2025年大學(xué)天體物理（天體物理研究）期末試題

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在題后的括號內(nèi)。1.以下哪種天體現(xiàn)象與引力透鏡效應(yīng)直接相關(guān)？（）A.恒星的自行B.類星體的超光速運(yùn)動C.遙遠(yuǎn)星系的變形D.脈沖星的周期變化2.太陽的能量主要來自于（）A.氫核聚變反應(yīng)B.碳氮氧循環(huán)C.物質(zhì)的湮滅D.重元素的裂變3.關(guān)于星系的分類，以下說法正確的是（）A.橢圓星系沒有明顯的旋臂結(jié)構(gòu)B.旋渦星系的中心是一個巨大的黑洞C.不規(guī)則星系通常具有對稱的形狀D.棒旋星系的旋臂直接從中心延伸出來4.以下哪個物理量不是描述恒星特性的重要參數(shù)？（）A.表面溫度B.視星等C.質(zhì)量D.半徑5.宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)，為以下哪種宇宙學(xué)理論提供了重要證據(jù)？（）A.大爆炸理論B.穩(wěn)態(tài)宇宙模型C.等級宇宙模型D.平行宇宙理論6.當(dāng)一顆恒星演化到末期，其核心可能會形成（）A.白矮星B.中子星C.黑洞D.以上都有可能第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每空2分。請將答案填在題中的橫線上。1.哈勃定律表明星系退行速度與它們和地球的距離成______關(guān)系。2.恒星的光譜類型主要根據(jù)其______來劃分。3.廣義相對論認(rèn)為，物質(zhì)和能量會使時空發(fā)生______。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。簡要回答問題，要求條理清晰，語言簡潔。1.簡述開普勒三大定律的內(nèi)容及其對天文學(xué)發(fā)展的重要意義。2.解釋什么是暗物質(zhì)，并說明目前科學(xué)家尋找暗物質(zhì)的主要方法。（三）論述題（共15分）答題要求：本大題共1小題。闡述相關(guān)觀點，要求論述充分，邏輯嚴(yán)密。論述恒星演化的不同階段及其主要特征。（四）材料分析題（共15分）材料：近年來，科學(xué)家通過對星系團(tuán)的觀測發(fā)現(xiàn)，星系團(tuán)內(nèi)部存在一些奇特的現(xiàn)象。在一些星系團(tuán)中，星系的運(yùn)動速度明顯超出了根據(jù)可見物質(zhì)質(zhì)量所預(yù)期的速度。這表明星系團(tuán)中可能存在大量我們無法直接觀測到的物質(zhì)，即暗物質(zhì)。暗物質(zhì)通過引力作用影響著星系的運(yùn)動。問題：根據(jù)上述材料，分析暗物質(zhì)對星系團(tuán)結(jié)構(gòu)和演化可能產(chǎn)生的影響。（15分）（五）綜合應(yīng)用題（共15分）材料：假設(shè)我們發(fā)現(xiàn)了一顆新的恒星，通過觀測其光譜，確定其表面溫度約為5800K，視星等為5等。已知太陽的表面溫度約為5778K，視星等為-26.74等。問題：1.比較這顆新恒星與太陽的溫度和亮度。（7分）2.若該恒星的距離為100光年，計算其絕對星等，并與太陽的絕對星等進(jìn)行比較。（8分）答案：第I卷：1.C2.A3.A4.B5.A6.D第II卷：（一）1.正比2.表面溫度3.彎曲（二）1.開普勒第一定律：行星繞太陽運(yùn)動的軌道是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。第二定律：行星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。第三定律：行星公轉(zhuǎn)周期的平方與軌道半長軸的立方成正比。意義：為牛頓萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，使人們對行星運(yùn)動有了更準(zhǔn)確的認(rèn)識，推動了天文學(xué)從描述天體運(yùn)動向揭示天體運(yùn)動規(guī)律的轉(zhuǎn)變。2.暗物質(zhì)是一種無法直接觀測到的物質(zhì)，它不發(fā)射、不吸收、也不反射光。主要方法有：通過觀測星系團(tuán)中星系的運(yùn)動速度，利用引力透鏡效應(yīng)，探測宇宙微波背景輻射的微小漲落等。（三）恒星演化主要經(jīng)歷以下階段：星云階段，由星際物質(zhì)聚集形成；原恒星階段，物質(zhì)收縮升溫；主序星階段，核心進(jìn)行氫核聚變，釋放能量，恒星穩(wěn)定發(fā)光；紅巨星階段，氫燃料消耗殆盡，核心收縮，外層膨脹；末期可能形成白矮星、中子星或黑洞。不同階段有不同的物理過程和特征，如溫度、光度、半徑等的變化。（四）暗物質(zhì)通過引力作用影響星系團(tuán)中星系的運(yùn)動，使得星系運(yùn)動速度超出可見物質(zhì)質(zhì)量預(yù)期。這可能導(dǎo)致星系團(tuán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，抑制星系間的碰撞和合并。在星系團(tuán)演化過程中，暗物質(zhì)的引力作用可能影響星系的分布和運(yùn)動軌跡，改變星系團(tuán)的整體形態(tài)和演化進(jìn)程，推動星系團(tuán)不斷發(fā)展和變化。（五）1.新恒星表面溫度略高于太陽，視星等為5等，亮度低于太陽（視星等數(shù)值越大越暗）。2.根據(jù)公式M=m+5-