2025年大学星系物理（星系研究）试题及答案

2025年大学星系物理（星系研究）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：请从每小题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项，并将其序号填在题后的括号内。(总共6题，每题5分)w1.星系的哈勃分类中，椭圆星系的分类依据主要是（）A.星系中恒星的数量B.星系的形状C.星系的质量D.星系的旋臂结构w2.以下哪种现象不是星系碰撞可能导致的（）A.恒星形成率急剧增加B.星系形态发生剧烈变化C.星系中心黑洞质量减小D.产生引力波w3.星系的光度主要取决于（）A.星系中恒星的质量和数量B.星系的年龄C.星系的距离D.星系的自转速度w4.关于星系晕，下列说法错误的是（）A.主要由老年恒星和球状星团组成B.包含大量暗物质C.其物质分布均匀D.位于星系的外围区域w5.星系的化学演化过程中，最先形成的元素是（）A.氢和氦B.碳和氧C.铁和镍D.锂和铍w6.以下哪个星系被认为是典型的旋涡星系（）A.仙女座星系B.大麦哲伦星系C.椭圆星系M87D.银河系第II卷（非选择题，共70分）w7.简述星系形成的主要理论，并说明其中一种理论的形成过程。(15分)w8.星系的自转曲线有什么特点？如何通过自转曲线来推断星系中暗物质的存在？(15分)材料：在对某星系的观测中，发现其恒星的运动速度与距离星系中心的关系呈现出一种特殊的规律。在星系中心附近，恒星的运动速度随着距离的增加而迅速增加，但在距离星系中心一定距离之后，恒星的运动速度不再随距离明显变化，保持在一个相对稳定的较高值。w9.根据上述材料，分析该星系自转曲线的特点，并说明如何由此推断暗物质的存在。(20分)材料：星系A正在与星系B发生碰撞，观测发现星系A的恒星形成区域明显增多，星系的形态也变得更加不规则。w10.请解释星系碰撞导致恒星形成区域增多和星系形态变化的原因。(20分)答案：w1.B；w2.C；w3.A；w4.C；w5.A；w6.A；w7.星系形成的主要理论有引力坍缩理论、宇宙大爆炸理论衍生的星系形成模型等。引力坍缩理论认为，在宇宙早期，物质在引力作用下逐渐聚集。首先，物质在局部区域开始聚集形成小的物质团块，这些团块在引力作用下不断吸引周围物质，质量逐渐增大。随着物质的进一步聚集，中心区域的物质密度不断增加，温度升高，最终形成恒星，众多恒星聚集在一起就形成了星系。w8.星系自转曲线的特点是：在星系中心附近，恒星的旋转速度随距离增加而快速上升；在一定距离后，旋转速度趋于平缓。通过自转曲线推断暗物质存在是因为：按照常规物质分布，越往外恒星受引力越小，速度应下降，但实际观测到的自转曲线在一定距离后保持较高且平稳速度，说明有额外引力源，即暗物质提供了更多引力，使得恒星能以较高速度运动。w9.该星系自转曲线在中心附近速度随距离快速增加，之后趋于平稳。按照常规物质分布，速度应随距离减小。而此曲线在一定距离后保持稳定高速，说明存在暗物质。暗物质提供额外引力，使恒星在更远处仍能高速运动，从而导致自转曲线呈现这种特殊形态。w10.星系碰撞导致恒星形成区域增多的原因是：碰撞过程中，星系间的气体和尘埃被剧烈扰动，压缩，触发了新恒星