中子星的形成機(jī)制。5.簡述黑洞的主要特性。6.簡述如何利用赫羅圖推算星團(tuán)的年齡。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.假設(shè)一顆恒星的光譜類型為G2V，其主序壽命約為10億年。如果觀測到一個(gè)星團(tuán)中，最年輕的恒星光譜類型為M0V，其主序壽命約為100百萬年。根據(jù)主序壽命與光譜類型的關(guān)系，估算該星團(tuán)的年齡。2.假設(shè)一個(gè)球狀星團(tuán)的質(zhì)量為1×10^6M☉，其半徑為10光年。如果該星團(tuán)內(nèi)的恒星平均密度為每立方秒差距10^-3M☉/pc3，估算該星團(tuán)中心恒星的密度。五、論述題（10分）討論星團(tuán)演化對理解宇宙年齡和化學(xué)演化的意義。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.A4.A5.C6.B7.A8.A9.B10.C二、填空題1.星團(tuán)2.核聚變3.氫4.核反應(yīng)停止，引力失衡5.太陽質(zhì)量6.百萬倍水的密度7.事件視界8.光度，溫度9.比例10.超巨星三、簡答題1.疏散星團(tuán)通常年齡較輕，分布松散，位于銀河盤面；球狀星團(tuán)年齡較老，分布密集，位于銀暈。(解析：考察對疏散星團(tuán)和球狀星團(tuán)基本特征的理解)2.紅巨星體積龐大，表面溫度較低，呈現(xiàn)紅色，核心進(jìn)行氦聚變或氦閃，外層物質(zhì)膨脹，光度增加。(解析：考察對紅巨星階段主要特征的認(rèn)識)3.恒星在紅巨星階段耗盡核心燃料后，外層膨脹拋射形成行星狀星云，核心收縮成為白矮星。(解析：考察對白矮星形成過程的掌握)4.超巨星核心坍縮時(shí)，物質(zhì)被壓縮成中子態(tài)，形成中子星，其密度極高，具有極強(qiáng)的磁場和快速自轉(zhuǎn)。(解析：考察對中子星形成機(jī)制的理解)5.黑洞具有極大的質(zhì)量，極小的體積，形成事件視界，一旦物質(zhì)或光線進(jìn)入事件視界就無法逃脫。(解析：考察對黑洞主要特性的掌握)6.通過觀測星團(tuán)中主序TURN-OFF星（最亮的主序星），將其光譜類型對應(yīng)到主序壽命，從而推算星團(tuán)年齡。(解析：考察利用赫羅圖推算星團(tuán)年齡的方法)四、計(jì)算題1.M0V恒星主序壽命為100百萬年，G2V恒星主序壽命為10億年，即1000百萬年。設(shè)星團(tuán)年齡為t，則t=100百萬年*(1000百萬年/100百萬年)=1000百萬年=10億年。(解析：考察利用主序壽命與光譜類型關(guān)系估算星團(tuán)年齡的計(jì)算能力)2.星團(tuán)體積V=(4/3)πR3=(4/3)π(10光年)3≈4188.79光年3。恒星平均密度ρ=M/V=10^-3M☉/pc3*(1光年/0.3066pc)3≈3.72×10^-3M☉/光年3。中心恒星密度ρ_center=ρ*(pc/光年)3≈3.72×10^-3M☉/光年3*(1/0.3066)3≈0.058M☉/光年3。(解析：考察利用質(zhì)量和半徑計(jì)算密度的計(jì)算能力，并涉及單位轉(zhuǎn)換)五、論述題星團(tuán)演化提供了研究恒星生命周期的天然實(shí)驗(yàn)室。通過觀測不同年齡星團(tuán)中恒星的特征，可以驗(yàn)