2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——行星星際物質(zhì)與塵埃組成考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題后括號內(nèi)。）1.在宇宙化學(xué)演化中，行星星際介質(zhì)中元素豐度最低的元素通常是？A.氫(H)B.氦(He)C.氧(O)D.鐵元素(Fe)2.下列哪種天體或區(qū)域通常被認為是星際塵埃的主要形成場所？A.巨分子云的核心區(qū)域B.HII區(qū)（電離氫區(qū)）C.星風(fēng)強烈的早型星周圍D.超新星爆發(fā)的remnants3.星際塵埃的顏色指數(shù)（B-V）通常用來衡量什么？A.塵埃的溫度B.塵埃的密度C.塵埃的大小分布D.塵埃的reddening（紅化）程度，即消光引起的顏色變化4.下列哪種觀測波段對探測星際塵埃最為有效？A.X射線B.可見光C.紅外線D.射電波5.星際塵埃的“成礦”作用主要指什么？A.塵埃顆粒本身是形成行星的原始材料B.塵埃表面吸附并轉(zhuǎn)化氣體分子，形成更復(fù)雜的有機化合物C.塵埃通過碰撞改變恒星光譜D.塵埃加速星際氣體的流動6.當(dāng)星際云的塵埃含量很低時，其紅外發(fā)射通常表現(xiàn)出什么特征？A.紅外發(fā)射很強B.紅外發(fā)射很弱或觀測不到C.主要發(fā)射紫外輻射D.主要發(fā)射射電信號7.下列哪種過程被認為是形成小尺寸星際塵埃顆粒的主要機制？A.超新星爆發(fā)沖擊波對星際氣體的壓縮B.恒星風(fēng)從早期型星表面剝離物質(zhì)C.星際氣體中較重元素通過物理或化學(xué)過程沉淀到塵埃表面D.星周盤中的氣體與塵埃顆粒表面的碰撞和粘附8.星際塵埃的消光（Extinction）主要是由什么引起的？A.塵埃顆粒對恒星紫外光的吸收B.塵埃顆粒對恒星可見光的散射C.塵埃顆粒對恒星紅外光的吸收和散射D.塵埃顆粒發(fā)射自身的輻射9.所謂的“暗云”（DarkCloud）通常指的是？A.云體非常密集，塵埃含量很高，能完全遮擋背景星光B.云體主要由氣體組成，塵埃含量極低C.云體位于遙遠的星系中，難以觀測D.云體正在快速膨脹，其中的氣體和塵埃被吹散10.測量星際塵埃的“顏色指數(shù)”的主要目的是什么？A.確定塵埃的溫度B.確定塵埃的絕對亮度C.評估星際塵埃由于散射和吸收導(dǎo)致的星光顏色變化程度D.確定塵埃顆粒的形狀二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.行星星際介質(zhì)主要由________和________組成，其中氣體約占99%，塵埃約占1%。2.星際塵埃顆粒的大小通常在________微米到幾厘米的范圍內(nèi)。3.優(yōu)質(zhì)的星際塵埃通常富含________、________和________等元素。4.塵埃的________和________是描述其光學(xué)性質(zhì)的兩個主要參數(shù)。5.通過觀測恒星的光譜藍移現(xiàn)象，可以推斷星際介質(zhì)中存在________。6.星際塵埃在宇宙化學(xué)演化中，作為________，為分子云的形成和后續(xù)行星的誕生提供了必要的條件。7.除了碳、氧、硅、鐵等元素外，星際塵埃中也可能發(fā)現(xiàn)少量的________和________。8.塵埃的________是其在可見光波段比紅外波段看起來更紅的原因。9.紅外天文臺對于研究星際塵埃的________和________至關(guān)重要。10.塵埃顆粒會吸收恒星發(fā)出的________輻射，并在其表面升溫，隨后以________輻射的形式重新發(fā)射能量。三、簡答題（每題5分，共20分。）1.簡述星際塵埃的幾種主要形成機制。2.解釋什么是星際塵埃的顏色指數(shù)，并說明它與塵埃性質(zhì)的關(guān)系。3.為什么觀測星際塵埃主要需要使用紅外波段？4.簡述星際塵埃在分子云形成和演化過程中所起的作用。四、論述題（10分。）論述星際塵埃的成分、性質(zhì)及其觀測對于理解行星形成過程的意義。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.D4.C5.B6.B7.D8.C9.A10.C二、填空題1.氣體塵埃2.0.001-0.13.碳氧硅4.顏色指數(shù)消光系數(shù)5.超光速運動物質(zhì)（或：宇宙塵埃）6.成礦平臺7.氮硫8.紅化9.物理性質(zhì)化學(xué)成分10.紫外紅外三、簡答題1.簡述星際塵埃的幾種主要形成機制。解析思路：回答應(yīng)涵蓋至少兩種主流機制。早期恒星（如O、B型星）的強烈恒星風(fēng)將致密星周盤中的物質(zhì)吹入星際空間。超新星爆發(fā)產(chǎn)生的沖擊波可以將星際氣體壓縮并加速，促進塵埃的形成或加速其增長。星際氣體自身在低溫條件下，較重元素可以沉淀并凝聚在微米尺度的冰核上，形成塵埃顆粒。2.解釋什么是星際塵埃的顏色指數(shù)，并說明它與塵埃性質(zhì)的關(guān)系。解析思路：顏色指數(shù)（通常指B-V）是恒星在藍波段（B）和可見光波段（V）測光星等之差。星際塵埃主要吸收紅光和紫外光，使穿過塵埃云的星光藍移，導(dǎo)致觀測到的恒星在藍波段相對更亮，B-V值變?。簇撝蹈摚m埃含量越高，消光越強，顏色變化越顯著。因此，負的顏色指數(shù)通常意味著較高的塵埃含量或較大的星際距離。3.為什么觀測星際塵埃主要需要使用紅外波段？解析思路：星際塵埃強烈吸收可見光和紫外光，這些能量會被塵埃顆粒吸收后轉(zhuǎn)化為熱能，并以紅外輻射重新發(fā)射。由于塵埃的這種輻射特性，使用紅外波段可以有效探測到被塵埃遮擋或吸收了可見光/紫外光的區(qū)域，同時可以測量塵埃自身發(fā)射的紅外輻射，從而反演塵埃的分布、溫度、密度和成分等信息。4.簡述星際塵埃在分子云形成和演化過程中所起的作用。解析思路：塵埃顆粒是形成分子云的關(guān)鍵。它們作為凝結(jié)核，吸附星際氣體中的水汽、氨等分子，降低了氣體凝結(jié)的臨界溫度，促進了分子（特別是氫分子H2）的形成。在分子云中，塵埃表面如同“反應(yīng)器”，吸附并轉(zhuǎn)化氣體分子，合成復(fù)雜的有機分子，是生命前物質(zhì)合成的重要場所。塵埃顆粒還影響分子云的冷卻過程（通過紅外輻射散熱），并參與云內(nèi)的動力學(xué)過程（如引力坍縮、密度波擾動），最終影響原恒星和行星系統(tǒng)的形成。四、論述題論述星際塵埃的成分、性質(zhì)及其觀測對于理解行星形成過程的意義。解析思路：首先，論述星際塵埃是構(gòu)成行星和行星系統(tǒng)的原始材料基礎(chǔ)，其化學(xué)成分（如C,O,Si,Fe的豐度和存在形式）直接決定了行星的化學(xué)組成和地殼、地幔、核心的成分。其次，論述塵埃的性質(zhì)（如大小分布、形狀、溫度、密度）影響其動力學(xué)行為（如