南京大学大学天文学考试样卷.pdf

得分 得分 南京大学南京大学 2010 2011 学年第一学期期末考试试卷学年第一学期期末考试试卷 A 卷卷 课程名称 课程名称 大学天文大学天文 考试限时 考试限时 2 小时小时 考试类型 闭卷 院系 年级 学号 姓名 题号 一 二 三 四 总分 得分 注明注明 1 可以使用计算器 可以使用计算器 英 英语语字典或电子词典字典或电子词典 但不允许在考场内互借但不允许在考场内互借 2 物理常数 物理常数 G 6 67 10 8 g 1 cm3 s 2 h 6 63 10 27 erg s c 3 0 1010 cm s 1 kB 1 38 10 16 erg K 1 s 5 67 10 5 erg cm 2 K 4 s 1 Stefan Boltzmann constant mp 1 67 10 24 g 3 没有没有答题纸 答题纸 直接在卷面上做答 直接在卷面上做答 一一 填空题 共填空题 共 20 空 每空空 每空 1 分 分 1 简单分析简单分析黑洞黑洞 Hawking 辐射的性质 若峰值波长与引力半径相当 辐射的性质 若峰值波长与引力半径相当 有有 若为黑体辐射 则视界面的温度若为黑体辐射 则视界面的温度TBH 黑洞的能损率黑洞的能损率dE dt 黑洞的寿命黑洞的寿命 仅需写出与仅需写出与黑洞质量黑洞质量 M 的的幂律关系幂律关系 2 温度由高到低温度由高到低 恒星的光谱型为恒星的光谱型为 3 太阳大小太阳大小质量质量的的主序星以主序星以 反应作为恒星能源 反应作为恒星能源 核心核心外围外围存在存在 区区 更更外围是外围是 包层包层 辐射 辐射 or 对流 对流 4 现有观测支持现有观测支持 CDM 宇宙模型 其中宇宙模型 其中 指指 C 指指 DM 指指 5 用用无量纲的无量纲的 Hubble 常数常数 h0 H0 h0 100 km s 1 Mpc 1 写出宇宙写出宇宙临界密度的表达临界密度的表达 式式 并 并算出算出临界临界密度的大小密度的大小 在在 cgs 制制下下 6 Kirchoff 定律可告诉我们 热的 致密的固体 液体和气体产生定律可告诉我们 热的 致密的固体 液体和气体产生 热的 热的 稀稀薄的气体产生薄的气体产生 连续辐射通过冷的 稀薄的气体后产生 连续辐射通过冷的 稀薄的气体后产生 7 The surface magnetic field of the Sun is found by measurement of the extra width in spectral lines due to the Effect 8 The solar magnetic field is strongest in those regions called which are poles and usually thus occur in pairs 9 The Milky Way galaxy contains about stars 约约多少颗恒星 多少颗恒星 10 The part of the electromagnetic spectrum with the shortest wavelengths is called 二二 判断是非题 共判断是非题 共 20 题 每题题 每题 1 分 分 1 主主序星序星的的核心核心 氢氢正正转转变变成氦 成氦 2 10 倍倍太阳质量恒星太阳质量恒星在主序阶段的寿命约为太阳在主序阶段的寿命约为太阳的的主序寿命的主序寿命的 10 倍 倍 3 对于非常热对于非常热和和非常非常冷的恒星冷的恒星 氢线都氢线都比比较弱较弱 4 星际尘埃星际尘埃对对氢的氢的 21 厘米厘米谱谱线吸收线吸收非常强非常强 2 得分 5 06 年年 8 月 月 IAU 表决将冥王星从太阳系表决将冥王星从太阳系内内几大行星中去除几大行星中去除并并降级为降级为 dwarf planet 的的最主要最主要依据依据是是 它的质量太小它的质量太小 没有将其轨道附近的其它天体给没有将其轨道附近的其它天体给扫扫除 除 6 活动星系核中心能源为黑洞吸积 因此辐射集中在活动星系核中心能源为黑洞吸积 因此辐射集中在 X 射线波段 射线波段 它它比由比由星光占星光占 主导的正常星系的辐射波主导的正常星系的辐射波长长范围要窄 范围要窄 7 盘盘星系的星系的平直平直旋转曲线旋转曲线的的观测观测告诉告诉我们我们 星系内星系内存在存在着着大量大量的的暗能量暗能量 8 大质量恒星在主序后演化阶段不经历氦闪 大质量恒星在主序后演化阶段不经历氦闪 9 观测表明人马座方向的银心存在着一个质量非常巨大的黑洞 质量约为观测表明人马座方向的银心存在着一个质量非常巨大的黑洞 质量约为几乘以几乘以 106 M 10 在在几种几种致密天体中 黑洞比中子星还要致密 致密天体中 黑洞比中子星还要致密 所以所以平均密度更高 平均密度更高 11 Reflection nebulae usually appear red 12 In the proton proton cycle 7 of the mass ends up as energy not helium 13 The solar corona is much cooler than the Sun s surface hence we must wait for a total solar eclipse to glimpse it with the naked eye 14 Population I objects are found only in the Galactic halo 15 Galaxy collisions can occur but they are extremely rare 16 The red hydrogen alpha line carries more energy per photon than the blue green hydrogen beta line does 17 It is much easier to build large reflectors than large refractors 18 Optical telescopes are usually used only at night but radio telescopes can be used day or night 19 If a star were moved 10 times farther away no extinction and scattering its apparent magnitude would increase by five magnitudes 20 Forbidden emission lines can occur in emission nebulae because the density of interstellar gas there is extremely low 三三 单选题单选题 共 共 10 题 每题题 每题 1 分 分 1 The Large and Small Magellanic Clouds fall into Hubble s class A SBc B E6 C Irr D S0 2 In which wavelengths have the births of new stars been best mapped recently A radio B extreme ultraviolet C infrared D microwave 3 From where does most of the solar wind flow A granules B sunspots C flares D prominences E coronal holes 4 The temperature of the layer of gas that produces the visible light of the Sun is A 3 500 K B 5 800 K C 12 300 K D 300 000 K 5 Due to absorption of shorter wavelengths by interstellar dust clouds distant stars appear A bluer B brighter C redder D larger E to have a higher radial velocity 6 In order to turn a star s proper motion into its space velocity we must also know A its mass and spectral type B its temperature and age C its distance and radial velocity D its distance and mass 7 The star s color index is a quick way of determining its A Distance B Luminosity C Radius D Temperature E Composition 8 Ionized hydrogen is indicated by which of the following symbols A HII B H2 C HI D H11 9 I f a star has a parallax of 0 05 then its distance in light years is about A 6 4 lys B 12 7 lys C 20 lys D 65 lys E 100 lys 大学天文 2010 2011 年期末考试 系 姓名 学号 3 得分 10 In the closed universe model the geometry of spacetime in two dimensions resembles the surface of a A flat piece of paper B saddle C cylinder D sphere 四 说明与论述题 四 说明与论述题 5 题题 共共 50 分 分 1 请请写写出出三种恒星演化时标的数学表达式 并三种恒星演化时标的数学表达式 并对这三种时标加以简单的说对这三种时标加以简单的说明 对于太阳 明 对于太阳 它们的具体取值各它们的具体取值各为多少 为多少 要求数量级正确 10 分 分 2 试证明星云坍缩的试证明星云坍缩的 Jeans 临界质量临界质量与坍缩云的温度与坍缩云的温度 T和粒子和粒子数密度数密度 n满足满足简单的简单的幂律关幂律关 系系 MJ Ta nb 并给出并给出 a 和和 b 的具体数值 的具体数值 10 分 分 3 天狼星天狼星A和和B为双星系统 距离我们为双星系统 距离我们 8 6 ly 其轨道 其轨道间距间距为为 20 AU 轨道轨道周期为周期为 49 9 yr 已知已知天狼星天狼星A的质量为的质量为 2 15 M 天狼星 天狼星B的视星等为的视星等为 8 68m 表面有效温度 表面有效温度为为 Teff 2 5 104 K