2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——太陽系外行星的發(fā)現(xiàn)與探測考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪一項不是目前主要的太陽系外行星發(fā)現(xiàn)方法？A.凌日法B.視向速度法C.微引力透鏡法D.磁場感應(yīng)法2.開普勒太空望遠(yuǎn)鏡主要利用哪種方法發(fā)現(xiàn)太陽系外行星？A.直接成像B.凌日法C.微引力透鏡法D.等離子體共振法3.以下哪個術(shù)語描述的是行星圍繞恒星運行一周所需的時間？A.半長軸B.周期C.質(zhì)量D.密度4.“系外行星”的正確說法是？A.太陽系之外的行星B.其他恒星系統(tǒng)中的行星C.恒星自身的行星狀物質(zhì)D.行星系統(tǒng)之外的流浪行星5.導(dǎo)致“凌日法”能夠發(fā)現(xiàn)行星的主要原因是？A.行星體積巨大B.行星質(zhì)量巨大C.行星遮擋了恒星的光芒D.行星距離我們非常近6.以下哪種儀器是目前進(jìn)行太陽系外行星直接成像最先進(jìn)的設(shè)備之一？A.哈勃太空望遠(yuǎn)鏡B.開普勒太空望遠(yuǎn)鏡C.詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡D.天王星望遠(yuǎn)鏡7.以下哪個術(shù)語描述的是行星與其圍繞旋轉(zhuǎn)的恒星之間的平均距離？A.軌道傾角B.半長軸C.離心率D.周期8.“宜居帶”又稱為？A.系外行星帶B.類地行星帶C.生命可能存在的區(qū)域D.恒星活動區(qū)9.以下哪個現(xiàn)象是指當(dāng)一顆恒星經(jīng)過一顆背景恒星前方時，其引力導(dǎo)致背景恒星光線發(fā)生彎曲？A.凌日現(xiàn)象B.視向速度變化C.微引力透鏡效應(yīng)D.大氣層吸收10.TESS太空望遠(yuǎn)鏡的主要任務(wù)是什么？A.直接成像系外行星B.尋找類地行星C.探測太陽系內(nèi)的行星D.研究恒星活動二、填空題（每空1分，共10分）1.利用恒星亮度變化的______法是發(fā)現(xiàn)太陽系外行星的重要方法之一。2.目前發(fā)現(xiàn)的系外行星中，絕大多數(shù)是______行星。3.行星的質(zhì)量可以通過測量其引起的______變化來估算。4.系外行星______是研究其大氣成分的關(guān)鍵。5.詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是專門為______而設(shè)計的。6.行星圍繞恒星運行的軌道通常不是正圓形，而是呈______狀。7.確定一個行星是否宜居，除了考慮其大小和組成外，還需要考慮______等因素。8.通過______，我們可以了解系外行星的大氣層成分。9.太陽系外行星研究的最終目標(biāo)是尋找______存在的證據(jù)。10.______是第一個被確認(rèn)圍繞類日恒星運行的系外行星。三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述凌日法發(fā)現(xiàn)系外行星的原理。2.簡述視向速度法發(fā)現(xiàn)系外行星的原理。3.簡述直接成像法發(fā)現(xiàn)系外行星的原理及其主要挑戰(zhàn)。4.簡述微引力透鏡法發(fā)現(xiàn)系外行星的原理。5.簡述系外行星的半徑和密度的測量方法及其意義。6.簡述宜居帶的概念及其對尋找宜居行星的意義。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述不同的太陽系外行星發(fā)現(xiàn)方法各自的優(yōu)缺點。2.論述目前太陽系外行星研究的進(jìn)展和面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.B5.C6.C7.B8.C9.C10.B二、填空題1.視向速度2.熱木星3.視向速度4.光譜5.探測系外行星大氣6.橢圓7.星球的質(zhì)量、溫度、組成8.光譜分析9.生命10.水星三、簡答題1.解析思路：凌日法依賴于觀測行星經(jīng)過恒星前方時造成的亮度下降。當(dāng)行星凌日時，它會遮擋住恒星的一部分光線，導(dǎo)致恒星的光度出現(xiàn)短暫而周期性的下降。通過精確測量這種光度的變化，可以推斷出行星的存在，并進(jìn)一步確定其大小、軌道周期和軌道半徑等參數(shù)。2.解析思路：視向速度法測量的是恒星在空間中的運動速度。由于行星圍繞恒星運行，會對其產(chǎn)生引力，導(dǎo)致恒星在視向上呈現(xiàn)紅移（遠(yuǎn)離）和藍(lán)移（靠近）的周期性變化。通過高精度的光譜儀測量恒星譜線的多普勒頻移，可以探測到這種周期性的視向速度變化，從而推斷出行星的存在及其質(zhì)量。3.解析思路：直接成像法通過望遠(yuǎn)鏡直接拍攝行星反射的恒星光芒。這種方法主要針對那些距離恒星很近、體積很大、且軌道距離恒星很近的熱木星。主要挑戰(zhàn)在于，行星的光芒非常微弱，且被其母恒星的光芒所淹沒，需要使用高分辨率、大口徑的望遠(yuǎn)鏡，并在地球大氣層外（如太空）進(jìn)行觀測，以克服光污染和大氣擾動的影響。4.解析思路：微引力透鏡法利用了引力透鏡效應(yīng)。當(dāng)一顆恒星經(jīng)過一個位于其前方的、質(zhì)量足夠大的天體（如行星）時，該天體的引力會彎曲來自背景恒星的光線，使其產(chǎn)生短暫的放大。通過觀測這種由行星引起的背景恒星亮度的暫時性增大，并分析其放大倍數(shù)和持續(xù)時間，可以推斷出行星的質(zhì)量和軌道參數(shù)。5.解析思路：測量系外行星的半徑通常通過凌日法，觀測行星經(jīng)過恒星時造成的亮度下降幅度。密度可以通過行星的質(zhì)量（由視向速度法或微引力透鏡法獲得）和半徑計算得出。行星的半徑和密度可以幫助我們判斷其是巖石行星、氣態(tài)行星還是冰態(tài)行星，揭示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成。6.解析思路：宜居帶是指圍繞恒星運行、表面溫度適宜液態(tài)水存在的行星軌道區(qū)域。液態(tài)水被認(rèn)為是生命存在的關(guān)鍵條件之一。因此，宜居帶是尋找潛在宜居行星的重要參考區(qū)域。位于宜居帶的行星不一定是宜居的，還需要考慮其他因素，如行星的質(zhì)量、大氣、磁場等。四、論述題1.解析思路：論述不同方法的優(yōu)缺點時，應(yīng)分別介紹凌日法、視向速度法、直接成像法和微引力透鏡法的原理和特點。例如，凌日法可以測定行星半徑和軌道周期，但只能發(fā)現(xiàn)近距離的行星；視向速度法可以測定行星質(zhì)量，但對近距離小行星不敏感；直接成像法可以觀測到各種類型的行星，但難度大、樣本少；微引力透鏡法可以探測到較冷的、距離較遠(yuǎn)的行星，但事件不可重復(fù)、精度有限。2.解析思路：論述進(jìn)展時，可