2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——恒星形成與恒星生命周期研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)不是恒星形成的主要理論依據(jù)？A.宇宙中存在大量星際分子云B.分子云內(nèi)部可以觀測(cè)到原恒星吸積盤C.恒星具有核聚變產(chǎn)生的能量D.恒星的光譜顯示其在演化2.在恒星形成的早期階段，原恒星主要能量來(lái)源是：A.核聚變反應(yīng)B.釋放的引力勢(shì)能C.星際介質(zhì)碰撞產(chǎn)生的動(dòng)能D.附近恒星的輻射壓力3.下列哪類恒星預(yù)計(jì)最終會(huì)演化成黑洞？A.質(zhì)量介于太陽(yáng)和8倍太陽(yáng)質(zhì)量之間的恒星B.質(zhì)量介于8倍太陽(yáng)和25倍太陽(yáng)質(zhì)量之間的恒星C.質(zhì)量小于太陽(yáng)的恒星D.所有恒星4.恒星光譜分類中，從熱到冷依次排列的字母是：A.O,B,A,F,G,K,MB.M,K,G,F,A,B,OC.B,A,F,G,K,M,OD.O,A,B,F,G,K,M5.導(dǎo)致主序星結(jié)束其生命周期的直接原因是：A.核心溫度達(dá)到鐵元素聚變的條件B.核燃料（氫或氦）在核心被耗盡C.恒星與伴星發(fā)生物質(zhì)交換D.恒星核心被外部沖擊波摧毀6.下列哪個(gè)天體是中等質(zhì)量恒星生命末期形成的殘骸？A.中子星B.超新星遺跡C.黑洞D.白矮星7.紅超巨星階段的主要特征不包括：A.核心主要由碳氧構(gòu)成B.外層急劇膨脹，表面溫度降低C.光度非常高D.密度非常小8.利用恒星的光譜線紅移或藍(lán)移可以推斷：A.恒星的化學(xué)成分B.恒星的表面溫度C.恒星相對(duì)于觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)速度D.恒星的年齡9.分子云中，哪種物質(zhì)的存在對(duì)于引力坍縮的發(fā)生至關(guān)重要？A.氫原子B.氦原子C.分子氫（H?）D.重元素離子10.詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡相比哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，在觀測(cè)恒星形成區(qū)域時(shí)主要優(yōu)勢(shì)在于：A.分辨率更高B.能夠觀測(cè)更遠(yuǎn)的距離C.僅能觀測(cè)可見(jiàn)光波段D.無(wú)法觀測(cè)紅外波段二、填空題（每空2分，共20分）1.恒星生命周期的起點(diǎn)是__________________________的形成，其核心驅(qū)動(dòng)力是__________________________。2.主序星通過(guò)核心的__________________________反應(yīng)產(chǎn)生能量，維持其穩(wěn)定。3.大質(zhì)量恒星在生命末期會(huì)經(jīng)歷__________________________爆發(fā)，將重元素拋灑到宇宙中。4.恒星的光譜類型由其表面__________________________和__________________________決定。5.星際介質(zhì)是構(gòu)成恒星和行星系統(tǒng)的原始物質(zhì)，其主要成分是__________________________和__________________________。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.原恒星2.恒星演化3.HII區(qū)4.核合成四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述恒星形成過(guò)程中，引力坍縮和物質(zhì)上涌（accretion）之間的相互關(guān)系。2.比較大質(zhì)量恒星和中等質(zhì)量恒星在生命周期結(jié)束時(shí)的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述空間觀測(cè)技術(shù)（如望遠(yuǎn)鏡）在研究恒星形成和演化過(guò)程中的主要作用。五、論述題（8分）論述恒星生命周期的不同階段與其核心核反應(yīng)過(guò)程、能量輸出以及最終命運(yùn)之間的關(guān)系。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.A5.B6.D7.A8.C9.C10.B二、填空題1.原恒星；引力2.核聚變3.超新星4.溫度；顏色5.氫；氦三、名詞解釋1.原恒星：處于恒星形成早期階段，已被引力束縛但尚未開(kāi)始核心核聚變的熾熱氣體云核心。**解析思路：*定義需包含關(guān)鍵要素：引力束縛、未開(kāi)始核心核聚變、形成早期。2.恒星演化：指恒星在其生命周期內(nèi)，由于核心核反應(yīng)、能量輸出變化等因素，其物理性質(zhì)（如溫度、光度、化學(xué)成分等）隨時(shí)間發(fā)生演變的過(guò)程。**解析思路：*定義需包含生命周期、核心原因（核反應(yīng)等）、性質(zhì)變化。3.HII區(qū)：由年輕、熾熱的藍(lán)巨星輻射產(chǎn)生的紫外光電離星際氣體（主要是氫）形成的等離子區(qū)。**解析思路：*定義需包含成因（藍(lán)巨星UV）、性質(zhì)（電離氫）、區(qū)域特征。4.核合成：指在恒星內(nèi)部或超新星爆發(fā)等天體事件中，通過(guò)核反應(yīng)（如聚變、裂變）形成比氫和氦更重元素的過(guò)程。**解析思路：*定義需包含場(chǎng)所（恒星內(nèi)部、超新星等）、過(guò)程（核反應(yīng)）、產(chǎn)物（重元素）。四、簡(jiǎn)答題1.引力坍縮是原恒星形成的初始動(dòng)力，它使分子云核心物質(zhì)收縮，密度增加。物質(zhì)上涌則是指向核心下落的過(guò)程中，部分物質(zhì)受到磁場(chǎng)和氣流作用，可能不會(huì)直接落入核心，而是在原恒星吸積盤中被持續(xù)吸積。上涌物質(zhì)可以調(diào)節(jié)核心的燃料供應(yīng)和溫度，影響原恒星的增長(zhǎng)速率和演化。**解析思路：*首點(diǎn)明兩者關(guān)系：相互影響、共同作用。分別解釋引力坍縮作用（使物質(zhì)收縮），解釋物質(zhì)上涌現(xiàn)象（向核心下落過(guò)程中的偏離和吸積），最后說(shuō)明上涌對(duì)原恒星演化的具體影響（調(diào)節(jié)燃料、溫度、增長(zhǎng)速率）。2.主要區(qū)別在于質(zhì)量、核心溫度、核反應(yīng)過(guò)程、最終命運(yùn)。大質(zhì)量恒星（>8M☉）核心溫度更高，能進(jìn)行更重元素的合成（直至鐵），壽命短，最終以超新星爆發(fā)結(jié)束，留下中子星或黑洞。中等質(zhì)量恒星（<8M☉）核心溫度不足以合成鐵，主要合成碳氧等元素，壽命長(zhǎng)，最終通過(guò)漸近巨星支演化，外層被拋射形成行星狀星云，留下白矮星。**解析思路：*采用分點(diǎn)比較法。列出比較維度（質(zhì)量、核心溫度、核反應(yīng)、壽命、最終命運(yùn)）。逐一對(duì)比兩類恒星在此維度上的顯著差異，并給出具體實(shí)例或特征。3.空間觀測(cè)技術(shù)，特別是空間望遠(yuǎn)鏡，能夠穿透地球大氣層的干擾，在各個(gè)波段（如可見(jiàn)光、紅外、紫外）對(duì)恒星和其形成環(huán)境進(jìn)行高分辨率、高靈敏度的觀測(cè)。這有助于我們觀測(cè)到原恒星吸積盤、分子云中的致密核心、恒星爆發(fā)遺跡等隱藏在地面觀測(cè)中的對(duì)象，精確測(cè)量恒星的光度、溫度、化學(xué)成分和空間分布，驗(yàn)證和改進(jìn)恒星演化理論，并研究極端環(huán)境下的恒星物理過(guò)程。**解析思路：*首點(diǎn)明空間技術(shù)優(yōu)勢(shì)（克服大氣干擾、多波段、高分辨率/靈敏度）。接著列舉具體觀測(cè)對(duì)象（吸積盤、致密核心、遺跡等）。然后說(shuō)明觀測(cè)能提供的具體信息（測(cè)量參數(shù)、驗(yàn)證理論）。最后強(qiáng)調(diào)其在研究極端環(huán)境和理解基本過(guò)程中的作用。五、論述題恒星的生命周期是其內(nèi)在核反應(yīng)能量輸出與自身引力平衡隨時(shí)間演變的必然結(jié)果。在主序階段，氫核聚變是主要能量來(lái)源，產(chǎn)生的向外輻射壓與向內(nèi)的引力大致平衡，使恒星保持穩(wěn)定，其性質(zhì)（如光譜類型、光度）主要由核心氫燃料的豐度和燃燒效率決定。當(dāng)核心氫耗盡后，核心收縮升溫，觸發(fā)外層氫殼層燃燒，進(jìn)入紅巨星/超巨星階段。大質(zhì)量恒星核心進(jìn)一步坍縮點(diǎn)燃氦聚變，并依次經(jīng)歷碳、氧、直至鐵元素合成，核心壓力和溫度不斷升高，最終失去輻射壓支撐，發(fā)生引力坍縮，引發(fā)超新星爆發(fā)。中等質(zhì)量恒星則停止核心核合成（在鐵元素形成前），核心成為致密的碳氧核心，外層通過(guò)漸近巨星支階段大量物質(zhì)損失，形成行星狀星云，核心最終冷卻收縮成為白矮星。整個(gè)生命周期中，核反應(yīng)的性質(zhì)和能量輸出主導(dǎo)了恒星的結(jié)構(gòu)和演化路