2026年天文學(xué)者的星空路途：天文學(xué)專業(yè)中級筆試試題一、單選題（共10題，每題2分，合計20分）1.關(guān)于仙女座星系（M31）的敘述，以下哪項是正確的？A.仙女座星系是一個不規(guī)則星系B.其直徑約為22萬光年，是本星系群中最大的旋渦星系C.仙女座星系預(yù)計將在約4億年后與銀河系發(fā)生碰撞D.其核心區(qū)域存在超大質(zhì)量黑洞，命名為“人馬座A”2.哈勃常數(shù)（H?）的物理意義是什么？A.描述星系旋轉(zhuǎn)速度的參數(shù)B.量度宇宙膨脹速率的指標(biāo)，單位為千米/秒/兆年C.宇宙年齡的倒數(shù)D.表示星系光度變化的系數(shù)3.在射電天文學(xué)中，"甚長基線干涉測量（VLBI）"技術(shù)的主要優(yōu)勢是？A.可觀測到極低頻射電信號B.能夠?qū)崿F(xiàn)毫米級角分辨率C.對觀測場地要求較低D.可直接測量天體距離4.關(guān)于火星探測任務(wù)，以下哪項屬于中國“天問一號”任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)？A.環(huán)繞火星進行全球磁場探測B.首次實現(xiàn)火星表面樣本采集并返回地球C.探索火星極地冰蓋的形成機制D.研究火星大氣中甲烷的時空分布5.宇宙微波背景輻射（CMB）的主要特征不包括？A.具有黑體譜，溫度約為2.7KB.存在微小的溫度起伏，反映了早期宇宙的密度擾動C.在所有方向上完全均勻D.其偏振模式提供了早期宇宙原初磁場的線索6.凱普勒太空望遠鏡的主要科學(xué)任務(wù)不包括？A.搜索系外行星，特別是類地行星B.研究恒星結(jié)構(gòu)與演化C.探測宇宙中的超新星爆發(fā)D.測量星際介質(zhì)的中性氫分布7.在雙星系統(tǒng)中，"質(zhì)量轉(zhuǎn)移"現(xiàn)象最常見于哪種類型？A.等質(zhì)量雙星B.大質(zhì)量主序星與白矮星系統(tǒng)C.中子星與脈沖星系統(tǒng)D.紅巨星與白矮星系統(tǒng)8.關(guān)于太陽活動周期的敘述，以下正確的是？A.太陽黑子數(shù)量在活動周期的高峰年達到最大B.太陽耀斑通常在太陽寧靜區(qū)爆發(fā)C.太陽風(fēng)粒子流主要在太陽上的"日冕洞"區(qū)域產(chǎn)生D.太陽活動周期與地球磁場周期完全同步9.在地面望遠鏡觀測中，"視寧度效應(yīng)"主要影響？A.星系的視星等B.天體光譜的分辨率C.觀測圖像的模糊程度D.射電望遠鏡的靈敏度10.關(guān)于月球探測，"嫦娥四號"任務(wù)的重要科學(xué)突破是？A.實現(xiàn)人類首次載人登月B.在月球南極的馮·卡門撞擊坑發(fā)現(xiàn)水冰樣本C.研究月球內(nèi)部的放射性元素分布D.探測月球背對地球一側(cè)的引力異常二、多選題（共5題，每題3分，合計15分）1.廣義相對論的幾個重要預(yù)言包括哪些？A.光線在引力場中會發(fā)生彎曲B.水星近日點的進動C.時空的局部平坦性D.事件視界的存在E.黑洞的存在2.中國空間站“天宮”的科學(xué)實驗平臺主要涵蓋哪些領(lǐng)域？A.微重力流體物理B.空間生命科學(xué)C.太陽物理觀測D.宇宙射線探測E.地球環(huán)境監(jiān)測3.射電望遠鏡陣列的"視寧度極限"受哪些因素影響？A.陣列孔徑的大小B.大氣湍流的影響C.觀測頻率D.天體距離E.觀測時間4.系外行星的宜居性評估主要考慮哪些物理量？A.行星半徑與母恒星的距離B.行星的公轉(zhuǎn)周期C.恒星的光譜類型D.行星的大氣成分E.行星的表面溫度5.歐洲南方天文臺（ESO）的甚大望遠鏡（VLT）的主要技術(shù)特點包括？A.由四臺8.2米口徑望遠鏡組成B.可通過干涉測量實現(xiàn)地球角分辨率C.采用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)補償大氣影響D.可進行紅外和紫外波段觀測E.位于智利阿塔卡馬沙漠的高海拔地區(qū)三、判斷題（共10題，每題1分，合計10分）1.哈勃空間望遠鏡的透鏡式光學(xué)系統(tǒng)比反射式望遠鏡更容易產(chǎn)生色差。2.木星的衛(wèi)星"伽利略衛(wèi)星"包括木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四。3.宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的形成主要是由暗物質(zhì)引力作用驅(qū)動的。4.太陽風(fēng)主要是由太陽光球?qū)又械牡入x子體噴發(fā)形成的。5.中國"悟空"號暗物質(zhì)探測衛(wèi)星主要觀測高能宇宙射線。6."開普勒-186f"是首批被確認位于宜居帶內(nèi)的類地系外行星。7.望遠鏡的分辨率與其口徑成正比，與觀測波長成反比。8.月球表面的"月海"是古代火山噴發(fā)形成的熔巖平原。9.射電望遠鏡的"分辨率"是指望遠鏡能夠分辨的最小角度距離。10.黑洞的"事件視界"是進入黑洞后無法返回的邊界。四、簡答題（共4題，每題5分，合計20分）1.簡述"視寧度效應(yīng)"的成因及其對地面望遠鏡觀測的影響。2.解釋"宇宙膨脹"的觀測證據(jù)，并說明哈勃常數(shù)的物理意義。3.比較射電望遠鏡與光學(xué)望遠鏡在觀測原理和適用波段上的主要區(qū)別。4.簡述中國"天眼"（500米口徑球面射電望遠鏡）的主要科學(xué)目標(biāo)及其技術(shù)優(yōu)勢。五、論述題（共2題，每題10分，合計20分）1.結(jié)合廣義相對論，論述黑洞的幾個基本性質(zhì)及其觀測驗證方法。2.分析月球探測對人類理解太陽系演化和未來深空探測的意義，并舉例說明中國月球探測任務(wù)的進展。答案與解析一、單選題1.B解析：仙女座星系（M31）是一個大型旋渦星系，直徑約22萬光年，是本星系群中最大的星系之一。其他選項錯誤：A錯誤，仙女座星系是旋渦星系而非不規(guī)則星系；C錯誤，預(yù)計碰撞時間為4.5億年后；D錯誤，人馬座A位于銀河系中心。2.B解析：哈勃常數(shù)（H?）描述宇宙膨脹的速率，單位為千米/秒/兆年。其他選項錯誤：A描述星系旋轉(zhuǎn)速度；C是宇宙年齡的倒數(shù)；D與光度變化無關(guān)。3.B解析：VLBI通過基線干涉測量實現(xiàn)極高角分辨率（可達毫米級），其核心優(yōu)勢在于利用基線長度補償?shù)厍虼髿鈱ι潆娦盘柕钠茐?。其他選項錯誤：A不是VLBI的主要優(yōu)勢；C對場地要求高；D不是VLBI的直接功能。4.B解析："天問一號"的科學(xué)目標(biāo)包括環(huán)繞、著陸和巡視，其中首次實現(xiàn)火星樣本采集并返回地球是其重大突破。其他選項錯誤：A是歐洲火星任務(wù)的目標(biāo)；C是NASA火星探測任務(wù)的目標(biāo)；D是"天問一號"的部分目標(biāo)，但非首要。5.C解析：CMB在所有方向上并非完全均勻，存在微小的溫度起伏（約十萬分之一）。其他選項正確：A正確，CMB是黑體輻射；B正確，溫度起伏反映了早期宇宙密度擾動；D正確，偏振模式與原初磁場相關(guān)。6.C解析：凱普勒望遠鏡主要任務(wù)為系外行星搜索和恒星物理研究，而超新星爆發(fā)探測屬于韋伯太空望遠鏡的范疇。其他選項正確：A正確；B正確；D正確。7.D解析：紅巨星與白矮星系統(tǒng)因質(zhì)量轉(zhuǎn)移可能形成潮汐溢流或共包層進動，是質(zhì)量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的典型例子。其他選項錯誤：A等質(zhì)量雙星質(zhì)量轉(zhuǎn)移不顯著；B、C是相對穩(wěn)定的雙星系統(tǒng)。8.A解析：太陽活動周期約為11年，黑子數(shù)量在高峰年達到最大。其他選項錯誤：B耀斑發(fā)生在活動區(qū)；C太陽風(fēng)主要來自日冕孔洞；D太陽活動周期與地球磁場周期不同步。9.C解析：視寧度效應(yīng)是指大氣湍流導(dǎo)致地面望遠鏡成像模糊，影響圖像清晰度。其他選項錯誤：A與視寧度無關(guān)；B影響光譜分辨率；D是射電望遠鏡的固有特性。10.B解析："嫦娥四號"在月球南極馮·卡門撞擊坑首次發(fā)現(xiàn)水冰，是重大科學(xué)突破。其他選項錯誤：A人類首次載人登月是阿波羅計劃；C是"嫦娥三號"的任務(wù)；D是"嫦娥五號"的目標(biāo)。二、多選題1.A、B、D、E解析：廣義相對論預(yù)言光線彎曲（A）、水星近日點進動（B）、事件視界（D）、黑洞（E）。C錯誤，時空局部平坦性是牛頓引力學(xué)的觀點。2.A、B、C、D解析：中國空間站涵蓋微重力物理（A）、生命科學(xué)（B）、太陽物理（C）、宇宙射線（D）。E錯誤，地球環(huán)境監(jiān)測是地面觀測任務(wù)。3.A、B、C、E解析：視寧度極限受孔徑（A）、大氣湍流（B）、頻率（C）、觀測時間（E）影響。D錯誤，天體距離影響成像亮度，非視寧度。4.A、B、C、D、E解析：宜居性評估需考慮行星半徑、距離（A）、公轉(zhuǎn)周期（B）、恒星類型（C）、大氣成分（D）、表面溫度（E）。5.A、C、D、E解析：VLT特點包括四臺8.2米望遠鏡（A）、自適應(yīng)光學(xué)（C）、紅外紫外觀測（D）、阿塔卡馬沙漠選址（E）。B錯誤，VLT不能實現(xiàn)地球角分辨率。三、判斷題1.正確解析：透鏡式望遠鏡因色差問題不如反射式望遠鏡普遍。2.正確解析：伽利略衛(wèi)星是木衛(wèi)一至木衛(wèi)四。3.正確解析：暗物質(zhì)引力是形成宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)因素。4.正確解析：太陽風(fēng)源于光球?qū)拥入x子體噴發(fā)。5.正確解析："悟空"號主要觀測高能伽馬射線和宇宙射線。6.正確解析：開普勒-186f是首批確認的宜居帶類地行星。7.正確解析：分辨率公式R≈λ/D，與口徑成反比。8.正確解析：月海是熔巖平原。9.正確解析：分辨率指最小可分辨角度距離。10.正確解析：事件視界是黑洞不可返回邊界。四、簡答題1.視寧度效應(yīng)的成因與影響成因：地球大氣湍流導(dǎo)致望遠鏡視線方向不斷抖動，使成像模糊。影響：降低圖像清晰度，尤其對高分辨率觀測（如射電望遠鏡）影響顯著。2.宇宙膨脹的觀測證據(jù)與哈勃常數(shù)觀測證據(jù)：星系紅移（哈勃定律）、宇宙微波背景輻射的偏振、大尺度結(jié)構(gòu)形成。哈勃常數(shù)：描述宇宙膨脹速率，反映宇宙年齡和演化。3.射電與光學(xué)望遠鏡的區(qū)別射電望遠鏡：觀測無線電波，無需大氣窗口，適合全天候觀測；光學(xué)望遠鏡：觀測可見光，受大氣影響大，需高海拔選址。4."天眼"的科學(xué)目標(biāo)與技術(shù)優(yōu)勢目標(biāo)：脈沖星探測、快速射電