2025年大学《天文学》专业题库- 恒星演化对宇宙结构的形成

2025年大学《天文学》专业题库——恒星演化对宇宙结构的形成考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内。）1.下列哪一项不是恒星形成的主要阶段？A.分子云collapse阶段B.原恒星阶段C.主序星阶段D.行星形成阶段2.恒星在其主序阶段的主要能量来源是：A.核聚变B.核裂变C.引力收缩D.化学反应3.红巨星与主序星相比，其主要区别是：A.质量更大B.半径更大C.光度更低D.温度更低4.白矮星的主要成分是：A.氢B.氦C.碳和氧D.重元素5.中子星的主要特征是：A.密度极高，体积很小B.质量极大，体积极大C.质量较小，体积较大D.密度极低，体积很大6.黑洞形成的主要条件是：A.恒星质量足够大B.恒星质量足够小C.恒星密度足够大D.恒星密度足够小7.恒星演化的核心驱动力是：A.化学反应B.核聚变C.引力D.辐射压力8.恒星风的主要作用是：A.为星云提供动力B.吸收星云物质C.保护恒星免受星际介质影响D.促进恒星内部核聚变9.重元素合成主要发生在：A.主序星阶段B.红巨星阶段C.超新星爆发阶段D.白矮星阶段10.赫罗图的主要用途是：A.确定恒星距离B.确定恒星化学成分C.研究恒星演化阶段D.研究星系结构二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）1.恒星的主要能量来源是________，其主要产物是________。2.恒星从主序阶段演化为红巨星，其主要原因是________。3.白矮星的质量上限约为________个太阳质量。4.中子星的密度可达每立方厘米________克。5.黑洞的边界称为________，越过该边界后将无法逃离。6.恒星演化过程中，通过________和________两种主要方式将重元素传播到宇宙中。7.星系风的主要成分是________和________。8.通过观测恒星的光谱，可以确定恒星的________和________。9.赫罗图是表示恒星________与________之间关系的图表。10.大尺度宇宙结构的形成与________的分布密切相关。三、简答题（每小题5分，共25分。请简要回答下列问题。）1.简述恒星形成的过程。2.简述恒星内部能量是如何传输的。3.简述超新星爆发的机制及其意义。4.简述星系风对星系演化的影响。5.简述宇宙大尺度结构的形成过程。四、计算题（10分。请根据已知条件，计算下列问题。）假设一颗恒星的质量为2倍太阳质量，其主序阶段持续了10亿年。已知主序星的质量与主序阶段寿命的关系式为：M^2.5*t=1，其中M为恒星质量（以太阳质量为单位），t为主序阶段寿命（以亿年为单位）。请计算该恒星在主序阶段每单位质量的能量输出率（以太阳单位质量能量输出率为1）。注意，结果需保留两位有效数字。五、论述题（25分。请结合所学知识，回答下列问题。）论述恒星演化对宇宙化学演化的贡献，并说明其对我们理解宇宙起源和演化的重要性。试卷答案一、选择题1.D2.A3.B4.C5.A6.A7.C8.A9.C10.C二、填空题1.核聚变，光子2.核燃料消耗，核心引力增加3.1.44.10^145.事件视界6.超新星爆发，恒星风7.高能粒子，重元素8.化学成分，温度9.光度，温度10.恒星三、简答题1.恒星形成于分子云中。分子云在自身引力作用下开始collapse，形成原恒星。原恒星核心温度和压力不断增加，最终引发核聚变，成为主序星。2.恒星内部能量传输方式有三种：辐射传输、对流传输和对流辐射混合传输。能量从核心产生后，通过这些方式向外传输。3.超新星爆发是massive恒星生命末期的一种剧烈爆炸。其机制是核心发生引力坍缩，形成中子星或黑洞，同时释放巨大能量。超新星爆发将重元素传播到宇宙中，对星系和宇宙演化具有重要意义。4.星系风由高能粒子和重元素组成，从恒星和星系中流出。它可以加热星系际气体，抑制新恒星形成，并影响星系化学演化。5.宇宙大尺度结构的形成始于宇宙早期的小扰动。这些扰动随着宇宙膨胀逐渐增长，形成星系团和超星系团等结构。恒星演化过程中的重元素合成和星系风等过程，影响了宇宙的化学组成和结构形成。四、计算题解：根据题意，恒星质量M=2，主序阶段寿命t=10。将M和t代入关系式M^2.5*t=1，得到2^2.5*10=1，即5.65*10=1。因此，该恒星在主序阶段每单位质量的能量输出率为1/(5.65*10)=0.18太阳单位质量能量输出率。五、论述题恒星演化对宇宙化学演化的贡献巨大。在恒星内部，通过核聚变过程，将氢和氦等轻元素合成为碳、氧、铁等重元素。这些重元素是构成行星和生命的基础。当massive恒星生命结束时，通过超新星爆发，将合成的大量重元素以及