地球概论(第三版) 第二章 习题参考答案

第 二 章 地 球 的 宇 宙 环 境

北部湾大学环境经济学院 古老师主讲 （ QQ17819679）

复习与思考p36

1、 什么是恒星？恒星为什么会发光？光谱能传递天体的什么信息？

答：⑴恒星都是由炽热气体组成的，能够自身发光的球形或类似球形的天体。
⑵ 因为恒星具有巨大的质量，是烁热的，温度必然很高。
其中心温度很高，引起热核反应而释放大量能量。所以会发光。
⑶恒星的光谱有不同的类型，不同光谱型之间的主要差别在于星光颜色，而颜
色实际上是恒星温度的反映。
① 红色的星，表面温度最低，约为3000K。
② 黄色的星，表面温度约为6000K。（太阳属于这一类）
③ 白色的星，表面温度约为10000--20000K.
④ 带蓝色的星温度最高，可达30000--10万K.
按物理学定律，温度越高，光谱最明亮部分越接近蓝色一端。为此，人们只要
在谱线中找出最明亮部分所对应的波长，便可以推算出恒星的表面温度。
化学家凭着光谱的发射线（亮线）证认出各种元素。天文学家则凭着光谱中的
吸收线（暗线）和发射线，研究天体的物理性质和化学成分。
通过光谱分析可以确定恒星的光度。比较它的视亮度，就能推知恒星的距离。
星光成了传递天体的各种信息的远方使者，故被称为“有色的语言”。


2、 什么是恒星的亮度和光度？什么是视星等和绝对星等？两种星等如何换算？
为什么大多数的恒星的绝对星等高于它们的视星等？

答：⑴恒星的亮度是指地球上受光强度，即恒星的明暗程度；恒星的光度表示恒星
本身的发光强度。
⑵表示天体亮度等级的叫视星等（m符号）； 表示天体光度等级的叫绝对星等
（M符号)人眼可视星等最小可见六等星。
⑶星等每相差1等，恒星的亮度相差2.512倍。天文学上把一个标准距离定为10
秒差距。相当于0.1秒视差的距离。合32.6光年。在这个标准距离（10秒差距）下的
恒星的亮度， 称为绝对亮度，其星等叫绝对星等。恒星距离观测者10秒差距时，它
的视星等即为绝对星等。（详见课本27页的计算方法）
⑷10秒差距在恒星世界是“咫尺之距”，只有为数不多的亮星位于这个距离之
内。因此，对于绝大多数恒星来说，其绝对星等高于它的视星等。（如果把太阳移到
这10秒差距的地方，

它的星等将是4.75等，成为不起眼的暗星。）


3、比5 等星亮100 倍的恒星，其星等为几等？
答：0等。因为一等星的亮度是六等星亮度的100倍。所以，比5等星亮100倍的恒星
是0等星。

4、织女星（天琴座α)的视星等为0.1，若其距离增加为10倍，这时它的星等将是几等？
肉眼还能看到它吗？
答：5.1等。 肉眼还可以看到它。（每差1级亮度差2倍，差10倍就差5级。）
它原来的视星等为0.1，视亮度为为E0，距离为d0；
设它的视星等将变为m等，视亮度变为为E，距离变为d=10 d0。
根据： E0/E=2.512m－m0, E0/E=2.512m－0.1 （1）
根据： E0/E=d2/d02 , E0/E=(10 d0)2/ d02=100 （2）
由（1）（2）得：2.512m－0.1=100， m=5.1

5、什么是赫罗图？它在恒星理论上有何重要意义？
答 ：赫罗图是根据恒星的光谱型和广度绘制的坐标关系图。
20世纪初，丹麦天文学家赫茨普龙（1873—1967）和美国天文学家罗素（1877—1957）
不约而同地创制了恒星的光谱型和光度的坐标图，简称光谱-光度图，通常也叫赫罗图。
赫罗图是以恒星的光谱型（温度）为横坐标，以它的光度（绝对星等）为纵坐标。
每颗恒星按照各自的光谱型和光度，在图上占有一定的位置。表明恒星温度越高，其光度
越大。可求主序星的位置，反映恒星的演化历程。

6、比较银河与银河系？ 什么是河外星系和总星系？
答：夏秋季节，无月的晴夜，人们看到天空一条淡云薄纱般的白色光带，天文学上
称之为银河（民间也叫天河）。云雾状的银河，是由点点繁星构成的，由于它们太密集，
距离又遥远，肉眼望去就成为白茫茫一片的云雾状光带。
密集在银河中的无数恒星，连同散布在天空各方的点点繁星，包括我们的太阳系在内
都属于一个庞大无比的恒星系统，并把它称为银河系。
象银河系这样包含大量恒星的天体系统，被叫做星系。在现代观测工具所能察觉的范围内，
这样的星系约有10亿个。所有这些星系（除银河系外），统称为河外星系。
星系的分布也有结群现象。一些相互邻近的星系结合成星系群。（银河系所属的星系群，
叫本星系群，约有40个星系 ）比星系群更加庞大的天体系统叫星系团。
比星系团更高一级的天空世界为总星系。QQ17819679



复习与思考p55
1、太阳的距离（日地距离）、太阳大小和质量是怎样测定的？
答

：通过对某个小行星距离的测定，来推算太阳的距离。步骤如下：
（ 详见课本37——38页）日地距离约是1.496亿千米。
太阳半径700 000千米。
太阳质量1.989×10的27次方吨。

2、何谓太阳大气？什么是“太阳风”？何谓太阳活动？太阳活动对地球产生什么影响？（41-43页）
答：太阳大气，是指它的可以直接观测的外部层次。
由于日冕高速膨胀，行星际间不断地从太阳喷出来的高速粒子流。称为太阳风。
太阳的外层大气受太阳磁场的支配，处于局部的激烈运动中，称为太阳活动。
在所有太阳活动中，对地球影响最大的要算耀斑。强烈的短波辐射会破坏地球大气电离层的结构，
使电离层的电离度增高，电波吸收加强，从而影响地面的无线电通讯，甚至导致全部中断。扰乱
了地球磁场，是罗盘失灵。太阳活动对气象、水文和地震等现象也会产生复杂的影响，
甚至某些疾病的流行也与之有关。

3、哥白尼“日心”体系的基本思想与重要意义是什么？什么是开普勒定律？牛顿如何发展开普勒的行星
运动定律？它对天文学的发展有何贡献？

答：⑴哥白尼“日心”体系的基本思想是：把周日运动归于地球绕轴自转，而把周年运动归于地球绕日
公转；行星的复杂的环状视运动，则是地球和行星同时绕日公转的复合运动的结果。唯有月球才是
唯一绕地球运动的卫星。
“日心”说的重要意义是：在天文学上掀起一场划时代的“翻天覆地”的革命。
一个运动着的地球，是整个近代天文学的基石，而且，对人类的哲学思想产生深远影响。
⑵ 开普勒三定律，（详见课本45页）
①所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳位于行星轨道椭圆的二个焦点之一。
这是行星运动第一定律，也叫轨道定律。
②在同样的时间内，行星向径在其平面上扫过的面积相等。这是行星运动第二定律，也叫面积定律。
③任何两个行星绕太阳公转的周期的平方之比，等于它们与太阳的距离的立方之比。这是行星运动
第三定律，也叫周期定律。
⑶ 牛顿发展了开普勒的三定律：（详见课本46页）
牛顿用物质一般运动规律的观点，对开普勒定律进行概括，更精确地确定和发展了开普勒定律：
①牛顿扩展了开普勒第一定律。他指出，天体轨道不仅限于开普勒椭圆，而且可以是任何一种
圆锥曲线，或称二次曲线。决定轨道形状的必要条件，

仅限于物体的初始条件——速度。
②牛顿证明了开普勒第二定律。他用新的数学方法——积分法来求证曲线的面积，证明在引力
作用下，行星绕太阳运动的面速度不变。
③ 牛顿修正了开普勒第三定律。万有引力定律是从开普勒第三定律导出的。反过来，牛顿用他的
万有引力定律，对开普勒第三定律作了重要修正。修正后的第三定律精确公式为……（见课本46页）
可以测定那些伴有卫星的天体的质量比。牛顿是第一个“称出”天体重量天文学家。
⑷牛顿由于发现了万有引力定律而创立了科学的天文学。人类结束了“坐井观天”的局限，使冷落了
多年的太阳系天文学重放异采，成为当前科学研究最活跃的前沿领地之一。


4 设某行星距太阳为25 天文单位，那么，它绕太阳公转的周期应有多长？
设某小行星绕太阳公转的周期为8 年，问：它与太阳的平均距离是多少？
答： （1）根据：课本45--46页 的 公式 计算得： T1=125年
（2）根据：课本45--46页 的公式计算得： a1=4AU（天文单位）

5、行星如何分类？P47 比较地内行星与地外行星的差别；P47 比较类地行星与类木行星，它们的物理
性质与化学组成有何差异？ P50--51
答：太阳系的行星，以地球轨道为界分为两组：水星和金星的轨道位于地球轨道以内，称为地内行星。
地球轨道以外的行星，称为地外行星。 另外，以小行星带为界，分成两组：水、金、地、火为带内行星；
木、土、天王、海王和冥王为带外行星。
根据质量大小和化学组成的不同，行星又可分成另外的两大类： 一类以地球为典型代表，称类地行星。
包括水星、金星、地球和火星；另一类以木星为典型代表，称类木行星。包括木星土星天王星和海王星。
人们还把九大行星分成巨行星（木星和土星）与远日行星（天王海王和冥王星）两类。

质量 平均密度 化 学 成 分 固体表面 温度 光环
类地行星 小 较高 重物质，中心铁核金属元素比例高 有 较高 无
类木行星 大 较低 轻物质，氢氦氖。 无 较低 有

6彗星的本质特征是什么？P51什么是流星体和流星？如果地球没有大气，地面上仍然能看到彗星吗？
仍能看到流星吗？
答：彗星的质量很小，大体上是由固体颗粒，掺杂着尘埃以及冻结的水汽甲烷氨二氧

化碳等。这就是彗星
的本质特征。
流星体是存在于太阳系中微小颗粒，环绕太阳运动。
当流星体，在经过地球附近时，受到地球引力的摄动，改变轨道，向地球接近。闯入地球大气层时，同
气体分子和原子发生猛烈摩擦而燃烧发光，在天空划出一道闪亮的余迹，叫做流星。
如果地球没有大气，地面上还可以看见彗星，但是就看不见流星了。
7、康德 “星云说 ”的基本论点和重要意义是什么？
答：P54 基本论点是：⑴太阳系是由弥漫星云物质，即大团的气体和尘埃演化而来；
⑵形成太阳系的动力是自引力，即星云各部分之间相互吸引的力。
其重要意义是：比较合理地解析宇宙中各种天体的起源、形成和发展。



复习与思考p63

1、古人怎么知道月球是最近的天体？对于地球来说，月球又是一个重要的天体，为什么？
答：在地球上看起来，月球有时会遮蔽太阳（日食）。因此，古人就认为月球是距离地球
最近的一个天体。由于距离上的接近和相互绕转，月球对于地球的作用就显得特别重要。月相的圆缺变化，
曾是一种天然的和最早的历法。日月有同样的视大小，因而月轮有可能遮蔽日轮而发生日食现象。它对地球
上的潮汐现象也起着主导作用。因此，对于地球来说，月球是一个十分重要的天体。

2、试比较月球的地平视差和它的视半径，两者的比率说明了什么？P56
答：月球仪的地平视差为: 57′。 它的视半径为15′33″。
说明了地球半径大于月球半径。

3、地球的反照率为月球的6 倍，试计算地球在月球天空中的亮度，比月球在地球天空中的亮度大多少倍？
（提示：月球半径约为地球半径的1/3.7 ）
① 月球半径为地球半径的1/3.7
②月球表面积为地球表面积的1/13.69 QQ17819679
③地球的反照率为月球的6倍。
6×13.69－1＝81.14倍

4、什么是同步自转？为什么地球上看到的月球总是它的同一个半面？P60
答：月球在绕转地球的同时，也有自传。月球的自转与它绕地球的公转，有相同的方向（向东）
和周期（恒星月）。这样的自转称为同步自转。正是由于这个原因，地球上所见到的月球，大体上
是相同的半个球面。

5、在地球上观测，月亮在地平上升起（自上缘露出地平到下缘脱离地平），大约需时2 分钟。
问：若

在月球上观测，地球“升起”需多长时间？
答 理论上： 6371÷1738×2＝7.3分钟 事实上： 地球没有升落，始终在天空一隅。yu

6、什么是恒星月？什么是朔望月？两者有何不同？
答：月球在白道上连续二次通过同一颗恒星（无明显的自行）所需的时间，就是恒星月。其长度
为27.3217日，即27日7时43分12秒。是月球绕转地球的真正周期。
新月和满月，上弦月和下弦月，周期性地轮番出现。上班月（旧历）由缺变圆，下半月由圆变缺。
从这一次新月（或满月）到下一次新月（或满月）所经历的一段时间，即月相变化的周期，称为朔望月。
其长度为29.5306日，或29日12时44分3秒。
朔望月比恒星月约长2.2日。这是因为，月球绕转地球的同时，太阳也在作周年运动（由于地球公转）
恒星月是月球绕转地球的恒星周期，而朔望月则是月球同太阳的会合周期。

7、上弦月何时中天？下弦月呢？半夜时，满月位于天空何方？
答：上弦月在太阳下地平线时在上中天。下弦月在太阳将要出地平线时在上中天。半夜时，满月位于
上中天。

8、“月上柳梢头，人约黄昏后”（欧阳修《生查子》），该指何种月相？
答： 满月

9、“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”
（张继《枫桥夜泊》）。夜半月落，该是什么月相？
答： 上弦月

10、下图是丰子恺所作的一幅漫画，题为“杨柳岸晓风残月”。根据图中的月相判断，
哪一幅是原作，为什么？
答： 第一幅。
“晓风残月”代表农历月底的清晨，这时月亮凸面向东，即向图中的地平方向，排除第三四幅。
在我国（北半球中纬地区），太阳、月球的周日圈向南倾斜（见课本p76－77，不同纬度天球周日运动）
因此通常月出后其凸面不是向正东方向，而是东北方向，排除第二幅。
注：
在我国（北半球中纬地区），第一幅为“晓风残月”；第二幅为黄昏时的新月；
第三幅是上午的新月；第四幅是下午的残月。
在南半球的可能情况是：第一幅为黄昏时的新月；第二幅为“晓风残月”；
第三幅是下午的残月；第四幅是上午的新月。


第三章
复习与思考p78