2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——太陽(yáng)系邊緣行星的特征分析考試時(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.下列哪一項(xiàng)不是木星大紅斑的主要特征？A.長(zhǎng)期穩(wěn)定存在B.顏色為深紅色C.規(guī)模遠(yuǎn)小于地球D.表現(xiàn)出復(fù)雜的氣旋結(jié)構(gòu)2.導(dǎo)致天王星自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于其公轉(zhuǎn)軌道面極度傾斜（約98度）的主要原因是：A.形成時(shí)遭受過(guò)一次巨大的角度撞擊B.其內(nèi)部核心密度異常高C.長(zhǎng)期受到木星和土星的引力攝動(dòng)D.其擁有一個(gè)巨大的、位于傾斜方向的環(huán)系統(tǒng)3.與其他三大氣態(tài)巨行星相比，土星最顯著的特征是：A.擁有最強(qiáng)大的磁場(chǎng)B.赤道處存在明顯的膨脹C.衛(wèi)星數(shù)量最多D.大氣中氨氣含量最高4.海王星的大氣成分與木星、土星相比，最顯著的區(qū)別是：A.氫和氦的比例更高B.甲烷含量相對(duì)顯著，使其呈現(xiàn)藍(lán)色C.水蒸氣是主要成分D.氧化物含量很高5.伽利略衛(wèi)星中，哪個(gè)衛(wèi)星是太陽(yáng)系中已知唯一擁有活躍冰火山活動(dòng)的天體？A.木衛(wèi)一（艾奧）B.木衛(wèi)二（歐羅巴）C.木衛(wèi)三（蓋尼米得）D.木衛(wèi)四（卡利斯托）6.關(guān)于土星環(huán)，下列描述錯(cuò)誤的是：A.主要由冰塊和巖石碎屑組成B.環(huán)的密度在某些區(qū)域極高，形成了“環(huán)縫”C.環(huán)系統(tǒng)中可能存在“環(huán)粒子”的“暗物質(zhì)”D.所有土星環(huán)都位于土星的赤道平面內(nèi)7.天王星和海王星雖然都是冰巨行星，但天王星表面溫度遠(yuǎn)低于海王星，主要原因是：A.天王星接收到的太陽(yáng)輻射能更少B.天王星大氣層的透明度更高，散熱更快C.天王星的質(zhì)量和半徑小于海王星D.天王星核心的放射性元素含量遠(yuǎn)低于海王星8.行星科學(xué)中，“系統(tǒng)觀”要求我們：A.只關(guān)注單個(gè)行星的表面特征B.將行星視為一個(gè)整體系統(tǒng)來(lái)研究其內(nèi)部、大氣、衛(wèi)星和環(huán)等組成部分的相互作用C.僅比較不同行星的相似特征D.忽略行星與其他天體（如小行星、彗星）的相互作用9.旅行者號(hào)探測(cè)器飛掠木星時(shí)的重要發(fā)現(xiàn)之一是證實(shí)了木星擁有一個(gè)巨大的、主要由等離子體構(gòu)成的：A.行星環(huán)系統(tǒng)B.脈沖星C.磁層D.衛(wèi)星軌道共振帶10.木星強(qiáng)大的磁場(chǎng)對(duì)木星衛(wèi)星系統(tǒng)的主要影響包括：A.使伽利略衛(wèi)星表面布滿水冰裂縫B.在木衛(wèi)一和木衛(wèi)二之間形成強(qiáng)烈的電流環(huán)C.導(dǎo)致所有衛(wèi)星都擁有濃厚的大氣層D.使所有衛(wèi)星的軌道都圍繞木星的核心旋轉(zhuǎn)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上。）11.________是太陽(yáng)系中體積最大、質(zhì)量最高的行星。12.木星大紅斑是一個(gè)持續(xù)了數(shù)百年的巨大________。13.天王星獨(dú)特的藍(lán)綠色外觀主要源于其大氣中高層含量較高的________。14.土星的衛(wèi)星________是太陽(yáng)系中已知最大的衛(wèi)星，擁有濃厚的大氣層。15.海王星發(fā)現(xiàn)的歷史與對(duì)其位差的計(jì)算有關(guān)，計(jì)算其位差的先驅(qū)是天文學(xué)家________。16.行星內(nèi)部的________狀態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）對(duì)其地質(zhì)活動(dòng)和成分分布有決定性影響。17.通過(guò)分析邊緣行星的光譜，科學(xué)家可以推斷其大氣的主要________組成成分。18.除了太陽(yáng)風(fēng)的作用，邊緣行星的磁場(chǎng)也可能對(duì)其衛(wèi)星的________環(huán)境產(chǎn)生重要影響。19.行星形成理論認(rèn)為，氣態(tài)巨行星主要是在其宜居帶之外的廣大區(qū)域，通過(guò)吸積________而形成的。20.對(duì)比木星和土星的大氣，可以發(fā)現(xiàn)土星大氣相對(duì)更________（填“純凈”或“混合”）。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）21.簡(jiǎn)述木星磁場(chǎng)異常強(qiáng)大的可能原因。22.與內(nèi)行星相比，太陽(yáng)系邊緣行星普遍具有更高的平均密度，請(qǐng)簡(jiǎn)釋其原因。23.為什么說(shuō)土星環(huán)是太陽(yáng)系中動(dòng)態(tài)最活躍的環(huán)系統(tǒng)之一？四、論述題（每小題10分，共20分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，詳細(xì)回答下列問(wèn)題。）24.試述木星的衛(wèi)星系統(tǒng)（特別是伽利略衛(wèi)星）對(duì)于理解行星形成和演化過(guò)程的科學(xué)意義。25.比較并分析天王星和海王星在物理性質(zhì)（如大小、質(zhì)量、密度、大氣、磁場(chǎng)、自轉(zhuǎn)等）上的主要異同點(diǎn)，并嘗試解釋這些差異可能的原因。---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.B5.A6.D7.A8.B9.C10.B二、填空題11.木星12.反氣旋13.甲烷14.泰坦15.艾里16.密度17.化學(xué)元素18.磁層19.星子20.純凈三、簡(jiǎn)答題21.木星磁場(chǎng)異常強(qiáng)大可能的原因：木星擁有巨大的質(zhì)量，形成了強(qiáng)大的引力場(chǎng)，能夠捕獲大量的帶電粒子形成龐大的磁層；其內(nèi)部可能存在一個(gè)巨大的液態(tài)金屬氫層，電流在其中的流動(dòng)產(chǎn)生了強(qiáng)大的磁場(chǎng)。木星“躺著”自轉(zhuǎn)也影響了磁場(chǎng)的形態(tài)。22.邊緣行星平均密度更高的原因：它們形成于離太陽(yáng)更遠(yuǎn)、溫度更低的區(qū)域，能夠捕獲更大量的輕元素（如氫、氦）以及巖石和冰物質(zhì)。這些輕元素和冰物質(zhì)占其總質(zhì)量的比例遠(yuǎn)高于內(nèi)行星，從而拉高了整體平均密度。盡管它們的體積巨大，但固態(tài)核心的比例相對(duì)內(nèi)行星可能較低。23.土星環(huán)動(dòng)態(tài)活躍的原因：土星環(huán)物質(zhì)非常稀疏且存在廣泛的軌道共振，使得環(huán)內(nèi)粒子受到復(fù)雜的引力擾動(dòng)；存在環(huán)內(nèi)塵埃來(lái)源（如衛(wèi)星塵埃噴射），不斷補(bǔ)充物質(zhì)；環(huán)縫的存在和環(huán)粒子間的碰撞、摩擦等動(dòng)力學(xué)過(guò)程使得環(huán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變。四、論述題24.木星衛(wèi)星系統(tǒng)（特別是伽利略衛(wèi)星）的科學(xué)意義：*提供了研究行星形成和演化的“實(shí)驗(yàn)室”：伽利略衛(wèi)星大小、成分、地質(zhì)活動(dòng)各不相同（從巖石衛(wèi)星歐羅巴到氣態(tài)衛(wèi)星木衛(wèi)一），展示了行星在形成后可能經(jīng)歷的演化路徑和影響因素。*揭示了冰火山活動(dòng)的機(jī)制和作用：木衛(wèi)一和木衛(wèi)二活躍的冰火山活動(dòng)表明其內(nèi)部存在液態(tài)水海洋，為研究行星內(nèi)部熱量來(lái)源、物質(zhì)循環(huán)提供了實(shí)例。*研究行星地質(zhì)和大氣演化：木衛(wèi)三和木衛(wèi)四的古老地貌與年輕撞擊坑對(duì)比，反映了不同地質(zhì)歷史；木衛(wèi)一和木星之間的等離子體層研究揭示了行星磁場(chǎng)與衛(wèi)星際空間的相互作用。*為尋找生命提供了線索：歐羅巴和木衛(wèi)二的冰下海洋環(huán)境被認(rèn)為是太陽(yáng)系內(nèi)除地球外最可能存在生命的地方，激發(fā)了對(duì)外星生命探索的興趣。*驗(yàn)證和修正行星形成模型：伽利略衛(wèi)星系統(tǒng)的觀測(cè)結(jié)果（如衛(wèi)星的軌道和傾角）為行星形成和早期動(dòng)力學(xué)理論提供了重要的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和修正依據(jù)。25.天王星和海王星的比較分析：*相似點(diǎn)：*都屬于冰巨行星，主要由氫、氦、水、氨、甲烷等揮發(fā)性物質(zhì)組成。*大小和質(zhì)量相近，密度都顯著高于木星和土星。*都擁有由水冰和巖石構(gòu)成的核心，周圍包裹著厚厚的冰幔和氫氦大氣。*都表現(xiàn)出快速自轉(zhuǎn)。*都擁有復(fù)雜的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)傾角較大且與自轉(zhuǎn)軸方向接近。*都擁有多個(gè)衛(wèi)星和環(huán)系統(tǒng)，但規(guī)模不如木星和土星。*表面大氣都以甲烷吸收紅光而呈現(xiàn)藍(lán)色為主色調(diào)。*不同點(diǎn)及原因：*溫度：海王星比天王星溫度高得多。原因可能是海王星形成時(shí)處于更靠近太陽(yáng)的位置（或捕獲了更多重元素），且其內(nèi)部放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量更多，或者其大氣層更有效吸收了太陽(yáng)輻射。*大氣成分細(xì)節(jié)與活動(dòng)性：海王星大氣中甲烷含量相對(duì)天王星可能稍低，且氮?dú)夂肯鄬?duì)較高。這使得海王星大氣對(duì)紅光的吸收更強(qiáng)，呈現(xiàn)更深的藍(lán)色。同時(shí)，海王星觀測(cè)到更強(qiáng)烈、更短暫的風(fēng)暴系統(tǒng)（如大黑斑），顯示其大氣動(dòng)力學(xué)可能更為活躍，原因可能與內(nèi)部熱量輸入差異或大氣成分比例有關(guān)。*磁場(chǎng)：海王星的磁場(chǎng)強(qiáng)度比天王星稍弱，但異常性（如強(qiáng)度與質(zhì)量和半徑相比偏低）可能更大，且磁軸傾角和偏心度與天王星也有顯著差異。這反映了兩者內(nèi)部導(dǎo)電層（液態(tài)金屬氫）的性