20120618地球物理概论试卷-参考答案及评分标准

1━━━━━━━━━装━━━━━━━订━━━━━━━线━━━━━━━━━地球物理概论试卷总分90分答题时间120分钟题号一二三四五总分阅卷教师得分单选题（本大题共5小题，每题2分，共10分）：一、1、大陆地区的热量来源集中于（D）。A、软流层对流B、上地幔表层C、放射性源D、地壳表层2、地球形状不是指它的表面自然形状，而是通过重力场或反映重力场影响的卫星运动的测量而得到的(B)的形状。A、海平面B、大地水准面C、旋转椭球面D、地球表面状3、在地震记录图上，最先出现的波的类型是（B）A、地震尾波B、体波C、全球震荡波D、面波4、在地球磁偏图和地球磁倾图上，磁北极处的磁偏角为（C）。A、45度B、90度C、无定值D、0度5、经常用于计算震级的最稳定的波的类型是（A）。A、面波B、体波C、全球震荡波D、地震尾波填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分）：二、1、地球自转轴在空间的运动包括（进动）和章动。2、在电磁测深方法中，周期（越大），电磁场的穿透也深。3、某种放射性元素母核的数量衰减为原来一半所用的时间，叫该元素的（半衰期）。4、相邻行星的公转轨道半径之比an+1/an近似为常数，在（1.69）数值附近。5、岩石、矿物的放射性年龄，由放射性元素的子元素数量(D)与母元素数量(N)之比(D/N)决定，这个比值的测量原理和技术称为放射性同位素测龄。放射性测龄的一个重要环境条件是（系统封闭）。判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分）：三、（R）1、地球内部放射性热源的指数热产率模型更接近实际。（R）2、一个固体介质对拉伸(或挤压)应力的阻力愈大，杨氏模量E的数值愈大。（W）3、勒夫波的质点运动轨迹为逆进椭圆，其长轴垂直于地面，其短轴与波的前进方向一致。（R）4、地球自转速度包括一些短期变化，其中1年以下的周期变化是由固体潮引起的。（W）5、艾里(Airy)假说认为，喜马拉雅山是由地壳柱体构成,柱体密度随地形高度而改变。（R）6、当星际云物质密度小于罗奇密度时，星际云物质将会瓦解。（R）7、重力完全布格异常，一般在较高陆地上有明显大的负值，而在大洋处有明显大的正值。阅卷教师得分阅卷教师得分阅卷教师得分试卷序号：班级：学号：姓名：2（W）8、大陆地区热流与地质构造间显示出依存关系。一般而言，越年轻、越活动的地区，其热流值越低，反之，越古老、越稳定的地区的热流值越高。（W）9、地理极随时间在地面上的移动曲线叫极移曲线。在极移曲线上有一个明显的周期成分，即钱德勒晃动，相应周期为10个月。（W）10、同一质量的物体在各处产生的重力异常应该都一样。名词解释（本大题共6小题，每题2分，共12分）：四、1．大地水准面参考答案：平均海平面在地下的自然延伸，为一重力等位面。评分标准：平均海平面在地下的自然延伸（1分）；重力等位面（1分）。2．大地热流参考答案：地球表面上单位时间单位面积流出的热量。评分标准：单位时间（1分）；单位面积流出的热量（1分）。3．岁差参考答案：进动方向与地球自转方向相反为自东向西，以每年50角度秒西移，在天文上叫做岁差。评分标准：进动方向与地球自转方向相反为自东向西（1分）；以每年50角度秒西移（1分）。4．热点参考答案：自下地幔向上涌的柱状热物质在地面上对应的点叫热点。评分标准：自下地幔向上涌的柱状热物质（1分）；在地面上对应的点叫热点（1分）。5．地心纬度和天文纬度参考答案及评分标准：地面上任意一点与地心的连线与赤道面的夹角为地心纬度（1分）；地面上任意一点的铅垂线与赤道面的夹角为天文纬度。（1分）6．自由空气校正和布格校正参考答案及评分标准：在自由空气中一定高度处，由于观测点到地心的距离与参考面到地心的距离不相同，从而引起重力差异，将该差异消除叫自由空气校正。（1分）；布格校正包括了自由空气校正，中间层校正和地形校正。（1分）五、简答题（本大题共6小题，共48分）：1．解释自由空气校正和布格校正的目的，并说明这些校正通常是加到勘测重力值中还是从勘测重力值中减去（即校正值的正负）。（8分）参考答案及评分标准：A．自由空气校正：目的是消除测点与地心距离的不同引起的重力差异。大陆地面为正，船上不需要自由空气校正，潜水艇为负。（4分）B．布格校正：目的是消除测点与地心距离的不同引起的重力差异和测点与海平面之间物质引起的重力差异及测点周围与平阅卷教师得分阅卷教师得分3板差异的地形引起的重力差异。大陆地面为负，海上需要把测点下面的海水层用地壳物质来替换，为正。（4分）2．地球内部的能源来源可能有哪些？地球内部有几种传热机制，分别是什么？（10分）参考答案及评分标准：能源来源可能有：（1）长寿命的放射性元素，它们的寿命可以和地球的年龄相比，在能量平衡中占很重要的地位；（1分）（2）短寿命的放射性元素，（1分）（3）地球形成时的引力能（1分）（4）地核的形成，（1分）（5）地球的旋转能（1分）传热机制：（1）热传导（1分）（2）热辐射（1分）（3）激子（1分）（4）物质迁移（2分）3．岩石天然剩余磁场主要获得途径是什么？（10分）参考答案及评分标准：1.热剩磁——当岩浆温度降到其中所含铁磁矿物的居里点一下，这些矿物被当时当地的地磁场磁化；（2分）2.等温剩磁——处于能量最小状态的铁磁性物质，在外磁场的作用下，磁畴壁发生移动，自发磁化与外场同方向的磁畴将扩大，物体获得外磁场方向的宏观磁化，当外场够强时，磁畴壁越过了高能级的位垒，去掉外场后，畴壁不能复原，物体获得了剩余磁化。该过程获得的剩余磁性称为等温剩磁；（2分）3.粘滞剩磁——是同时间相联系的等温剩磁，即把磁性物质放在磁场中，只要时间很长，即使磁场很弱，也会被外磁场慢慢磁化；（2分）4.沉积剩磁——由于组成岩石的磁性矿物在沉积过程中受到地磁作用儿定向排列所获得；（2分）5.化学剩磁——在成岩过程中由于氧化等化学反应，相变或结晶，增长等原因获得。（2分）4．列举组成地球岩石圈的六大板块和六个较小的板块。说明板块构造学说的主要依据。（8分）参考答案及评分标准：（一）、地球岩石圈的六大板块和六个较小的板块：六大板块：亚欧板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、美洲板块、南极洲板块。（1分）六个较小的板块：阿拉伯板块、菲律宾板块、加勒比板块、科科斯板块、纳斯卡板块、斯科舍板块。（1分）（二）、板块构造学说的主要依据：海底扩张理论依据：a)大洋海岭（1分）它是地壳扩张的产物，由于扩张运动，岩浆沿扩张裂缝喷发而出，形成了新的地壳，并把老的岩层挤向两侧。因此，离海岭中心轴越远，岩石就越老，而离中心轴越近，岩石就越新。b)深海沟（1分）深海沟是在大陆与大洋之间靠大洋一侧的地方。一个板块向下俯冲到另一板块之下时，一边下垂，一边上翘，这中间就形成了海沟。海沟是板块构造俯冲带开始的地方，也是板块构造挤压活动的场所c)岛弧（1分）d)转换断层与错断带（1分）i.大陆漂移学说依据：4a)古地磁（1分）b)古生物学证据（1分）5、试用费马原理推导证明Snell定律（要求画图）。（6分）参考答案及评分标准：射线经过介质内部的间断面时，其方向要发生突然变化。假设间断面两边有两个很接近的点P、Q很接近，PO和OQ都很短，近似认为它们都是直线，设扰动从P传到Q所用的时间为t,t=v1PO+vOQ2=vxh1221+vxah2222)(（3分）根据费马原理0t，即0't,'t=v11xhx22122+v21)(2222)(2xahax=0（2分）sini1=xhx221,sini2=)(222xahax化简整理得：vi11sin=vi22sin（1分）6、试推导球对称分层地球情况下的广义Snell定律。（6分）参考答案及评分标准：假设介质是由均匀的同心球层组成（如上图），各层中的波速分别为,...,21vv，地震射线在各层之间的界面上将会发生折射，由snell定律有：2111sinsinvivi（2分）在三角形OA1A2中，应用正弦定理1221sinsinriri（2分）上面两式消去1i可得：222111sinsinvirvir（2分）当层数无限增加，波速随r连续变化时，射线成为一条光滑的连续曲线，仍有pviRrvir00sinsin其中R为地球半径，00,vi分别为地表处的入射角和波速；R,00,vi都是常数。因此p也是常数。这就是球层介质中的折射定律。