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构造物理模拟实验研究中的关键问题-模板

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构造物理模拟实验研究中的关键问题

自然界的各种地质构造均是地壳岩石受力作用的结果。砂箱物理模拟实验因与地表具备相似的流变学特征,因而长期以来被国内外众多地质学者采用。自1815年霍尔在他的实验室用叠层厚布再现褶皱的形成和演化过程以来,构造物理模拟实验已经经历了巨大的改变与创新[1-3]。无论是从实验装置、实验材料、变形记录抑或是实验结果的分析与处理,都使得人们能够更加真实准确地再现地质变形过程与演化。同时,构造物理模拟实验的理论性研究也逐渐的系统和完善,诸如机制模拟模型和比例模拟模型的分类、变形几何学和解析方程的引用等。该文在查阅国内外大量文献的基础上,结合笔者长期以来从事的构造物理模拟实验,简要阐述构造物理模拟实验中的几个关键因素以及要注意的问题,以期为研究同行提供参考与借鉴。

1 实验条件的确定

边界几何条件

根据国内外学者的研究,构造物理模拟实验可以分为比例模拟模型和机制模拟模型两大类[4-5]。所谓比例模拟模型,是指针对实际地质体的实验模拟,即采用反演的方式,通过研究某一区域的地质背景,并结合概念模型实验的结果,提出一个或多个地质模型,反复实验直到与目标地质体相似,以确定其成因机制和边界条件。而机制模拟模型并不针对具体某一区域,而是对抽象地质模型的实验模拟,即采用正演的方式,研究分析构造变形要素(构造作用方式、边界几何条件、应变速率、内部结构和材料性质等)对变形机制的控制和影响。因此,在构造物理模拟实验的前期准备中,首选要根据研究对象确定模型类型。在比例模拟模型中,最重要的是研究区域/局部构造特征,即根据区域/局部构造野外的表现形式与其形变场的关系,深入分析褶皱类型、构造格架、受力方式。例如在分析褶皱构造时,应确定褶皱的空间类型与次序关系、动力源与主应力方向等,在分析构造格架时,应确定断裂的活动方式、伴生构造、组合与相互结构关系等。而在机针对抽象构造样式的机制模拟模型实验,其边界条件的确定则相对容易,只需对构造作用方式和内部结构等要素作定性的确定即可。

实验材料

岩石类型可分为脆性、脆-塑性和塑性,在地质体中,脆性岩石较为常见。目前构造物理模拟实验中使用最广泛的脆性材料为干燥石英砂,其粒径为~

mm,内摩擦角为29~31°,内摩擦系数约为,且粘聚力低,是模拟地壳浅层脆性变形的理想材料,同时,染色的石英砂并不会改变其物理属性,因而可以很好地作为标志层,方便实验的观察和记录。鉴于实际地质体中滑脱层的存在,在实验室状态下同样具备相应的模拟材料。目前,国内外学者模拟塑性层使用最多的有湿粘土、硅胶和微玻璃珠。湿粘土模拟历来备受重视,我国着名地质学家李四光就曾亲自用湿粘土做过山字型构造等模拟实验。硅胶粘度为×104 ,密度为 g/cm3,在低应变速率下具有牛顿流体特征。微玻璃珠的粘聚力几乎为零,内摩擦角25°,通常被用来模拟弱的滑脱层。无论是干燥的石英砂还是湿粘土,二者的摩擦行为是相似的,其摩擦特征均服从库伦破裂准则,只是石英砂的内聚强度比湿粘土要小得多。在同样边界条件下,实验中干燥的石英砂和湿粘土甚至可互相转换使用,只是由于内聚强度大小的不同会导致二者的变形特征有细微差别,暗示了速度对于不同实验材料的影响是非常小的。在湿粘土中,断层的产生和传播相对于其在干燥石英砂中慢得多。断层传播越慢,表明沿着小断层发生更多的变形,最终其构造样式更复杂,这与我们的实验结果有较高的一致性。

2 实验模型的建立

精细的构造解析和深入的力学分析是成功模拟实际地质体的先决条件,同时,全面准确的实验过程又会对野外构造现象的解释提供新的启发,在此基础上建立起来的实验模型才有更科学依据。通过前期确定某地区平面的和垂向的构造背景,甚至必要时做平衡剖面恢复和剥蚀量计算,才可进行模型的建立。砂箱实验模型与地表浅部构造变形原型之间的相似性是通过砂箱模拟实验来探讨构造变形问题的前提。物理模拟实验的相似性主要是几何学、运动学、动力学三方面的相似构造物理模拟实验模型的建立要遵循以下相似原则:(1)材料相似;(2)时间相似;(3)组合形式相似;(4)边界条件相似;(5)受力方式相似;(6

)几何尺寸相似。遵循了以上的相似原则之后,构造物理模拟实验首先要确定的就是构造作用方式,包括挤压、拉张、隆升等,其次确定材料结构展布特征,如材料布置的厚度、形状、滑脱层与标志层的关系等,最后要确定作用的速度。一般实验室的步进电机速度可以精确到×10-4 mm/s,而根据笔者前期系列实验的启发,较低的作用速度是相对合理、有效的。

3 实验过程的记录

构造物理模拟实验一般是在几十分钟甚至几十小时内完成的,因此实验的记录至关重要。目前国内外构造物理模拟实验室采用最多的记录方式有几下几种:相机定时拍照、粒子测速系统(PIV)全程记录、光纤光栅系统(FBG)全程监测、三维扫描系统全程扫描。相机的拍照记录一般是每变形 1 mm记录一次,

便于实验的观察和后期的处理。粒子测速系统(PIV)是随着近几年图像处理技术发展起来的,它能对每一个粒子进行动态速度监测,可以在不干扰测试对象的基础上实现全过程的动态测量,并得到瞬时速度场的矢量值,并可在其基础上进一步得到流线图和涡量等势图。光纤光栅系统(FBG)是分布于地质模型中的敏感元件,可全程进行应力-应变和温度的测量,可实现对构造物理模拟实验介质多方位的监测。

4 实验结果的处理

基于全方位监测系统的构造物理模拟实验,数据和结果的分析处理至关重要。根据McClay(20XX)提出的挤压实验模型解译图,挑选关键点照片进行相应处理,包括对构造楔形体相关参数的测量以及几何学特征的对比等,需要注意的是该过程人为因素影响较大,系列实验的测量应尽量避免。对于图像测速系统(PIV)储存的记录,进行速度矢量图的批量处理,速度场突变界限与形变节点具有高度一致性,而速度矢量与砂箱介质运动学共同揭示了砂箱楔形体动态变性特征,因此特别要注意那些发生形变时对应的图像。光纤光栅系统(FBG)的检测结果反映了应力-应变和温度的变化过程,应力极值点与构造变形点有很好的耦合性。最终结合三维扫描系统构建3D构造样式图,综合分析构造物理模拟的变形过程和构造样式。

5 结语

构造物理模拟实验对于地壳表层构造体系的重演具有独特优势,但其受控于多种因素的影响,这些因素包括实验前期与模型的设计、变形物质特性和动力学机制等,每一个环节对于实验结果的影响都至关重要,系统分析区域地质背景、严格确定边界几何条件、科学合理的设计模型是构造物理模拟实验的关键。此外,应尽量避免构造模拟过程中人为因素对实验结果的影响。

初三中考物理模拟试卷(含答案)

中考复习试题 20** 年中考物理模拟试题 1 第 1 卷(选择题) 注意事项: 本试卷分试题卷和答题卡两部分,请将答案答在答题卡上每题对应的答题区域内,答在试题卷上 无效.考试结束,请将本试题卷和答题卡一并上交. 一、选择题(共 10 小题,每小题只有一个符合题意的选项,请将这个选项前面 的字母代号用2B 铅笔在答题卡上填涂.每 小题 2 分,计 20 分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 1.一种新型保险柜安装有声纹锁,只有主人说出事先设定的暗语才能打开,别人即使说出暗语也打 不开锁.这种声纹锁辨别主人声音的依据是() A.音调 B .音色 C .响度 D .声速 2.图中的几种用电器的额定功率最接近1000 W 的是 ( ) 3.嫦娥一号承载着中华民族千年的奔月梦想从西昌成功发射,精确入轨;11 月 5 日,嫦娥一号成功 “牵手”月球,成为中国第一颗月球卫星。下列说法中不正确的是() A.火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的机械能 B.火箭发射上升时动能转化它的重力势能 C.围绕月球作匀速圆周运动机械能守恒 D.卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供 4.发电机和电动机的相继问世,使电能的大规模生产和利用成为现实,人类社会进入了电气化的时 代.如图所示的四幅图,其中属于电磁感应现象实验图及其应用图的是() A .①③

B .① ④ C.②③ D.② ④ 5、如图所示的压路机,关于它涉及到的物理知识,下列说法中错误的是() A.碾子由钢铁制成,利用了钢铁硬度大的特性

中考复习试题B.碾子质量很大,是为了增大对路面的压强 C.碾子很粗很宽,是为了减小对路面的压强 D.橡胶轮胎外表制有花纹,是为了增大与路面的摩擦6.如图所示的各种事例中,跟大气压无关的是() 水杯倒置水没流出用滴管吸取 药液 用吸盘挂钩挂 物品 用锋利的菜 刀切菜B 图 1 D A C B C D 7.汶川地震中,滚滚的山石挡住了道路。增援人员要用撬棒撬开 山石,分别沿如图所示的四个方向用力,其中最省力的是() A.沿 F 方向B.沿 F 方向C .沿 F 方向 D .沿 F 方向 8.夏天的早晨,树叶上常常会有一些露珠.透过这些露珠看到的叶脉会更清楚,这是由于露珠相当于 一个“凸透镜” ,使叶脉放大了.这种情形下,叶脉应该位于“凸透镜”的()A.焦距以内B.焦距和二倍焦距之间 C.二倍焦距处D.二倍焦距以外 9.下列关于四季美景的描述中,属于凝华现象的是() A.春天,雨笼山峦B.夏天,雾绕群峰 C.秋天,霜打枝头D.冬天,冰封谷底 10. 关于能源.信息和材料,下列说法正确的是() A.核能是可再生能源B.光电池和 VCD光碟都应用了磁性材料C.光导纤维是利用超声波来传递信息的D.移动通信是利用微波传递信号的 第Ⅱ卷(非选择题) 题号一 题二 题 三 题 四 题 总 分 得分 二、填空题(共 4 小题,每空 1 分,计 8 分) 1、仔细分析右表中的数据,你会发现声音传播的速度与介质种类和等因素有关。成语“悦 空气( 15℃)空气 (几种物质中的 声速25℃) v(m/s) 软木煤油 ( 25℃)铁棒

物理实验中的模拟法

物理实验中的模拟法 模拟法是在实验室里先设计出于某被研究现象或过程(即原型)相似的模型,然后通过模型,间接的研究原型规律性的实验方法。先依照原型的主要特征,创设一个相似的模型,然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。 模拟法应用于物理教学,可使事过境迁或稍纵即逝的自然现象或过程在实验室重现,可将现象简化或进行时空的放大、缩小,可对那些既不能打开又不能从外部直接观察其内容状态的系统进行研究。 特别是解决那些尚无简单有效的仪器可演示的实验,模拟法则成了一种重要的辅助手段。 物理实验中的模拟法,根据其主要功能,并结合教学实践,分可大致为以下三类: 一、研究对象模拟 对象模拟的设计思想主要在于下述两种情况: 1.为了突出客观实体的主要矛盾和本质特征,摒弃次要的非本质因素,使研究对象从客观实体中直接抽象出来。如质点、理想气体、弹簧振子、点电荷、纯电阻、理想变压器等理想模型,以及天体运动模型,微观结构等几何相似模型。在研究二极管的单向导电性时,在实验基础上,运用对象模拟法,用自行车气门和进水阀门来模拟单向门。如此,不但加深对“单向性”的认识,而且激发了兴趣,开阔了思路。 由电磁学理论可知,无自由电荷分布的各向同性均匀电介质中的静电场的电势、与不含电源的各向同性均匀导体中稳恒电流场的电势,两者所遵从的物理规律具有相同的数学表达式.在相同的边界条件下,这两种场的电势分布相似,因此只要选择合适的模型,在一定条件下用稳恒电流场去模拟静电场是可行的 2.为了解释某些行为和特征而建立起来的模拟。如地球因自转而产生的科里奥利力比较抽象,在地理课中亦有提及。我们不妨取一个地球仪来模拟地球自转,然后将红墨水从上往下滴落在转动的“地球”表面。此时即可明显看到水痕西边呈扩散状,从而令人信服的说明北半球南流冲刷西岸这一自然现象。 二、物理过程模拟 把具体物理过程纯粹化、理想化,并根据其本质特征而设计的一种模拟叫过程模拟。其特点是过程简化,易于控制。气体压强的分子运动论观点,通常采用雨滴打伞等面来类比。这种大量分子对器壁连续碰撞的过程,如果用豆落在平衡天平一端倒扣着的托盘底上的现象来模拟,就显得直观生动了。布朗运动的模拟,装有铁屑的试管模拟铁棒的磁化和退磁等都是过程模拟的成功例子,还有伽利略的自由落体运动,当物体不受力时将做匀速运动,但在现实中不可能不受力,于是不断减小阻力,当阻力愈来愈小时,物体无限接近于语速运动。 气体压强的分子运动论观点,通常采用雨滴打伞等面来类比。这种大量分子对器壁连续碰撞的过程,如果用豆落在平衡天平一端倒扣着的托盘底上的现象来模拟,就显得直观生动了。布朗运动的模拟,装有铁屑的试管模拟铁棒的磁化和退磁等都是过程模拟的成功例子。 电子技术中半导体的导电机理,电子运动易理解,空穴导电则抽象,课堂教学中如用“空 位置”的运动来作一现场过程模拟,无疑会使学生茅塞顿开。分析曲线运动的思想方法——运动的分解和合成是个难点,可以平抛运动为突破口,在演示有关实验后,用“慢镜头”的方法,手持粉笔头边走(模拟水平匀速直线运动)边沿自身前方,从上向下加速下移,以此模拟平抛运动,既简单明了,又便于分析。理解机械波的形成过程是本章教学的一个重点和难点,运用模拟器材,以纽扣状的物体来表示振动的质点,通过摇转,使质点绕平衡位置上下振动,而整体波形向外传递,边演示边分析,效果很好。 热学中的统计方法和光本性的几率概念,由于受课堂教学时间的限制,怎样从个别事

【CN209928781U】可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920417011.8 (22)申请日 2019.03.29 (73)专利权人 沃肯仕能源科技(北京)有限公司 地址 100191 北京市海淀区牡丹园北里甲2 号楼3层304 (72)发明人 谢寅符  (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 王春光 (51)Int.Cl. G09B 23/40(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 可控制断层角度的正反转构造物理模拟实 验装置 (57)摘要 本实用新型提供了一种可控制断层角度的 正反转构造物理模拟实验装置,其包括透明的砂 箱和角度调节机构,其中:砂箱呈顶部和一侧敞 开的中空矩形结构,砂箱的敞开侧设有能在砂箱 内往复移动的活动板,活动板与砂箱的内壁面滑 动密封配合;角度调节机构包括设置于砂箱内的 调节装置以及调节板,调节板与活动板相对设 置,调节板与砂箱的内壁面滑动密封配合,且调 节板与砂箱的底面之间形成有夹角,调节板的上 端能转动的与调节装置相接,调节装置能驱动调 节板移动,调节板的移动能调整夹角的角度。本 实用新型提供的可控制断层角度的正反转构造 物理模拟实验装置,结构简单,能够研究断层在 不同角度情况下地层发生正反转构造变形的过 程, 且操作安全。权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 209928781 U 2020.01.10 C N 209928781 U

权 利 要 求 书1/2页CN 209928781 U 1.一种可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置,其特征在于,所述可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置包括: 透明的砂箱,其呈顶部和一侧敞开的中空矩形结构,所述砂箱的敞开侧设有能在所述砂箱内往复移动的活动板,所述活动板与所述砂箱的内壁面滑动密封配合; 角度调节机构,其包括设置于所述砂箱内的调节装置以及调节板,所述调节板与所述活动板相对设置,所述调节板与所述砂箱的内壁面滑动密封配合,且所述调节板与所述砂箱的底面之间形成有夹角,所述调节板的上端能转动的与所述调节装置相接,所述调节装置能驱动所述调节板移动,所述调节板的移动能调整所述夹角的角度。 2.根据权利要求1所述的可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置,其特征在于,所述调节装置包括: 调节架,其包括相铰接的第一支撑杆和第二支撑杆; 固定底板,其固定连接于所述砂箱的底面,所述固定底板上设有能朝向或者背向所述调节板滑动的第一滑块,所述第一支撑杆的下部能转动的连接于所述固定底板的背向所述调节板的一侧,所述第二支撑杆的下端能转动的连接于所述第一滑块上; 升降顶板,其位于所述固定底板的上方,所述调节板的上端能转动的连接于所述升降顶板上,所述升降顶板上设有能朝向或者背向所述调节板滑动的第二滑块,所述第一支撑杆的上端能转动的连接于所述第二滑块上,所述第二支撑杆的上端能转动的连接于所述升降顶板的背向所述调节板的一侧。 3.根据权利要求2所述的可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置,其特征在于, 所述角度调节机构还包括位于所述砂箱外部的驱动控制装置,所述第一支撑杆的下端伸出所述砂箱与所述驱动控制装置相接,所述驱动控制装置能驱动所述第一支撑杆相对所述固定底板转动。 4.根据权利要求3所述的可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置,其特征在于, 所述驱动控制装置至少包括相啮合的主动齿轮和从动齿轮,所述第一支撑杆的下端与所述从动齿轮相接,所述主动齿轮能驱动所述从动齿轮转动,所述从动齿轮的转动带动所述第一支撑杆相对所述固定底板转动。 5.根据权利要求4所述的可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置,其特征在于, 所述驱动控制装置还包括辅助支杆,所述辅助支杆的第一端与所述从动齿轮相接,所述辅助支杆的第二端与所述第一支撑杆相接。 6.根据权利要求4所述的可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置,其特征在于, 所述驱动控制装置还包括外壳,所述主动齿轮和所述从动齿轮均设置于所述外壳内,所述外壳上设有与所述主动齿轮相接并能驱动所述主动齿轮转动的手柄。 7.根据权利要求1所述的可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置,其特征在于, 所述可控制断层角度的正反转构造物理模拟实验装置还包括推杆机构,所述推杆机构 2

【中考模拟】2020中考物理模拟试题(含答案) (7)

一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求的。 1.小明进入考场后,对他身边的物理现象,解释正确的是 A.扇一扇感觉凉快是因为他周围空气的温度降低了 B.矿泉水瓶里的冰块逐渐变为水是液化现象 C.钢尺摸起来比塑料凉,是因为钢尺的导热性能差 D.手机不允许代入考场,是因为手里可利用电磁波传递信息 答案:D 2.2018年5月1日晚,在大雁塔北广场上演了一场水舞光影秀。巨型灯柱阵、多台超高清投影机和音乐喷泉交错配合,使大雁塔隐在光幕之中,美轮美奂,这是中华文化和现代科技的一次完美结合,下列关于这场光影秀的说法不正确的是 A.发光的灯柱是光源 B.光的三原色是红、绿、蓝 C.音乐喷泉形成的水幕对光只有反射作用 D.演出过程中高清投影机可形成逼真的实像 答案:C 3.如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列关于该电路的说法正确的是 A电流表测量干路中的电流 B电压表不能测量L1两端的电压 C取下L1时,L2正常发光 D只断开开关S2时,电压表有示数

答案:C 4.在高速公路长下坡路端的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,被强制减速停车,下列说法不正确的是 A.避险车道相当于一个斜面 B.以相同速度行驶时,大货车比小轿车的动能大 C.下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大 D.大货车冲上避险车道时,动能全部转化为重力势能 答案:D 5.如图是一模拟风力发电的模型,电动机通电时,风扇a高速转动产生风力模拟自然风,风扇b在风力作用下带动发电机发电,同时与发电机相连的小灯泡发光,下列说法正确的是 A.电动机转动时把机械能转化为电能 B.发电机是利用电磁感应现象工作的 C.电池电压降低时,风扇a的转速不会改变 D.风力大小不会影响小灯泡发光亮度 答案:B 6.如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑,其中O、A两点固定在墙上,C端固定在横杆OB上,通常将空调室外机置于该支架上不靠近墙体,下列说法正确的是

高一物理第一学期期末考试试卷人教版

高一物理期末考试试卷 教材版本:人教版考试年级:高一学科:物理 (时间90分钟,满分100分) (本卷的重力加速度g都取10m/s2) 一.单项选择题 1.在研究下述运动时,能把物体看做质点的是() A.研究乒乓球的旋转B.研究火车从北京到上海运动的时间 C.研究地球的自转D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间2.下列关于力的说法,正确的是() A.力不能离开施力物体或受力物体而独立存在 B.对于力,只需说明其大小,而不需说明其方向 C.一个力,可能既没有施力物体,也没有受力物体 D.一个力的作用效果由力的大小和方向共同决定,与作用点的位置无关3.在光滑的斜面上自由下滑的物体受到的力有() A.重力、支持力 B. 重力、下滑力 C.重力、下滑力、支持力 D. 重力、下滑力、支持力和压力4.关于力的单位“牛顿”下列说法正确的是( ) A.“牛顿”这个单位是由质量1kg的物体重力为9.8N规定下来的 B.“牛顿”这个单位是根据牛顿第二定律F=kma中k取l时定下来的 C.1N就是使质量1kg的物体产生1m/s2加速度的力 D.质量1kg物体所受的重力是9.8N,并不是规定的,而是根据牛顿第二定律F=ma得到的结果 5.在拨河比赛中,下列各因素对获胜有利的是() A.对绳的拉力大于对方B.对地面的最大静摩擦力大于对方 C.手对绳的握力大于对方D.质量大于对方 6.下列各图表示的是某一物体运动情况或所受合外力的情况.其中 (甲)图是某物体的位移-时间图象;(乙)图是某一物体的速度-时间图象; (丙)图表示某一物体的加速度-时间图象;(丁)图表示某一物体所受合外力随时间变化的图象. 四幅图的图线都是直线.从图中可以判断这四个一定质量物体的某些运动特征.下列有关说法中正确的是:…() A.甲物体受到不为零、且恒定的合外力;B.乙物体受到的合外力越来越大;C.丙物体的速度一定越来越大;D.丁物体的加速度越来越大. 7.如图所示,弹簧秤右端用绳子系在墙上,左端一人用力拉,发现弹簧秤读数为100N,

初三物理模拟卷

1.如图所示的四个装置分别演示某一物理现象,则下列表述不正确的是() 2. 如图所示,这是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤示意 图.

(2)步骤B B和________可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F浮F浮.步骤A A和____ ____可以测出物块排开的水所受重力G排G排,比较F浮F浮与G排G排,可以得到物块受到浮力的大小跟物块排开的水所受重力的关系. (3)实验步骤C C和D D可以探究浮力大小与________的关系,物体排开的液体体积越___ _____,物块所受的浮力越大. (4)若想知道物体受到液体的浮力与液体的密度是否有关,还需要提供________. 3. 在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F F随圆柱体下降高度h h变化的图象。求: (1)分析图象可知,圆柱体重力是________N N; (2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是________N N; (3)圆柱体的体积是________m3m3; (4)圆柱体的密度是________g/cm3g/cm3; (5)分析图象BC BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越________(选填“大”或“小”);

(6)分析图象CD CD段,可得结论________。 4. 小明利用图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件” (1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿________(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针会发生偏转; (2)导体棒不动,闭合开关,磁铁上下运动,电流表指针________(选填“会”或“不会”)发生偏转; (3)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,电流表指针都不发生偏转.由此小明得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时,电路中就产生感应电流;(4)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关.为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是:________. 三、解答题(本题共计8 小题,每题10 分,共计80分)

大学物理实验模拟题八套(六套有答案)

1,2,3,4,5,8有答案,6,7没有,但可以参考复 习 大学物理实验模拟试题一 一、填空题(总分42分,每空1分) 1. 测量结果的有效数字的位数由 和 共同决定。 2. 50分度的游标卡尺,其仪器误差为 。 3. 量程为10mA 电流表,其等级为1.0,当读数为6. 5mA 时,它的最大误差为 。 4. 不确定度表示 。 5. lg35.4= 。 6. 在分光计实验中,望远镜的调节用的是 法。 7. S 是表示多次测量中每次测量值的 程度,它随测量次数n 的增加变化很 ,表示 偏离真值的多少,它 随测量次数n 的增加变化很 。 8. 在杨氏模量实验中,若望远镜的叉丝不清楚,应调节望远镜 的焦距,若观察到的标尺像不清楚则应调节望远镜 的焦距。钢丝的伸长量用 法来测定。 9. 计算标准偏差我们用 法,其计算公式为 。 N S

10.表示测量数据离散程度的是精密度,它属于偶然误差,用误差(偏差)来描述它比较合适。 11.用20分度的游标卡尺测长度,刚好为15mm,应记为 mm。12.根据获得测量结果的不同方法,测量可分为测量和测量;根据测量的条件不同,可分为测量和测量。 13.电势差计实验中,热电偶的电动势与温差的关系为关系,可用 法、法和法来求得经验方程。14.789.30×50÷0.100= 。 15.10.1÷4.178= 。 16.2252= 。 17.用分光仪测得一角度为300,分光仪的最小分度为1,,测量的结果为。 18.对于连续读数的仪器,如米尺、螺旋测微计等,就以作为仪器误差。 19.分光计测角度时由于度盘偏心引起的测量角度误差按正弦规律变化,这是误差。 20.在示波器内部,同步、扫描系统的功能是获得电压信号,这种电压信号加在偏转板上,可使光点匀速地沿X 方向从左向右作周期性运动。 21.系统误差有确定性的特点,偶然误差有随机性

构造物理模拟实验研究中的关键问题-模板

构造物理模拟实验研究中的关键问题 自然界的各种地质构造均是地壳岩石受力作用的结果。砂箱物理模拟实验因与地表具备相似的流变学特征,因而长期以来被国内外众多地质学者采用。自1815年霍尔在他的实验室用叠层厚布再现褶皱的形成和演化过程以来,构造物理模拟实验已经经历了巨大的改变与创新[1-3]。无论是从实验装置、实验材料、变形记录抑或是实验结果的分析与处理,都使得人们能够更加真实准确地再现地质变形过程与演化。同时,构造物理模拟实验的理论性研究也逐渐的系统和完善,诸如机制模拟模型和比例模拟模型的分类、变形几何学和解析方程的引用等。该文在查阅国内外大量文献的基础上,结合笔者长期以来从事的构造物理模拟实验,简要阐述构造物理模拟实验中的几个关键因素以及要注意的问题,以期为研究同行提供参考与借鉴。 1 实验条件的确定 边界几何条件 根据国内外学者的研究,构造物理模拟实验可以分为比例模拟模型和机制模拟模型两大类[4-5]。所谓比例模拟模型,是指针对实际地质体的实验模拟,即采用反演的方式,通过研究某一区域的地质背景,并结合概念模型实验的结果,提出一个或多个地质模型,反复实验直到与目标地质体相似,以确定其成因机制和边界条件。而机制模拟模型并不针对具体某一区域,而是对抽象地质模型的实验模拟,即采用正演的方式,研究分析构造变形要素(构造作用方式、边界几何条件、应变速率、内部结构和材料性质等)对变形机制的控制和影响。因此,在构造物理模拟实验的前期准备中,首选要根据研究对象确定模型类型。在比例模拟模型中,最重要的是研究区域/局部构造特征,即根据区域/局部构造野外的表现形式与其形变场的关系,深入分析褶皱类型、构造格架、受力方式。例如在分析褶皱构造时,应确定褶皱的空间类型与次序关系、动力源与主应力方向等,在分析构造格架时,应确定断裂的活动方式、伴生构造、组合与相互结构关系等。而在机针对抽象构造样式的机制模拟模型实验,其边界条件的确定则相对容易,只需对构造作用方式和内部结构等要素作定性的确定即可。 实验材料 岩石类型可分为脆性、脆-塑性和塑性,在地质体中,脆性岩石较为常见。目前构造物理模拟实验中使用最广泛的脆性材料为干燥石英砂,其粒径为~

初三物理中考模拟试卷及答案[1]

2017年九年级中考物理预测试题 一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个选项正确) 1.下列关于科学家与他们的重大发现的说法中错误的是() A.牛顿发现万有引力B.欧姆发现欧姆定律 C.法拉第发现电磁感应D.阿基米德发现电流的磁场 2.下列常见的物体通常情况下都属于绝缘体的一组是() A.汽油和盐水 B.黄铜和石墨 C.人体和大地D.塑料和陶瓷3.以下能源中都属于可再生能源的是() A.石油、水能B.天然气、风能 C.水能、太阳能D.煤、生物质能 4.如图所示的四种情景中,属于光的直线传播的是() 5.祖国的山河一年四季美景如画,下面描述属于液化的是() A.春天,冰雪消融B.夏天,草叶上形成露珠

C.秋天,枝头挂满白霜D.严冬,冰雕逐渐变小 6.关于下列估计,比较合理的是() A.一元硬币的直径约是2cm B.一本物理书的宽度约是1m C.一部手机的质量约是1kg D.一台ipad的质量约是10g 7.关于安全用电,下列说法正确的是() A.使用三孔插座是为了节能B.三脚插头内有一根导线与用电器的外壳相连 C.熔丝烧断一定是发生了短路D.安全电压为220V 8.在一堂物理活动课上,同学们正以“假如没有了……”为主题展开讨论,以下是几位同学提出的五个具有代表性的观点() ①假如没有了地球引力,物体的质量仍然存在②假如没有了导体的电阻,导线将无法导电 ③假如没有了磁体周围的磁场,世界上就再也不会有电流的产生 ④假如没有了摩擦力,一阵微风也可以吹动停在平直轨道上的火车 ⑤假如没有了电磁波,我们将无法进行信息交流。其中合理的是 A.①④B.③④⑤C.①②③④D.①②③④⑤9.下列实验现象可以证明分子间存在引力的是( )

高一物理第一学期期末考试试题含答案.doc

高一物理第一学期期末考试试题含答案 高一物理模拟试题 (考试时间:100分钟 总分120分) 注意事项: 1、本试卷共分两部分,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题. 2、所有试题的答案均填写在答题纸上(选择题部分使用答题卡的学校请将选择题的答案直接填涂到答题卡上),答案写在试卷上的无效. 第I 卷(选择题 共35分) 一.单项选择题:本题共5小题;每小题3分,共15分,每小题只有一个.... 选项符合题意. 1.下列说法中正确的是 A .标量的运算一定遵守平行四边形法则 B .若加速度与速度方向相同,加速度在减小的过程中,物体运动的速度一定减小. C .在物理学史上,正确认识运动与力的关系并且推翻“力是维持运动的原因”的物理学家和建立惯性定律的物理学家分别是亚里士多德、牛顿. D .质点做曲线运动时,可能在相等的时间内速度变化相等. 2.下列说法中正确的是 A .摩擦力方向一定与物体运动的方向相反 B .地球虽大,且有自转,但有时仍可被看作质点 C .做匀变速直线运动的物体,其加速度不一定恒定 D .马拉车加速前进,是因为马拉车的力大于车拉马的力 3.沿平直轨道以速度v 匀速行驶的车厢内,车厢前壁高为h 的光滑架上放着一个小球随车一起作匀速运动,如图,若车厢突然改为以加速度a 向前作匀加速直线运动,小球将脱离支架而下落,在车厢内的乘客看来……………………………………( ) A .小球的运动轨迹为向后的抛物线 B .小球作自由落体运动 C .小球的运动轨迹为向前的抛物线 D .小球的运动轨迹为斜向后的直线 4.图中所示A 、B 、C 为三个相同物块,由轻质弹簧K 和轻线L 相连,悬挂在 天花板上处于静止状态,若将L 剪断,则在刚剪断时,A 、B 的加速度大小a A 、 a B 分别为( ) A .a A =0、a B =0 B .a A =0、a B =g C .a A =g 、a B =g D .a A =g 、a B =0 5.质量为10kg 的物体置于一个倾角为θ=30°的斜面上,它与斜面间的动摩擦因数35 2 = μ,从t =0开始,物体以一定的初速度沿斜面向上滑行,经过 时间t 1时滑动到最大位移处。则下列图中反映物体受到的摩擦力F f 随时间t 变化规律的是(取沿斜面向上为正方向,g =10m/s 2)( ) 二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分.每小题有多个选项..... 符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分. 6.关于物理量或物理量的单位,下列说法中正确的是( ) A .在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量 B .后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位 C .1N/kg =1m/s 2 D .“米”、“千克”、“牛顿”都属于国际单位制的单位 7.在高h 处以初速度v0将物体水平抛出,它们落地与抛出点的水平距离为s ,落地时速度为v1,则此物体从抛出到落地所经历的时间是(不计空气阻力)( ) A 、 B 、 C 、 D 、 8.下列所给的图像中能反映作直线运动物体回到初始位置的是…………………( ) 9.某科技兴趣小组用实验装置来模拟火箭发射卫星.火箭点燃后从地面竖直升空,t 1时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落,t 2时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落,此后不再有燃料燃烧.实验中测得火箭竖直方 向的速度—时间图像如图所示,设运动中不计空气阻力,燃料燃烧时产生的推力大小恒定.下列判断正确的是 A .t 2时刻火箭到达最高点,t 3时刻火箭落回地面 B .火箭在0~t 1时间内的加速度大于t 1~t 2时间内的加速度 C .t 1~t 2时间内火箭处于超重状态,t 2~t 3时间内火箭处于失重状态 K K A B C L F f /N 60 -60 t 1 t/s C F f /N 50 -60 t 1 t/s D F f /N -60 t 1 t/s B t/s F f /N t 1 A 340- 3 v O t 1 t 2 t 3 第9题图 1 2 2 x/m t/s O A v/ms ?1 t/s O B t/s O C t/s O D v/ms ?1 v/ms ?1 1 2 ?2 ?2 2 2 2

初三中考物理模拟试题(含答案)

20**年中考物理模拟试题1 第1卷(选择题) 注意事项: 本试卷分试题卷和答题卡两部分,请将答案答在答题卡上每题对应的答题区域内,答在试题卷上无效.考试结束,请将本试题卷和答题卡一并上交. 一、选择题(共10小题,每小题只有一个符合题意的选项,请将这个选项前面的字母代号用2B铅笔 在答题卡上填涂.每小题2分,计20分) 题号12345678910 答案 1.一种新型保险柜安装有声纹锁,只有主人说出事先设定的暗语才能打开,别人即使说出暗语也打不开锁.这种声纹锁辨别主人声音的依据是() A.音调 B.音色 C.响度 D.声速 2.图中的几种用电器的额定功率最接近1000W的是() 3.嫦娥一号承载着中华民族千年的奔月梦想从西昌成功发射,精确入轨;11月5日,嫦娥一号成功“牵手”月球,成为中国第一颗月球卫星。下列说法中不正确的是() A.火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的机械能 B.火箭发射上升时动能转化它的重力势能 C.围绕月球作匀速圆周运动机械能守恒 D.卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供 4.发电机和电动机的相继问世,使电能的大规模生产和利用成为现实,人类社会进入了电气化的时代.如图所示的四幅图,其中属于电磁感应现象实验图及其应用图的是() A.①③ B.①④ C.②③D.② ④ 5、如图所示的压路机,关于它涉及到的物理知识,下列说法中错误的是() A.碾子由钢铁制成,利用了钢铁硬度大的特性

图 1 用滴管吸取药液 B 用吸盘挂钩挂物品 C 用锋利的菜刀切菜 D 水杯倒置水没流出 B .碾子质量很大,是为了增大对路面的压强 C .碾子很粗很宽,是为了减小对路面的压强 D .橡胶轮胎外表制有花纹,是为了增大与路面的摩擦 6.如图所示的各种事例中,跟大气压无关的是 ( ) A B C D 7.汶川地震中,滚滚的山石挡住了道路。增援人员要用撬棒撬开 山石,分别沿如图所示的四个方向用力,其中最省力的是( ) A .沿F 方向 B .沿F 方向 C .沿F 方向 D .沿F 方向 8.夏天的早晨,树叶上常常会有一些露珠.透过这些露珠看到的叶脉会更清楚,这是由于露珠相当于一个“凸透镜”,使叶脉放大了.这种情形下,叶脉应该位于“凸透镜”的( ) A.焦距以内 B.焦距和二倍焦距之间 C.二倍焦距处 D.二倍焦距以外 9.下列关于四季美景的描述中,属于凝华现象的是( ) A.春天,雨笼山峦 B.夏天,雾绕群峰 C.秋天,霜打枝头 D.冬天,冰封谷底 10. 关于能源.信息和材料,下列说法正确的是( ) A.核能是可再生能源 B.光电池和V CD光碟都应用了磁性材料 C.光导纤维是利用超声波来传递信息的 D.移动通信是利用微波传递信号的 第Ⅱ卷(非选择题) 题号 一题 二题 三题 四题 总分 得分 二、填空题(共4小题,每空1分,计8分) 1、仔细分析右表中的数据,你会发现声音传播的速度与介质种类和 等因素有关。成语“悦 耳动听”是形容声音的 。 2、今年4月12日下午,铁道部召开中国铁路第六次大提速新闻发布会宣布,即将于4月18日投入运营的“子弹头”动车组。 几种物质中的声速v (m/s ) 空气(15℃) 空气(25℃) 软木 煤油(25℃) 铁棒 340 346 500 1324 5200

河北省唐山市中考物理模拟预测试卷

河北省唐山市中考物理模拟预测试卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共10题;共20分) 1. (2分) (2019八上·重庆期末) 根据你的生活经验,下列数据最接近实际情况的是() A . 教室里黑板的高度约为6m B . 市内公交车的行驶速度约为100m/s C . 沪科版八年级物理教材的重约3N D . 人行道斑马线处的绿色信号灯持续时间约为20min 2. (2分) (2017八上·睢宁月考) 下列关于声现象说法正确的是() A . 图a是街道上显示噪声等级的装置,它能控制噪声的产生 B . 图b是摩托车的消音器,它能阻断噪声的传播 C . 图c是利用声呐探测海深,是利用声音传递能量 D . 图d是利用B超检查身体,是利用声音传递信息 3. (2分)(2019·中山模拟) 下列关于光的现象,说法正确的是() A . 太阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的反射现象 B . 小明靠近平面镜的过程中,他在镜中所成的像逐渐变大 C . 人在岸边看到水中的“鱼”比实际位置浅 D . 太阳通过树中小孔所成的像是倒立、缩小的虚像 4. (2分) (2019八上·临渭期末) 有一天,雾、露、霜、雪四姐妹在一起争论自己的出生由来,谁也不认同谁,下列关于她们的说法中,你认为正确的是() A . 雪说:我是水升华而来 B . 露说:我是水蒸气液化而来

C . 霜说:我是水凝固而来 D . 雾说:我是水汽化而来 5. (2分)(2019·宜宾) “珍爱生命,注意安全”是中学生应具备的基本安全意识。下列关于安全用电的说法正确的是() A . 控制用电器的开关要连接在零线和用电器之间 B . 家庭电路起火时,应先用水扑灭,然后再断开电路 C . 使用试电笔辨別火线时,用笔尖接触被测的导线,手指要碰到笔尖 D . 不弄湿用电器,不损坏绝缘层 6. (2分)(2018·长春模拟) 如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是() A . 轮胎上制有花纹 B . 给自行车轴加润滑油 C . 用起瓶器夹紧瓶盖 D . 防滑垫表面做得凹凸不平 7. (2分)以下各组器材中,不能测出长方体金属块密度的是() A . 刻度尺、水、细线、烧杯 B . 天平和砝码、量筒、水、细线 C . 弹簧测力计、刻度尺、细线 D . 刻度尺、天平和砝码 8. (2分)(2019·北部湾模拟) 刷卡机广泛应用于生活。如图7所示,将带有磁条的信用卡在刷卡机上刷一

高一物理必修一期末考试题(含答案)

一、选择题(每小题2分,共20分,各小题的四个选项中只有一个选项是最符合题意的) 1.下列叙述中正确的是( ) A.我们所学过的物理量:速度、加速度、位移、路程都是矢量 B.物体从静止开始的下落运动叫自由落体运动 C.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力 D.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合,且也一定在物体内 2.如上图所示,地面上有一个物体重为30N ,物体由于摩擦向右做减速运动,若物体与地面间 的动摩擦因素为0.1,则物体在运动中加速度的大小为( ) A.0.1m /s 2 B.1m /s 2 C.3m /s 2 D.10m /s 2 3.下列关于惯性的说法正确的是( ) A.速度越大的物体越难让它停止运动,故速度越大,惯性越大 B.静止的物体惯性最大 C.不受外力作用的物体才有惯性 D.行驶车辆突然转弯时,乘客向外倾倒是由于惯性造成的 4.某同学为了测出井口到井里水面的深度,让一个小石块从井口落下,经过2s 后听到石块落到 水面的声音,则井口到水面的深度大约为(不考虑声音传播所用的时间)( ) A.10m B.20m C.30m D.40m 5.作用在同一物体上的三个共点力,大小分别为6N 、3N 和8N ,其合力最小值为( ) A.1N B.3N C.13N D.0 6.如图所示,物体静止于水平桌面上,则( ) A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力 B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种力 D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力 7.力F 1单独作用于一物体时,使物体产生的加速度大小为a 1=2m/s 2,力F 2单独作用于同一物 体时,使物体产生的加速度大小为a 2=4m/s 2。当F 1和F 2共同作用于该物体时,物体具有的加速度大小不可能... 是( ) A .2m/s 2 B .4m/s 2 C .6m/s 2 D .8m/s 2 8.如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一质量为m 的光滑小球,小球被竖直挡板挡住,则球对 挡板的压力为( ) A.mgco s θ B. mgtan θ C. mg/cos θ D. mg 9.如图所示,质量为50kg 的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发现磅秤的示数 为40kg ,则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动?( ) A.匀速上升 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降 10.如图所示为初速度v 0沿直线运动的物体的速度图象,其末速度为v ,在时间t 内,物体的平 均速度- v 和加速度a 是( ) A.20v v v +>-,a 随t 减小B.20v v v +=-,a 恒定C.2 0v v v +<-,a 随t 减小D.无法确定 二、计算题(共40分) 11.(10分)如图所示,质量为m =10kg 的物体,在F =60N 水平向右的拉力作用下,由静止开始 运动。设物体与水平面之间的动摩擦因素μ=0.4,求: (1)物体所滑动受摩擦力为多大? (2)物体的加速度为多大? (3)物体在第3s 内的位移为多大? v 0 v

初三物理模拟试卷及答案

物理模拟试卷 (考试时间:90分钟 满分:100分) 一、 填空题(每空1分,共计31分) 1.我国著名运动员刘翔身高1.88_________ ;体重74_________.在20XX 年7月12日的国际田径大奖赛 上以12.88__________的成绩打破了沉睡13年之久的男子110m 栏世界纪录,他在全程的平均速度为30.7__________.(填上合适单位) 2.电子的发现说明__________是可分的,原子核是由__________ 和___________组成的. 3.我国是世界上手机用户最多的国家,手机间是通过__________传递信息的,我们能听到手机发出的声音, 是因为手机中的发声体在__________.若把一手机放在真空罩中,再用另一手机拨打罩内的手机号码,结果发现罩内手机彩灯闪烁,但却听不到手机的铃声,这是因为______________________. 4.在物理考试作图时,小亮不小心把试卷戳破了,这可能是由于_____________的原因,使笔对纸的压强 过大;他画错了一个地方,于是左手按住试卷,右手用橡皮轻轻地擦,却没有擦干净,但稍使点劲就擦干净了,这是通过_________的方法增大了橡皮与纸之间的摩擦;右手在擦橡皮的过程中,左手与试卷纸间的摩擦属于______(静/滑动)摩擦. 5.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成,其中在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过________方 式增加内能的;为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,气缸外有一个水套,让气缸被水包围着,这是通过________的方式减少气缸内能的;用水来包围气缸是因为______________________. 6.通常情况下,分子是看不见、摸不着的,但我们可以通过研究一些看得到的宏观现象来认识它,这种方 法叫做转换法.如:我们通过__________________事实,证明分子是运动的;通过 ______________________事实,证明分子之间有引力.请你再举出一个利用这种方法研究问题的例子是______________________________. 7.甲、乙两物体对桌面的压力之比为3﹕1,若要产生相等的压强,则受力面积之比为__________;若受力 面积之比实际上为2﹕1,则产生的压强之比为___________. 8.如图1,往保温瓶中装入大半瓶开水,盖上软木塞后,观察到木塞很容易跳起,探究其原因,一是瓶内 水________(填物态变化)成水蒸气,二是瓶内气体受热膨胀,使瓶内气压_________(大于/小于/等于)外界气压;但第二天又会出现较难拔出木塞的现象,这是因为____________________________. 9.如图2所示,实心球体A 、B ,在液体中处于静止状态,若它们的体积相同,则A 、B 两物体所受重力 G A _________G B ,密度ρA _________ρB ;若它们的质量相同,则A 、B 两物体所受浮力F A ________F B ,体积V A ________V B .(大于/等于/小于) 10.如图3所示,一束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A 点,取走透镜后,光线相交于B 点,则该 透镜起到________(会聚/发散)作用,是________透镜,由此说明,能把光线相交于一点的透镜________(一定/不一定/一定不)是凸透镜. 二、选择题(每题2分,共20分) 11.下列有关“原理——应用”叙述正确的是 A .电磁感应——电动机 B .重核裂变——核电站 图 1 图 2

龙门山前陆盆地西南部变形特征及其构造物理模拟实验_李敬波

龙门山前陆盆地西南部变形特征及其构造物理模拟实验 李敬波1 李 勇*1 闫 亮1 颜照坤1 郑立龙1 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 成都 610059 龙门山位于青藏高原东缘,是中国西部地质、地貌、气候的陡变带,也是当前国际地学界争论的焦点地区。该冲断带处于松潘-甘孜造山带与扬子准地台的结合部位,既是青藏高原的东界,又是现今龙门山前陆盆地(成都盆地)的西界。成都盆地夹于龙门山与龙泉山之间,呈“两山夹一盆”的构造格局[1-6]。龙门山位于成都盆地的西侧,由叠瓦状造山带构成,具典型的前展式逆冲推覆构造特征。活动构造研究结果表明晚新生代龙门山以北北东向的右行走滑作用为主,且伴随少量逆冲分量。龙泉山位于成都盆地的东侧,主体构造为龙泉山背斜。现代地震和大地测量均显示龙泉山是一个正在上升的隆起,是现今成都盆地的东部边界山脉。在龙门山冲断带南部,晚新生代断裂活动的同时,冲断带前锋也深入至川西盆地内部,形成了龙泉山断裂、熊坡断裂和名邛台地南北向断裂。从双石断裂向东至龙泉山构造带,发育数排平行排列或斜列的断层相关褶皱,它们均以中下三叠统富膏盐岩层位底部滑脱面。中下三叠统富膏盐岩层以下,则很好地保存了先期的垒-堑式张性构造,相关研究表明这些断裂带在晚新生代依然活动[3-5]。 2013年4月20日,在四川省雅安市芦山县境内发生了Ms7.0级地震,震中为30.3°N,103.0°E,震源深度约13km(中国地震台网中心,2013)。此次地震发生在龙门山推覆构造带南段,是继2008年龙门山地震带汶川Ms8.0级特大地震后的又一次强震。芦山地震震中所处的构造单元、余震分布规律以及震后地表变形特征等与汶川地震相比均存在很大差异,这种差异引起了地学界对芦山地震是否为2008年汶川地震余震的激烈争论。本文试图通过构造物理模拟实验,分析龙门山前陆盆地西南部变形特征及芦山地震发震构造模式,引起人们对龙门山南段及其前缘地区隐伏新断层活动特征及其发震机制的关注。 冲断构造的位移量通过滑脱层中向东传播,同时以褶皱的形式逐渐消减,在冲断带的最前锋-龙泉山,构造位移量消失殆尽。从东向西,构造变形从复杂到简单,龙门山造山带内发育高角度断裂控制的逆冲叠瓦构造,从灌县断裂到大兴场为深浅两套滑脱层控制的上、下构造变形层的叠加变形,从盐井沟到龙泉山,主要是三叠系滑脱层以上的冲断构造,滑脱层以下构造很稳定。受龙门山逆冲挤压影响,芦山地震可看作龙门山造山带向前山带前展式推进的响应。龙门山南段前缘地区的断褶构造明显比北部发育,除受力大小和受力方式外,其主要因素之一为,四川盆地中下三叠统膏盐岩在川西坳陷南、北的厚度分布具有显著差异,南部雅安-洪雅一带最厚可达 600m,而北部通常不足300m。中下三叠统膏盐岩层的厚度差异在一定程度上造成了川西拗陷垂向分层变形和南北分段格局[7],这为逆断层-滑脱作用提供了物质基础。据地震反射剖面资料可见,龙门山前缘地区逆冲断层均呈铲状向下延伸并汇交于滑脱面。因此,芦山地震就是在逆冲-滑脱作用中形成的,发震断裂为一山前隐伏断裂,该滑脱面即为震源层。龙门山南段和前缘地区可划分为龙门山冲断带和前缘扩展变形带2个构造变形带,龙门山南段前缘地区的芦山地震就是在逆冲和滑脱过程中形成的,断裂的逆冲面和向下交汇的滑脱面就是震源层,向上破裂点未到达地表。 粒子成像测速技术是20世纪70年代末发展起来的一种测速方法。该技术被广泛地应用于流体学、岩土力学和空气动力学的研究,最近十年才被应用到构造物理模拟实验中[8]。基于粒子成像测速技术(PIV),本次研究在成都理工大学构造物理模拟实验室进行了构造模拟实验。基于相似性原理,实验中用到了三种材料:干燥石英砂、微玻璃珠和硅胶。实验共设置了四组(均为单侧挤压,综合实验时间等问题将挤压速率设为0.007mm/s),分别概括为:无滑脱层挤压、单深层滑脱挤压(滑脱层为微玻璃珠),单浅层滑脱挤压(滑脱层为硅胶)、双层滑脱挤压(深层滑脱层为微玻璃珠,浅层滑脱层为硅胶)。 实验结果表明,滑脱层性质对褶皱冲断带构造演化具有较大影响。在弱滑脱层和强滑脱层上的挤压演化过程明显不同:强滑脱层(微玻璃珠)往往会使山体快速增高,形成的断层和褶皱层次分明,形成陡峻的山脉;而在弱滑脱层上的变形比在强滑脱层上的变形传递得更快更远;由于滑脱层性质的差异,

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