恒星的基本学习知识浙师大天文学汇总题库

1、第5章恒星的基本知识对于未说明观测地点的观测，可以认为是在北京（东经 120度，北纬40度）进行的。一、选择题1 .赫罗图中（横轴取温度递减），大部分恒星分布从左上方到右下方对角线的狭窄带内，这个 区域称为“主星序”，而位于主星序左下方的是（）。（A）（A）白矮星（B）红矮星（C）红巨星（D）超巨星2 .从高温到低温，恒星光谱型的正确顺序是（）。（B）（A） OABFKGM（B） OBAFGKM（C） OKFMBAK （D） ABCDEFG3 .下列光谱型中哪一种对应的温度最高？ （）。 （B）（A） A （B） B（C） G （D） K4 .天空中的恒星有的相对发红，有的相对发蓝。蓝星与红星

2、相比较，哪种说法正确？（）。（D）（A）更为年老（B）质量较小（C）重元素较少（D）表面温度高5 .一个视力正常的中学生，应邀到国家天文台位于河北兴隆的观测基地参观，在晴朗无月的夜里，他不借助望远镜能看到的最暗的恒星大约是几等？ （）。 （B）（A） 4 等（B） 6 等（C） 7 等 （D） 8 等6 .恒星A是9等星而恒星 B是4等星，则（）。（B）（A）恒星 B比恒星 A亮5倍 （B）恒星B比恒星 A亮100倍（C） 恒星 A比恒星B亮5倍 （D）恒星 A比恒星 B亮100倍7 .负1等星的亮度为4等星的（）倍。（D）（A） 1 / 100（B） 1 / 5（C） 5（D） 1008 .

3、 1等星比6等星亮多少倍？ （）。 （C）（A） 10 倍（B） 152 倍 （C） 100 倍 （D） 106 倍9 . A星视星等值比B星小10等，它的亮度是 B的（）倍？ （A）（A） 10000（B） 100（C） 10（D） 1/1000010 .下列哪一个量与亮度是一致的 ？ （）。 （D）（A）绝对星等（B）产能率（C）色指数 （D）视星等11 .根据Doppler效应，向着我们运动的天体的颜色将（）。（C）（A）偏红（B）不变 （C）偏蓝（D）无规则变化12 .在良好的观测条件下，我们用肉眼看见仙女座大星系，我们用什么单位描述它的视大小？（）。（C）（A）光年（B）秒差距（C）

4、度（D）弧度13 .我们看到了一颗恒星视星等为5等，另一颗与之类似的恒星离我们的距离大约大10倍,其视星等大约为几等？ （）。 （B）（A） 5（B） 10（C） 15（D） 10514 .若A星与B星视星等相差 5等，相对地球的距离远100倍，则绝对星等相差几等?（）。（A）（A） 0（B） 5（C） 10（D） 1515 .在有月光的夜晚，星星看起来不太明亮；在有薄云的夜晚，星星看起来也要暗一些。在不 同的观测夜，我们看到的星星的视星等值有何不同？ （）。 （A）（A）没有差异（B）暗的时候星等值高（C）亮的时候星等值高（D）星等相差很大16 .农历七月初七是传说中牛郎和织女鹊桥相会的日子

5、，现在我们知道，牛郎星到织女星的距 离约4.91秒差距。如果两者通过无线电波通信的话，那么一方发出信息到另一方接收到信息大约要多久？ （）。 （D）（A） 1 个月（B） 1 年 （C） 10 年 （D） 16 年17 .下列对天体距离尺度的估值中正确的是哪一项？ （）。 （B）（A）地球到月球的距离约为 0.38光年 （B）大麦云到我们的距离约为 16万光年（C） M31到我们的距离约为 24万光年 （D）银河系直径约为1百万光年18 .离我们最近的恒星是什么星，距离我们多远？ （）。 （A）（A）.比邻星，4.22光年 （B）比邻星，26光年（C）织女星，4.22光年 （D）织女星，26光

6、年19 .若使4等星的距离减少一半，它的视星等将变为（）等。（C）（A） 1.5（B） 2.0（C） 2.5（D） 8.020 .测定恒星距离最基本的方法是三角视差法，先测得恒星的周年视差，再经过简单的运算，即可求出恒星的距离。在天文上定义（）为该恒星的周年视差。（C）（A）恒星对地球公转轨道直径的张角。（B）恒星对地球直径的张角。（C）恒星对日地平均距离的张角。（D）恒星对太阳直径的张角。21 .有一类恒星被称为"量天尺"，下列哪一颗恒星是"量天尺"恒星的代表？ （）。 （B）（A）大陵五（B）造父一（C）牛郎星 （D）太阳22 .造父变星是一种脉动变

7、星，它们的（）之间有一种确定的关系，利用这个关系可以测距。（A）（A）光度和周期（B）温度和周期（C）光度和温度（D）光度和距离23 .在地球上测量宇宙天体的距离，绝非易事。用什么方法可以测量的距离最大？（）。（D）（A）三角视差法（B）造父变星（C）超新星 （D）类星体红移24 .对于地球上的观测者，肉眼可见的恒星大概是（）颗。（A）（A） 6000（B） 12000（C） 24000（D） 3600025 .光年是天文学中的（）。（D）（A）时间单位（B）质量单位（C）光速单位（D）长度单位26 .天文学上的“天文单位”大约是（）公里。（B）（A） 1 亿（B） 1.5 亿 （C） 30

8、万 （D） 9.46 万亿27 . 一光年与一天文单位比较（）。（A）（A） 光年长（B） 一天文单位长（C） 一样长 （D）单位不同没法比较28 . 一光年大约是（）天文单位。（C）（A） 3.3（B） 38（C） 6.3 万 （D） 1.5 亿29 .目前，人类观测到的最远的天体距离地球（）。（A）（A） 100亿光年以上 （B） 100万光年 （C） 10万光年 （D） 3万光年30 .织女星距离我们约 27光年，约合（）天文单位。（B）（A） 3.26（B） 170 万 （C） 6.3 万 （D） 260 万亿）。（D）31 .用我们的肉眼观察，以下天体之间不发生位置变化的是（A）木星

9、与土星之间（C）火星与心宿二之间（B）月亮与太阳之间（D）牛郎星与织女星之间(D) 0.001 10032 .球状星团内的恒星（A）年轻，重元素丰度高（C）年老，重元素丰度低33 .恒星的质量范围大约为（A） 0.1 100（B） 0.01）。（C）（B）年老，不含重元素（D）年轻，重元素丰度低）倍太阳质量。（A）1,000（C） 0.1 10,00034 .天文学家使用不同的方法来测出恒星的质量。迄今为止，最为精确的恒星质量测量是由什么方法给出的？ （）。 （C）（A）恒星的光度（B）变星的光变曲线（C）双星系统（D）恒星自行35 .利用双星的轨道运动可以测量恒星的（）。（A）（A）质量 （

10、B）半径 （C）光度 （D）温度36 .双星系统中两颗子星的运动方式是（）。（B）（A）各自作圆轨道运动（B）围绕共同质心作椭圆轨道运动（C）相对于共同质心静止（D） 一颗子星绕另一颗子星作圆轨道运动37 .食双星是指（）。（A）（A）从地球上看去，两颗子星周期性相互交食的双星（B）由爆发引起光变的双星（C） 一颗子星正在吞食另一颗子星的双星（D）由轨道运动造成谱线位移的双星38 .假设你在未来乘坐宇宙船到达了离太阳系最近的恒星，你发出的第一份报告要多长时间才 能传送到地球？（C）（A） 10 分钟 （B）3 个月 （C） 4.2 年 （D） 10.3 年39 .夜晚恒星一闪一闪，原因是：（A

11、）（A）大气抖动（B）肉眼视觉停留的现象（C）空气中漂浮的尘埃（D）恒星本身发出的光时强时弱、填空1 .按照恒星光谱的哈佛分类，按温度从低到高写出其光谱型MKGFABO通常情况下，恒星光谱的哈佛分类都是按温度从高到低给出的，其为 OBAFGKM 。如果再详 细点，就是 OBAFG(RN)K(S)N ,也就是说在 G和K下分别有 R、N和S亚型。但是在本题中，如 果把R、N和S亚型写在MKGFABO前面或者后面，从逻辑上和题目的要求来说都是错的。2 .太阳的光谱型为 G2V,其中的V表示 矮星(主序星)。此处的V为Yerkes光谱分类。在 Yerkes光谱分类中将恒星分成不同的光度级，Ia最亮超

12、巨星、Ib 一次凫超巨星、II 一凫巨星、III 一巨星、IV 亚巨星、 V 一矮星、VI 亚矮星、 VII 一白矮 星。而在光谱分类的基础上，结合恒星的光度级分类得到恒星的二元光谱分类。如太阳的光谱型为G2V。3 .绝对星等是指将天体放至10pc处的视星等。 pc为秒差距的英语缩写。4 .已知一颗恒星到太阳的距离为1pc,那么对于地球上的观测者这颗恒星的周年视差为1"5 .离地球最近的恒星到地球的距离是1.5亿 千米。6 .德国天文学家巴德(Baade )将恒星划分成两大族，其中 星族I广泛分布于银盘中,星族n分布于银晕中。三、是非题(T) 1.天文单位是指地球到太阳的平均距离。(

13、F) 2.光年是天文学中的时间单位。(T) 3.利用造父变星的周光关系可以测量它们的距离。(F) 4 .恒星光度的大小取决于恒星的距离和星际消光。(T) 5.物质吸积产生 X射线双星的辐射，而核反应是新星的能源。(F) 6.不同恒星其光谱中特征谱线的差异主要是由于其所含有的不同元素所造成的。不同恒星其光谱中特征谱线的差异主要是由于其温度不同 所造成的。四、名词解释1 .天文单位及数值：以一个假想的、质量为零的无摄动行星，公转周期为 365.26历书日的椭圆轨道的半长径 .一般 可任为是地球到太阳的平均距离 ，或地球公转规道的半长径，长度勺为1.5亿公里，以Au表示。（1976 年国际天文联合会

14、天文常数系统所取的值为：1Au =149597870km 。）2 .光年及数值：天文上常用的一种尺度单位叫光年，即以光速走一年所通过的路程。一光年约为9.5 1015米。3 .秒差距及数值：秒差距是一个便于理论计算的距离单位，约等于3.26光年。其定义为视差值刚好等于1"的恒星距离，符号为 pc, 1pc=206265Au =3.26光年。五、简述题1 .赫罗图（H-R ）是根据什麽关系绘制出来的？在现代天文学研究中有何重要意义？ （20分）答：丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素各自独立地提出了恒星的光谱型与光度之间存在着相关关系，并以图形表示，称为赫罗（ H-R）图。（光谱型是

15、温度的标记，也是颜色的标记；光 度也可用绝对星等来表示，其单位是太阳的真亮度。）赫罗图以光谱型（或温度）为横坐标，以光度（或绝对星等）为纵坐标，将所有已知光谱型和光度的星点在图上，每个点代表一颗星。在H-R图上，全部星点群都集中在三个不同区域里，占90%以上的绝大多数星都落在从左上角延伸到右下角的带状区域，称为主星序。在这个序列里的星称为主序星。H-R图右上角有一个点群，这些星温度偏低、颜色偏红，但光度很大，称为红巨星或红超巨星。左下角也有一个点群， 温度很高，颜色偏白，光度却很小，称为白矮星。H-R图简单明了却有着深刻的含义，因此为许多研究课题所使用，是现代天文学中非常重要的图表。2 .在下

16、面的H-R图中画出主序星、太阳、巨星、超巨星和白矮星的分布或位置。6000 K六、计算题1 .对一个表面温度为 4000K的恒星，在什么波长它的辐射最强烈？解：根据维恩定律：maxT 2.8977 10 3mK , max 2.8977 10 3/4000 724 nm2 .对一个表面温度为 7500K的恒星，半径为 2.5倍太阳半径的恒星，计算该恒星的总光度。请以太阳光度为单位，并假设太阳的表面温度为5800K解：根据斯蒂芬波尔兹曼定律，其辐射总光度为：L 4 R2 T4L/Le 4 R2 T4/4 r2 Te4 R2T4/R2Te4 17.5 太阳光度143 . 一个K型主序星的光度是 0

17、.4太阳光度。观测到该恒星的能量流量为 6.23 10 W/m 其距离是多少？大气影响可以忽略。21解：能流量与光度成正比，与距离平万成反比：EL/4 d , d 丁4 E” 一 12匕d 0.4 3.826 1026.14 6.23 101.398 1019m=1.398 1019.13.084 10 =453pc10 .4 .一个超新星的光度是太阳光度的10倍。如果这样一个超新星出现在我们的天空中时和我们的太阳一样亮，它距离我们多远？解：根据 E L/4 d2, EeLe/4d> EEe, L 1010Le,一 5- 5._ 16d 10 de 10 A.U.=1.49 10 m。5

18、 .眼能看到的最暗的星的星等是m2 6m，而星空中最亮的星的星等是mi1.5m。最暗的和最亮的星的能流量之比是多少？解：能流量与星等的关系为m1 m22.5log EJ E2 ,E1/E2 10m2 mT2' 107.5心5 103,地球上目视所见的恒星的实际亮度范围是103量级。6 . 一个距离地球10光年（即6.324 105天文单位）的行星绕着一颗恒星旋转（轨道是圆形）恒星的质量与太阳相当，测得这颗行星的公转速度为20km/s ,并且行星的质量远远小于恒星质量。在地球上观测，该行星与恒星之间的最大张角为多少度？和地球类比：地球的公转速度约为30km/s ,解：根据圆轨道运行规律：

19、V 2 R T , VM R,T2 ' R2T1 ,根据开普勒第三定律：R13 , T12 R3 . T22 , T22 . T12 R27R3,_2 _RR1 V1/V22.25R 2.25天文单位。即这颗行星与恒星之间的距离为2.25天文单位，张角为：R21d 2.25 6.324 1053.56 10 6rad=3.56 106 180 60 600.77 .与太阳具有相同绝对星等的另一颗恒星的周年视差为0.022 ,在晚上能否直接用眼晴看到这颗星？解：由周年视差0.022_11得距离 r - 45.45pc （4 分）0.022绝对星等M4.75m距离r 45.45pc由 M

20、m 5 5lg r得视星等 m 4.75 5 5lg 45.45 8.0m目视极限星等 m 6.5m所以晚上不能直接用眼晴看到这颗星8 .两颗星有同样的绝对星等，但一颗星比另一颗的距离远1000倍，它们视星等差是多少？哪个星等大？解：绝对星等 M2 M1距离生 10001由M m 5 5lg r得视星等差 m2 m1 5lg2 15mr1m2 15m m）更远的那颗恒星星等大9 .牛郎星(天鹰座a )的视差兀=0."198,自行为0."658/年,视向速度 Vr= -26km/s,视星等为0.89等，何时牛郎星距地球最近？此时的距离是多少？视亮度是多少？解答：先计算牛郎星现

21、在的距离：D 1/1/0.198 5.05pc1pc=206265Au =3.26 光年已知牛郎星的自行为0."658/年，可算出它每年(3.15*107s )在切线方向运动的距离为_885.05 0 .658 206265 . 180 3600 3.32AU 3.32 1.5 104.97 10 km据此可再求出牛郎星的切向速度 ：Vt4.97 108. 3.15 107 15.78 km/stanVt Vr 15.78. 26这时再解直角三角形便可方便的求出牛郎星距地球的最近距离为5.05 sin 2.62pc,要到达这一最近距离，牛郎星还要在运行，5.052 2.6224.32

22、pc,需要 4.32 1.5 206265 108/3.15 107可2 Vt2 1.39 105年；最后我们计算牛郎星距离我们2.62pc时的视亮度：m1=0.89-2.5lg(5.05/2.62)2=-0.5310 .计算作图题造父变星周光关系和测距造父变星是一类亮度有周期性变化的天体，下表给出造父变星SU Cygni在不同时刻观测到的视星等m值。(1)将观测数据画在答题纸图1上，并求出该星的光变周期。(注意作图完整性)(2)该星最亮时的亮度是最暗时的多少倍？(3)答题纸上图2给出了 15颗造父变星的绝对星等 M和光变周期P的数据点，横轴用10g 10 P表示，单位为天。试从图中求出造父变

23、星绝对星等与周期的函数关系。(4) SU Cygni的绝对星等是多少？取该星平均视星等m=6.8 ,该星的距离是多少?No.t(天)M106.4320.406.5531.166.8541.937.0652.707.1963.307.1073.506.6383.856.4595.006.83(表2和表3供计算参考) 表1光变数据表2指数运算表表3对数运算表xy =10 xxy =log10 x0.11.263.10.490.21.583.20.510.32.003.30.520.42.513.40.530.53.163.50.540.63.983.60.560.75.013.70.570.86.

24、313.80.580.97.943.90.594.00.604.10.614.20.62解：(1)如下图，首先标注横轴为t,单位为(天)，考虑表中t最大值为7.70,横坐标范围取0-8 , 标上数字。按坐标值将各点标在图中。EiEi一(2)最凫 mi =6.43 , 最暗 m2=7.19 , 利用 m1m22.5lg 或 10E2E2得 且 10 0.4(6.43 7.19)2.0最亮时亮度是最暗时的2.0倍。E2上图显示15个数据点近似满足直线关系，画一条线段，使线段两侧的数据点的数目大致相等（严格的讲，要使各点到线段竖直方向距离平方的总和最小，但手工作图难以实现）。在线段上取任意两个距离较

25、远的点（最好取线段和横竖坐标网格的交点），如A和B,读出坐标，约为 A （2.00 , -6.6 ）和 B （1.25 , -4.0 ）。有函数关系 M= a lgP +b ,代入A、B坐标得-6.6= 2.00 a +b-4.0=1.25 a +b解得 a = -3.47（或-52/15 ）; b = 0.34 （或 1/3）。所以函数关系为：M = -3.47 lgP +0.34。说明将线段和M轴延长，二者交点的 M坐标值即为b值。a仍需要联立方程求解。由于每个人线段作图的差别，得到的解在a = -3到-3.6以内的都算正确，相应的 b大约在0.2到0.4之间。（4）首先，利用第一题得到的周期P = 3.8天，代入上述周