2025年大學《物理學》專業(yè)題庫——物理學對海洋科學的貢獻考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填在題后的括號內(nèi)。）1.下列哪一項不是海洋光學研究中關(guān)注的主要物理量？A.輻射強度B.吸收系數(shù)C.海水密度D.散射系數(shù)2.聲波在海水中的傳播速度主要取決于？A.聲源頻率B.海水中的雜質(zhì)含量C.海水的溫度、鹽度和壓力D.接收器的類型3.海水密度分層的主要驅(qū)動因素是？A.海洋生物活動B.海水中的溶解氣體C.海水的溫度和鹽度差異D.風應力作用4.地球磁場在海洋地質(zhì)勘探中主要利用其哪一特性？A.磁場強度隨深度增加B.磁異常與海底巖石磁性有關(guān)C.磁場能穿透海水極深D.磁場方向完全由太陽決定5.風生大洋環(huán)流的主要驅(qū)動力是？A.地球自轉(zhuǎn)偏向力B.海水密度的垂直差異C.海面風應力D.海底地形摩擦力6.以下哪種現(xiàn)象是由于海水溫度和鹽度垂直分布不均引起的？A.潮汐B.內(nèi)波C.溫躍層D.地轉(zhuǎn)流7.測量海水中溫度、鹽度和深度的常用儀器是？A.聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）B.溫鹽深（CTD）儀C.海底重力儀D.水下聲納8.光在水中的穿透深度與下列哪個因素主要成反比關(guān)系？A.海水散射系數(shù)B.海水吸收系數(shù)C.光源強度D.海水粘度9.利用聲波進行水下通信的主要優(yōu)勢是？A.傳輸速度極快B.可在所有頻率下有效傳播C.不受海水鹽度影響D.能穿透海底巖石10.海洋遙感中，水色遙感主要探測的是？A.海水溫度分布B.海水鹽度分布C.海水中浮游植物色素含量D.海底地形地貌二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.光在水中的衰減主要由__________和__________引起。2.聲波在海水中的傳播損失主要與距離的__________以及海水本身的__________有關(guān)。3.海氣之間通過__________和__________進行熱量交換。4.地轉(zhuǎn)流是海水在__________力與__________力平衡下形成的流動。5.地震波中的__________波（P波）可以用來探測海底以下的地殼結(jié)構(gòu)。6.海洋中的__________現(xiàn)象使得光在水下的穿透深度有限。7.浮力是指單位體積物體所受到的__________力與__________力的差值。8.海洋環(huán)流可以分為風生環(huán)流和__________環(huán)流。9.海洋電磁學方法中，__________法常用于探測海底電性結(jié)構(gòu)和沉積厚度。10.水下聲納系統(tǒng)通常包括__________和__________兩部分。三、簡答題（每題5分，共25分。）1.簡述光在水中的散射過程及其對水下能見度的影響。2.解釋什么是聲納的分辨率，并簡述影響聲納分辨率的主要因素。3.簡述海洋環(huán)流的主要驅(qū)動機制及其對全球氣候的影響。4.為什么說溫躍層是海洋中的一個重要環(huán)境邊界層？5.簡述利用聲波進行海底深度測量的基本原理。四、計算題（每題10分，共20分。）1.已知某海域海水的溫度為15°C，鹽度為35PSU，壓力為1000dbar。若聲波在該條件下的傳播速度為1480m/s，求該聲波以30°角入射到平坦海底時的反射聲波延遲時間（假設忽略多次反射，只考慮一次反射）。2.假設一束平行光垂直入射到純凈水表面，海水的吸收系數(shù)為0.1m?1，散射系數(shù)為10m?1。求：(1)該光束在水中的消光系數(shù)；(2)該光束在水下傳播10米后的強度衰減了多少？（假設初始強度為I?）五、論述題（15分。）結(jié)合你所學的物理學知識，論述物理學在海洋資源勘探（如油氣、礦產(chǎn)資源）中的應用，并分析其中涉及的主要物理方法和基本原理。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.C6.C7.B8.B9.D10.C二、填空題1.吸收，散射2.二次方，吸收3.輻射，對流4.地轉(zhuǎn)，慣性5.P6.光衰減7.重力，浮力8.密度9.電磁10.發(fā)射，接收三、簡答題1.解析思路:需要說明光與水分子及水中懸浮顆粒相互作用導致光線改變傳播方向。散射使水下能見度降低，因為光線被散射到不同方向，減少了沿原方向傳播到觀察者的光線強度，使人眼難以看清水下物體或遠處。2.解析思路:需要定義聲納分辨率（區(qū)分兩個目標或分辨兩目標回波的能力）。主要影響因素包括：聲納工作頻率（頻率越高，分辨率越高）、聲源孔徑（孔徑越大，分辨率越高）、距離（距離越遠，分辨率越差）以及接收機的噪聲水平。3.解析思路:需要指出風生環(huán)流由風應力驅(qū)動，地轉(zhuǎn)流由地球自轉(zhuǎn)和密度差異（溫鹽結(jié)構(gòu)）驅(qū)動。解釋這些環(huán)流如何通過洋流輸送熱量和物質(zhì)，從而影響全球熱量平衡、氣候模式（如厄爾尼諾、拉尼娜）和海洋生態(tài)系統(tǒng)的分布。4.解析思路:需要說明溫躍層是海水中溫度隨深度急劇變化的一層。解釋其物理意義：它是密度躍層的主體，導致海水垂直混合受阻，影響營養(yǎng)物質(zhì)上下輸送、浮游生物垂直遷移、聲波和水流在垂直方向的傳播等，是海洋垂直結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特征。5.解析思路:需要說明利用聲波（如回聲測深原理）進行海底深度測量的基本方法：聲波發(fā)射器向海底發(fā)射聲脈沖，聲波到達海底后反射回接收器，測量聲波從發(fā)射到接收的總時間，根據(jù)聲波在海水中的已知傳播速度，利用時間乘以速度再除以二（或使用速度的平方乘以時間除以四）來計算海底深度。四、計算題1.解析思路:計算反射聲波傳播的總路徑長度。入射角等于反射角?？偮窂綖槁暡ǖ胶５自俜祷氐男边呴L度，即2倍的水下深度。水下深度h=(v*t)/2。反射聲波傳播的總路徑長度L=2*h=v*t。延遲時間即為聲波往返一次所需時間t=L/v。將角度、速度、壓力（本題未直接影響速度計算，但提示了實際影響因素）代入公式即可。注意單位統(tǒng)一，此處假設速度為常數(shù)，實際中壓力影響速度。2.解析思路:(1)計算消光系數(shù)α。根據(jù)Beer-Lambert定律，消光系數(shù)α=吸收系數(shù)μa+散射系數(shù)μs。將給定數(shù)值代入即可。(2)計算強度衰減。光強I(t)=I?*e^(-αt)。傳播10米，t=10m。衰減量ΔI=I?-I(t)=I?*(1-e^(-αt))。將α和t的值代入公式計算即可。五、論述題解析思路:需要系統(tǒng)闡述物理學如何為海洋資源勘探服務。*地質(zhì)物理方法:重點介紹地震勘探。解釋原理：利用人工激發(fā)的地震波（P波、S波）在地下不同介質(zhì)（地層、斷層、異常體如油氣藏、礦體）中傳播速度的差異，通過接收和分析反射/折射波到達的時間、強度、波形等信息，繪制地下結(jié)構(gòu)圖像。涉及物理學知識：波動理論（波速、反射、折射定律）、聲學、地質(zhì)力學。*地球物理場法:簡述重力勘探和磁法勘探。