2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——行星大氣化學(xué)成分分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.關(guān)于地球大氣中主要成分（氮?dú)夂脱鯕猓┑膩碓矗铝心姆N解釋最為科學(xué)？A.主要是在地球形成早期通過火山活動(dòng)釋放出來并逐漸積累的。B.是早期到達(dá)地球的太陽風(fēng)剝離原始地球大氣層后留下的主要?dú)堄?。C.是地球內(nèi)部放射性元素衰變產(chǎn)生的氣體。D.是早期地球與彗星、小行星碰撞帶來的氣體。2.在行星大氣化學(xué)成分分析中，紅外光譜技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.能夠直接測(cè)量大氣柱總質(zhì)量。B.對(duì)大氣中的水蒸氣等對(duì)紅外不透明的氣體不敏感。C.可以有效探測(cè)大氣中特定分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷，從而識(shí)別其成分和含量。D.只能用于晴朗無云的天氣條件。3.木星大氣中甲烷含量相對(duì)稀少，其主要原因是？A.木星形成時(shí)捕獲的氣體成分本身就偏少。B.木星的高溫導(dǎo)致甲烷在高層大氣中分解。C.木星的強(qiáng)磁場(chǎng)使甲烷分子難以穩(wěn)定存在。D.木星大氣的強(qiáng)對(duì)流混合作用使其分布極不均勻。4.假設(shè)我們探測(cè)到一顆類地行星大氣中存在顯著的二氧化碳豐度，并且其光譜特征指向地表溫度遠(yuǎn)低于冰點(diǎn)，這最可能暗示了什么？A.該行星可能存在濃厚的甲烷大氣層。B.該行星可能擁有強(qiáng)大的溫室效應(yīng)，并且存在液態(tài)水。C.該行星可能正處于火山活動(dòng)劇烈期，火山氣體是主要來源。D.該行星可能位于其恒星的宜居帶內(nèi)，但大氣成分本身不支持生命。5.大氣垂直分層對(duì)大氣化學(xué)成分分布的影響主要體現(xiàn)在？A.地表附近由于生物活動(dòng)，氧氣濃度最高。B.平流層由于臭氧層的存在，氧氣分子被大量轉(zhuǎn)化為臭氧。C.高層大氣由于太陽紫外線的強(qiáng)烈作用，原子氧濃度相對(duì)較高。D.以上所有選項(xiàng)都正確。6.行星大氣的光化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在？A.行星表面附近，與地質(zhì)活動(dòng)密切相關(guān)。B.行星內(nèi)部深處，受地核活動(dòng)驅(qū)動(dòng)。C.平流層或更高的大氣層，受太陽輻射驅(qū)動(dòng)。D.大氣層底部，與降水過程密切相關(guān)。7.水手號(hào)探測(cè)器在火星大氣中探測(cè)到的微量水蒸氣，其主要來源最可能是？A.太陽輻射直接加熱火星表面巖石釋放。B.火星大氣中的水分子在紫外線作用下分解。C.火星上的固態(tài)水（冰）在特定條件下升華。D.火星與彗星碰撞帶來的暫時(shí)性增加。8.與地球大氣相比，金星大氣的主要特征不包括？A.極高的二氧化碳分壓。B.劇烈的風(fēng)暴系統(tǒng)。C.相對(duì)稀薄的大氣。D.顯著的硫酸云層。9.探測(cè)系外行星大氣成分的主要挑戰(zhàn)在于？A.目標(biāo)行星大氣與母星的距離遙遠(yuǎn)。B.需要同時(shí)觀測(cè)多個(gè)大氣成分的紅外/紫外吸收線。C.恒星自身發(fā)出的光會(huì)干擾對(duì)行星大氣信號(hào)的提取。D.以上所有選項(xiàng)都是挑戰(zhàn)。10.如果探測(cè)到某行星大氣中存在氨（NH?），并且該氣體在行星可見光波段有明顯的吸收特征，這通常指示了什么？A.該行星表面溫度極高，氨以氣態(tài)穩(wěn)定存在。B.該行星可能存在液態(tài)水或固態(tài)冰，因?yàn)榘痹诘蜏叵赂€(wěn)定。C.該行星擁有非?；钴S的甲烷循環(huán)。D.該行星大氣主要由氨分子構(gòu)成。二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）11.行星大氣的化學(xué)成分與其______、______和______密切相關(guān)。12.光譜分析中，通過測(cè)量光譜的______可以推斷大氣成分及其含量。13.火星大氣的主要成分是______和______，但其密度遠(yuǎn)低于地球。14.大氣中的臭氧層主要吸收太陽的______輻射，對(duì)地表生命起到保護(hù)作用。15.行星大氣的化學(xué)演化可以反映該行星的______和______歷史。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題。）16.簡(jiǎn)述火山活動(dòng)對(duì)行星大氣化學(xué)成分演化的可能影響。17.解釋什么是“大氣成分的光譜指紋”，并說明其在行星探測(cè)中的作用。18.為什么說探測(cè)系外行星大氣中的生命相關(guān)氣體（如氧氣和甲烷）組合是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)？四、論述題（10分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答下列問題。）19.試述影響系外行星大氣中主要?dú)怏w成分（如氮、氧、碳、氫）豐度的主要因素，并舉例說明不同類型行星（如類地行星、氣態(tài)巨行星）大氣成分差異巨大的原因。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.B5.D6.C7.C8.C9.D10.B二、填空題11.形成歷史，演化過程，當(dāng)前環(huán)境12.吸收線/吸收帶13.氮?dú)?，氬?4.紫外15.物理?xiàng)l件，生物活動(dòng)三、簡(jiǎn)答題16.火山活動(dòng)可以釋放大量氣體（如水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫等）進(jìn)入行星大氣，改變大氣成分和壓力?；鹕絿姲l(fā)的固體物質(zhì)（如塵埃）可以影響大氣輻射傳輸和氣候。長(zhǎng)期持續(xù)的火山活動(dòng)是驅(qū)動(dòng)一些行星（如早期地球、火星）大氣演化和形成溫室效應(yīng)的重要因素。17.大氣成分的光譜指紋是指特定氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)的電磁波具有選擇性吸收或發(fā)射的特征譜線。不同氣體有不同的光譜指紋。通過觀測(cè)行星大氣反射或透射的光譜，識(shí)別其中的吸收線或發(fā)射線，并與已知?dú)怏w的光譜庫比對(duì)，即可確定大氣中存在的氣體種類和相對(duì)豐度。18.探測(cè)系外行星大氣中的生命相關(guān)氣體（如氧氣和甲烷）組合具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)檫@兩個(gè)氣體單獨(dú)存在并不一定指示生命。例如，火星上可能存在產(chǎn)生甲烷的無機(jī)地質(zhì)過程，同時(shí)大氣中缺乏足夠的氧氣進(jìn)行光合作用。因此，需要探測(cè)到這兩種氣體共存且其豐度比例符合地球大氣中由生命維持的化學(xué)平衡關(guān)系，才能更有力地支持生命存在的假說，這需要極高的觀測(cè)精度和嚴(yán)格的數(shù)據(jù)分析。四、論述題19.影響系外行星大氣中主要?dú)怏w成分豐度的主要因素包括：①行星的形成和早期歷史：決定了初始大氣成分的來源和規(guī)模，如氣體巨行星可能形成于富含氫和氦的星云區(qū)域。②行星的質(zhì)量和重力：影響行星吸引和保留大氣的能力。③行星與恒星的距離（軌道位置）：決定了行星接收到的恒星輻射總量，影響表面溫度、大氣蒸發(fā)和光解作用。④行星的磁場(chǎng)：可以保護(hù)行星大氣免受恒星風(fēng)和高能粒子的剝離。⑤行星的表面活動(dòng)：如火山活動(dòng)可以釋放氣體，板塊構(gòu)造和侵蝕作用可以影響地表物質(zhì)的釋放。⑥行星的質(zhì)量損失：如氣體巨行星可能因恒星風(fēng)逐漸失去大氣。不同類型行星大氣成分差異巨大。例如，類地行星（如地球、火星）的大氣主要由行星形成時(shí)捕獲的氣體（如氮、氬）和后期釋放的氣體（如地球的二氧化碳，源于火山和生物活動(dòng)；火星的二氧化碳，目前主要形成冰層）構(gòu)成。地球由于質(zhì)量適中、擁有磁場(chǎng)和液態(tài)水，