2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——行星與恒星之間的相互作用研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)，每題2分，共20分）1.太陽(yáng)風(fēng)的主要成分和來(lái)源分別是？A.氦離子和日冕B.質(zhì)子和日冕C.電子和色球D.氫分子和光球2.行星磁場(chǎng)主要是由什么物理過(guò)程產(chǎn)生的？A.行星內(nèi)部放射性元素衰變B.行星自轉(zhuǎn)的科里奧利力C.行星內(nèi)部的液態(tài)鐵鎳外核對(duì)流D.恒星風(fēng)對(duì)行星磁場(chǎng)的壓縮3.當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)沖擊到具有全球磁場(chǎng)的行星時(shí)，在行星磁球與太陽(yáng)風(fēng)之間形成的過(guò)渡區(qū)域通常稱(chēng)為？A.磁層頂B.軟磁層C.磁層尾D.磁層內(nèi)鞘4.地球磁層的主要能量來(lái)源是？A.地球內(nèi)部地核的熱能B.地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)能C.太陽(yáng)風(fēng)動(dòng)量和能量輸入D.地球大氣層與太陽(yáng)風(fēng)的碰撞5.日冕物質(zhì)拋射（CME）是太陽(yáng)大氣中的一種劇烈爆發(fā)，其主要影響是？A.增加太陽(yáng)的光照強(qiáng)度B.導(dǎo)致太陽(yáng)黑子數(shù)量增加C.向行星方向拋射高速等離子體和磁場(chǎng)D.引起太陽(yáng)耀斑的形成6.對(duì)于像火星這樣的類(lèi)地行星，其主要的大氣損失機(jī)制與什么因素密切相關(guān)？A.行星強(qiáng)大的引力場(chǎng)B.行星擁有濃厚的大氣層C.行星缺乏全球性磁場(chǎng)保護(hù)D.行星與太陽(yáng)的距離較近7.行星際磁場(chǎng)（IMF）的方向和強(qiáng)度對(duì)行星磁層頂?shù)奈恢煤托螒B(tài)有顯著影響，當(dāng)IMFsouthward時(shí)，更容易發(fā)生什么現(xiàn)象？A.磁層頂向行星側(cè)傾斜B.行星磁層被太陽(yáng)風(fēng)完全壓縮C.日冕物質(zhì)拋射更容易穿透磁層D.行星極區(qū)出現(xiàn)極光8.木星磁層是太陽(yáng)系中已知規(guī)模最大的磁層，其主要原因是？A.木星自轉(zhuǎn)速度非?？霣.木星質(zhì)量是太陽(yáng)系中最大的C.木星擁有強(qiáng)大的內(nèi)部磁場(chǎng)源D.木星與太陽(yáng)的距離很遠(yuǎn)9.空間探測(cè)器（如MMS）研究行星磁層時(shí)，主要利用的物理原理是？A.光譜分析B.射電探測(cè)C.等離子體動(dòng)力學(xué)（如MHD）D.重力測(cè)量10.行星電離層主要是由什么形成的？A.行星內(nèi)部火山活動(dòng)釋放的氣體B.恒星風(fēng)粒子與行星大氣高層原子碰撞電離C.行星表面水的蒸發(fā)D.地球內(nèi)部放射性元素衰變二、填空題（請(qǐng)將正確答案填入橫線上，每空2分，共20分）1.恒星釋放的、由等離子體組成的高速流稱(chēng)為_(kāi)_______。2.行星通過(guò)其磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)或阻擋太陽(yáng)風(fēng)的過(guò)程，形成了保護(hù)行星的________。3.當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)壓縮行星的磁層時(shí)，在磁層外邊界形成的激波稱(chēng)為_(kāi)_______。4.位于行星磁層與太陽(yáng)風(fēng)之間，充滿太陽(yáng)風(fēng)粒子但受行星磁場(chǎng)影響的稀薄等離子體區(qū)域稱(chēng)為_(kāi)_______。5.行星磁層尾在行星夜側(cè)延伸的部分，通常包含一條連接兩個(gè)極區(qū)的電流片，稱(chēng)為_(kāi)_______。6.行星磁場(chǎng)與恒星風(fēng)之間的動(dòng)態(tài)相互作用區(qū)域，是能量、動(dòng)量和質(zhì)量交換的關(guān)鍵場(chǎng)所，稱(chēng)為_(kāi)_______。7.類(lèi)地行星如地球、火星、金星等，其原始大氣層主要由于________而損失。8.氣態(tài)巨行星如木星、土星等，其磁層規(guī)模遠(yuǎn)超類(lèi)地行星，主要是因?yàn)樗鼈儞碛懈鼜?qiáng)的________。9.研究行星-恒星相互作用常用到的、描述磁流體動(dòng)力學(xué)的理論簡(jiǎn)稱(chēng)為_(kāi)_______。10.地球上的極光現(xiàn)象主要發(fā)生在極區(qū)，是來(lái)自行星________的高能帶電粒子與高層大氣分子碰撞的結(jié)果。三、簡(jiǎn)答題（請(qǐng)簡(jiǎn)潔明了地回答下列問(wèn)題，每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述太陽(yáng)風(fēng)的基本特征。2.描述行星磁層的基本結(jié)構(gòu)（至少包含三個(gè)主要區(qū)域）。3.解釋什么是日冕物質(zhì)拋射（CME），并說(shuō)明其對(duì)地球可能產(chǎn)生的影響。4.比較地球和火星在磁場(chǎng)和大氣損失方面的主要差異及其原因。四、論述題（請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)下列問(wèn)題進(jìn)行較為詳細(xì)的論述，共20分）闡述行星磁場(chǎng)在調(diào)節(jié)行星宜居性方面可能扮演的角色，并分別以地球和火星為例進(jìn)行說(shuō)明。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.A4.C5.C6.C7.C8.C9.C10.B二、填空題1.太陽(yáng)風(fēng)2.磁層3.磁層頂4.磁層內(nèi)鞘（或稱(chēng)行星際介質(zhì)過(guò)渡區(qū)）5.軟磁層（或稱(chēng)行星極連接點(diǎn)）6.磁層-恒星風(fēng)邊界7.恒星風(fēng)剝離8.磁場(chǎng)9.MHD10.磁層三、簡(jiǎn)答題1.太陽(yáng)風(fēng)是由太陽(yáng)日冕持續(xù)向外發(fā)射的高溫（約1百萬(wàn)K）、低密度（約每立方厘米幾到幾十個(gè)粒子）的等離子體流，主要由質(zhì)子和電子組成，流速高（約300-800公里/秒），帶有太陽(yáng)風(fēng)的磁場(chǎng)（IMF）。2.行星磁層的基本結(jié)構(gòu)包括：磁層頂（Magnetopause），是行星磁層與太陽(yáng)風(fēng)之間的邊界；磁層內(nèi)鞘（Magnetosheath），位于磁層頂之外，充滿太陽(yáng)風(fēng)粒子；磁層（Magnetosphere），被行星磁場(chǎng)主導(dǎo)的區(qū)域，通常在磁層頂內(nèi)側(cè)；磁層尾（Magnetotail），在行星背日一側(cè)延伸的長(zhǎng)條形區(qū)域，通常包含等離子體片（PlasmaSheet）和尾電流（TailCurrents）。3.日冕物質(zhì)拋射（CME）是太陽(yáng)大氣中的一種劇烈爆發(fā)，將包含等離子體和磁場(chǎng)的物質(zhì)以極高速度（數(shù)百萬(wàn)公里/秒）拋射到太空中。當(dāng)CME到達(dá)行星時(shí)，其高速物質(zhì)和強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)沖擊行星磁層，可能導(dǎo)致磁層頂壓縮、磁層收縮、行星極區(qū)出現(xiàn)異常的極光（亞暴），甚至對(duì)衛(wèi)星、通信和電力系統(tǒng)造成干擾（空間天氣事件）。4.地球擁有強(qiáng)大的全球性磁場(chǎng)，能夠有效地偏轉(zhuǎn)和阻擋來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)的大部分粒子，保護(hù)了地球大氣層和表面生命。而火星缺乏全球性磁場(chǎng)，只有殘留在地表的局部磁異常，無(wú)法有效阻擋太陽(yáng)風(fēng)，導(dǎo)致火星大氣層在數(shù)十億年間被持續(xù)剝離，現(xiàn)在比地球稀薄得多。主要原因在于地球內(nèi)部存在液態(tài)鐵鎳外核的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，能夠維持全球磁場(chǎng)的產(chǎn)生，而火星外核可能已經(jīng)固化或?qū)α骰顒?dòng)減弱。四、論述題行星磁場(chǎng)在調(diào)節(jié)行星宜居性方面扮演著至關(guān)重要的角色，主要體現(xiàn)在對(duì)外部空間環(huán)境的保護(hù)和維持大氣層上。對(duì)于擁有全球性磁場(chǎng)的行星，如地球，其磁場(chǎng)如同一個(gè)巨大的保護(hù)罩，能夠偏轉(zhuǎn)來(lái)自恒星的太陽(yáng)風(fēng)和宇宙射線等高能帶電粒子。太陽(yáng)風(fēng)粒子如果直接轟擊行星表面，不僅會(huì)破壞地表物質(zhì)，更會(huì)剝離行星的大氣層，正如火星失去大氣層的歷史所警示的那樣。地球的磁場(chǎng)將大部分太陽(yáng)風(fēng)粒子阻擋在磁層之外，使得大氣得以長(zhǎng)期存在并被束縛在行星周?chē)Ｍ瑫r(shí)，磁場(chǎng)還能將高能粒子引導(dǎo)至行星的極區(qū)，通過(guò)極光現(xiàn)象釋放能量，從而減少其對(duì)地表生物的直接輻射危害。此外，行星磁場(chǎng)與大氣之間的相互作用也可能影響大氣成分和結(jié)構(gòu)。例如，地球電離層的存在，部分也得益于磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)化作用，它能夠捕獲和加速帶電粒子，并影響全球電離層的分布。因此，地球強(qiáng)大的磁場(chǎng)是維持地