2025年大學(xué)星系物理（星系研究）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：請(qǐng)從每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)，并將其序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。(總共6題，每題5分)w1.星系的哈勃分類中，橢圓星系的分類依據(jù)主要是（）A.星系中恒星的數(shù)量B.星系的形狀C.星系的質(zhì)量D.星系的旋臂結(jié)構(gòu)w2.以下哪種現(xiàn)象不是星系碰撞可能導(dǎo)致的（）A.恒星形成率急劇增加B.星系形態(tài)發(fā)生劇烈變化C.星系中心黑洞質(zhì)量減小D.產(chǎn)生引力波w3.星系的光度主要取決于（）A.星系中恒星的質(zhì)量和數(shù)量B.星系的年齡C.星系的距離D.星系的自轉(zhuǎn)速度w4.關(guān)于星系暈，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.主要由老年恒星和球狀星團(tuán)組成B.包含大量暗物質(zhì)C.其物質(zhì)分布均勻D.位于星系的外圍區(qū)域w5.星系的化學(xué)演化過(guò)程中，最先形成的元素是（）A.氫和氦B.碳和氧C.鐵和鎳D.鋰和鈹w6.以下哪個(gè)星系被認(rèn)為是典型的旋渦星系（）A.仙女座星系B.大麥哲倫星系C.橢圓星系M87D.銀河系第II卷（非選擇題，共70分）w7.簡(jiǎn)述星系形成的主要理論，并說(shuō)明其中一種理論的形成過(guò)程。(15分)w8.星系的自轉(zhuǎn)曲線有什么特點(diǎn)？如何通過(guò)自轉(zhuǎn)曲線來(lái)推斷星系中暗物質(zhì)的存在？(15分)材料：在對(duì)某星系的觀測(cè)中，發(fā)現(xiàn)其恒星的運(yùn)動(dòng)速度與距離星系中心的關(guān)系呈現(xiàn)出一種特殊的規(guī)律。在星系中心附近，恒星的運(yùn)動(dòng)速度隨著距離的增加而迅速增加，但在距離星系中心一定距離之后，恒星的運(yùn)動(dòng)速度不再隨距離明顯變化，保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的較高值。w9.根據(jù)上述材料，分析該星系自轉(zhuǎn)曲線的特點(diǎn)，并說(shuō)明如何由此推斷暗物質(zhì)的存在。(20分)材料：星系A(chǔ)正在與星系B發(fā)生碰撞，觀測(cè)發(fā)現(xiàn)星系A(chǔ)的恒星形成區(qū)域明顯增多，星系的形態(tài)也變得更加不規(guī)則。w10.請(qǐng)解釋星系碰撞導(dǎo)致恒星形成區(qū)域增多和星系形態(tài)變化的原因。(20分)答案：w1.B；w2.C；w3.A；w4.C；w5.A；w6.A；w7.星系形成的主要理論有引力坍縮理論、宇宙大爆炸理論衍生的星系形成模型等。引力坍縮理論認(rèn)為，在宇宙早期，物質(zhì)在引力作用下逐漸聚集。首先，物質(zhì)在局部區(qū)域開(kāi)始聚集形成小的物質(zhì)團(tuán)塊，這些團(tuán)塊在引力作用下不斷吸引周圍物質(zhì)，質(zhì)量逐漸增大。隨著物質(zhì)的進(jìn)一步聚集，中心區(qū)域的物質(zhì)密度不斷增加，溫度升高，最終形成恒星，眾多恒星聚集在一起就形成了星系。w8.星系自轉(zhuǎn)曲線的特點(diǎn)是：在星系中心附近，恒星的旋轉(zhuǎn)速度隨距離增加而快速上升；在一定距離后，旋轉(zhuǎn)速度趨于平緩。通過(guò)自轉(zhuǎn)曲線推斷暗物質(zhì)存在是因?yàn)椋喊凑粘Ｒ?guī)物質(zhì)分布，越往外恒星受引力越小，速度應(yīng)下降，但實(shí)際觀測(cè)到的自轉(zhuǎn)曲線在一定距離后保持較高且平穩(wěn)速度，說(shuō)明有額外引力源，即暗物質(zhì)提供了更多引力，使得恒星能以較高速度運(yùn)動(dòng)。w9.該星系自轉(zhuǎn)曲線在中心附近速度隨距離快速增加，之后趨于平穩(wěn)。按照常規(guī)物質(zhì)分布，速度應(yīng)隨距離減小。而此曲線在一定距離后保持穩(wěn)定高速，說(shuō)明存在暗物質(zhì)。暗物質(zhì)提供額外引力，使恒星在更遠(yuǎn)處仍能高速運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致自轉(zhuǎn)曲線呈現(xiàn)這種特殊形態(tài)。w10.星系碰撞導(dǎo)致恒星形成區(qū)域增多的原因是：碰撞過(guò)程中，星系間的氣體和塵埃被劇烈擾動(dòng)，壓縮，觸發(fā)了新恒星