2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——行星大氣成分和結(jié)構(gòu)的演化歷程考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不是類地行星早期大氣的主要來源？A.行星形成時(shí)從原始星云吸積的氣體B.行星內(nèi)部火山活動釋放的氣體C.小行星和彗星撞擊帶來的物質(zhì)D.巨行星大氣剝離后留下的殘余2.導(dǎo)致金星地表溫度極高，出現(xiàn)極端溫室效應(yīng)的主要原因是？A.金星距離太陽比地球近得多B.金星擁有比地球更強(qiáng)大的磁場C.金星大氣中二氧化碳含量極高且缺乏有效的碳循環(huán)機(jī)制D.金星表面存在大量甲烷吸收紅外線3.地球大氣的氧氣主要是由哪種生物過程產(chǎn)生的？A.火山噴發(fā)B.光合作用C.水的蒸發(fā)和凝結(jié)D.氫氣與氧氣結(jié)合4.木星和土星等巨行星能夠維持濃厚氫氦大氣的主要原因是？A.它們擁有比類地行星更強(qiáng)的火山活動B.它們的引力足以捕獲并束縛輕質(zhì)的氫和氦C.它們擁有更強(qiáng)大的磁場來抵御太陽風(fēng)剝離D.它們內(nèi)部核心溫度極高，持續(xù)釋放大氣5.火星當(dāng)前大氣稀薄的主要原因不包括？A.火星質(zhì)量較小，引力不足以束縛氣體B.火星缺乏全球性磁場，無法有效抵御太陽風(fēng)C.火星表面存在大量水蒸氣，被太陽輻射分解并逃逸D.火星板塊活動活躍，導(dǎo)致大氣被頻繁的火山噴發(fā)物質(zhì)覆蓋6.行星大氣的平流層存在臭氧層，其主要作用是？A.增加大氣密度，減緩表面降溫B.吸收太陽的可見光，使行星表面變暗C.吸收太陽的紫外輻射，保護(hù)行星表面生命D.導(dǎo)致大氣垂直方向混合加劇7.下列哪個(gè)行星的大氣主要由二氧化碳組成，且呈現(xiàn)明顯的逆向溫室效應(yīng)？A.地球B.火星C.金星D.天王星8.通過觀測系外行星凌日時(shí)透過的宿主星光光譜變化，可以推斷其大氣成分，這種方法主要依賴于？A.恒星自身的磁場變化B.行星大氣中不同氣體對特定波長的吸收特征C.行星與恒星的相對運(yùn)動速度D.行星表面的反照率變化9.行星大氣的逃逸速度與其自身質(zhì)量的關(guān)系是？A.質(zhì)量越大，逃逸速度越小B.質(zhì)量越大，逃逸速度越大C.質(zhì)量與逃逸速度無關(guān)D.高質(zhì)量行星反而更容易因引力塌縮而損失大氣10.行星內(nèi)部放射性元素衰變釋放的熱量，對早期行星大氣演化的主要影響是？A.直接導(dǎo)致大氣成分發(fā)生根本性改變B.加熱行星內(nèi)部，增加火山活動，向大氣釋放氣體C.產(chǎn)生強(qiáng)烈的太陽風(fēng)，剝離行星大氣D.促進(jìn)大氣中的化學(xué)反應(yīng)速率加快二、填空題（每空1分，共15分）1.行星大氣的垂直結(jié)構(gòu)通?？梢苑譃閷α鲗印_____、中間層和熱層。2.導(dǎo)致地球大氣出現(xiàn)“雪球地球”時(shí)期的主要因素之一是大氣中______含量極低，導(dǎo)致溫室效應(yīng)不足。3.巨行星的大氣主要由______和氦組成，其深部可能存在由更重元素構(gòu)成的“核”。4.太陽風(fēng)對行星大氣的主要破壞作用是______和______。5.大氣中的水蒸氣通過______過程可以有效地調(diào)節(jié)行星表面的溫度。6.天王星和海王星大氣的主要特征之一是含有相對較多的______，使其呈現(xiàn)藍(lán)色。7.探測系外行星大氣的“凌日法”要求系外行星必須在其宿主恒星______經(jīng)過。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.大氣逃逸2.溫室效應(yīng)3.行星包層4.光合作用四、簡答題（每題5分，共10分）1.簡述地球早期大氣與現(xiàn)在大氣的主要成分差異。2.為什么金星和地球雖然相鄰，但當(dāng)前大氣狀態(tài)卻截然不同？五、論述題（每題7分，共14分）1.綜合說明影響一個(gè)行星能否維持住濃厚大氣層的幾個(gè)關(guān)鍵因素。2.探討生命活動對地球大氣演化的重要影響，并簡要說明這些影響是如何發(fā)生的。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.B4.B5.D6.C7.C8.B9.B10.B二、填空題1.平流層2.甲烷3.氫4.太陽風(fēng)剝離，大氣逃逸5.水循環(huán)6.甲烷7.圓三、名詞解釋1.大氣逃逸：指行星大氣中的氣體分子獲得足夠的動能，克服行星引力，逃離行星大氣層進(jìn)入太空的過程。2.溫室效應(yīng)：指大氣層中的某些氣體（溫室氣體）能夠吸收并重新輻射地球表面向外散發(fā)的紅外輻射，從而使行星表面溫度升高的現(xiàn)象。3.行星包層：指在行星形成早期，圍繞在原始行星核心外部、由氣體和塵埃組成的巨大旋轉(zhuǎn)盤狀物，是行星大氣的主要來源之一。4.光合作用：指綠色植物、藻類和某些細(xì)菌利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。四、簡答題1.簡述地球早期大氣與現(xiàn)在大氣的主要成分差異。*早期大氣：主要由火山噴發(fā)出的氣體組成，如水蒸氣（H?O）、二氧化碳（CO?）、氮?dú)猓∟?）、少量甲烷（CH?）、氨（NH?）等，缺乏游離氧氣（O?），整體呈還原性。*現(xiàn)在大氣：經(jīng)過漫長的演化，氧氣（O?）含量顯著增加，成為主要成分之一；二氧化碳（CO?）含量相對早期大幅減少，但仍在溫室效應(yīng)中扮演重要角色；氮?dú)猓∟?）含量最高，是次要成分。2.為什么金星和地球雖然相鄰，但當(dāng)前大氣狀態(tài)卻截然不同？*引力差異：金星質(zhì)量與地球相近，但半徑略小，導(dǎo)致其表面重力與地球接近。然而，金星質(zhì)量稍小，逃逸速度略低于地球，使得較輕的氣體更難逃逸。*磁場差異：地球擁有強(qiáng)大的全球性磁場，能有效偏轉(zhuǎn)太陽風(fēng)粒子，保護(hù)大氣層。金星幾乎沒有全球性磁場，太陽風(fēng)直接沖擊其大氣頂層，導(dǎo)致大氣被剝離。*溫室效應(yīng)差異：地球大氣中氧氣含量高，水循環(huán)活躍，能將部分二氧化碳吸收。金星大氣中缺乏有效吸收二氧化碳的過程，且二氧化碳含量極高（約96%），形成了強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致表面溫度極高。地球的早期火山活動釋放了大量二氧化碳，但通過碳循環(huán)得到了部分調(diào)節(jié)。五、論述題1.綜合說明影響一個(gè)行星能否維持住濃厚大氣層的幾個(gè)關(guān)鍵因素。*行星質(zhì)量與引力：質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)，逃逸速度越高，越能束縛住大氣分子，尤其是輕分子（如氫、氦）。這是維持濃厚大氣的基礎(chǔ)。*行星半徑與表面重力：半徑越大，單位質(zhì)量下的大氣柱越厚，有利于大氣的穩(wěn)定。表面重力與行星質(zhì)量和半徑有關(guān)，重力越大越利于удержание大氣。*行星磁場：強(qiáng)大的全球性磁場可以將來自恒星的太陽風(fēng)粒子偏轉(zhuǎn)開，減少太陽風(fēng)對大氣頂層的剝離作用。缺乏磁場或磁場弱（如金星）的行星，大氣損失較快。*軌道與距離恒星的遠(yuǎn)近：距離恒星越近，行星表面溫度越高，大氣分子的平均動能越大，越容易達(dá)到逃逸速度而逃逸。同時(shí)，強(qiáng)烈的太陽輻射和太陽風(fēng)也會加速大氣損失（如水蒸氣的分解和逃逸）。*大氣演化歷史與過程：初始大氣的來源和規(guī)模、火山活動釋放氣體的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間、板塊構(gòu)造對大氣成分的長期調(diào)節(jié)（如碳循環(huán)）、是否有生命活動（如光合作用增加氧氣）等，都會深刻影響大氣演化的最終狀態(tài)。*缺乏大型天體撞擊：頻繁的大型天體撞擊可能導(dǎo)致大氣被瞬間剝離或覆蓋。2.探討生命活動對地球大氣演化的重要影響，并簡要說明這些影響是如何發(fā)生的。*光合作用的興起：地球早期大氣中氧氣含量極低。大約在20-25億年前，藍(lán)細(xì)菌等微生物開始進(jìn)行光合作用，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣作為副產(chǎn)品。這一過程持續(xù)數(shù)億年，逐漸改變了大氣成分，形成了今天以氮?dú)夂脱鯕鉃橹鞯拇髿狻?臭氧層的形成：釋放出的氧氣在平流層被紫外線分解，部分氧氣分子結(jié)合形成臭氧（O?）。臭氧層能夠吸收大部分有害的太陽紫外線輻射，這對地表生命的出現(xiàn)和繁盛至關(guān)重要，也構(gòu)成了地球大氣保護(hù)層的關(guān)鍵部分。*改變大氣化學(xué)平衡：生命活動引入了新的生物化學(xué)循環(huán)（如碳循環(huán)、氮循環(huán)），這些循環(huán)與大氣成分緊密耦合，共同調(diào)節(jié)著大氣的化學(xué)狀態(tài)和穩(wěn)定性。例如，通過光合作用和呼吸作用，地球大氣中的碳