2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——星際探索：神秘的恒星考試時(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)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪種天體主要通過(guò)引力束縛氣體和塵埃，并正在坍縮形成恒星？A.超巨星B.行星C.原恒星D.白矮星2.恒星光譜分類中，代表溫度最高、顏色最藍(lán)的恒星類型是？A.G型（太陽(yáng)）B.B型C.K型D.M型3.赫羅圖（H-RDiagram）中，位于主序帶左上方的恒星，其主要能量來(lái)源是？A.核聚變產(chǎn)生氦B.引力收縮C.熔燒比氫更重的元素D.輻射其形成的行星釋放的能量4.一顆恒星的光譜線向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為？A.譜線增寬B.多普勒紅移C.譜線藍(lán)移D.光譜型變化5.對(duì)于相同質(zhì)量的恒星，其主序壽命長(zhǎng)短主要取決于？A.化學(xué)成分B.表面溫度C.自轉(zhuǎn)速度D.恒星質(zhì)量6.紅巨星內(nèi)部的主要核反應(yīng)過(guò)程是？A.氫核聚變成氦B.氦核聚變成碳C.重元素（如碳、氧）的進(jìn)一步聚變D.質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)7.下列哪種天體是低質(zhì)量恒星在核燃料耗盡后的最終歸宿？A.中子星B.超新星殘骸（黑洞）C.白矮星D.行星狀星云核心8.恒星內(nèi)部能量從核心向外傳遞的主要方式是？A.對(duì)流B.輻射C.傳導(dǎo)D.引力波9.導(dǎo)致主序星離開主序帶，演變成紅巨星或超巨星的主要原因是？A.核燃料耗盡，核心收縮，外層膨脹B.吸收附近恒星的能量C.與其他恒星的引力相互作用D.進(jìn)入密集的星際云團(tuán)10.利用測(cè)光法（比較亮度）估算遙遠(yuǎn)恒星距離時(shí)，通常需要知道該恒星？A.光譜類型B.自轉(zhuǎn)速度C.視星等D.絕對(duì)星等二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.恒星生命周期的長(zhǎng)短主要與其________有關(guān)，質(zhì)量越大的恒星，其主序壽命越________。2.恒星光譜中，吸收線的存在表明恒星大氣中存在特定的________元素，其強(qiáng)度可以反映恒星的________。3.赫羅圖是表示恒星________和________之間關(guān)系的圖表，是研究恒星物理性質(zhì)和演化的重要工具。4.恒星通過(guò)其內(nèi)部的________反應(yīng)產(chǎn)生能量，這個(gè)過(guò)程將核質(zhì)量轉(zhuǎn)化為________。5.主序星在其生命周期中，主要進(jìn)行________聚變成________的核反應(yīng)。6.大質(zhì)量恒星在其生命末期可能經(jīng)歷________爆發(fā)，留下________或黑洞。7.錢德拉塞卡極限是指白矮星的最大質(zhì)量，超過(guò)此質(zhì)量，白矮星將不再穩(wěn)定，可能發(fā)生________爆發(fā)。8.恒星的________是指其單位表面面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射的總能量，與恒星的溫度的四次方成正比。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)潔明了地回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述恒星光譜分類的依據(jù)及其意義。2.解釋什么是“星際探索”在研究恒星方面的重要性。3.描述恒星內(nèi)部能量是如何從核心傳遞到表面的。4.比較主序星和紅巨星在物理性質(zhì)（如大小、亮度、表面溫度）上的主要區(qū)別。四、計(jì)算題（每題7分，共14分。請(qǐng)列出必要的公式和計(jì)算步驟。）1.一顆位于距離地球100光年的天琴座α星（織女星），其視星等為0.03。已知太陽(yáng)的絕對(duì)星等為4.83。假設(shè)天琴座α星和太陽(yáng)具有相同的距離（都是距離地球1光年），請(qǐng)計(jì)算天琴座α星與太陽(yáng)相比，亮度高出多少倍？2.一顆恒星的半徑是太陽(yáng)半徑的10倍，表面溫度是太陽(yáng)表面溫度的2倍。請(qǐng)計(jì)算該恒星與太陽(yáng)相比，其光度（總輻射功率）高出多少倍？（提示：光度與半徑的平方和溫度的四次方成正比）五、論述題（10分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行深入分析和闡述。）討論恒星的質(zhì)量對(duì)其整個(gè)生命周期，包括演化路徑、最終命運(yùn)以及可觀測(cè)特征（如亮度、壽命）的影響。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.B5.D6.B7.C8.B9.A10.D二、填空題1.質(zhì)量，短2.化學(xué)元素，化學(xué)成分3.光度（或絕對(duì)星等），溫度（或有效溫度）4.核聚變，能量5.氫，氦6.超新星，中子星7.超新星8.光度（或輻射功率）三、簡(jiǎn)答題1.依據(jù)：主要依據(jù)恒星光譜中吸收線或發(fā)射線的特征，特別是譜線的寬度和強(qiáng)度。意義：可以確定恒星的光度、表面溫度、化學(xué)成分、自轉(zhuǎn)速度和距離等物理性質(zhì)。2.重要性：現(xiàn)代天文學(xué)通過(guò)發(fā)射任務(wù)（如哈勃空間望遠(yuǎn)鏡、詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡）和地面大型望遠(yuǎn)鏡獲取來(lái)自恒星的寶貴數(shù)據(jù)，揭示了恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、演化過(guò)程和宇宙的奧秘，推動(dòng)了對(duì)恒星乃至整個(gè)宇宙的理解。3.主要通過(guò)兩種方式：輻射和對(duì)流。在恒星的輻射區(qū)，能量通過(guò)熱輻射（光子傳遞）的方式向外傳遞；在對(duì)流區(qū)，能量則通過(guò)對(duì)流（熱等離子體流動(dòng)）的方式傳遞。4.主序星：體積相對(duì)較?。ń咏蚵源笥谔?yáng)），亮度適中（與溫度相關(guān)），表面溫度較高。紅巨星：體積巨大，亮度顯著增加，但表面溫度相對(duì)較低（顏色發(fā)紅）。四、計(jì)算題1.解析：根據(jù)測(cè)光定距法，星等差與光度比的關(guān)系為m-M=5log(d/10)-5log(d)，其中m為視星等，M為絕對(duì)星等，d為距離（以光年為單位）。已知m=0.03,M=4.83,d（織女星）=100。先求織女星的絕對(duì)星等M'：M'=m-5log(d/10)+5log(1)=0.03-5log(100)+5=0.03-5*2+5=0.03-10+5=-4.97。計(jì)算星等差Δm-M=M-M'=4.83-(-4.97)=4.83+4.97=9.80。光度比R=10^(Δm-M/5)=10^(9.80/5)=10^1.96。計(jì)算10^1.96≈91.8。答案：天琴座α星的亮度約是太陽(yáng)亮度的91.8倍。2.解析：根據(jù)光度公式L∝R2T?。設(shè)該恒星為星1，太陽(yáng)為星2。L?/L?=(R?/R?)2*(T?/T?)?。已知R?/R?=10/1=10，T?/T?=2/1=2。代入公式：L?/L?=(10)2*(2)?=100*16=1600。答案：該恒星的亮度約是太陽(yáng)亮度的1600倍。五、論述題恒星的質(zhì)量是其生命中最決定性的因素。質(zhì)量決定了恒星內(nèi)部的引力壓力和核反應(yīng)的速率。大質(zhì)量恒星（通常大于8倍太陽(yáng)質(zhì)量）核心溫度和壓力極高，能進(jìn)行更快速、更廣泛的核聚變，主要燃燒氫和氦，壽命相對(duì)較短（幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)年），最終可能經(jīng)歷超新星爆發(fā)，留下中子星或黑洞。中等質(zhì)量恒星（0.8-8倍太陽(yáng)質(zhì)量）演化過(guò)程與太陽(yáng)類似，在主序階段較慢地燃燒氫，最終演變成紅巨星，可能通過(guò)行星狀星云階段，留下白矮星。小質(zhì)量恒星