2025年大學天文學（宇宙學基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：以下每題都有四個選項，其中只有一個選項是正確的，請將正確選項的序號填在括號內(nèi)。(總共8題，每題5分)1.以下關(guān)于宇宙微波背景輻射的說法，正確的是（）A.它是宇宙大爆炸的直接遺跡B.其溫度均勻分布，沒有任何起伏C.是由恒星發(fā)出的微弱輻射D.只存在于銀河系內(nèi)2.哈勃定律表明（）A.星系的退行速度與它們到地球的距離成正比B.星系的質(zhì)量與它們的亮度成正比C.宇宙在不斷收縮D.星系的自轉(zhuǎn)速度與它們的半徑成正比3.目前被廣泛接受的宇宙起源理論是（）A.穩(wěn)態(tài)理論B.大爆炸理論C.宇宙循環(huán)理論D.弦理論4.以下哪種天體不屬于致密天體（）A.黑洞B.中子星C.白矮星D.行星5.宇宙中元素的形成主要通過（）A.化學反應(yīng)B.核聚變反應(yīng)C.核裂變反應(yīng)D.放射性衰變6.暗物質(zhì)的主要證據(jù)來自于（）A.對星系旋轉(zhuǎn)曲線的觀測B.對恒星光譜的分析C.對宇宙微波背景輻射的研究D.對超新星爆發(fā)的監(jiān)測7.以下關(guān)于宇宙演化的階段順序，正確的是（）A.輻射主導(dǎo)時期、物質(zhì)主導(dǎo)時期、暗能量主導(dǎo)時期B.物質(zhì)主導(dǎo)時期、輻射主導(dǎo)時期、暗能量主導(dǎo)時期C.暗能量主導(dǎo)時期、輻射主導(dǎo)時期、物質(zhì)主導(dǎo)時期D.輻射主導(dǎo)時期、暗能量主導(dǎo)時期、物質(zhì)主導(dǎo)時期8.類星體的巨大能量來源主要是（）A.恒星的核聚變B.超大質(zhì)量黑洞的吸積盤C.星系間的碰撞D.暗物質(zhì)的湮滅第II卷（非選擇題共60分）9.簡答題：簡述宇宙大爆炸理論的主要內(nèi)容。(10分)10.簡答題：什么是紅移現(xiàn)象？它對研究宇宙有什么重要意義？(10分)11.論述題：談?wù)勀銓Π滴镔|(zhì)和暗能量的理解，以及它們在宇宙演化中的作用。(20分)12.材料分析題：材料：通過對遙遠星系的觀測，天文學家發(fā)現(xiàn)一些星系的旋轉(zhuǎn)速度比預(yù)期的要快得多。按照目前已知的物質(zhì)分布和引力理論，這些星系應(yīng)該會因為離心力過大而瓦解。但實際情況并非如此。問題：請根據(jù)材料分析暗物質(zhì)存在的證據(jù)，并說明理由。(10分)13.材料分析題：材料：宇宙微波背景輻射是均勻分布在宇宙空間的微弱電磁輻射，其溫度約為2.725K。近年來，科學家通過高精度觀測發(fā)現(xiàn)，微波背景輻射存在極其微小的溫度起伏。問題：這些溫度起伏對宇宙結(jié)構(gòu)的形成有什么重要影響？請簡要闡述。(10分)答案：1.A2.A3.B4.D5.B6.A7.A8.B9.宇宙大爆炸理論認為，宇宙起源于一個溫度極高、密度極大的奇點。在某一時刻，奇點發(fā)生爆炸，釋放出巨大的能量和物質(zhì)，宇宙開始膨脹。隨著宇宙的膨脹，溫度逐漸降低，物質(zhì)開始聚集形成恒星、行星等天體。宇宙經(jīng)歷了輻射主導(dǎo)時期、物質(zhì)主導(dǎo)時期，目前可能處于暗能量主導(dǎo)時期。10.紅移現(xiàn)象是指當光源遠離觀測者時，其發(fā)出的光的波長會變長，頻率降低，在光譜上向紅端移動的現(xiàn)象。紅移現(xiàn)象對研究宇宙非常重要，它可以幫助我們確定星系的退行速度，從而推斷宇宙的膨脹速度。通過測量不同星系的紅移，我們可以繪制出宇宙的膨脹圖景，了解宇宙的演化歷史。同時，紅移還可以用于研究星系的距離，幫助我們構(gòu)建宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。11.暗物質(zhì)是一種不與電磁輻射相互作用的物質(zhì)，無法直接觀測到，但通過其引力效應(yīng)可以推斷其存在。暗能量是一種具有負壓強的能量形式，它的存在導(dǎo)致宇宙加速膨脹。在宇宙演化中，暗物質(zhì)通過引力作用聚集形成星系的暈，為星系提供了額外的引力支持，影響星系的形成和演化。暗能量則主導(dǎo)著宇宙的加速膨脹，決定了宇宙未來的演化趨勢。它們的存在對我們理解宇宙的結(jié)構(gòu)和演化起著至關(guān)重要的作用，但目前對它們本質(zhì)的認識還非常有限。12.證據(jù)：一些星系的旋轉(zhuǎn)速度比預(yù)期快得多。理由：按照已知物質(zhì)分布和引力理論，這些星系因離心力過大應(yīng)瓦解，但實際未發(fā)生。這表明存在一種未知的物質(zhì)提供了額外的引力，使得星系能夠穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，這種未知物質(zhì)很可能就是暗物質(zhì)。13.這些溫度起伏雖然極其微小，但對宇宙結(jié)構(gòu)的形成至關(guān)重要。它們是宇宙中物質(zhì)密度微小差異的體現(xiàn)，在宇宙早期，這些微小的密度