2025年大学《水声工程-水声工程实验技术》考试模拟试题及答案解析

2025年大学《水声工程-水声工程实验技术》考试模拟试题及答案解析单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.水声工程实验中，用于测量声压的传感器通常是（）A.速度传感器B.压力传感器C.位移传感器D.温度传感器答案：B解析：声压是水声工程中描述声波在介质中传播的重要物理量，测量声压通常使用声压传感器。速度传感器测量声速，位移传感器测量声源或接收器的位置变化，温度传感器测量介质温度，这些都与直接测量声压无关。2.在进行水听器校准实验时，常用的校准方法不包括（）A.比较法B.自激法C.传递法D.替代法答案：B解析：水听器校准的常用方法包括比较法（与已知校准度的标准水听器比较）、传递法（通过标准传递介质传递校准值）和替代法（用已知校准度的替代装置替代待校水听器），自激法不是水听器校准的标准方法。3.水声工程实验中，用于产生已知频率和幅度的声信号的设备是（）A.滤波器B.放大器C.振荡器D.调制器答案：C解析：振荡器是产生特定频率和幅度电信号的核心部件，在水声实验中用于生成驱动水听器或其他换能器的声信号。滤波器用于选择或抑制特定频率，放大器用于增强信号强度，调制器用于改变信号特性，但它们不直接产生初始信号。4.在进行声速测量实验时，常用的方法不包括（）A.回声法B.多普勒法C.相位法D.频率法答案：D解析：声速测量的常用方法包括回声法（通过测量声波往返时间计算声速）、多普勒法（通过测量多普勒频移计算声速）和相位法（通过测量声波相位变化速率计算声速），频率法不是直接测量声速的标准方法。5.水声工程实验中，用于消除或减少环境噪声干扰的措施不包括（）A.主动降噪B.隔声C.滤波D.隔振答案：A解析：消除或减少环境噪声干扰的常用措施包括隔声（阻止噪声传播）、滤波（选择性地滤除噪声频率）和隔振（减少噪声通过结构传播），主动降噪虽然可以消除噪声，但在水声实验中应用较少且不常用。6.在进行声源级测量实验时，需要测量的主要参数不包括（）A.声压级B.距离C.方向D.频率响应答案：D解析：声源级测量主要关注声源在特定距离和方向的声压级，以及可能的指向性特性，频率响应不是声源级测量的直接参数。7.水声工程实验中，用于测量声波传播距离的设备是（）A.水听器B.声纳C.测距仪D.频率计答案：C解析：水听器测量声压，声纳发射和接收声波，频率计测量信号频率，测距仪专门用于测量距离。8.在进行水听器灵敏度校准实验时，标准水听器的灵敏度通常（）A.高于待校水听器B.低于待校水听器C.等于待校水听器D.无需确定答案：C解析：校准过程中，标准水听器提供一个已知的参考灵敏度，待校水听器的灵敏度通过与标准水听器的比较来确定，因此两者的灵敏度需要在相同条件下进行比较。9.水声工程实验中，用于记录和分析声信号的设备是（）A.发射器B.接收器C.录音机D.示波器答案：D解析：录音机记录声信号，示波器显示和分析声信号的波形和参数，发射器和接收器分别用于产生和接收声信号。10.在进行声阻抗测量实验时，需要测量的主要参数不包括（）A.声压B.声速C.频率D.功率答案：D解析：声阻抗测量主要关注声压、质点速度和声速在特定频率下的关系，功率不是声阻抗的直接参数。11.水声工程实验中，声速测量的单位通常是（）A.牛顿/米²B.米/秒C.千克/米³D.安培/秒答案：B解析：声速是描述声波传播快慢的物理量，其国际单位制单位是米每秒（米/秒）。牛顿每平方米是压强的单位，千克每立方米是密度的单位，安培每秒没有明确的物理意义，与声速测量无关。12.在进行水听器方向性测量实验时，通常需要（）A.单个水听器B.多个水听器C.水听器阵列D.振荡器答案：C解析：水听器方向性测量需要确定声场在不同方向上的声压分布，这通常通过使用水听器阵列，阵列中多个水听器接收到的信号可以用来计算声场的方向性图。单个水听器无法确定方向，振荡器是信号源。13.水声工程实验中，用于将电信号转换为声信号的设备是（）A.滤波器B.传声器C.换能器D.放大器答案：C解析：换能器是水声工程中一种重要的设备，它可以将电能转换为声能（发射换能器），或者将声能转换为电能（接收换能器，即水听器）。滤波器用于选择或抑制频率，传声器是换能器的一种，但不是所有换能器，放大器用于增强信号。14.在进行声源级和传播损失测量实验时，需要考虑的主要因素不包括（）A.声源特性B.传播介质C.接收器位置D.发射器频率答案：D解析：声源级和传播损失测量主要关注声源在特定传播介质中到达接收器位置的声压级变化，这与声源特性、传播介质特性和接收器位置密切相关。发射器频率是声源特性的一部分，但不是测量本身需要考虑的外部因素。15.水声工程实验中，用于消除信号中直流偏置的设备是（）A.放大器B.滤波器C.直流偏置电路D.交流耦合电路答案：D解析：交流耦合电路（或称隔直电路）允许交流信号通过而阻止直流信号通过，因此可以用来消除信号中的直流偏置。放大器增强信号，滤波器选择频率成分，直流偏置电路产生直流电压。16.在进行水听器校准实验时，比较法校准需要（）A.已知声速的介质B.已知灵敏度的标准水听器C.已知频率的信号源D.已知传播损失的环境答案：B解析：比较法校准是将待校水听器与已知校准度的标准水听器在相同条件下接收相同的声信号，通过比较两者的输出来确定待校水听器的灵敏度。因此，需要已知灵敏度的标准水听器。已知声速、频率和传播损失是实验的一般条件或影响因素，但不是比较法校准的核心要素。17.水声工程实验中，用于测量声信号频率的设备是（）A.示波器B.频率计C.振荡器D.滤波器答案：B解析：频率计是专门用于测量电信号频率的设备，在水声实验中用于测量声信号的频率。示波器显示波形，振荡器产生信号，滤波器选择频率成分。18.在进行声阻抗测量实验时，通常需要（）A.单个换能器B.水听器阵列C.已知声速的介质D.已知频率的信号源答案：C解析：声阻抗测量需要知道介质中的声速，因为声阻抗的定义与声速有关。虽然信号源和换能器也是必要的，但已知声速的介质是进行准确声阻抗测量的关键参数之一。水听器阵列通常用于方向性测量或声场分析。19.水声工程实验中，用于产生宽带随机噪声信号的设备是（）A.振荡器B.噪声发生器C.滤波器D.放大器答案：B解析：噪声发生器是专门用于产生各种类型噪声信号的设备，包括宽带随机噪声。振荡器产生确定频率的信号，滤波器处理信号频率成分，放大器增强信号。20.在进行水声工程实验数据处理时，常用的方法不包括（）A.滤波B.平均C.校准D.拟合答案：C解析：数据处理方法包括滤波（去除噪声或不需要的频率成分）、平均（减小随机噪声影响）、拟合（用数学模型描述数据规律）等。校准是实验准备阶段确保测量仪器准确性的过程，属于实验设置而非数据处理本身。二、多选题1.水声工程实验中，声压信号通常具有的特点有（）A.瞬时变化大B.频率范围广C.易受噪声干扰D.与声源强度成正比E.只在介质分界面处存在答案：ABC解析：水声工程实验中的声压信号是声波在介质中传播时引起的压强变化，其特点是瞬时值变化快（A），频率可以从低频到高频（B），由于介质吸收、多径效应等原因，信号在传播过程中会衰减，并容易受到环境噪声和其他信号的干扰（C）。声压与声源强度在点源和球面波假设下成正比，但在实际复杂声场中关系复杂（D）。声压存在于介质内部的任何位置，不仅仅是分界面（E）。因此，正确选项为ABC。2.在进行水听器校准实验时，常用的校准方法包括（）A.比较法B.自激法C.传递法D.替代法E.滤波法答案：ACD解析：水听器校准是确定其灵敏度或响应特性的过程，常用方法包括比较法（与已知校准度的标准水听器进行比较）、传递法（通过已知声学参数的介质或装置传递校准值）和替代法（用已知特性的替代装置产生声场进行校准）。自激法通常指信号发生器自激振荡，不是水听器校准方法。滤波法是信号处理技术，不用于校准过程。因此，正确选项为ACD。3.水声工程实验中，用于产生声信号的设备有（）A.振荡器B.发射换能器C.放大器D.滤波器E.噪声发生器答案：ABE解析：产生声信号的设备主要是能够将电能转换为声能的换能器，包括振荡器（产生基础电信号）、发射换能器（将电信号转换为声信号用于发射）和噪声发生器（产生特定类型的噪声信号）。放大器用于增强信号，滤波器用于选择或处理信号频率成分，它们本身不产生声信号。因此，正确选项为ABE。4.在进行声速测量实验时，可能需要考虑的因素有（）A.介质温度B.介质盐度C.介质压力D.声波频率E.水听器灵敏度答案：ABCD解析：声速是介质的一种物理特性，它受到介质的温度（A）、盐度（B）、压力（C）等物理性质的影响。在某些精密测量中，声波频率（D）对声速的影响也需要考虑，尤其是在高频时。水听器灵敏度是接收设备参数，不影响介质中声速的物理值。因此，正确选项为ABCD。5.水声工程实验中，用于分析声信号的设备有（）A.示波器B.频率计C.录音机D.放大器E.滤波器答案：ABE解析：分析声信号的设备主要是能够显示、测量或处理声信号参数的仪器，包括示波器（显示波形）、频率计（测量频率）、滤波器（选择或去除特定频率成分）。录音机记录信号，放大器增强信号，但不用于分析信号特性。因此，正确选项为ABE。6.在进行水听器方向性测量实验时，通常需要（）A.水听器阵列B.已知声源方向C.已知声源频率D.单个水听器E.滤波器答案：ABC解析：水听器方向性测量需要确定声场在不同方向上的响应特性，这通常通过使用由多个水听器组成的水听器阵列（A）来实现，并结合已知声源方向（B）和频率（C）来计算阵列的响应指向性图。单个水听器无法确定方向性（D），滤波器可以用于处理信号，但不是方向性测量的核心设备。因此，正确选项为ABC。7.水声工程实验中，可能遇到的噪声干扰来源有（）A.环境噪声B.仪器自生噪声C.多径效应D.信号串扰E.水听器本底噪声答案：ABDE解析：水声实验中噪声干扰可能来自多个方面，包括环境中的各种声源产生的环境噪声（A）、实验设备本身产生的仪器自生噪声（B）、信号在传播过程中由于反射等产生的多径效应引起的干扰（C，虽然C是传播现象，但也引入干扰）、不同信号通道之间的信号串扰（D），以及水听器自身材料或结构引起的本底噪声（E）。因此，正确选项为ABDE。（注意：C的表述可能引起歧义，多径本身是现象，但常被视为干扰源，根据常见理解选入）8.在进行声源级和传播损失测量实验时，需要测量的主要参数有（）A.声源特性B.传播介质特性C.接收器位置D.声压级E.发射器频率答案：ABCD解析：声源级和传播损失测量旨在确定声源在特定介质中传播到接收器位置的声学参数变化，因此需要测量声源本身的特性（A）、传播介质的特性（如声速、吸收系数等，虽然题目未明确列出具体参数，但这是影响因素）、接收器的位置（C）以及在该位置测得的声压级（D）。发射器频率是声源特性的一部分，对测量结果有直接影响。因此，正确选项为ABCD。9.水声工程实验中，用于校准信号发生器的设备有（）A.标准信号源B.比较法校准装置C.水听器D.传递标准E.示波器答案：BD解析：校准信号发生器需要将其输出与已知精确度的标准进行比较或通过已知特性的传递介质进行校准。比较法校准装置（B，通常包含标准）和传递标准（D，是一种可携带的校准标准）是实现这一目标的工具。水听器（C）是接收设备，通常用于校准水听器。标准信号源（A）是提供标准信号的设备，本身需要校准。示波器（E）用于观察波形，不直接用于校准信号发生器的幅度或频率精度。因此，正确选项为BD。10.水声工程实验数据处理中，常用的数字信号处理技术有（）A.滤波B.采样C.量化D.平均E.拟合答案：ABCD解析：数字信号处理技术是现代水声实验数据处理的核心，包括将模拟信号转换为数字信号的过程，如采样（B）和量化（C），以及后续的各种处理算法。滤波（A）用于去除噪声或特定频率成分。平均（D）是减小随机噪声影响的有效方法。拟合（E）是用数学模型描述数据趋势。所有这些都是常用的数字信号处理技术。因此，正确选项为ABCDE。11.水声工程实验中，声压信号通常具有的特点有（）A.瞬时变化大B.频率范围广C.易受噪声干扰D.与声源强度成正比E.只在介质分界面处存在答案：ABC解析：水声工程实验中的声压信号是声波在介质中传播时引起的压强变化，其特点是瞬时值变化快（A），频率可以从低频到高频（B），由于介质吸收、多径效应等原因，信号在传播过程中会衰减，并容易受到环境噪声和其他信号的干扰（C）。声压与声源强度在点源和球面波假设下成正比，但在实际复杂声场中关系复杂（D）。声压存在于介质内部的任何位置，不仅仅是分界面（E）。因此，正确选项为ABC。12.在进行水听器校准实验时，常用的校准方法包括（）A.比较法B.自激法C.传递法D.替代法E.滤波法答案：ACD解析：水听器校准是确定其灵敏度或响应特性的过程，常用方法包括比较法（与已知校准度的标准水听器进行比较）、传递法（通过已知声学参数的介质或装置传递校准值）和替代法（用已知特性的替代装置产生声场进行校准）。自激法通常指信号发生器自激振荡，不是水听器校准方法。滤波法是信号处理技术，不用于校准过程。因此，正确选项为ACD。13.水声工程实验中，用于产生声信号的设备有（）A.振荡器B.发射换能器C.放大器D.滤波器E.噪声发生器答案：ABE解析：产生声信号的设备主要是能够将电能转换为声能的换能器，包括振荡器（产生基础电信号）、发射换能器（将电信号转换为声信号用于发射）和噪声发生器（产生特定类型的噪声信号）。放大器用于增强信号，滤波器用于选择或处理信号频率成分，它们本身不产生声信号。因此，正确选项为ABE。14.在进行声速测量实验时，可能需要考虑的因素有（）A.介质温度B.介质盐度C.介质压力D.声波频率E.水听器灵敏度答案：ABCD解析：声速是介质的一种物理特性，它受到介质的温度（A）、盐度（B）、压力（C）等物理性质的影响。在某些精密测量中，声波频率（D）对声速的影响也需要考虑，尤其是在高频时。水听器灵敏度是接收设备参数，不影响介质中声速的物理值。因此，正确选项为ABCD。15.水声工程实验中，用于分析声信号的设备有（）A.示波器B.频率计C.录音机D.放大器E.滤波器答案：ABE解析：分析声信号的设备主要是能够显示、测量或处理声信号参数的仪器，包括示波器（显示波形）、频率计（测量频率）、滤波器（选择或去除特定频率成分）。录音机记录信号，放大器增强信号，但不用于分析信号特性。因此，正确选项为ABE。16.在进行水听器方向性测量实验时，通常需要（）A.水听器阵列B.已知声源方向C.已知声源频率D.单个水听器E.滤波器答案：ABC解析：水听器方向性测量需要确定声场在不同方向上的响应特性，这通常通过使用由多个水听器组成的水听器阵列（A）来实现，并结合已知声源方向（B）和频率（C）来计算阵列的响应指向性图。单个水听器无法确定方向性（D），滤波器（E）可以用于处理信号，但不是方向性测量的核心设备。因此，正确选项为ABC。17.水声工程实验中，可能遇到的噪声干扰来源有（）A.环境噪声B.仪器自生噪声C.多径效应D.信号串扰E.水听器本底噪声答案：ABDE解析：水声实验中噪声干扰可能来自多个方面，包括环境中的各种声源产生的环境噪声（A）、实验设备本身产生的仪器自生噪声（B）、信号在传播过程中由于反射等产生的多径效应引起的干扰（C，虽然C是传播现象，但也引入干扰）、不同信号通道之间的信号串扰（D），以及水听器自身材料或结构引起的本底噪声（E）。因此，正确选项为ABDE。（注意：C的表述可能引起歧义，多径本身是现象，但常被视为干扰源，根据常见理解选入）18.在进行声源级和传播损失测量实验时，需要测量的主要参数有（）A.声源特性B.传播介质特性C.接收器位置D.声压级E.发射器频率答案：ABCD解析：声源级和传播损失测量旨在确定声源在特定介质中传播到接收器位置的声学参数变化，因此需要测量声源本身的特性（A）、传播介质的特性（如声速、吸收系数等，虽然题目未明确列出具体参数，但这是影响因素）、接收器的位置（C）以及在该位置测得的声压级（D）。发射器频率（E）是声源特性的一部分，对测量结果有直接影响。因此，正确选项为ABCD。19.水声工程实验中，用于校准信号发生器的设备有（）A.标准信号源B.比较法校准装置C.水听器D.传递标准E.示波器答案：BD解析：校准信号发生器需要将其输出与已知精确度的标准进行比较或通过已知特性的传递介质进行校准。比较法校准装置（B，通常包含标准）和传递标准（D，是一种可携带的校准标准）是实现这一目标的工具。水听器（C）是接收设备，通常用于校准水听器。标准信号源（A）是提供标准信号的设备，本身需要校准。示波器（E）用于观察波形，不直接用于校准信号发生器的幅度或频率精度。因此，正确选项为BD。20.水声工程实验数据处理中，常用的数字信号处理技术有（）A.滤波B.采样C.量化D.平均E.拟合答案：ABCDE解析：数字信号处理技术是现代水声实验数据处理的核心，包括将模拟信号转换为数字信号的过程，如采样（B）和量化（C），以及后续的各种处理算法。滤波（A）用于去除噪声或特定频率成分。平均（D）是减小随机噪声影响的有效方法。拟合（E）是用数学模型描述数据趋势。所有这些都是常用的数字信号处理技术。因此，正确选项为ABCDE。三、判断题1.声压是描述介质中压强变化大小的物理量，其单位是帕斯卡。（）答案：正确解析：声压定义为声波传播时介质中某点的瞬时压强相对于无声波时压强的偏差值，它反映了声波引起介质压缩和稀疏的程度。帕斯卡（Pa）是压强的国际单位制单位，因此声压的单位也是帕斯卡。这是声学中的基本概念。因此，题目表述正确。2.水听器是一种能够将声能转换为电能的换能器。（）答案：正确解析：水听器作为水声工程中常用的传感器，其核心功能就是将接收到的声波（声能）转换为相应的电信号（电能），以便后续的测量和分析。这是换能器的基本工作原理。因此，题目表述正确。3.声速是指声波在介质中传播的速度，它仅与介质的种类有关。（）答案：错误解析：声速是指声波在介质中传播的快慢，它确实与介质的物理性质密切相关，不同的介质具有不同的声速。然而，声速不仅与介质的种类有关，还受到介质的其他物理条件的影响，例如介质的温度、压力（对于气体）、盐度（对于水）等。例如，空气中的声速随温度升高而增大。因此，题目表述过于绝对，不完整。因此，题目表述错误。4.进行水声实验时，所有测量都应该在完全安静的实验室环境中进行。（）答案：错误解析：虽然环境噪声会对水声实验造成干扰，但完全消除所有噪声（达到“完全安静”）在很多情况下既不现实也不必要。水声实验，特别是涉及实际海洋环境的实验，往往需要考虑实际环境中的噪声背景。实验的关键在于如何识别、评估并尽可能地消除或补偿噪声干扰，而不是追求绝对安静。因此，题目表述错误。5.水听器灵敏度越高越好，因为它能更有效地接收微弱信号。（）答案：错误解析：水听器灵敏度确实是指其输出信号电压与输入声压的比值，反映了水听器接收声信号的效率。较高的灵敏度意味着水听器能够对微弱的声信号产生较大的输出，这对于探测远距离或功率小的声源是有益的。然而，“越高越好”并不绝对。过高的灵敏度可能导致水听器对噪声也过于敏感，信噪比反而下降；此外，也可能超出后续信号处理设备（如放大器、记录仪）的动态范围，导致信号失真。因此，选择合适灵敏度的水听器需要根据具体的实验需求和系统配置来决定。因此，题目表述错误。6.水声实验中使用的信号发生器只需要能产生单一频率的正弦波即可。（）答案：错误解析：水声实验的目的是研究和测量各种声学现象，因此信号发生器需要能够产生多种类型的信号，而不仅仅是单一频率的正弦波。根据实验目的，可能需要产生脉冲信号、扫频信号、随机噪声信号或其他复杂调制信号等。单一的正弦波信号类型远不能满足多样化的实验需求。因此，题目表述错误。7.校准是水声实验中必不可少的一步，其目的是确保所有测量数据的准确性。（）答案：正确解析：校准是指在规定条件下，确定测量仪器或测量系统所指示的量值与对应的已知值之间的关系（即确定其示值误差或修正值）的过程。在水声实验中，使用的各种仪器设备，如水听器、信号发生器、示波器、测距仪等，都需要进行校准，以消除或修正其系统误差，确保测量结果的准确可靠。没有校准的测量数据是没有科学价值的。因此，题目表述正确。8.多径效应总是对水声信号的传播造成负面影响，因此应该完全避免。（）答案：错误解析：多径效应是指声波在传播路径中遇到障碍物（如海底、海山、水面）发生反射、折射和散射，从而形成多条到达接收点的传播路径的现象。多径效应会使得接收信号是沿不同路径到达的信号的叠加，导致信号失真、强度变化、产生相干干扰等问题，通常被视为水声通信和探测中的不利因素。然而，在某些特定应用中，对多径信号的分析和利用也可能具有价值。更重要的是，多径效应是水声波在真实海洋环境中传播的固有特性，完全避免是不可能的。实验研究多径效应的目的往往是为了理解其影响并开发相应的抗干扰技术或利用其特性。因此，题目表述错误。9.水声实验数据处理中，滤波只能去除高频噪声。（）答案：错误解析：滤波是数字信号处理中常用的技术，用于选择或抑制信号中的特定频率成分。滤波器可以根据设计选择其通带和阻带范围。因此，滤波不仅可以用于去除不需要的高频噪声，也可以用于去除低频噪声（如直流偏置、工频干扰等），或者保留特定频段而抑制其他频段。说滤波“只能”去除高频噪声是不准确的。因此，题目表述错误。10.水听器阵列比单个水听器能提供更多的信息。（）答案：正确解析：水听器阵列由多个水听器组成，通过空间上分布的多个接收点，可以获取声场在空间上的分布信息。与单个水听器只能提供声场在单点的时间信号相比，水听器阵列能够测量声源的方向、距离、到达时间差（TDOA）、信号强度空间分布等，从而提供远超单个水听器的丰富信息，在水声测向、定位、波束形成等应用中至关重要。因此，题目表述正确。四、简答题1.简述水听器校准的目的是什么？答案：水听器