2025年大學(xué)《物理學(xué)》專業(yè)題庫——地震波傳播方式及其地質(zhì)意義考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列關(guān)于地震橫波（S波）的描述，正確的是（）。A.只能在固態(tài)介質(zhì)中傳播B.傳播速度總比縱波快C.能夠穿過液態(tài)核心D.振動(dòng)方向與波傳播方向垂直2.地震縱波（P波）和橫波（S波）的主要區(qū)別在于（）。A.縱波速度更慢B.橫波無法傳播能量C.縱波引起介質(zhì)振動(dòng)方向與波傳播方向平行，橫波垂直D.縱波只能在液體中傳播3.當(dāng)?shù)卣鸩◤牟ㄋ佥^低的介質(zhì)傳播到波速較高的介質(zhì)時(shí)，發(fā)生折射，下列說法正確的是（）。A.縱波的入射角大于折射角B.橫波的入射角小于折射角C.折射角總是小于45度D.波的能量在折射過程中會(huì)顯著衰減4.莫霍洛維奇面（莫霍面）的主要地質(zhì)意義是（）。A.地球內(nèi)核與外核的分界面B.地球地幔與地殼的分界面C.地球表面與大氣層的交界面D.地下水與地表的接觸面5.在地震圖上，首先到達(dá)的地震波通常是（）。A.P波B.S波C.反射波D.折射波6.如果在地表觀測(cè)到某次地震的P波到達(dá)時(shí)間明顯早于S波到達(dá)時(shí)間，且時(shí)間差隨震源距離增大而增大，這表明（）。A.震源距離很近B.震源位于地殼深處C.地幔物質(zhì)密度較大D.S波速度比P波速度大7.地震反射現(xiàn)象是指（）。A.地震波在地下不同介質(zhì)分界面處部分返回到地表的現(xiàn)象B.地震波能量在傳播過程中逐漸減弱的現(xiàn)象C.地震波繞過障礙物的現(xiàn)象D.地震波在介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生散射的現(xiàn)象8.地震波無法穿過液態(tài)區(qū)域，這一事實(shí)主要說明了（）。A.液體無法傳遞壓力B.地球外核可能處于液態(tài)C.P波的傳播依賴于介質(zhì)的彈性模量D.S波只能傳播振動(dòng)，不能傳播壓力9.在地震勘探中，利用人工震源激發(fā)的反射波來探測(cè)地下結(jié)構(gòu)，其主要原理是（）。A.測(cè)量地震波在介質(zhì)中傳播的總時(shí)間B.利用地震波在不同界面處的能量損失差異C.分析反射波的旅行時(shí)間和強(qiáng)度，推斷地下介質(zhì)性質(zhì)和界面深度D.通過接收到的震動(dòng)頻率判斷震源強(qiáng)度10.下列哪項(xiàng)不是地震波在地質(zhì)勘探中應(yīng)用的主要方面？（）A.探測(cè)地殼厚度和結(jié)構(gòu)B.尋找油氣藏和礦產(chǎn)資源C.研究地殼運(yùn)動(dòng)和地震預(yù)測(cè)D.精確測(cè)量地月距離二、填空題1.地震波分為______波和______波兩種基本類型。其中，______波可以穿過固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)，而______波只能穿過固態(tài)介質(zhì)。2.當(dāng)?shù)卣鸩◤囊环N介質(zhì)垂直入射到另一種介質(zhì)分界面時(shí)，反射角等于______角，折射角也等于______角。3.根據(jù)地震波傳播速度的變化，科學(xué)家推斷地球內(nèi)部存在明顯的圈層結(jié)構(gòu)，其中固態(tài)的地幔與液態(tài)的地核之間的分界面被稱為______面，其深度約為______千米。4.地震波從震源出發(fā)，到達(dá)地表觀測(cè)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間稱為______。利用P波和S波的______差可以估算震源距離。5.在地震勘探中，通過分析反射波的______和______信息，可以繪制地下地質(zhì)剖面圖，推斷地下不同層的深度和性質(zhì)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述地震橫波（S波）和縱波（P波）在傳播速度、振動(dòng)方向和傳播介質(zhì)方面的主要區(qū)別。2.解釋什么是地震波的反射現(xiàn)象，并簡(jiǎn)述其發(fā)生的基本條件。3.為什么說地震橫波（S波）無法穿過液態(tài)的核心區(qū)域？這一事實(shí)對(duì)認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)有何重要意義？四、計(jì)算題已知地震波的縱波（P波）速度為8.0千米/秒，橫波（S波）速度為4.5千米/秒。在一次地震中，P波比S波早到達(dá)震中附近觀測(cè)點(diǎn)5.0秒。求震源距離觀測(cè)點(diǎn)的距離。五、論述題地震波反射和折射現(xiàn)象不僅是研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的直接依據(jù)，也在實(shí)際資源勘探中發(fā)揮著重要作用。請(qǐng)結(jié)合物理學(xué)原理，論述地震波反射法勘探油氣資源的基本原理及其優(yōu)勢(shì)。試卷答案一、選擇題1.A解析思路：S波是體波的一種，只能傳播于固態(tài)介質(zhì)，無法在液體和氣體中傳播。2.C解析思路：P波和S波最根本的區(qū)別在于振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系，P波平行，S波垂直。速度上，P波總比S波快。3.A解析思路：根據(jù)斯涅爾定律（n1sinθ1=n2sinθ2），當(dāng)波從波速低的介質(zhì)（n1）進(jìn)入波速高的介質(zhì)（n2）時(shí)，折射角θ2小于入射角θ1?？v波和橫波都遵循此折射規(guī)律。4.B解析思路：莫霍洛維奇面（Moho）是意大利地震學(xué)家莫霍洛維奇發(fā)現(xiàn)的地球地殼與地幔之間的分界面。5.A解析思路：在同一種介質(zhì)中，縱波（P波）的傳播速度比橫波（S波）快，因此P波總是首先到達(dá)。6.A解析思路：P波與S波的時(shí)間差（Δt=d/(vP-vS)）隨震源距離d增大而增大，表明震源距離觀測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)。震源近時(shí)，時(shí)間差小；震源深時(shí)，地殼等效厚度增加，時(shí)間差可能增大，但題目中強(qiáng)調(diào)時(shí)間差隨距離增大而增大，更傾向于考察基本公式應(yīng)用和遠(yuǎn)震情況，A為最直接解釋。7.A解析思路：地震波在遇到不同物理性質(zhì)（主要是波速）的介質(zhì)分界面時(shí)，一部分能量會(huì)返回到原介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為反射。8.B解析思路：S波是體波，需要介質(zhì)提供剪切力才能傳播，而液體和氣體不能抵抗剪切力，因此S波無法穿過液態(tài)外核。這一現(xiàn)象是推斷外核為液態(tài)的主要證據(jù)之一。9.C解析思路：地震反射勘探的核心是利用人工震源產(chǎn)生的波在地下不同界面（如地層分界、油氣藏頂部）發(fā)生反射，通過測(cè)量反射波到達(dá)接收器的旅行時(shí)間和強(qiáng)度，結(jié)合波在介質(zhì)中的傳播速度信息，來推斷地下界面的深度、位置和性質(zhì)。10.D解析思路：地震波主要用于研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、尋找礦產(chǎn)資源、監(jiān)測(cè)地殼活動(dòng)等。測(cè)量地月距離通常使用激光測(cè)距等天文方法。二、填空題1.縱；橫；縱；橫解析思路：地震波基本類型分為縱波（P波）和橫波（S波）?？v波振動(dòng)方向與傳播方向平行，可穿過多相介質(zhì)；橫波振動(dòng)方向與傳播方向垂直，只能穿過固態(tài)介質(zhì)。2.入射；入射解析思路：當(dāng)波垂直入射時(shí)，入射角θ1為0度，根據(jù)斯涅爾定律n1sin(0°)=n2sin(θ2)，則sin(θ2)=0，所以折射角θ2也為0度。反射角等于入射角。3.古登堡；2900解析思路：地幔與地核之間的分界面稱為古登堡面（Gutenbergdiscontinuity），其平均深度約為2900千米。4.旅行時(shí)；時(shí)間解析思路：地震波從震源傳播到觀測(cè)點(diǎn)的行程所花費(fèi)的時(shí)間稱為旅行時(shí)。P波和S波到達(dá)的時(shí)間差可用于計(jì)算震源距離。5.旅行時(shí)；振幅（或強(qiáng)度）解析思路：地震反射勘探依賴于反射波的旅行時(shí)來確定反射界面的深度，以及反射波的振幅（或強(qiáng)度）來推斷界面的性質(zhì)和大小。三、簡(jiǎn)答題1.答：主要區(qū)別在于：振動(dòng)方向：P波振動(dòng)方向與波傳播方向平行，S波振動(dòng)方向與波傳播方向垂直。傳播速度：P波速度總比S波快。傳播介質(zhì)：P波可以穿過固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)，S波只能穿過固態(tài)介質(zhì)，不能穿過液體和氣體。解析思路：此題考察對(duì)P波和S波基本性質(zhì)的掌握，需分振動(dòng)方式、速度、傳播介質(zhì)三個(gè)維度進(jìn)行比較。2.答：地震波在傳播過程中遇到兩種不同物理性質(zhì)（主要是波速）介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分能量會(huì)返回到原介質(zhì)中繼續(xù)傳播的現(xiàn)象稱為反射。發(fā)生反射的基本條件是存在兩種性質(zhì)不同的介質(zhì)分界面。解析思路：此題考察對(duì)反射現(xiàn)象定義和條件的理解，需明確反射是能量返回原介質(zhì)，且前提是存在分界面。3.答：因?yàn)镾波是體波，其傳播依賴于介質(zhì)的剪切模量（抵抗剪切變形的能力）。液體和氣體不能抵抗剪切力，即它們的剪切模量為零，因此S波無法在液態(tài)介質(zhì)中傳播。地球外核既然能傳播S波，說明其不是完全液態(tài)；而S波無法穿過外核到達(dá)內(nèi)核，說明內(nèi)核是固態(tài)或具有極高的粘滯性，能夠傳播S波。這一事實(shí)是推斷地球外核為液態(tài)、內(nèi)核可能為固態(tài)的重要依據(jù)。解析思路：此題考察對(duì)S波傳播機(jī)制和地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)推斷的理解，需解釋S波依賴剪切模量，液體無剪切模量，以及由此對(duì)地球內(nèi)核狀態(tài)的推斷。四、計(jì)算題解：設(shè)震源距離觀測(cè)點(diǎn)距離為d。P波傳播時(shí)間tP=d/vPS波傳播時(shí)間tS=d/vS根據(jù)題意，P波比S波早到5.0秒，即tS-tP=5.0秒。代入速度和時(shí)間關(guān)系：d/vS-d/vP=5.0d*(1/vS-1/vP)=5.0d=5.0/(1/vS-1/vP)d=5.0/(1/4.5km/s-1/8.0km/s)d=5.0/(0.2222-0.1250)km/sd=5.0/0.0972km/sd≈51.5km答：震源距離觀測(cè)點(diǎn)的距離約為51.5千米。解析思路：利用P波和S波的速度差以及時(shí)間差，建立關(guān)于距離d的方程，通過代入數(shù)值計(jì)算得到結(jié)果。五、論述題答：地震波反射法勘探油氣資源的基本原理是利用人工震源（如炸藥或振動(dòng)源）在地面激發(fā)地震波，這些波在地下不同密度的地層界面（如巖石層與疏松沉積物層之間，或油氣藏與圍巖之間）發(fā)生反射，一部分能量返回地表被檢波器接收。通過記錄和分析這些反射波的旅行時(shí)、振幅、頻率等信息，可以繪制出地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的剖面圖。其優(yōu)勢(shì)在于：1.探測(cè)深度大：地震波特別是縱波傳播距離較遠(yuǎn)，可以探測(cè)到地表以下幾千米甚至幾十千米的深度，滿足油氣資源勘探的需求。2.成像直觀：通過處理反射波數(shù)據(jù)，可以獲得地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的連續(xù)圖像，有助于識(shí)