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天文奥林匹克训练试题评析

(2009年11月01日 19:37:06)

□作者: songquan

[1]



一 选择题(共30题,每题2分)

1.从高温到低温,恒星光谱型的正确顺序是(b )

a. O A B F K G M b. O B A F G K M

c. O K F M B A K d. A B C D E F G

注:Oh, be a fine girl(guy), kiss me!

 

2.主序星的质光关系是( b)。

a. 质量越大的恒星半径越大 b. 质量越大的恒星光度越高

c. 质量越大的恒星距离越远 d. 质量越大的恒星亮度越高

 

3.太阳目前的能源是( b)。

a. 引力能 b. 氢的热核聚变反应

c. 碳燃烧 d. 物质吸积

 

4.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

 

5.下列光谱型中哪一种对应的温度最高?( b)

a. A b. B c. G d. K

 

6.决定恒星演化的最重要的物理量是(d)。

a. 大小 b. 温度 c. 光度 d. 质量

 

7.下列关于恒星演化的论述哪一种是正确的?(a )

a. 质量越大的恒星演化得越快b. 恒星演化过程中化学组成基本不变

c. 恒星的半径在演化过程中逐渐减小d. 大质量恒星经过超新星爆发形成行星状星云

 

8.太阳能够保持长期稳定,是哪两种力在维持流体静力学平衡?( d)

a. 电荷斥力和气体压力 b. 电子简并压力和重力

c. 由转动引起的离心力和重力 d. 重力和向外的气体压力

 

9.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

 

10.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

 

11.. 利用双星的轨道运动可以测量恒星的(a )。

a. 质量 b. 半径 c. 光度 d. 温度

 

12. 宇宙中含量最丰富的元素是(a )。

a. 氢 b. 氦 c. 碳 d. 铁

 

13.什么是HII区?( c)

a. 电离氦区 b. 氢分子区 c. 电离氢区 d. 尘埃区

 

14. 星际红化是指( a)。

a. 星际尘埃对天体辐射中的短波吸收或散射得较厉害b. 星际尘埃对天体辐射中的长波吸收或散射得较厉害

c. 星际气体对天体辐射中的短波吸收或散射得较厉害d. 星际气体对天体辐射中的长波吸收或散射得较厉害

 

15. 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

 

16. 在红巨星内部氦燃烧的产物是( a)。

a. 碳核 b. 氢核 c. 氦核 d. 铁核

 

17. 球状星团内的恒星( c)。

a. 年轻,重元素丰度高b. 年老,不含重元素

c. 年老,重元素丰度低d. 年轻,重元素丰度低

注:其实年轻的重元素丰度高的也有发现。

 

18.在恒星内部通过热核聚变反应产生的最重的元素是( a)。

a. 铁 b. 氦 c. 硅 d. 锕

 

19. 太阳最终将成为一颗(d )。

a. 巨星 b. 中子星 c. 黑洞 d. 白矮星

 

20. 在行星状星云的中心可以找到一颗( a)。

a. 白矮星 b. 中子星 c. 黑洞 d. 超巨星

 

21.. 旋臂在旋涡星系中十分明亮是因为( c)。

a. 冷星均匀分布在银盘上b. 星际气体自身发光

c. 热星集中分布在旋臂上d. 受到邻近星系的影响

注:旋臂上恒星的形成是非常活跃的。

 

22. 与银晕相比银盘包含了大量的(a )。

a. 星族I天体b. 星族II天体c. 球状星团d. 暗物质

 

23. 银河系中的球状星团主要分布在( b)中。

a. 银盘 b.银晕 c. 银核 d. 旋臂

 

24.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

 

25.银心(d )。

a. 位于人马座方向b. 可能包含有一个巨大的黑洞

c. 恒星的分布十分密集d. a, b, c

 

26.旋涡星系的共同特征是( d)。

a. 持续的恒星形成 b. 由星系盘、星系核和星系晕组成

c. 富含星际气体 d. a, b, c

 

27. Hubble定律是指( a)。

a. 距离越远的星系退行速度越大b. 直径越小的星系谱线红移越大

c. 星系的亮度与运动速度成正比d. 星系的距离与谱线宽度正相关

 

28.星系碰撞会造成(d )。

a. 恒星的快速形成 b. 星系形态的变化

c. 星系合并 d. a, b, c

 

29. 最大的星系是( a)。

a. 椭圆星系b. 旋涡星系c. 不规则星系d. 透镜状星系

30. 星系的活动性主要源于(a )。

a. 星系核 b. 星系盘 c. 星系晕 d. 与星系无关

注:要不怎么会有活动星系核的专称呢?

 

二 判断是非题(共1.0题,每题2分)

1利用造父变星的周光关系可以测量它们的距离。(T )

2 Sa和Sb型旋涡星系的主要区别是Sb型星系具有较大的核区。(F )

3由星系的自转曲线我们知道仅有1.0%的星系物质是不可见的。(F )

4一个前景天体(如黑洞)歪曲后方天体像的现象称为引力透镜。(T )

5银河系内恒星的一个特征是:金属元素丰度越低,离银道面越近。(F )

6所谓“隐带”是由银道面上的物质遮挡效应造成的。( T)

7恒星光度的大小取决于恒星的距离和星际消光。( F)

8物质吸积产生X射线双星的辐射,而核反应是新星的能源。( T)

9射电脉冲星是自转的磁白矮星。( F)
注:中子星VS白矮星

10大陵型双星的不寻常之处在于质量大的子星演化得反而慢。( T)

注:这个问题要牵扯到洛希瓣的问题。

双星系统根据主星与子星的距离可以分为以下三类:
      1.分离双星 (Detached binaries) :每个成员都在各自的洛希瓣内,也就是说本身的重力牵引都大于对方引力的范围内。两颗星之间没有明显的相互影响,在演化上也是分开独自进行的。大部分的双星都属于这一类。
      2.半分离双星 (Semidetached binary stars) :其中一颗已经充满了洛希瓣,但另一颗还没有。气体会从洛希瓣被充满的这颗恒星 (捐赠者) 的表面转移到另一颗恒星 (增生者),这种质量转移主导了这个系统的演化。在许多的事件中,流入的气体在增生者的附近形成吸积盘,例如X射线双星和激变变星。
      3.密接双星 (contact binary) :双方都已经充满了洛希瓣,最外层的恒星大气层已经组合成共同包层将两颗星笼罩住。包层对轨道运动的摩擦造成刹车,最终这两颗星可能会合并。
      恒星的演化取决于它的质量,质量越大演化越快。但当一颗恒星演化的体积超出它的洛希瓣时,一些物质便会进入伴星的重力牵引大于它本身引力的区域,这样的结果是质量从一颗恒星经由所谓的洛希瓣流 (RLOF),经由吸积盘或直接的撞击被吸收,而转移至另一颗恒星 (伴星) 。这个发生转换的点在数学上称为第一拉格朗日点(L1)。
      如果一颗恒星增长的太快便会有大量的物质转移成其他的成分,也可能会有一些物质经由其他的拉格朗日点或以恒星风的形式离开双星系统,因而会造成双星系统的质量损失。由于恒星的演化取决于它的质量,这样的过程将会影响到这两个伙伴的演化,并且创造出与单颗恒星不同的演化阶段。
      由三颗恒星组成的食双星大陵五便是一个例子:两个在同时间形成的双星,质量大的演化应该比质量低的快,但是观测到的质量较大的大陵五A仍然在主序带,质量较低的大陵五B却已经演化到了较后期的次巨星阶段。这种矛盾可以用质量转移来解释:当原先质量较大的恒星大陵五B演化成次巨星时,它充满了洛希瓣,导致许多的物质转移至另一颗仍然在主序带上的恒星大陵五A,因此大陵五B现在质量较小。在一些类似大陵五的系统上,确实观测到气流的存在。

 


 

 三 说明题(共20分)

1.在下面的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(7分)。

 


注:未添加的大家可自行添加。
 
 2.画出银河系侧视图的大致形状,标出银心、银盘、银晕、太阳和球状星团的分布或位置(7分)。

 


 注:未添加的大家可自行添加。
 

3.画出星系的Hubble分类(音叉)图(6分)。 

 

 注:未添加的大家可自行添加。


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文章作者:songquan
责任编辑:skylook

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