第五章 现代宇宙学、地球科学与空间技术（习题与作业）.doc

第五章 现代宇宙学、地球科学与空间技术（习题与作业）一、填空题 1、宇宙中最主要天体类型是 恒星 和 星云 。 2、支持大爆炸理论的天文观测事实有 星系红移 、 微波背景辐射 、宇宙元素的丰度 、宇宙的年龄 等。 3、恒星的归宿方式有 白矮星 、 中子星 和 黑洞 ，是因 初始质量不同 而有不同的结局。 4、太阳大气有三层，自外向里依次是 日冕 、 色球 和 光球 。 5、板块构造说的理论是在 大陆漂移 学说、 海底扩张 学说的基础上发展起来的。 6、航天系统由特定的 运载工具 、 航天器 、 航天地面站 及其他有关系统组成 二、名词解释1、 宇宙：是天地万物，是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。2、 星系：或称恒星系。是宇宙系统中的重要一环。星系是由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的、占据了成千上万光年空间距离的天体系统。3、地球圈层结构：是指从它的核心到外部由不同的圈层构成，每个圈层都有各自的物质成分、物质运动特点和物理化学等性质，厚度也各不相同。但都以地心为共同的地心，这样的圈层称为同心圈层。 4、空间技术：是探索、开发和利用宇宙空间的技术，又称为太空技术和航天技术。目的是利用空间飞行器作为手段来研究发生在空间的物理、化学和生物等自然现象。 三、简答题 1、简述大爆炸理论的主要观点及宇宙大爆炸的过程。 答：认为宇宙是有开端的，是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，然后突然发生大爆炸，使物质密度和整个温度发生极大的变化，宇宙从密到稀、从热到冷、不断膨胀、形成了我们的宇宙。最初那次无与伦比的爆炸就被称为大爆炸，这一关于宇宙起源的理论就被称为“宇宙大爆炸理论”。宇宙大爆炸的整个过程分为三个阶段：（1）宇宙的极早期。此期极短，称为“太初第一秒”；（2）化学元素的形成阶段；（3）宇宙形成的主体阶段。 2、简述银河系的结构。 答：银河系是一个中型恒星系，直径约为10万光年，大约包含1000-2000亿颗恒星。银河系的形态如同铁饼状的园盘体，中部较厚而四周较薄。它有三个主要组成部分：银盘、银核和晕轮。它是一个典型旋涡状恒星系，但最近的观测发现，它的中央核球稍带棒形，很可能是一种棒旋星系。 3、简述太阳系的组成和特征。 答：（1）组成：太阳系是由受太阳引力约束的天体组成的系统，整体大致是个球体，其半径在10万天文单位，它的最大范围约可延伸到1光年以外。主要成员有：太阳、九大行星、无数小行星、众多卫星，还有彗星、流星体以及大量尘埃物质和稀薄气体物质。太阳的质量占太阳系总质量的99.8%，太阳是中心天体，它的引力控制着整个太阳系，使其他天体绕太阳公转。（2）特征：（1）太阳系有九大行星。除冥王星外，按物理性质可分为两类：第一类是类地行星，包括水、金、地和火星。它们的共同特点是由石质和铁质构成，半径和质量较小，但密度较高，离太阳的距离近，又被称为内行星。第二类是类木行星，包括木、土、天王星和海王星。它们的共同特点是由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成。质量和半径都远大于地球，但密度较小，离太阳的距离较远，又称外行星。冥王星按物理性质应属于类地行星，但排列位置则属于外行星。（2）行星离太阳的距离具有规律性，即行星到太阳的距离a=0.4+0.32n-2(天文单位)，其中n表示由近到远第n个行星。（3）九大行星饶日运动都遵循一定的规律。它们的轨道具有近圆性、共面性和同向性特点。（4）太阳系的小天体，包括小行星、彗星和流星体。 4、简述大气圈的组成以及与人类活动的关系。 答：（1）对流层：地球上各种天气变化的发源地。（2）平流层：飞机主要飞行位置，可以避开下面的湍流；顶部有臭氧层，可吸收大部分紫外线。（3）中间层：保护地球不受流星体的撞击。（4）暖层：为电离层，能将无线电短波反射回地面，向远处传播。（5）散逸层：地球卫星的轨道位置。 5、简述地球板块之间相互运动造成的结果。 答：地球板块在相互运动中分为三种状态：其一为彼此接近的汇聚型板块；其二为彼此远离的分离板块；其三为彼此交错的转换型板块。分离型板块是由于板块张裂形成的，造成裂谷或海洋，如东非大裂谷和大西洋。大洋底部的海岭就是在分离型板块边界形成的。会聚型板块是由于板块相撞挤压造成的，这里有两种情况：当大洋板块和大陆板块相撞时，大洋板块俯冲到大陆板块之下，形成海沟，是海洋最深的地方。大陆板块则上拱隆起，成为岛弧和海岸山脉，例如太平洋西部边缘的深海沟岛弧链是太平洋板块与欧亚板块相撞形成的；而当两个大陆板块彼此碰撞时，汇聚型板块边界就成为大陆与大陆的冲突带，有可能形成巨大的山脉，例如喜马拉雅山脉是欧亚板块和印度板块碰撞产生的。转换型板块边界两侧板块相互交错，最具代表性的是沿北美大陆西海岸分布的圣安德烈斯断层，这是在太平洋板块和北美大陆板块间形成的。 6、当代空间技术主要应用在哪些方面？ 答：（1）卫星通信、广播；（2）卫星导航定位；（3）资源调查和测绘；（4）气象与灾害预报；（5）军事应用。 四、论述题 1、太阳系九大行星如何分类？为什么会存在特征上的差异？ 答：（1）按物理性质可分为两类：第一类是类地行星，包括水、金、地和火星。它们的共同特点是由石质和铁质构成，半径和质量较小，但密度较高，离太阳的距离近，又被称为内行星。第二类是类木行星，包括木、土、天王星和海王星。它们的共同特点是由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成。质量和半径都远大于地球，但密度较小，离太阳的距离较远，又称外行星。冥王星按物理性质应属于类地行星，但排列位置则属于外行星。（2）由于半径、质量、密度及组成的物质不同，此外离太阳的距离也不同，所以存在特征上的差异。 2、为什么说地球的大气圈、水圈和生物圈既是相互区别和相互独立的，又是相互渗透和相互作用的？ 答：大气圈对生物的形成、发育和保护有很大的作用。由于大气圈的存在，挡住绝大多数飞向地球的陨石，拦截下太阳辐射中的大部分紫外线和来自宇宙的高能粒子，保护了地球生命，遭外来的打击（参见教材P209页表5-3）。因此，大气圈是地球表面和生命的盾牌。水圈是大特有的环境优势。水圈的运动和循环影响了地球上各种环境条件的变化，影响各个圈层（参见教材P210页表5-4），使地球处于不断地变换之中。更重要的是水对亿万种生命以及人类能在大上生存和发展，具有绝对性意义。生物圈是地球特有的圈层，它是地球大气、水和地壳长期演化、相互作用的结果，它又参与了对岩石、大气和水等其他圈层的改造，对地表物质的循环、能量转换和积聚具有特殊作用（参见教材P210页表5-5）。由此可见，地球上外部圈层的大气圈、水圈和生物圈既是相互区别和相互独立的，又是相互渗透和相互作用的。 3、论述外层空间的资源与发展空间技术的重要关系。 答：发展空间技术，开发外层空间的巨大资源，在经