Question

20．今年是唐山地震四十周年紀(jì)念，汶川地震八周年紀(jì)念，時(shí)光穿越災(zāi)難，也見證重生，我們?cè)趶U墟上又建設(shè)了美好家園．對(duì)于汶川地震，專家普遍認(rèn)為引發(fā)地震的原因是印度板塊往北推進(jìn)，向亞洲板塊擠壓并不斷地向亞洲板塊下插入，導(dǎo)致青藏高原迅速上升，并在高原的邊緣形成了地震多發(fā)的斷裂帶，其中就包括龍門山斷裂帶．汶川就位于龍門山斷裂帶上，這一地震帶非�；钴S，估計(jì)地震的震源就在此．地震時(shí)，由震源向四周傳播的彈性波我們就稱之為地震波．地震波按傳播方式分為三種類型：縱波、橫波和面波．縱波又稱疏密波，其特征是振幅小、周期短、傳播速度較快，是推進(jìn)波，最先到達(dá)震中，又稱P波，它使地面發(fā)生上下振動(dòng)，破壞性較弱．橫波又稱剪切波，其特征是振幅較大、周期較長(zhǎng)、傳播速度較慢，第二個(gè)到達(dá)震中，又稱S波，它使地面發(fā)生前后、左右抖動(dòng)，破壞性較強(qiáng)．面波又稱L波，是由縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波．面波的傳播速度最慢，但其周期最長(zhǎng)、振幅最大．因此，是地震引起地面破壞的主要力量．據(jù)資料記錄，汶川地震發(fā)生時(shí)，位于成都的某觀測(cè)站記錄的縱波和橫波到達(dá)的時(shí)間相差25s，并測(cè)得這兩種波的傳播速度約為9km/s和4km/s．實(shí)驗(yàn)還測(cè)得，地震波在幾種沉積巖中的波速如表所示：

巖石類型	速度（m/s）
濕砂	600～800
粘土	1200～2500
砂巖	1400～4500

對(duì)于地震波運(yùn)動(dòng)的全面了解，我們還需要理解波的其它性質(zhì)，比如波的干涉、衍射和共振等現(xiàn)象，科學(xué)家們?nèi)栽诶^續(xù)努力研究中．我們相信對(duì)于地震波了解的越多，人類躲避災(zāi)難的能力就越強(qiáng)．請(qǐng)仔細(xì)閱讀上面文章，回答下列問題：
（1）若在汶川地震中，位于震源上方的震中某中學(xué)地震測(cè)報(bào)組有單擺A與豎直彈簧振子B（如圖所示），請(qǐng)判斷地震發(fā)生時(shí)哪一個(gè)模型先有明顯振動(dòng)，并簡(jiǎn)要說明原因；
（2）利用汶川地震中的某些數(shù)據(jù)，估算成都某觀測(cè)站離震源的距離；
（3）某次地震中，一列橫波由粘土進(jìn)入濕砂中（設(shè)頻率不變），試分析說明此列波在哪種地質(zhì)結(jié)構(gòu)中衍射現(xiàn)象明顯．

Answer 1

分析 （1）地震波中有縱波和橫波，縱波傳播速度快．判斷誰(shuí)最先劇烈振動(dòng)，看什么波最先到達(dá)．
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式t=$\frac{s}{v}$和時(shí)間差，可以求出地震臺(tái)距震源的距離．
（3）波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯．由此分析．

解答 解：（1）B 先振動(dòng)；因?yàn)榭v波傳播速度較快            
（2）設(shè)成都某觀測(cè)站離震源的距離為x．
根據(jù)題意可得：
   $\frac{x}{4km/s}-\frac{x}{9km/s}=25s$
解得 x=180km
（3）粘土中衍射現(xiàn)象較明顯．
因頻率不變，據(jù)v=λf，波在粘土中波速大，波長(zhǎng)長(zhǎng)．        
答：
（1）B 先振動(dòng)；因?yàn)榭v波傳播速度較快．
（2）成都某觀測(cè)站離震源的距離為180km．
（3）粘土中衍射現(xiàn)象較明顯．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是了解橫波、縱波的特點(diǎn)．橫波的特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直；縱波的特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一條直線上．