2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——恒星的光度變化與周期性考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種方法主要用于測量近距離恒星的距離？A.光譜分析B.視差法C.閃爍法D.標(biāo)準(zhǔn)燭光法2.下列哪種變星的光變周期通常較長，振幅較大？A.RRLyrae變星B.Cepheid變星C.Algol變星D.Mira變星3.下列哪種天體不屬于cataclysmicvariables？A.白矮星B.中子星C.超新星D.WUrsaeMajoris型變星4.造父變星的光度-距離關(guān)系在哪個(gè)距離范圍內(nèi)最為可靠？A.幾十光年B.幾百光年C.幾千光年D.幾萬光年5.新星爆發(fā)的主要能量來源是什么？A.恒星內(nèi)部的核聚變B.白矮星吸積伴星物質(zhì)C.中子星表面的磁場D.黑洞吞噬物質(zhì)6.以下哪種現(xiàn)象不是恒星脈動(dòng)的原因？A.恒星內(nèi)部的核反應(yīng)B.恒星內(nèi)部的能量輸送C.恒星表面的磁場變化D.恒星內(nèi)部的振蕩7.雙星系統(tǒng)中，如果兩顆星互相繞轉(zhuǎn)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？A.其中一顆星會(huì)膨脹B.兩顆星的亮度會(huì)周期性變化C.兩顆星的化學(xué)成分會(huì)混合D.雙星系統(tǒng)會(huì)逐漸分離8.光度是指什么？A.恒星發(fā)出的總能量B.恒星單位面積單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的能量C.恒星單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的總能量D.恒星單位面積發(fā)出的總能量9.目視星等是指什么？A.人眼所能看到的最低星等B.人眼所能看到的最高星等C.從地球上看某顆恒星的光亮度D.從太空中看某顆恒星的光亮度10.變星研究的意義是什么？A.可以幫助我們了解恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)B.可以幫助我們測量恒星的距離C.可以幫助我們研究宇宙的演化D.以上都是二、填空題（每空1分，共15分）1.恒星的絕對(duì)星等是指假設(shè)該恒星距離地球?yàn)開_________千米時(shí)，其測得的星等。2.恒星的視星等是指從地球上看該恒星的光亮度，它與恒星的__________和距離有關(guān)。3.脈動(dòng)變星是由于恒星內(nèi)部的__________不均勻，導(dǎo)致恒星體積和質(zhì)量發(fā)生周期性變化而產(chǎn)生的。4.Cepheid變星的周光關(guān)系是指其光變周期與__________之間存在線性關(guān)系。5.新星爆發(fā)是一種劇烈的__________現(xiàn)象，爆發(fā)時(shí)恒星的亮度會(huì)迅速增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)。6.超新星爆發(fā)是恒星生命終結(jié)的一種方式，它會(huì)將恒星的大部分物質(zhì)拋射到__________中。7.cataclysmicvariables是指由一顆__________和一顆__________組成的雙星系統(tǒng)，其中白矮星從伴星吸積物質(zhì)。8.Algol變星是一種__________型變星，其光變是由于其中一顆星遮擋了另一顆星的光芒。9.Mira變星是一種__________型變星，其光變周期長，振幅大，光譜型在星等變化過程中會(huì)發(fā)生改變。10.變星可以作為__________，通過測量它們的距離來研究宇宙的結(jié)構(gòu)和演化。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述測光星等與目視星等的關(guān)系。2.簡述Cepheid變星在宇宙學(xué)中的重要性。3.簡述新星與超新星的區(qū)別。4.簡述Algol變星的光變機(jī)制。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.已知某Cepheid變星的周光關(guān)系為M=-2.46m+1.15，其測得的視星等為12.0，請(qǐng)計(jì)算該變星的距離（以光年為單位）。2.已知某新星爆發(fā)前的視星等為15.0，爆發(fā)后的視星等為8.0，爆發(fā)持續(xù)了100天，請(qǐng)估算該新星爆發(fā)的亮度增加了多少個(gè)數(shù)量級(jí)。五、論述題（15分）試述變星研究的意義，并舉例說明變星在測量宇宙距離中的應(yīng)用。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.C5.B6.C7.B8.B9.C10.D二、填空題1.102.絕對(duì)星等3.密度4.絕對(duì)星等5.核聚變6.宇宙7.白矮星；中子星（或黑洞）8.雙星食9.長周期10.標(biāo)準(zhǔn)燭光三、簡答題1.解析思路：測光星等使用探測器測量恒星的flux，而目視星等是人眼對(duì)星光的感知亮度。測光星等可以更精確地測量星光的強(qiáng)度，并且不受大氣影響。兩者的關(guān)系可以通過星等公式聯(lián)系起來，即m-M=5log(d/10)，其中m為目視星等，M為測光星等，d為距離（單位為光年）。2.解析思路：Cepheid變星具有穩(wěn)定的周光關(guān)系，即光變周期與絕對(duì)星等之間存在明確的線性關(guān)系。通過測量Cepheid變星的光變周期，可以利用周光關(guān)系推算出其絕對(duì)星等，進(jìn)而結(jié)合測得的視星等計(jì)算出距離。由于Cepheid變星距離較遠(yuǎn)，可以用于測量星系團(tuán)甚至更遠(yuǎn)宇宙的距離，因此它們被稱為“宇宙尺規(guī)”。3.解析思路：新星和超新星都是恒星爆發(fā)的現(xiàn)象，但它們的爆發(fā)規(guī)模和性質(zhì)不同。新星爆發(fā)是白矮星吸積伴星物質(zhì)，在表面引發(fā)核聚變，導(dǎo)致局部區(qū)域突然增亮。超新星爆發(fā)是恒星核心發(fā)生坍縮，形成中子星或黑洞，同時(shí)釋放巨大能量，導(dǎo)致整個(gè)恒星劇烈膨脹并發(fā)光，爆發(fā)規(guī)模比新星大得多。4.解析思路：Algol變星是雙星系統(tǒng)，其中一顆星（通常是B型星）的光度遠(yuǎn)大于另一顆星（通常是A型星）。當(dāng)兩顆星互相繞轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)B型星轉(zhuǎn)到前方時(shí)，會(huì)遮擋A型星的光芒，導(dǎo)致系統(tǒng)整體亮度下降。當(dāng)B型星轉(zhuǎn)到后方時(shí)，A型星恢復(fù)亮度，系統(tǒng)整體亮度上升。這種由于其中一顆星遮擋另一顆星而導(dǎo)致的光度周期性變化稱為雙星食。四、計(jì)算題1.解析思路：利用周光關(guān)系公式M=-2.46m+1.15，將測得的視星等m=12.0代入，求出絕對(duì)星等M。然后利用星等公式m-M=5log(d/10)，將求得的絕對(duì)星等M和測得的視星等m代入，解出距離d。M=-2.46*12.0+1.15=-26.8712.0-(-26.87)=5log(d/10)38.87=5log(d/10)log(d/10)=7.774d/10=10^7.774d=5.90*10^7*10=5.90*10^8光年2.解析思路：亮度的數(shù)量級(jí)差可以通過星等差來計(jì)算，即log(L1/L2)=(m2-m1)/2.5。將爆發(fā)前后的視星等m1=15.0和m2=8.0代入，求出亮度的數(shù)量級(jí)差。log(L1/L2)=(8.0-15.0)/2.5=-5.2L1/L2=10^-5.2亮度增加了5.2個(gè)數(shù)量級(jí)。五、論述題解析思路：變星研究的意義在于：1）幫助了解恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、演化過程和物理機(jī)制，例如通過脈動(dòng)變星研究恒星內(nèi)部振蕩；2）提供測量