地球概论复习题(带答案)

第一部分：绪论部分

一、空题：（每空1分）

1、天文学是自然科学中的一门基础学科。它的研究对象是天体，即研究天

体的位置和运动、研究天体的化学组成、物理状态和过程，研究天体的结构和演化规律，研究如何利用关于天体的知识来造福人类。

2、天体是指宇宙间各种星体的总称，包括：太阳、月亮、行星、卫星、彗

星、流星体（群）、陨星、小行星、恒星、星团、星系、星际物质等，所以天文学的研究对象也就是人类认识的宇宙。

3、20世纪60年代后天文学中的四大发现是类星体、脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子。

4、地球运动三要素轨道偏心率、黄赤交角、岁差周期性改变是导致地球冰期的主要原因。

5、目前已有较多的古生物学家和地质学家认为恐龙灭绝与天文因素有关。 6、天文学是一门最古老的科学，在其悠久的历史发展中，随研究方法的改进及

发展，先后创立了天体测量学、天体力学和天体物理学。

7、爱因斯坦的相对论为现代天文学奠定了新的理论基础。早在20世纪30年代曾被人预言的中子星，于1967年被英国天文学家休伊什用射电望远镜发现，当时人们叫它脉冲星。在恒星演化上，大质量恒星在其晚期可演化为高密度，强引力场的黑洞。现代观测证实这种强引力场是存在的，有人认为1965年发现的X射电源－－天鹅座X-1就是黑洞。

8、天体系统的规模有大有小，到目前为止，人类所认识的最低一级的天体系统是由一颗行星与一颗或多颗卫星所组成的系统，如由地球与月球所组成的地月系。太阳系是由太阳及其九大行星和卫星及小天体等组成的。比太阳系更高一级的天体系统称为星系，它是由大量恒星所组成，我们的太阳所在的星系称为银河系，许多类似于银河系的星系统称为河外星系。比星系再高一级的天体系统是星系群、星系团。星系群或团再高一级是超星系团，它是由一定数量的星系群和星系团所组成的天体系统。

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9、目前天文学家把人们观测所及的宇宙部分称为\总星系\或科学宇宙，也就是

宇宙学家常说的\我们的宇宙\。

10、常见的天球坐标有地平坐标、第一赤道坐标、第二赤道坐标、黄道坐标，银道坐标。 二、名词解释：

1、类星体：类星体就是活动星系核。但人们发现当时只知道它是与恒星不同的、

远离地球的特殊天体，在很长一段时间对它的本质是疑惑的。

2、脉冲星：是20世纪30年代曾预言的超高密态的中子星。其巨大引力可把电

子牢牢束缚住，以至形成简并中子物态，它的密度达数亿吨/立方厘米。 3、微波背景辐射：即弥漫全天的辐射，其相对应的温度约为绝对温度3K。 现在已有证据表明它是原始的宇宙大爆炸以后，冷却到现在的残留余温。 4、赫罗图：20世纪初，根据恒星的亮度、颜色和光谱型之间的统计关系，绘制

出一幅表示恒星绝对星等（光度）和光谱型（温度）的坐标分布图，被称之为赫罗图。

5、恒星：是天体中的主体。一般认为由炽热的气体组成的、自身会发热发光的球状或类球状天体称为恒星。太阳就是一颗恒星，除了月球和行星，我们在夜晚所见的众星大多为星。

6、行星：指绕恒星运行、自身不会发可见光的天体。到目前为止，人们仅能视察到太阳系内的行星；别的恒星的行星系統，想用天文望远镜直接观测显然目前是不可能的。但可以用精密设备测定恒星光谱红移和紫移，根据\晃动的恒星\现象而确认是否有行星。目前有天文学家已经搜索发现一些太阳系外的行星。例如：大熊座47有一颗行星；仙女座υ恒星有3颗行。

7、卫星：指绕行星运行、自身不会发可见光、以其表面反射恒星光而发亮。至今也仅是观察到太阳系内的卫星，据资料，至2003年发现的太阳系卫星数达130多颗。

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8、彗星：主要由冰物质组成，以圆锥曲线(包括椭圆、抛物线和双曲线)轨道绕恒星运行，当靠近恒星时，因冰物质受热融化，蒸发或升华，并在恒星粒子流（如太阳风）的作用下拖出尾巴的天体。至今人们也仅观察到太阳系内的彗星。 9、流星体：是绕恒星运行的质量较小的天体，其轨道千差万别。在太阳系中有些流星体是成群的，称为流星群。当流星体或群进入地球大气层时，由于速度很高，进入地球大气层因摩擦生热燃烧发光，形成明亮的光迹，称为流星现象。大流星体未燃尽而降落在地面称为陨星。陨星中含有许多种矿物元素，近年来还发现在陨石中存在有机物。

10、星云和星系：星云是指银河系空间气体和微粒组成的星际云。一般它们体积和质量较大，但密度较小；形状不一，亮暗不等。过去在星云性质不清楚之前，把星云分为河内星云和河外星云两种。河内星云实质就是\星云\，是银河系内的一些星际物质；河外星云就是现在说的河外星系，简称\星系\，我们将在第十一章\星系\中再介绍。

11、星际物质：恒星之间的物质，包括星际气体、星际尘埃和各种各样的星际云，还包括星际磁场和宇宙线，统称为星际物质。在现代天体物理中星际物质研究越来越受到重视。

12、人造天体：在1957年人造卫星上天以后才有的天体。现有人造卫星、宇航器（宇宙飞船）和空间站等。虽然有的人造天体已瓦解，失去设计时功能，但每一块小碎片（宇宙垃圾）仍然是人造天体。现运行在空间的人造天体已有上万个。

13、可视天体和暗物质：在大量的宇宙物质中，人类把看得见的（在可见光波段）称为

可视物质，看不见的称为不可视物质或暗物质。据现代天文研究，宇宙中存在大量暗物质。

14、天体系统：在引力的作用下，邻近的天体会集结在一起，组成互有联系的系统，这就是天体系统。天体系统是互有引力联系的若干天体所组成的集合体。 15、天球：以观测者为中心，以任意长为半径的假想的球，称为天球。在天文学

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上用作表示天体视位置和视运动的辅助工具。

16、地理坐标：由地球上的纬度与经度所组成的坐标就是地理坐标，用以表示各地的地理位置。

17、天球坐标：由天球上的纬度和经度所组成的坐标即天球坐标。

二、问答题

1、简述天文学的研究对象、方法和特点

答：天文学是自然科学中的一门基础学科。它的研究对象是天体，即研究天体的位置和运动、研究天体的化学组成、物理状态和过程，研究天体的结构和演化规律，研究如何利用关于天体的知识来造福人类。

天文学以对天体的观测作为基本的研究方法。在望远镜发明以前，天文观测采用的是目视方法，直接观测天体在天空的视位置和视运动，另外也粗略地估计星星的亮度和颜色。17世纪以后相继有了望远镜、分光镜和光度计，不仅提高了天体位置观测的准确度，而且扩大了对宇宙的认识。 到了20世纪，由于大口径望远镜的问世，使得人类探测宇宙的深度和广度与日俱增，不少模型、学说由观测得以证实，新天体、新发现大量涌现。20世纪30年代以后，人们越来越广泛地使用无线电方法研究天体和宇宙间的辐射，从而诞生了射电天文学。诸如类星体、脉冲星、星际有机分子、微波背景辐射等天文学新概念相继出现。20世纪50年代人造地球卫星发射成功，人类把观测范围由地面扩展到地外空间，天文学家可以自由地探测天体的各种辐射。现代，天文空间探测已经有了长足的发展，人类不仅把望远镜送上天，而且还借助飞行器踏上月球，或把仪器送到其它行星上进行直接观测或实验。因此，尽管关于天文学\被动观测的科学\的说法现在已经不很全面了，但大部分情况下我们还是不能主动去实验，只能被动地观测。所以观测在天文学研究中有其特殊的重要性。

天文观测还强调对天体进行全局、整体图景的综合研究。表现在观测上是全波段研究的方法，在整个电磁辐射多波谱上采用多种手段（如强度、偏振、谱等）的配合，甚至是同时的联合观测；在理论上强烈依赖模型和假设。由于观测结果的不确定性较大，概念的更新迅速，假说在新的观测基础上又不断被修正或推翻。

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2、研究天文学的意义有哪些？

答：天文学与任何其它科学一样，是为人类生产和生活服务的。天文学的历史最为悠久。整个人类文明发展史证明，天文学对于人类生存和社会进步具有极其重要的意义。 （1） 时间服务

准确的时间不单是人类日常生活不可缺少的，而且对许多生产和科研部门更为重要。最早的天文学就是农业和牧业民族为了确定较准确的季节而诞生和发展起来的。现代的一些生产和科研工作更离不开精确的时间。例如，某些生产、科学研究、国防建设和宇航部门，对时间精度要求精确到千分之一秒，甚至百万分之一秒，否则就会失之毫厘，差之千里。而准确的时间是靠对天体的观测获得并验证的。

（2）在大地测量中的应用

对地球形状大小的认识是靠天文学知识取得的。确定地球上的位置离不开地理坐标，测定地理经度和纬度，无论是经典方法还是现代技术，都属于天文学的工作内容。

（3）人造天体的发射及应用

目前，人类已向宇宙发射了数以千计的人造天体，其中包括人造地球卫星、人造行星、星际探测器和太空实验站等。它们已经广泛应用于国民经济、文化教育、科学研究和国防军事。就人造地球卫星而言，有通讯卫星、气象卫星、测地卫星、资源卫星、导航卫星等，根据不同需要又有地球同步卫星、太阳同步卫星等。所有人造天体都需要精确地设计和确定它们的轨道、轨道对赤道面的倾角、偏心率等。这些轨道要素需要进行实时跟踪，才能保持对这些人造天体的控制和联系。这一切都得借助天体力学知识。 （4）导航服务

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而月相变化的周期是制定历法的依据之一（２）还关系到地球上的日月食和天文潮的现象。

6、影响天文辐射年变化的因素是什么？天文辐射年变化的总特征是如何？

答；影响天文辐射年变化的因素有两个，一个是以近点年为周期的日地距离，一个是以回归

年为周期变化的太阳赤纬线太阳直射点纬度，两个因素中以太阳赤纬为主要因素，日地距离为次要因素，综合这两个因素各自对天文辐射年变化的影响以极大值／极小值比表示可知太阳赤纬可造成的极值比为２。３２，而日地距离造成的极值比为１．０７，两个因素综合作用的结果，天文辐射年变化的总特征是（１）它总体上表现为以回归年为周期的，南北半球上的反位相变化（２）近点年的变化对回归年变化有一定量力作用，现阶段，对南半球回归年变动推波助澜，北半球起抵消作用

7、说明日全食过程（包括食带，布通地区件食时刻，见食类型，见食程度，食

相及展开方向，初亏，复原方位，食分，整个见食时间长短等内容）

答；（１）一次日全食发生时，地球上只有一个宽度不超过数百公里的狭窄条带区域看到全

食，其两侧为偏食带，其余地区不见食，既不同的区域见食类型不同（２）一次日食发生时不同见食区或同一见食区不同经度地见食的时刻不同，见食程度也不同，日食带在地表上由西向东推移，故西边地点早于东边地点见食，距全食中心越远的地方见食时间越短，见食程度越小（３）日全食时，有几个关键食相；初分食既，食甚，生光和复园，其两侧的偏食有初亏，食甚，复园（４）由于日月相对运动方向是向东的，所以日食初亏于日面西缘，复园于日面东缘（５）在日食过程的中点，是日面被食程度最大之时，这时的食相为食甚，食甚时日面被食部分点日面的比例叫食分日全食的食分大于等于１．２（６）全部日食过程的时间一般在２小时左右，但全食阶段所经历的时间却很短仅２――３分。

8、为什么要用昼长和正午太阳高度两因素来讨论天文辐射年变化的纬向差异？

答；因为昼长表达具体日期太阳照射具体地点的时数，正午太阳高度的高低能体现当地当日

摆周期间的平均太阳高度的高低或太阳辐射的强弱，所以，昼长和Ｈ能完整的定性表达当地当日天文辐射的总量――日总量的大小。另一方面昼长与Ｈ是仅有南北分布或变化的因子，它们因中点不同而不同，所以我们可用这两个因素表达具体纬度上不同日期季节的天文辐射量，因为昼长较长，Ｈ较高的日期和季节就是天文辐射日总量较大的日子或日期，还可用昼长和Ｈ来表达高纬度上天文辐射两年总量和年较差，因为年平均昼长和年平均Ｈ较大的纬度上年均日总量或天文辐射总量也较大

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9、简述地球公转的方向，周期和速度。

答；（１）太阳相对星空的视运动，叫太阳的周年视运动，这个运动乃是地球公

转在天球上的反映（２）如图所示，Ｓ表示太阳，Ｅ表示地球，小圆代表地球公转轨道，大圆代表天球大圆。假定某一时刻地球在位置Ｅ，这时从地球看太阳Ｓ位于某星座之中的Ｓ.，一日后地球自转一周多一点，同时地球在轨道上运行了０１o左右，到达Ｅ２的位置，此时从地球看太阳相对星座空视位置以由Ｓ１变为Ｓ２，同理当地球从Ｅ１至Ｅ２，Ｅ３，再返回原处Ｅ１时，相应地太阳相对星空的视位置也从Ｓ１至Ｓ２，Ｓ３返回到Ｓ１。即变动了一周，由此可见，由于地球公转，地球上的观测者将看到太阳以地球公转周期一横年相对星空运动，它是地球公转在天球上的反应（３）太阳相对星空视运动的轨迹－－黄道，是地球公转轨道面无限扩大后同天球的交线，太阳在黄道上转过的角度是地球公转角度的反应，太阳周年视运动的方向周期速度都是地球公转方向，周期速度的真实反映 10、为什么说地球是一颗特殊的行星？ 五、计算题

1、已知满月的视亮度为-12.7等，求其绝对量等。（月地距离取月地平均距离，

1秒差距=3.0931013km）

2、有人乘飞机从东京（东九区）去开罗（东二区），现飞行2小时40分钟后，

于15日9时到达北京，在此停留3天零6小时，又乘飞机飞行11小时到达开罗。问：①到达开罗的当地区时是多少？②从东京起飞时当地与北京的区时各是多少？③从东京到开罗中共经历多少个小时？

3、已知太阳的时角为13h，春分点的时角为15h，求当时太阳的赤经是多少？ 4、有人于北京时间12h从伦敦乘飞机经墨尔本（东十时区）去渥太华（西经76

o，北纬45o），启程后11小时于1999年1月1日1点钟（墨尔本时间）到墨尔本，停留1小时，又飞行11小时到渥太华，问：①从伦敦起飞时当地区时是多少？②到达墨尔本时伦敦与渥太华各是何时（指区时）？③途中共经历多少时间？

6、1980年2月16日（春节）曾经发生过一次日全食，食带从大西洋开始，经

过非洲，印度洋，印度，缅甸，至我国云贵高原。试问根据三统历周期，纽

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康周期，下一次的日全食将发生在何年何月何日？发生食的钟点时刻和约度位置与1980年2月16日的那次有何不同？

7、若1984年3月21日北京时间4h春分，试求1985年，1986年，1987年，1988

年，1989年春分的日期和时刻? 六、论述题

1、用太阳直射点的回归运动分析地球上四季递变。 2、太阳的周年视运动怎样反映地球的公转运动

3、根据半昼弧的公式分析昼长的纬度分布与季节变化规律

4、根据正午太阳高度的公式，分析正午太阳高度的纬度分布与季节变化规律 5、分析日月食成因、类型及其发生条件。 6、论述地球公转运动的规律。 7. 分析真太阳日长短不等的原因 8.分析时差的周年变化

9. 分析海洋潮汐的规律性及其复杂性 10.如何理解地球的形态 11. 地球表面的海陆分布特点

12.地球内部的物理性质有哪些？各有怎样的变化规律？ 13.分析行星与太阳的会合运动周期及其特点 14.分析不同纬度地点所见天体周日运动情况 15. 太阳大气层的特点及其太阳的活动表现 16.对比分析各坐标系的异同点

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