2025年大学《声学》专业题库-声学声学声波传播：声波传播规律与特性分析

2025年大学《声学》专业题库——声学声学声波传播：声波传播规律与特性分析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填在题后的括号内。）1.在理想气体中，声波的传播速度主要取决于（）。A.气体的粘滞系数B.气体的密度C.气体的压强D.气体的绝热指数和温度2.声压是指声波传播过程中介质质点偏离平衡位置的（）。A.速度B.加速度C.位移D.压力变化量3.声强级是指声强与（）之比的对数，通常以分贝（dB）为单位。A.静止空气中的声强B.水中的声强C.预设参考声强D.声源发出的总声能4.当声波从空气垂直入射到水面上时，部分能量会被反射，部分能量会被透射。这主要是因为（）。A.声波频率发生变化B.声波波长发生变化C.空气和水的声阻抗不同D.声波能量在传播中衰减5.声波在介质中传播时，能量会逐渐减弱，这种现象称为（）。A.多普勒效应B.波的干涉C.波的衍射D.声波衰减6.多普勒效应是指声源与观察者相对运动时，观察者接收到的声波（）发生改变的现象。A.频率B.波长C.声强D.声速7.在声波传播过程中，声波的反射系数主要取决于（）。A.声波的频率B.声波的传播距离C.声源与观察者的距离D.两种介质的声阻抗之比8.理想气体中，声速与频率（）。A.成正比B.成反比C.无关D.成平方关系9.声波在传播过程中，如果介质性质不均匀，会发生（）。A.声速变化B.声波分裂C.声波聚焦或发散D.以上都是10.以下哪种情况下，声波会发生显著的衍射现象？（）A.声波通过一个很小的孔B.声波遇到一个很大的障碍物C.声波垂直入射到介质界面D.声波在自由空间中传播二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在题中的横线上。）1.声波在理想气体中传播时，其速度v与气体的绝对温度T的关系式为___________。2.声压的有效值是指声压瞬时值的___________的平方根。3.声强级的参考声强通常取___________W/m²。4.声波从一种介质进入另一种介质时，如果声波频率不变，则波长会___________。5.声波在传播过程中，能量损失的主要途径是介质吸收和___________。6.当声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率将___________原声源的频率。7.声阻抗是描述介质对声波传播阻碍作用的物理量，其定义为介质的密度ρ与声速v的___________。8.球面声波在自由空间中传播时，其声强与距离的___________成反比。9.驻波是两列___________的声波在相遇区域叠加形成的一种特殊波形。10.声波的衍射现象表明声波具有___________的特性。三、计算题（共50分。请写出必要的公式、代入数据和计算过程。）1.（10分）已知空气在20℃时的密度为1.21kg/m³，声速为343m/s。一个声源的声强为10⁻⁸W/m²，求该声源的声压有效值和声强级（以分贝为单位）。2.（10分）声波从空气（声速343m/s，密度1.21kg/m³）垂直入射到水（声速1480m/s，密度1000kg/m³）的表面上。求声波的反射系数和透射系数。3.（15分）一列平面声波在空气中以343m/s的速度传播，其声压有效值为2×10⁻¹Pa。求距离声源10米处，该声波的声强和声强级。假设空气吸收可忽略不计。4.（15分）一辆汽车以60km/h的速度向一个固定的障碍物驶来，汽车喇叭发出频率为1000Hz的声波。已知空气中声速为343m/s。求障碍物处接收到的声波频率。四、简答题（共10分。请简要回答下列问题。）1.简述声波在介质中传播时发生衰减的主要原因。---试卷答案一、选择题1.D2.D3.C4.C5.D6.A7.D8.C9.D10.C二、填空题1.v=√(γRT/M)2.瞬时值3.10⁻¹²4.缩短5.散射6.高于7.乘积8.二次方9.频率相同、振幅相近、振动方向一致10.波动三、计算题1.解：*声压有效值：p̂=I/(ρv)=10⁻⁸/(1.21×343)≈2.34×10⁻¹¹Pa*声强级：L_I=10*log₁₀(I/I₀)=10*log₁₀(10⁻⁸/10⁻¹²)=10*log₁₀(10⁴)=40dB2.解：*声阻抗：Z_air=ρ_air*v_air=1.21*343≈415.03kg/(m²·s)*Z_water=ρ_water*v_water=1000*1480=1480000kg/(m²·s)*反射系数：R=(Z_water-Z_air)/(Z_water+Z_air)=(1480000-415.03)/(1480000+415.03)≈0.9997*透射系数：T=2*Z_water/(Z_water+Z_air)=2*1480000/(1480000+415.03)≈0.00033.解：*声强：I=p̂²/(ρv)=(2×10⁻¹)²/(1.21×343)≈6.11×10⁻⁴W/m²*声强级：L_I=10*log₁₀(I/I₀)=10*log₁₀(6.11×10⁻⁴/10⁻¹²)=10*log₁₀(6.11×10⁸)≈10*(8.785+log₁₀(6.11))≈10*(8.785+0.786)=10*9.571=95.71dB4.解：*汽车速度：v_s=60km/h=60*1000/3600=16.67m/s(向障碍物方向为正)*观察者（障碍物）速度：v_o=0m/s*接收频率：f'=f*[(v+v_o)/(v-v_s)]=1000*