2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地殼和地幔的強快震動考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.在地殼和地幔內(nèi)部傳播的主要地震波中，能夠橫穿P波無法通過的界面是：A.莫霍洛維奇界面(Moho)B.古登堡界面(Gutenberg)C.球核邊界D.速度間斷面2.下列關(guān)于地震波速度隨深度變化的描述，哪一項是正確的？A.地殼速度隨深度均勻增加B.上地幔頂部速度隨深度增加，但存在低速帶C.下地幔速度隨深度增加，且均勻一致D.核幔邊界處地震波速度發(fā)生劇變3.地震面波（如瑞利波和勒夫波）與體波（P波和S波）相比，其顯著特點是：A.只能在固體中傳播B.傳播速度比體波快C.能量衰減更快D.在自由表面附近振幅最大4.莫霍洛維奇界面（Moho）的主要識別依據(jù)是地震波在該界面發(fā)生：A.頻率顯著變化B.振幅急劇衰減C.縱波速度和密度的突然變化D.波型轉(zhuǎn)換5.地震層析成像（Tomography）的主要目的是：A.精確測定地震震源位置B.測量地震波振幅隨時間的變化C.反演地球內(nèi)部的密度結(jié)構(gòu)D.探測地殼和地幔內(nèi)部的速度異常6.對于一次發(fā)生在地殼淺層的地震，最先到達(dá)震中站的是：A.S波B.橫波C.縱波D.面波7.地震震源機制解通常用何圖示方法表示？A.地震等震線圖B.地震走時圖C.貝尼奧夫帶圖D.斯通尼茨基橢圓（或稱震源破裂解圖）8.上地幔中存在的低速帶（D”）對地震波的傳播產(chǎn)生的主要影響是：A.使通過該帶的地震波速度顯著降低B.導(dǎo)致地震波在該帶發(fā)生強烈散射C.改變地震波的能量傳播方向D.使地震波振幅顯著增大9.地震波在地殼和地幔中傳播時，其振幅會隨距離增加而衰減，這種現(xiàn)象稱為：A.波的反射B.波的折射C.波的散射D.波的衰減10.利用地震波走時數(shù)據(jù)推斷地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本原理是：A.勒夫數(shù)的定義B.斯通尼茨基關(guān)系式C.尼奎斯特頻率定理D.霍布森定律二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題橫線上。）1.地震波按傳播方式可分為______波和______波。2.P波可以通過______介質(zhì)傳播，而S波不能通過______介質(zhì)傳播。3.地震波在地殼和地幔中傳播時，其速度主要取決于介質(zhì)的______、______和______。4.識別莫霍洛維奇界面的關(guān)鍵現(xiàn)象是縱波速度和密度的______。5.地幔可以大致分為______、______和核幔邊界。6.地震面波包括______波和______波，它們只能在______中傳播。7.地震震源機制解可以提供關(guān)于震源______、______和______的信息。8.地震層析成像利用地震波的______差異來反演地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。9.地震波在介質(zhì)分界面處會發(fā)生______和______現(xiàn)象。10.強快震動（地震波）研究對于理解______和______具有重要意義。三、簡答題（每題5分，共20分。）1.簡述P波和S波的主要物理性質(zhì)及其區(qū)別。2.簡述地震波反射和折射的基本原理。3.簡述莫霍洛維奇界面（Moho）的定義及其地質(zhì)意義。4.簡述地震震源機制解的基本概念及其主要用途。四、計算題（每題10分，共20分。）1.假設(shè)地震發(fā)生在地表下10km處，P波在地殼中的速度為8km/s，S波的速度為4km/s。請計算P波和S波到達(dá)距震源20km處的地震臺站所需的時間。2.已知地震波從地表某點出發(fā)，穿過莫霍洛維奇界面進(jìn)入地幔，假設(shè)上地幔速度為8km/s，地幔速度為13km/s，莫霍洛維奇界面深度為35km。請估算該地震波穿過莫霍洛維奇界面所需的時間（假設(shè)為垂直穿透）。五、分析題（10分。）假設(shè)你獲得了一條記錄到的地震波形，其中P波到達(dá)后約3秒出現(xiàn)了S波，再過5秒后出現(xiàn)了清晰的瑞利波。根據(jù)這些信息，結(jié)合你所學(xué)的地球物理學(xué)知識，對該地震波傳播路徑和地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要分析。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.A4.C5.D6.C7.D8.A9.D10.B二、填空題1.體，面2.固體，液體3.密度，彈性模量，泊松比4.異常5.上地幔，下地幔6.瑞利，勒夫，固體7.方向，機制，大小8.走時9.反射，折射10.地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，地震災(zāi)害防御三、簡答題1.解析思路：區(qū)分P波（縱波）和S波（橫波）是地震學(xué)的基礎(chǔ)。需要分別說明兩者的振動方向與傳播方向的關(guān)系，以及能否穿越液體。*P波：振動方向與波的傳播方向一致，可沿固、液、氣體傳播。*S波：振動方向與波的傳播方向垂直，只能沿固體傳播，不能在液體和氣體中傳播。2.解析思路：反射和折射是波在遇到兩種不同介質(zhì)分界面時發(fā)生的普遍現(xiàn)象。需要簡述波入射到界面時，部分能量返回原介質(zhì)（反射），部分能量進(jìn)入另一介質(zhì)并改變傳播方向（折射）。可以簡單提及反射角、入射角與折射角之間的關(guān)系（反射定律、折射定律）。3.解析思路：明確莫霍洛維奇界面的定義（地殼與上地幔之間的界面）和識別依據(jù)（P波速度和密度的突變）。強調(diào)其地質(zhì)意義（標(biāo)志著地殼結(jié)束、上地幔開始，是地球重要的化學(xué)和物理界面）。4.解析思路：震源機制解是研究震源物理過程的重要工具。需要說明其基本概念（通過分析到達(dá)震中臺的P波初動（或面波）極性，反推震源在球面上的投影——斯通尼茨基橢圓，以及震源破裂的方向、滑動方式等）。主要用途包括確定震源機制解（走時解或斷層解）、推斷斷層類型、滑動方向、發(fā)震機制、應(yīng)力軸等。四、計算題1.解析思路：計算波傳播時間，使用公式：時間=距離/速度。分別計算P波和S波傳播到20km處所需的時間。*P波時間=20km/8km/s=2.5s*S波時間=20km/4km/s=5.0s*注意：題目簡化了路徑，假設(shè)直線傳播且速度恒定。2.解析思路：計算垂直穿透莫霍洛維奇界面所需的時間。需要分別計算波在上地幔和地幔中傳播的時間，然后相加。由于是垂直穿透，上地幔和地幔的路徑長度均為界面深度。*上地幔傳播時間=35km/8km/s=4.375s*地幔傳播時間=35km/13km/s≈2.692s*總時間≈4.375s+2.692s≈7.067s五、分析題解析思路：1.時間間隔分析：P波到達(dá)后3秒S波到達(dá)，S波到達(dá)后5秒瑞利波到達(dá)。P-S時間間隔為3秒，S-R時間間隔為5秒。這個時間間隔符合地震波在地殼中傳播的一般規(guī)律，P波速度最快，S波次之，面波最慢。2.速度推斷：假設(shè)地震發(fā)生在地表，P、S、R波均從震源傳播到接收臺。P波和S波到達(dá)的時間間隔可以大致反映震源到臺站之間地殼的平均P波速度和S波速度。瑞利波比S波晚到的時間可以反映其傳播速度相對較慢。3.結(jié)構(gòu)推斷：單憑這一條波形記錄難以精確反演詳細(xì)結(jié)構(gòu)，但可以提供一些信息。例如，P波和S波到達(dá)的時間關(guān)系符合地殼存在一個莫霍洛維奇界面，且P波速度大于S波