2025年大學《天文學》專業(yè)題庫——恒星的輻射能量輸出與進化考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.恒星能量的主要來源是A.核裂變反應B.核聚變反應C.化學反應D.重力勢能釋放2.下列哪種光譜類型對應的恒星表面溫度最高？A.K型B.F型C.B型D.M型3.赫羅圖主要反映了恒星的A.質量與半徑的關系B.光度與光譜類型的關系C.溫度與密度的關系D.年齡與演化階段的關系4.主序星的主要能量來源是A.核聚變產生氦B.核聚變產生碳C.氫燃燒成氦D.恒星收縮釋放重力勢能5.質量小于太陽的恒星，在其生命末期最終會演變成A.超巨星B.中子星C.黑洞D.白矮星6.恒星內部能量通過輻射傳遞的主要原因是A.溫度梯度較小B.密度較大C.光子可以自由傳播D.重力壓強較小7.恒星光譜中出現(xiàn)的暗線被稱為A.吸收線B.發(fā)射線C.寬線D.狹線8.恒星的顏色主要取決于其A.質量B.半徑C.溫度D.自轉速度9.超新星爆發(fā)的主要原因是A.恒星核心積累過多的中子B.恒星核心積累過多的質子C.恒星核心的核聚變反應突然停止D.恒星核心的核聚變反應突然加速10.導致恒星演化為紅巨星的主要原因是A.核聚變反應停止B.核聚變反應速率增加C.恒星外層膨脹D.恒星核心收縮二、填空題1.恒星的光度是指__________。2.恒星光譜的分類依據(jù)是__________。3.恒星內部能量傳遞的主要機制有__________和__________。4.赫羅圖上的主序帶大致呈__________形狀。5.白矮星的主要成分是__________。6.中子星的密度約為__________。7.黑洞形成于大質量恒星爆發(fā)后的__________。8.恒星的核聚變反應需要克服__________勢壘。9.恒星的壽命與其質量成__________關系。10.恒星的演化過程遵循__________定律。三、簡答題1.簡述恒星內部核聚變反應的基本過程。2.解釋為什么恒星的能量輸出需要長期穩(wěn)定。3.簡述恒星從主序星演化為紅巨星的主要過程。4.比較低質量恒星和中質量恒星在死亡機制上的主要區(qū)別。四、計算題1.已知一顆恒星的光度為太陽的100倍，距離地球為100光年，求該恒星的光度（用太陽光度為單位）。2.已知一顆恒星的光度為10^30瓦特，表面溫度為5000開爾文，求該恒星的半徑（用太陽半徑為單位）。假設該恒星是黑體輻射。五、論述題探討恒星演化對宇宙化學成分演化的影響。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.B4.C5.D6.C7.A8.C9.C10.C二、填空題1.恒星輻射能量的總功率2.光譜特征3.輻射傳遞、對流傳遞4.對角線5.氦6.每立方厘米數(shù)億公斤7.核心殘骸8.核力9.反比10.質量守恒三、簡答題1.恒星內部主要進行核聚變反應，將較輕的原子核聚變成較重的原子核，同時釋放出巨大的能量。例如，主序星主要進行氫聚變成氦的核聚變反應，通過質子-質子鏈反應或碳氮氧循環(huán)實現(xiàn)。2.恒星的能量輸出需要長期穩(wěn)定，因為能量的不穩(wěn)定性會導致恒星內部的物理過程發(fā)生劇烈變化，最終可能引發(fā)恒星的不穩(wěn)定甚至爆發(fā)。穩(wěn)定的能量輸出是恒星長期存在的基礎。3.恒星在主序階段消耗完核心的氫燃料后，核心會收縮，外層受熱膨脹，表面溫度降低，顏色變紅，從而演化為紅巨星。4.低質量恒星最終演化為白矮星，其質量被Chandrasekhar限制所束縛。中質量恒星則會經歷核心的進一步坍縮，形成中子星，其質量被Tolman–Oppenheimer–Volkoff限制所束縛。四、計算題1.光度L=4πD^2*(B/T^4)*πR^2，其中B是表面亮度，T是表面溫度，R是半徑。由于題目未給出半徑，我們可以假設該恒星與太陽具有相同的半徑和表面亮度，則光度L=100倍太陽光度。2.根據(jù)斯特藩-玻爾茲曼定律，L=4πR^2σT^4，其中σ是斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)。將已知數(shù)值代入公式，可以解出R≈2.34倍太陽半徑。五、論述題恒星演化過程中，通過核聚變反應不斷創(chuàng)造heavierelements，并最終將這些元素散布到宇宙空間中。從最初只有氫和氦的宇宙，到如今