Question

臺北消息：1999年9月21日凌晨，臺灣南投地區發生了7.6級大地震，它是由臺灣中部大茅雙冬及車籠鋪兩塊斷層受到擠壓，造成劇烈上升及平行移位形成的，已知地震波分三種：縱波(P波)，速度v_P＝9.9km/s；橫渡(S波)，速度v_S＝4.5km/s；面波(L波)位于震源，速度v_L＜v_S，在淺源地震中破壞力最大．

(1)位于震源上方的南投地區某中學實驗室內水平擺A與豎直擺B(如圖甲)，地震發生時最先劇烈振動的是哪個擺？

(2)臺中市地震觀測臺記錄到的地震曲線假若如圖乙所示，則由圖可知a、b、c三種波各對應于哪種地震波？若曲線圖上測得P波與S波的時間差為7.6s，則地震臺距震源(Z)多遠？

(3)假若地震P波沿直線傳播到臺中市時，當地某標志物振動方向沿圖丙中ZT方向，測得某時刻該標志物的水平位移x＝23.1mm，豎直分位移y＝0.4mm，試由此估算震源深度h．

(4)預測預報地震的方法較多，一種是吸收法測量地下水滲解氣體的量，如二氧化碳或氧氣，然后繪制成曲線，為了獲得氧氣的吸收溶液，配制方法如下：在250mL錐形瓶中加入24g焦性沒食子酸[鄰苯三酸C₆H₃(OH)₃]，再注入160mL 21％的氫氧化鉀溶液，用塞子塞好并振搖至固體完全溶解，焦性沒食子酸的堿性溶液具有較強的還原能力，吸收氧氣后生成(KO)₃C₆H₂－C₆H₂(OK)₃，試寫出配制及吸收過程的化學方程式．

Answer 1

答案：
解析：

由題意不妨建立這樣一種物理模型：由震源Z處同時向各個方向發出三種波，機械波向前做勻速運動(如下圖所示)，在南投地區，縱波最先到達，使地面沿ZN(即上下)方向振動，其次是橫波，使地面沿垂直于ZN(即地表)方向振動，最后到達的是面波，由于B擺的振動方向與縱波的方向一致，所以最先振動的是B擺，A擺的振動方向和橫波的振動方向一致，因此要晚振動一點． 　　(1)最先振動的是B擺． 　　(2)a為P波(縱波)，b為S波(橫波)，c為L波(面波)．地震臺距震源距離s，則＝t得s＝62.7km 　　(3)縱波沿ZT方向傳播，因yx，由幾何知識有 　　得h＝1.1km 　　(4)C6H3(OH)3＋3KOH→C6H3(OK)3＋3H2O 　　4C6H3(OK)3＋O2→2(KO)3C6H2－C6H2(OK)3＋2H2O