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2025年天文学天体物理学试卷（含答案）

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）

1.以下哪种天体现象直接证明了宇宙正在膨胀？

A.恒星光谱红移

B.宇宙微波背景辐射

C.新星爆发

D.仙女座星系旋转

2.根据恒星演化理论，一颗质量大于太阳8倍左右的恒星，在其生命末期最终会演变成？

A.白矮星

B.中子星

C.超巨星

D.黑洞

3.以下哪种光谱线型在吸收线星系（如旋涡星系）的核球区域通常最为显著？

A.Lymanα线

B.Balmer系氢线

C.Paschen系氮线

D.CaIIK线

4.开普勒第三定律（适用于椭圆轨道）表述为：中心天体质量不变时，环绕天体的轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方之比为一常数。该常数主要取决于？

A.环绕天体的质量

B.中心天体的质量

C.轨道偏心率

D.真近点角

5.天文学上，将天体表面温度与其光度（或亮度）关系的定律称为？

A.鲍伊尔定律

B.斯蒂芬-玻尔兹曼定律

C.维恩位移定律

D.光行差定律

6.宇宙大尺度结构中，通常发现星系和星系团沿着巨大的、几乎空旷的纤维状结构分布，这种结构被称为？

A.宇宙网

B.暗物质晕

C.星座

D.本星系群

7.在理想情况下，恒星内部的核聚变反应主要受哪种效应的支配？

A.遵从平方反比定律的引力

B.热传导和对流

C.库仑屏障

D.玻尔兹曼分布

8.以下哪种类型的脉冲星被认为是快速自转的中子星，其脉冲信号可能由磁星活动产生？

A.超长周期脉冲星

B.中期脉冲星

C.蟹状星云脉冲星

D.脉冲星风星

9.根据广义相对论，引力场对光线传播的影响是？

A.使光线发生偏折

B.使光线发生色散

C.使光线速度变慢

D.使光线发生反射

10.定义恒星视星等时，观测者所处的距离被设定为？

A.1天文单位

B.1光年

C.10秒差距

D.10天文单位

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）

1.天文学上衡量天体亮度的单位是______，它定义了天体在单位立体角内、单位面积上的光通量。

2.恒星的主要能量来源是其在核心区域发生的______过程，对于像太阳这样的G型星，其主要产物是______。

3.由地球大气层引起的星光畸变现象称为______，它会严重影响天文观测的分辨率。

4.用来描述天体在天空中的位置的两个基本坐标是______和______。

5.宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸早期遗留下来的______辐射，其黑体温度约为______K。

6.质量介于白矮星和中子星之间的致密天体，其内部可能主要由中微子构成，被称为______。

7.根据哈勃定律，星系的红移量与其距离大致成______关系。

8.天文学家通过观测______（一种特殊的恒星）的光度变化，可以测定出其距离，这种方法被称为变星测距法。

9.恒星的表面有效温度与其光谱类型之间存在确定的关系，这由______图描述。

10.在现代宇宙学中，构成宇宙总质能约27%的、尚未被直接观测到的暗物质，其主要证据来自于______和______观测。

三、计算题（共35分。请写出必要的公式、代入数据和计算过程）

1.（10分）一颗位于距离地球D=0.1光年的双星系统，其两颗子星的视向速度变化量分别为v1=15km/s和v2=10km/s，轨道周期为P=10年。假设双星系统围绕其质心运动，且视线方向与轨道面接近平行。请估算该双星系统的总质量M，并用太阳质量M☉表示。（结果保留两位小数）

2.（15分）已知某恒星的光谱类型为B2V，其绝对星等为Mv=-10.0。假设地球大气在该波段（例如V波段）的透射率为80%（即大气吸收了20%的能量）。请计算该恒星在V波段的真实亮度（即忽略大气影响时的亮度）与地球上的观测亮度之比。并说明，如果仅考虑大气吸收，我们测得的V星等会比真实V星等偏亮还是偏暗？为什么？

3.（10分）一遥远星系的光谱中，观测到氢原子的巴尔末系第一谱线（Hα，波长656.3nm）发生了多普勒红移，其波长测量值为658.5nm。请计算该星系相对于地球的运动速度（沿视线方向），并说明是靠近还是远离地球？请