2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——行星非球形到球體進(jìn)化規(guī)律分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在忽略自轉(zhuǎn)和外部擾動(dòng)的情況下，一個(gè)流體天體在自身引力作用下達(dá)到的平衡形狀最接近于？A.扁球體B.橢球體C.球體D.拋物面2.導(dǎo)致行星自轉(zhuǎn)速度減慢的主要外部力矩來源是？A.太陽(yáng)光壓力B.其他行星的引力擾動(dòng)C.月球的潮汐引力D.行星內(nèi)部的放射性元素衰變熱3.潮汐力使得被潮汐力顯著作用的衛(wèi)星（如月球）長(zhǎng)期演化的最終狀態(tài)通常是？A.自轉(zhuǎn)周期與其公轉(zhuǎn)周期相等且同方向B.自轉(zhuǎn)周期與其公轉(zhuǎn)周期相等但方向相反C.自轉(zhuǎn)周期遠(yuǎn)小于其公轉(zhuǎn)周期D.自轉(zhuǎn)軸指向固定不變的天空方向4.行星冷卻收縮對(duì)其形狀的影響主要是？A.導(dǎo)致行星快速變成理想的球體B.使行星赤道部分相對(duì)膨脹，極區(qū)相對(duì)收縮（加劇扁率）C.對(duì)行星形狀影響很小，主要影響密度分布D.使行星形狀變得更不規(guī)則5.比較地球和木星，木星自轉(zhuǎn)速度更快但扁率也更大，主要原因可能是？A.木星質(zhì)量遠(yuǎn)大于地球B.木星內(nèi)部粘度更低，更容易變形C.木星接受到的太陽(yáng)光壓更大D.木星形成時(shí)期初始角動(dòng)量更大6.行星科學(xué)中用于描述天體形狀偏離球體程度的重要參數(shù)是？A.自轉(zhuǎn)周期B.離心率C.扁率D.壓力7.潮汐加熱在行星科學(xué)中主要與哪些現(xiàn)象相關(guān)？A.行星內(nèi)部熔融B.行星自轉(zhuǎn)速度變化C.行星軌道參數(shù)變化D.以上都是8.如果一個(gè)天體的自轉(zhuǎn)速度非常快，那么在自身引力作用下，其赤道部分會(huì)？A.收縮B.膨脹C.形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)D.保持不變9.地球的自轉(zhuǎn)軸指向相對(duì)星空緩慢地進(jìn)動(dòng)，主要驅(qū)動(dòng)因素是？A.月球的潮汐力B.太陽(yáng)的潮汐力C.地球內(nèi)部質(zhì)量的不均勻分布D.地球自轉(zhuǎn)速度的變化10.通過精確測(cè)量衛(wèi)星軌道攝動(dòng)或引力異常數(shù)據(jù)，科學(xué)家可以推斷出？A.行星表面的地形特征B.行星內(nèi)部的質(zhì)量分布和結(jié)構(gòu)C.行星的大氣成分D.行星的年齡二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.一個(gè)正在緩慢自轉(zhuǎn)的流體天體，在自身引力作用下，最終會(huì)趨向于一個(gè)旋轉(zhuǎn)的______體形狀。2.潮汐力是由天體之間________引力差異產(chǎn)生的。3.行星因自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力，在赤道處最大，會(huì)導(dǎo)致行星在引力作用下呈現(xiàn)出微小的_______狀。4.行星從形成初期的不規(guī)則塊體演化為近球形，是一個(gè)漫長(zhǎng)的________過程。5.月球的自轉(zhuǎn)周期等于其公轉(zhuǎn)周期，這種現(xiàn)象稱為________。6.地球目前flattening（扁率）值非常小，主要原因之一是存在一個(gè)巨大的________，其對(duì)自轉(zhuǎn)的阻力很大。7.行星內(nèi)部的粘塑性使得它能夠在外力作用下發(fā)生________，從而調(diào)整其形狀。8.潮汐力不僅可以改變天體的自轉(zhuǎn)狀態(tài)，還可以通過________作用導(dǎo)致天體內(nèi)部產(chǎn)生熱量。9.通過測(cè)量地球的扁率，可以反推地球內(nèi)部________分布的信息。10.行星科學(xué)中，描述天體形狀的扁率（f）定義為赤道半徑與極半徑之差除以赤道半徑的________。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述潮汐力是如何導(dǎo)致衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)潮汐鎖定的。2.為什么木星的扁率比地球大得多？3.行星冷卻過程對(duì)其形狀演化的主要影響是什么？四、論述題（共25分）分析影響行星從非球形向球體狀態(tài)演化的主要因素，并討論這些因素之間可能存在的相互作用。以地球和木星為例，比較它們?cè)谛螤钛莼系闹饕町惣捌湓?。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.B5.B6.C7.D8.B9.A10.B二、填空題1.扁2.萬有3.扁4.演化/進(jìn)化5.潮汐鎖定6.地球自轉(zhuǎn)軸/地軸7.流變/變形8.潮汐摩擦9.密度10.比三、簡(jiǎn)答題1.答案：潮汐力導(dǎo)致衛(wèi)星上出現(xiàn)引力和自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力不平衡，形成高潮。高潮會(huì)隨著衛(wèi)星自轉(zhuǎn)而移動(dòng)，對(duì)衛(wèi)星上的物質(zhì)產(chǎn)生摩擦力，這個(gè)摩擦力會(huì)消耗衛(wèi)星的部分自轉(zhuǎn)能量，使自轉(zhuǎn)速度變慢。當(dāng)衛(wèi)星自轉(zhuǎn)速度慢到一定程度，使得引力產(chǎn)生的形變（高潮）正好能“拖住”自轉(zhuǎn)，即自轉(zhuǎn)周期等于其圍繞中心天體公轉(zhuǎn)的周期時(shí)，潮汐力做的功為零，衛(wèi)星進(jìn)入潮汐鎖定狀態(tài)。解析思路：考察對(duì)潮汐鎖定機(jī)制基本原理的理解。需要說明潮汐力產(chǎn)生形變和高潮，高潮移動(dòng)產(chǎn)生摩擦力，摩擦力消耗自轉(zhuǎn)能量，使自轉(zhuǎn)減速，最終達(dá)到自轉(zhuǎn)周期等于公轉(zhuǎn)周期的平衡狀態(tài)。2.答案：木星質(zhì)量遠(yuǎn)大于地球，其強(qiáng)大的引力場(chǎng)使得潮汐力效應(yīng)更顯著。同時(shí)，木星內(nèi)部物質(zhì)在高壓下可能具有比地球更低的粘度（或更高的流動(dòng)性），使得它更容易在外部潮汐力作用下發(fā)生形變，從而產(chǎn)生更大的扁率。此外，木星形成時(shí)可能獲得了更大的角動(dòng)量，也對(duì)其快速自轉(zhuǎn)和扁率有關(guān)。解析思路：考察對(duì)不同天體形狀差異原因的分析。需要結(jié)合質(zhì)量、內(nèi)部性質(zhì)（粘度）、形成時(shí)的角動(dòng)量等因素進(jìn)行對(duì)比分析。3.答案：行星冷卻過程中，內(nèi)部的熱量逐漸散失，物質(zhì)密度增大并向內(nèi)收縮。這種收縮通常是不均勻的，會(huì)進(jìn)一步改變行星的形狀。對(duì)于快速自轉(zhuǎn)的行星，冷卻收縮主要導(dǎo)致赤道部分相對(duì)膨脹，極區(qū)相對(duì)收縮，從而加劇扁率。隨著冷卻和收縮的進(jìn)行，行星整體趨向于更緊密、更接近球體的狀態(tài)。解析思路：考察對(duì)行星冷卻收縮對(duì)形狀影響的理解。需要說明冷卻導(dǎo)致物質(zhì)收縮和密度變化，以及這種變化如何影響行星的赤道和極半徑，進(jìn)而影響扁率。四、論述題答案：影響行星從非球形向球體狀態(tài)演化的主要因素包括：初始形成時(shí)的角動(dòng)量（決定自轉(zhuǎn)速度）、質(zhì)量大小、內(nèi)部物質(zhì)組成與狀態(tài)（決定密度和流變性）、以及外部引力相互作用（主要是潮汐力）。這些因素之間存在復(fù)雜的相互作用。例如，初始角動(dòng)量大導(dǎo)致行星自轉(zhuǎn)快，產(chǎn)生更大的離心力，初始扁率就高；大的質(zhì)量使得行星引力強(qiáng)，更容易被其他天體潮汐作用影響，但同時(shí)也意味著其內(nèi)部更致密，剛性強(qiáng)。潮汐力是外部驅(qū)動(dòng)力，它不僅作用于自轉(zhuǎn)快的行星，使其自轉(zhuǎn)減速、扁率調(diào)整，還能通過潮汐摩擦加熱行星內(nèi)部，加速其冷卻和內(nèi)部物質(zhì)重排。行星的內(nèi)部流變性決定了它在潮汐力和自身引力作用下的變形能力，流變性強(qiáng)則更容易變形調(diào)整形狀。以地球和木星為例，地球質(zhì)量小于木星，初始扁率小，且存在巨大的地核，其對(duì)自轉(zhuǎn)有較強(qiáng)的阻力，使得地球自轉(zhuǎn)減速較快，目前扁率很?。s1/298）。木星質(zhì)量巨大，初始角動(dòng)量也大，自轉(zhuǎn)速度快，產(chǎn)生的離心力大，初始扁率就很高（約1/150）。同時(shí)，木星內(nèi)部物質(zhì)在高壓下可能粘度較低，更容易變形，這使得潮汐力對(duì)其形狀的持續(xù)調(diào)整效果更明顯，維持了較大的扁率。此外，木星強(qiáng)大的引力場(chǎng)使其成為太陽(yáng)系中主要的潮汐力作用者，也對(duì)其衛(wèi)星和行星際塵埃產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)一步體現(xiàn)了這些因素在行星演化中的復(fù)雜作用。地球由于質(zhì)量相對(duì)較小，受到的潮汐力影響相對(duì)木星較弱，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)（特別是地核）對(duì)其自轉(zhuǎn)和形狀的調(diào)整起著關(guān)鍵作用。解析思路：考察對(duì)行星形狀演化驅(qū)動(dòng)因素及其相互作用的全面理解和綜合分析能力。需要