2025年大學《地球系統(tǒng)科學》專業(yè)題庫——太陽系與星體物理學考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.太陽輻射能量的主要來源是？A.核聚變B.核裂變C.化學反應D.熱能積累2.下列哪一顆行星的大氣主要由二氧化碳組成？A.地球B.火星C.金星D.木星3.海王星與天王星相比，其顯著特征之一是具有更強的？A.地質(zhì)活動B.大氣風速C.輻射能量D.衛(wèi)星數(shù)量4.行星繞恒星運動的軌道形狀主要是？A.正方形B.橢圓形C.圓形D.拋物線形5.恒星從主序階段演化為紅巨星，其主要原因是？A.星周物質(zhì)吸積B.核燃料耗盡，核心收縮C.恒星附近發(fā)生超新星爆發(fā)D.恒星自轉(zhuǎn)加速6.恒星的光譜類型主要由其表面的什么物理量決定？A.質(zhì)量B.亮度C.溫度D.半徑7.在赫羅圖（H-R圖）上，主序帶大致反映了？A.恒星年齡與亮度的關系B.恒星質(zhì)量與溫度的關系C.恒星半徑與密度的關系D.恒星光譜類型與化學成分的關系8.目前人類探索太陽系外行星最常用的方法是？A.直接成像B.光譜分析C.微引力透鏡D.凌日法（TransitMethod）9.彗星在遠離太陽時，其彗尾的主要特征是？A.發(fā)光明亮，延伸方向不確定B.發(fā)光暗淡，背向太陽延伸C.發(fā)光明亮，指向太陽延伸D.發(fā)光暗淡，平行于軌道方向延伸10.關于宇宙膨脹，以下說法正確的是？A.宇宙膨脹意味著宇宙空間本身在膨脹B.宇宙膨脹是恒星相互遠離的結果C.宇宙膨脹的速度是恒定的D.宇宙膨脹最終會導致所有星系碰撞二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.地球大氣層中的臭氧層主要吸收太陽的________輻射，對地球上生命起到保護作用。2.木星是太陽系中最大的行星，其主要成分是________和氦。3.根據(jù)開普勒第三定律，軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期________。4.恒星的壽命與其初始質(zhì)量密切相關，初始質(zhì)量越大的恒星，其生命期越________。5.恒星內(nèi)部發(fā)生核聚變反應，將氫聚變成氦，同時釋放出巨大的________。6.觀測遙遠天體時，我們接收到的光線通常會發(fā)生________，這可以用來測量宇宙的膨脹速度。7.除了八大行星，太陽系中還包括矮行星如________，以及小行星帶和彗星等天體。8.解釋地球氣候長期變化時，可以參考其他行星如火星和金星的大氣演變歷史，這體現(xiàn)了________在地球系統(tǒng)科學中的重要性。9.恒星的表面溫度可以通過其光譜的________來確定。10.星際介質(zhì)是填充在恒星和行星之間的稀薄氣體和塵埃，其主要成分是________。三、簡答題（每小題5分，共15分。）1.簡述太陽活動對地球可能產(chǎn)生的主要影響。2.簡要說明恒星的光度和溫度是如何影響其顏色的。3.簡述什么是行星的大氣層？并列舉地球大氣層的主要成分及其作用。四、計算題（每小題8分，共16分。）1.假設一顆恒星的絕對星等（MV）為+5.0，距離地球為100光年。根據(jù)距離modulus公式(m-M=5log(d/10))，計算該恒星的視星等（m）。2.已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半長軸a≈1.5億公里，公轉(zhuǎn)周期T≈365天。根據(jù)開普勒第三定律（T2∝a3），估算火星（軌道半長軸a_m≈2.28億公里）繞太陽公轉(zhuǎn)的周期T_m（結果以地球年為單位）。五、論述題（12分。）結合恒星演化的知識，論述為什么類地行星（如地球）的宜居性與其所在恒星系統(tǒng)的特性密切相關。請從恒星類型、活動水平、壽命等多個方面進行分析。試卷答案一、選擇題1.A2.C3.B4.B5.B6.C7.B8.D9.B10.A二、填空題1.紫外2.氫3.長4.短5.能量6.多普勒效應7.冥王星8.行星對比（或：天體演化對比）9.顏色（或：譜線特征）10.氫和氦三、簡答題1.太陽活動（如耀斑和日冕物質(zhì)拋射）可以擾動地球的電離層，影響無線電通訊；產(chǎn)生極光現(xiàn)象；對地球的氣候也可能存在一定影響。2.恒星的亮度與其輻射的總能量有關，溫度與其輻射的峰值波長有關。根據(jù)維恩位移定律，溫度越高，峰值波長越短。根據(jù)斯蒂芬-玻爾茲曼定律，溫度越高，總輻射功率越大。高溫恒星的輻射更傾向于藍光，低溫恒星的輻射更傾向于紅光，因此恒星的溫度越高，顏色越偏藍；溫度越低，顏色越偏紅。3.行星的大氣層是圍繞行星的氣體層。地球大氣層的主要成分是氮氣（約78%）和氧氣（約21%），此外還有少量氬氣、二氧化碳等。氮氣和氧氣維持大氣壓，保護地表免受過高或過低的溫度影響，并參與生命活動；二氧化碳是重要的溫室氣體，有助于維持地球表面溫度；大氣還提供氧氣供呼吸，并阻擋大部分有害的太陽紫外線輻射。四、計算題1.解：根據(jù)距離modulus公式m-M=5log(d/10)代入數(shù)據(jù)m-5.0=5log(100/10)=5log(10)=5*1=5m=M+5=5.0+5=10.0視星等m=10.02.解：根據(jù)開普勒第三定律T2/a3=常數(shù)，地球和火星滿足T_地2/a_地3=T_火2/a_火3代入數(shù)據(jù)(365)2/(1.5×10?)3=T_火2/(2.28×10?)3T_火2=(365)2×[(2.28/1.5)3]×(1.5×10?/2.28×10?)3T_火2=(365)2×(1.528)3×(1/1.528)3T_火2=(365)2T_火=365×√365≈365×19.1≈6986.5天T_火≈6986.5/365≈19.1年火星公轉(zhuǎn)周期T_火約為19.1年五、論述題類地行星的宜居性（即能夠支持生命存在的條件）與其所在恒星系統(tǒng)的特性密切相關。首先，恒星的類型和光譜類型決定了其輻射能量輸出和光譜特征。類地行星通常形成在主序星（如類似太陽的G型星）的“宜居帶”內(nèi)。宜居帶是指行星表面溫度適宜液態(tài)水存在的區(qū)域，液態(tài)水被認為是生命存在的關鍵條件之一。恒星的光譜類型（溫度）直接決定了其宜居帶的范圍。例如，M型紅矮星雖然體積小、亮度低，但宜居帶非常靠近恒星，行星公轉(zhuǎn)周期短，但仍可能存在液態(tài)水。其次，恒星的年齡和活動水平也重要。年輕的恒星（如TTauri星）活動劇烈，可能產(chǎn)生強烈的耀斑和恒星風，摧毀行星大氣層或?qū)υ缙谏螒B(tài)造成破壞。而年齡較老、進入穩(wěn)定階段的恒星（如主序晚期恒星）則相對穩(wěn)定，有利于生命的長期演化。恒星的長期演化命運也至關重要。例如，大質(zhì)量恒星生命期短，可能在其生命末期以超新星爆發(fā)等形式爆發(fā)，對行星系統(tǒng)造成