2025年大學(xué)《天文學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——天文學(xué)中的數(shù)據(jù)采集與信息分析考試時(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)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪種望遠(yuǎn)鏡主要利用可見(jiàn)光波段進(jìn)行觀測(cè)？（）A.射電望遠(yuǎn)鏡B.X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡C.折射望遠(yuǎn)鏡D.中微子探測(cè)器2.光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的分辨率主要受限于？（）A.光源強(qiáng)度B.大氣干擾C.望遠(yuǎn)鏡的孔徑D.物鏡的折射率3.在射電天文學(xué)中，用來(lái)接收射電信號(hào)的設(shè)備是？（）A.反射鏡B.光電倍增管C.探測(cè)器D.天線(xiàn)4.天文觀測(cè)中，校準(zhǔn)的目的是？（）A.提高觀測(cè)效率B.消除系統(tǒng)誤差C.增加觀測(cè)數(shù)據(jù)D.簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理5.下列哪種方法不屬于圖像處理技術(shù)？（）A.圖像增強(qiáng)B.圖像分割C.光譜分析D.圖像復(fù)原6.在天文學(xué)中，用來(lái)表示天體亮度的單位是？（）A.光年B.秒差距C.星等D.赫茲7.光譜線(xiàn)的紅移現(xiàn)象表明？（）A.恒星在遠(yuǎn)離我們B.恒星在向我們靠近C.光譜線(xiàn)發(fā)生了變化D.宇宙正在膨脹8.時(shí)間序列分析在天文學(xué)中主要用來(lái)研究？（）A.天體的位置變化B.天體的亮度變化C.天體的光譜變化D.天體的運(yùn)動(dòng)軌跡9.下列哪種方法不屬于機(jī)器學(xué)習(xí)方法？（）A.線(xiàn)性回歸B.決策樹(shù)C.主成分分析D.光譜擬合10.信息可視化在astronomy中的作用是？（）A.提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量B.增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析效率C.降低數(shù)據(jù)采集成本D.簡(jiǎn)化望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)二、填空題（每空1分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線(xiàn)上。）1.望遠(yuǎn)鏡的分辨率與其__________成正比，與其工作波長(zhǎng)__________成反比。2.天文觀測(cè)中，常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式包括__________、__________和__________。3.光譜分析可以用來(lái)測(cè)定天體的__________、__________和__________等物理性質(zhì)。4.時(shí)間序列分析中，常用的平滑方法包括__________、__________和__________。5.機(jī)器學(xué)習(xí)在astronomy中的應(yīng)用包括__________、__________和__________等。6.信息可視化常用的圖表類(lèi)型包括__________、__________和__________等。7.天文數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制主要包括__________、__________和__________等方面。8.射電望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)會(huì)受到__________和__________等因素的影響。9.光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)會(huì)受到__________、__________和__________等因素的影響。10.數(shù)據(jù)分析的基本流程包括__________、__________、__________和__________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分。）1.簡(jiǎn)述折射望遠(yuǎn)鏡和反射望遠(yuǎn)鏡的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。2.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)校準(zhǔn)在天文觀測(cè)中的意義。3.簡(jiǎn)述圖像增強(qiáng)在天文圖像處理中的作用。4.簡(jiǎn)述紅移現(xiàn)象對(duì)理解宇宙學(xué)的重要性。5.簡(jiǎn)述機(jī)器學(xué)習(xí)在天文數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用前景。6.簡(jiǎn)述信息可視化在天文研究中的作用。四、計(jì)算題（每題10分，共20分。）1.假設(shè)一個(gè)天體的視星等為+5.0，另一個(gè)天體的視星等為+10.0，求這兩個(gè)天體的亮度比是多少？2.假設(shè)一個(gè)天體的光譜線(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中的波長(zhǎng)為500nm，在觀測(cè)到的光譜中該譜線(xiàn)的波長(zhǎng)為505nm，求該天體的退行速度是多少？（假設(shè)哈勃常數(shù)為70km/s/Mpc）五、綜合應(yīng)用題（每題15分，共30分。）1.設(shè)計(jì)一個(gè)觀測(cè)方案，用于探測(cè)和研究一個(gè)假設(shè)的系外行星。方案應(yīng)包括觀測(cè)目標(biāo)、觀測(cè)設(shè)備、觀測(cè)方法和數(shù)據(jù)處理流程等。2.假設(shè)你獲得了一組某變星的光變曲線(xiàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)描述你會(huì)如何利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的研究，包括數(shù)據(jù)分析方法、可能的研究結(jié)果和進(jìn)一步的研究方向等。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.D4.B5.C6.C7.D8.B9.D10.B二、填空題1.孔徑；成反比2.FITS,FWHM,VOTable3.化學(xué)組成；溫度；密度4.簡(jiǎn)單移動(dòng)平均；指數(shù)平滑；中值濾波5.天體分類(lèi)；行星探測(cè)；宇宙結(jié)構(gòu)研究6.柱狀圖；折線(xiàn)圖；散點(diǎn)圖7.數(shù)據(jù)完整性；數(shù)據(jù)一致性；數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性8.降雨；大氣湍流9.大氣透明度；大氣散射；大氣吸收10.數(shù)據(jù)收集；數(shù)據(jù)預(yù)處理；數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)解釋三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：折射望遠(yuǎn)鏡利用透鏡聚焦光線(xiàn)，反射望遠(yuǎn)鏡利用鏡面聚焦光線(xiàn)。折射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)是成像清晰，缺點(diǎn)是體積龐大、成本高、易產(chǎn)生色差；反射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本相對(duì)較低、沒(méi)有色差，缺點(diǎn)是鏡面需要定期調(diào)整。2.解析思路：數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的目的是消除測(cè)量系統(tǒng)自身的誤差，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。例如，消除望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)畸變、探測(cè)器的響應(yīng)不一致性等。3.解析思路：圖像增強(qiáng)的目的是改善圖像的質(zhì)量，突出圖像中的有用信息，抑制圖像中的無(wú)用信息。例如，提高圖像的對(duì)比度、去除噪聲等。4.解析思路：紅移現(xiàn)象表明光在傳播過(guò)程中波長(zhǎng)變長(zhǎng)，通常是由于光源遠(yuǎn)離觀察者。在天文學(xué)中，紅移現(xiàn)象是宇宙膨脹的重要證據(jù)，通過(guò)研究紅移可以了解宇宙的演化歷史。5.解析思路：機(jī)器學(xué)習(xí)可以用于天體分類(lèi)、行星探測(cè)、宇宙結(jié)構(gòu)研究等。例如，利用機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)識(shí)別星系類(lèi)型、尋找系外行星、分析宇宙大尺度結(jié)構(gòu)等。6.解析思路：信息可視化可以將復(fù)雜的天文數(shù)據(jù)以圖形化的方式呈現(xiàn)出來(lái)，便于研究人員理解和分析數(shù)據(jù)。例如，繪制星圖、繪制光譜圖、繪制宇宙大尺度結(jié)構(gòu)圖等。四、計(jì)算題1.解析思路：星等差與亮度比的關(guān)系為：m1-m2=-2.5*log10(L1/L2)。將m1=+5.0,m2=+10.0代入公式，可得L1/L2=100。2.解析思路：退行速度v與紅移z的關(guān)系為：v=c*z。紅移z可以通過(guò)公式z=(λ_obs-λ_lab)/λ_lab計(jì)算。將λ_obs=505nm,λ_lab=500nm代入公式，可得z=0.01。將z=0.01,c=3*10^8m/s代入公式，可得v=3*10^6m/s。五、綜合應(yīng)用題1.解析思路：觀測(cè)目標(biāo)為系外行星，觀測(cè)設(shè)備為空間望遠(yuǎn)鏡（例如哈勃望遠(yuǎn)鏡或詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡），觀測(cè)方法為凌日法或徑向速度法