2025年大学《声学》专业题库-声波传播与声学特性研究

2025年大学《声学》专业题库——声波传播与声学特性研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题3分，共30分。请将正确选项的字母填在题后的括号内。）1.在空气中传播的声波，其波速主要取决于（）。A.声波频率B.声波波长C.空气的温度和密度D.声源的强度2.以下哪种声波传播现象表明声波具有波动性？（）A.声波的直线传播B.声波的反射C.声波的衍射D.声波的共振3.声压级（Lp）与声压（p）的关系是（）。A.Lp=20*log(p/p₀)B.Lp=10*log(p²/p₀²)C.Lp=10*log(p/p₀)D.Lp=20*log(p²/p₀²)4.声强级（LI）与声强（I）的关系是（）。A.LI=10*log(I/I₀)B.LI=20*log(I/I₀)C.LI=10*log(I²/I₀²)D.LI=20*log(I²/I₀²)（其中I₀为参考声强）5.点声源在自由声场中（距离声源足够远）产生的声强级，随距离（r）的变化关系是（）。A.与距离成正比B.与距离成反比C.与距离的平方成反比D.与距离无关6.声波从空气（声速约343m/s）斜射入水中（声速约1482m/s）时，若入射角增大，则折射角（）。A.必然增大B.必然减小C.保持不变D.可能增大也可能减小7.下列哪种材料通常属于多孔吸声材料？（）A.玻璃棉B.薄木板C.穿孔板D.加气混凝土8.声波在传播过程中，能量逐渐减弱的主要原因是（）。A.声源的衰减B.空气吸收C.材料反射D.声波扩散9.混响时间是指房间内声源停止发声后，声能衰减60dB所需的时间。它主要取决于（）。A.声源频率B.房间体积C.听者位置D.声源强度10.能够有效阻止声音传播的构造称为（）。A.吸声结构B.隔声结构C.反射结构D.消声结构二、填空题（每题3分，共30分。请将答案填在题后的横线上。）1.声波是机械振动在________介质中传播形成的纵波。2.声波的频率f（Hz）与其周期T（s）的关系为f=________。3.声压p是指声波传播过程中介质质点偏离________的瞬时值。4.声强I是指单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积上的________。5.根据惠更斯原理，波前上的每一点都可以看作是发射次级球面子波的新________。6.声波从波密介质入射到波疏介质时，在界面上会发生________现象。7.描述材料吸收声能能力的参数是________系数（α）。8.描述材料阻挡声音传播能力的参数是________量（R）。9.室内声学中，混响时间的计算常采用________公式。10.声音的响度是人对声音强弱的主观感受，它与声强级有关，但还与________有关。三、计算题（每题10分，共40分。请写出必要的公式、计算步骤和结果。）1.已知一列声波在空气中的频率为500Hz，波速为343m/s。求该声波的波长和周期。2.某声源的声功率为10⁻⁶W。求距离声源10米处（空气声速343m/s）的声强。如果参考声强I₀=10⁻¹²W/m²，求该处的声强级和声压级（假设介质密度ρ=1.21kg/m³，声速v=343m/s，空气质点最大位移不超过0.001mm）。3.声波从空气以30°的入射角射入水中，空气中的声速为343m/s，水中的声速为1482m/s。求声波在水中的折射角。4.一个体积为100m³的房间，其总吸声面积为50m²（包括墙壁、天花板和地面，吸声系数均为0.05）。如果房间内有一声源持续发声，求该房间的混响时间（使用Sabine公式）。四、简答题（每题10分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述声波衍射现象的产生条件及其对声音传播的影响。2.简述多孔吸声材料和薄板共振吸声材料的吸声机理的主要区别。试卷答案一、选择题1.C2.C3.D4.D5.C6.A7.A8.B9.B10.B二、填空题1.弹性2.1/T3.平衡位置4.声能5.波源6.折射7.吸声8.隔声9.Sabine10.声源频率三、计算题1.解：波长λ=v/f=343m/s/500Hz=0.686m周期T=1/f=1/500Hz=0.002s结果：波长为0.686米，周期为0.002秒。2.解：距离声源10米处的声强I=W/(4πr²)=10⁻⁶W/(4π*10²m²)≈7.96*10⁻¹⁰W/m²声强级LI=10*log(I/I₀)=10*log(7.96*10⁻¹⁰/10⁻¹²)=10*log(79.6)≈18.9dB声压p_max=√(2ρvI)=√(2*1.21kg/m³*343m/s*7.96*10⁻¹⁰W/m²)≈6.34*10⁻⁶Pa声压级Lp=20*log(p_max/p₀)=20*log(6.34*10⁻⁶/2*10⁻⁵)=20*log(0.317)≈-14.8dB结果：声强为7.96*10⁻¹⁰W/m²，声强级约为18.9dB，声压级约为-14.8dB。3.解：根据斯涅尔定律：sinθ₁/sinθ₂=v₁/v₂sin30°/sinθ₂=343/1482sinθ₂=sin30°*(1482/343)≈0.5*4.29≈2.145由于sinθ₂>1，说明发生全内反射，无法计算折射角。若题目意图为非全反射情况或数值有误，需重新审视题目设定。按标准物理定律，此处无法得到有效折射角。结果：发生全内反射，无法计算折射角。4.解：根据Sabine公式：T=0.163*V/(Aα)T=0.163*100m³/(50m²*0.05)=0.163*100/2.5=6.52s结果：混响时间为6.52秒。四、简答题1.解：声波衍射现象的产生条件是声波遇到障碍物或孔洞的尺寸与波长相当或更小。当满足此条件时，声波会绕过障碍物或通过孔洞传播到障碍物后面的区域。衍射对声音传播的影响是使声波传播方向变得不明确，导致声场分布复杂化，尤其在障碍物后方可能出现声强分布。2.解：多孔吸声材料（如玻璃棉）的吸声机理是利用其内部大量的微小孔隙和纤维，声波传入后，空气在孔隙中振动，空气分子与孔隙壁