2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——地下地震波傳播與內(nèi)地球成考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種地震波是縱波？A.Love波B.Rayleigh波C.P波D.Surfacewave2.地震波速度主要取決于介質(zhì)的什么性質(zhì)？A.密度B.磁化率C.振動(dòng)方向D.溫度3.斯涅爾定律主要描述了什么現(xiàn)象？A.地震波的反射B.地震波的折射C.地震波的衰減D.地震波的散射4.地震波在分界面上的反射系數(shù)主要取決于什么？A.入射角B.介質(zhì)類(lèi)型C.頻率D.以上都是5.地球內(nèi)部最可能的物質(zhì)狀態(tài)是？A.固態(tài)B.液態(tài)C.氣態(tài)D.以上都有可能6.地幔的主要組成部分是？A.礦物B.元素C.地幔物質(zhì)D.以上都是7.地核的主要成分是？A.鐵和鎳B.鋁和硅C.鈣和鎂D.氧和碳8.地震波速度隨深度增加而增加的現(xiàn)象主要發(fā)生在？A.地殼B.上地幔C.下地幔D.地核9.地震震源機(jī)制解主要用于研究？A.地震波的速度結(jié)構(gòu)B.地震波的震相C.地震的震源位置D.地震的震源性質(zhì)10.地球化學(xué)成分研究表明，地殼和地幔的顯著區(qū)別在于？A.元素種類(lèi)B.元素含量C.礦物類(lèi)型D.物理性質(zhì)二、填空題（每題2分，共20分）1.地震波分為_(kāi)_____波和______波兩大類(lèi)。2.P波的振動(dòng)方向與波的傳播方向______。3.S波的振動(dòng)方向與波的傳播方向______。4.地震波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其能量會(huì)逐漸______。5.地球內(nèi)部大致可以分為地殼、______和______三個(gè)圈層。6.地幔中存在一個(gè)地震波速度顯著降低的界面，稱(chēng)為_(kāi)_____。7.地核可以分為_(kāi)_____和______兩部分。8.地震波在分界面上發(fā)生反射和折射時(shí)，反射波和折射波的振動(dòng)方向與入射波的振動(dòng)方向______。9.地球的主要化學(xué)成分是______和______。10.地球內(nèi)部的圈層結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)______研究發(fā)現(xiàn)的。三、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.已知P波在地殼中的速度為8.0km/s，S波在地殼中的速度為4.5km/s。假設(shè)一地震震源在地殼下方10km處，求P波和S波到達(dá)地表的時(shí)間差。2.假設(shè)地震波從地殼進(jìn)入地幔時(shí)，P波的速度從8.0km/s增加到8.5km/s，S波的速度從4.5km/s增加到7.0km/s。如果入射角為30°，求反射角和折射角。3.已知地核的半徑約為3480km，P波在地核中的速度約為8.0km/s。求P波穿過(guò)地核所需的時(shí)間。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共40分）1.簡(jiǎn)述P波和S波的主要區(qū)別。2.簡(jiǎn)述地震波反射和折射的基本原理。3.簡(jiǎn)述地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)的主要依據(jù)。4.簡(jiǎn)述地震震源機(jī)制解的基本原理及其意義。五、論述題（20分）試述地震波速度結(jié)構(gòu)對(duì)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究的貢獻(xiàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.D5.A6.D7.A8.C9.D10.B二、填空題1.體，面2.平行3.垂直4.衰減5.地幔，地核6.古登堡界面7.外核，內(nèi)核8.不變9.氧，硅10.地震波三、計(jì)算題1.解析：P波走時(shí)t_P=10km/8.0km/s=1.25s；S波走時(shí)t_S=10km/4.5km/s≈2.22s；時(shí)間差Δt=t_S-t_P=2.22s-1.25s=0.97s。答：P波和S波到達(dá)地表的時(shí)間差為0.97秒。2.解析：根據(jù)斯涅爾定律sini/sinr=v1/v2和sini/sinr'=v1/v1'。反射角r=i。折射角r'滿足sinr'=(v1/v2)*sini=(8.0km/s/7.0km/s)*sin30°≈0.5714。r'≈arcsin(0.5714)≈34.8°。反射角為30°，折射角約為34.8°。答：反射角為30°，折射角約為34.8°。3.解析：P波穿過(guò)地核的路徑長(zhǎng)度約為直徑，即2*3480km=6960km。時(shí)間t=路徑長(zhǎng)度/速度=6960km/8.0km/s=870s。答：P波穿過(guò)地核所需的時(shí)間為870秒。四、簡(jiǎn)答題1.解析：P波是縱波，振動(dòng)方向與傳播方向平行，可以是壓縮波或稀疏波；S波是橫波，振動(dòng)方向與傳播方向垂直，只能是剪切波。P波可以在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)中傳播，S波只能在固態(tài)介質(zhì)中傳播。P波速度通常比S波快。2.解析：當(dāng)?shù)卣鸩◤囊环N介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，在分界面上會(huì)發(fā)生部分能量反射和部分能量折射。反射角等于入射角。折射現(xiàn)象遵循斯涅爾定律，即入射角正弦與折射角正弦之比等于兩種介質(zhì)中波速之比。反射波和折射波的振動(dòng)方向通常保持在與入射波相同的平面內(nèi)。3.解析：主要通過(guò)分析地震波（特別是P波和S波）在不同深度上的傳播速度（走時(shí)）變化來(lái)推斷地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，P波速度增加和S波速度增加的區(qū)域通常意味著密度和剛性增加，表明可能是固態(tài)；S波速度消失的區(qū)域表明介質(zhì)不能承受剪切應(yīng)力，可能是液態(tài)；古登堡界面是P波速度突然下降、S波速度消失的界面，標(biāo)志著地幔和地核的邊界。4.解析：地震震源機(jī)制解基于雙力偶模型，通過(guò)分析特定地震的P波初動(dòng)圖（地震圖），推斷震源的位置、震源機(jī)制解（表示震源斷層面的走向、傾向、滑動(dòng)角等參數(shù)）以及震源矩張量。其意義在于揭示地震發(fā)震的物理過(guò)程，即地殼斷裂的方式和性質(zhì)，為理解構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和地震預(yù)測(cè)提供重要信息。五、論述題解析：地震波速度是地球介質(zhì)的物理屬性之一，其變化反映了地球內(nèi)部物質(zhì)性質(zhì)（密度、彈性模量等）和結(jié)構(gòu)（圈層、界面、異常體等）的差異。通過(guò)精確測(cè)量地震波的走時(shí)（旅行時(shí)）和到達(dá)時(shí)間，可以繪制地震走時(shí)圖，反演出地球內(nèi)部的等速線。這些等速線圖揭示了地球內(nèi)部存在明顯的圈層結(jié)構(gòu)，如地殼、地幔和地核，并確定了它們之間的邊界（莫霍界面、古登堡界面）。不同圈層內(nèi)部的速度差異，例如地幔中低速帶的發(fā)現(xiàn)、轉(zhuǎn)換波走時(shí)異常等，為識(shí)別地幔對(duì)流、地核狀態(tài)（液核或固態(tài)