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113學測自然 第31題 詳解

地震預警・時差法 · 單選 · 題目出處:113 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)

題目
地震預警是利用地震資訊的快速發布,讓地震波尚未到達的地區能即時因應。假設從地震發生到市民收到中央氣象署警報通知所需時間為 10 秒,P 波的速率為每秒 5 公里,S 波的速率為每秒 3 公里。假設地震波速率不變,某地震發生後,若臺北測站測得的 P 波比 S 波早到 20 秒,則臺北市民在這地震的 S 波到達前,有多少秒可做緊急應變?
(A) 30 (B) 35 (C) 40 (D) 45 (E) 50

答案(C) 40看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    時間差列式

    P 波快、S 波慢,兩波同時從震源出發,走同一段距離 dd(公里)到臺北,到達時刻的差就是走這段路的時間差。P 波費時 d5\dfrac{d}{5} 秒、S 波費時 d3\dfrac{d}{3} 秒,P 波早到 2020 秒,故 d3−d5=20\dfrac{d}{3}-\dfrac{d}{5}=20。
  2. 2

    解出距離

    通分計算:5d−3d15=2d15=20\dfrac{5d-3d}{15}=\dfrac{2d}{15}=20,解得 d=150d=150 公里。這就是臺北到震源的距離。
  3. 3

    S波何時到

    S 波從地震發生起,抵達臺北需要 1503=50\dfrac{150}{3}=50 秒。破壞力較強的 S 波,就是市民要在它到達前完成應變的對象。
  4. 4

    扣警報時間

    市民要到地震發生後 1010 秒才收到警報,應變時間必須從「收到警報」起算到「S 波到達」為止:50−10=4050-10=40 秒。最誘答的是 (E) 5050,那是從地震發生起算、忘了扣掉發布警報所需 1010 秒的結果。
  5. 5

    結論

    臺北市民在 S 波到達前約有 4040 秒可做緊急應變。答案選 (C)。
答案
(C) 40

關鍵觀念:#地震波 #P 波 #S 波

常見卡點
算出 S 波需時 50 秒就直接選 (E)。預警時間的起點是「市民收到警報」而不是「地震發生」,最後一步一定要扣掉發布警報的 10 秒。建議在草稿畫一條時間軸:0 秒地震、10 秒收到警報、50 秒 S 波到,兩點相減才是答案。

還是卡住嗎?

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