2007標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)B卷

1、聲與振動(dòng)基礎(chǔ)A試卷B標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（07年春季）1、聲學(xué)是研究聲波的（產(chǎn)生）、流傳和（接收）的一門(mén)科學(xué)。2、當(dāng)聲波由特點(diǎn)阻抗小的介質(zhì)入射到特點(diǎn)阻抗大的介質(zhì)，界線面稱(chēng)為（硬）界面。當(dāng)聲波由特點(diǎn)阻抗大的介質(zhì)入射到特點(diǎn)阻抗小的介質(zhì)，界線面稱(chēng)為（軟）界面。3、固體中同時(shí)存在壓應(yīng)力和切應(yīng)力，既可流傳（縱）波，也可流傳（橫）波。4、聲波在分界面上的反射和透射特點(diǎn)取決于介質(zhì)的特點(diǎn)阻抗；兩介質(zhì)的特點(diǎn)阻抗相差愈小，其反射系數(shù)（愈?。?，反射能量（?。?；5、絕對(duì)軟界線面上質(zhì)點(diǎn)振速為入射波質(zhì)點(diǎn)振速的（2）倍，聲壓為（零）6、非均勻平面和睦波的等相位面為（平面），波陣面為（一條線）。7、脈動(dòng)球輻射必然頻率的聲波時(shí)，

2、球的半徑（越?。?，輻射阻（越?。讲挥欣诼曒椛?。8、聲源尺度必然，頻率越低，指向性越（胖）二、選擇題（每題2分，共20分）1、無(wú)量大障板上的圓面活塞輻射器的指向性函數(shù)為（A）2Jkasinkasin2；D、無(wú)指向性。A、；B、；C、coskasin2Jkasin2、單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的速度共振頻率數(shù)值上等于（B）A、位移共振頻率；B、系統(tǒng)無(wú)阻尼時(shí)的固有頻率；C、加速度共振頻率；、系統(tǒng)有阻尼時(shí)的固有頻率。3、下面關(guān)于平面行波場(chǎng)特點(diǎn)的表達(dá)，哪一種是錯(cuò)誤的。（D）A、任何時(shí)刻均無(wú)反向聲能流；B、聲強(qiáng)各處相等；C、質(zhì)點(diǎn)振速波形和聲壓波形相同；D、聲壓相速度和振速相速度不相等。4、設(shè)計(jì)接收換能器時(shí)，接

3、收器的尺寸必然，則對(duì)頻率較（A）的聲波影響較大。A、高；B、；低C、和接收聲波的頻率沒(méi)關(guān)系；5、均勻細(xì)棒縱振動(dòng)中自由界線條件的表達(dá)式及其物理意義為（B）A、（z,t)z端點(diǎn)0(位移為零)；B、（z,t)0(應(yīng)力為零)；zz端點(diǎn)C、（z,t)0(位移為零)；D、（,)端點(diǎn)0(應(yīng)力為零)。zz端點(diǎn)ztz6、和睦律球面波的波陣面是球面，在同一時(shí)刻，該波陣面所有點(diǎn)（C）、振速幅值相等；、振速相位相同；、振速幅值與相位都相同；、相位相同，但幅值不相同。7、平面行波場(chǎng)中聲壓的相速度和波速的關(guān)系為（A）、二者相等；、聲壓的相速度比波速快；、聲壓的相速度比波速慢；、二者無(wú)固定關(guān)系。8、均勻球面波在理想，均勻無(wú)

4、量介質(zhì)中流傳，其聲波強(qiáng)度與距離r的平方成反比。聲波強(qiáng)度的減少是由于（B）、介質(zhì)的粘滯性吸?。?、波陣面的擴(kuò)大；、介質(zhì)的熱傳導(dǎo)吸??；D、馳豫聲吸取9、聲源指向性的一般規(guī)律：頻率必然，聲源尺度越小，指向性越（B）；、“尖”；、“胖”；、指向性和聲源尺度沒(méi)關(guān)系；110、剛硬渺小粒子的散射聲強(qiáng)和頻率的（D）次方成正比。A、1；B、2；C、3；D、4。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1、以下列圖一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)，試畫(huà)出其阻抗型機(jī)電類(lèi)比圖。圖1機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)（2分）（2分）（2分）2、什么叫物理衰減，什么是幾何衰減？古典聲吸取包括什么？答：聲波在均勻介質(zhì)中流傳時(shí)，聲波的強(qiáng)度衰減的原因有幾何衰減和物理衰減。由于

5、波陣面擴(kuò)大造成的聲波能量減少稱(chēng)為幾何衰減；（2分）由于介質(zhì)的聲吸取造成的聲波能量減少稱(chēng)為物理衰減；（2分）古典聲吸取認(rèn)為，介質(zhì)的粘滯性聲吸取和熱傳導(dǎo)聲吸取是介質(zhì)聲吸取的原因。（2分）3、簡(jiǎn)述聲能流密度的看法，聲能流密度和聲壓與質(zhì)點(diǎn)振速的關(guān)系是什么？答：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)與聲波能量流傳方向垂直的單位面積的聲能為聲能流密度，它是一個(gè)向量。（3分）聲場(chǎng)的聲能流密度為該點(diǎn)聲壓與質(zhì)點(diǎn)振速的乘積（wpu），方向?yàn)樵擖c(diǎn)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向。（3分）4、簡(jiǎn)述理想流體介質(zhì)中，平面波、柱面波、球面波的聲強(qiáng)衰減規(guī)律和流傳距離的關(guān)系。答：理想流體介質(zhì)中，平面波的能量各處相等，和流傳距離沒(méi)有關(guān)系；（2分）柱面波的聲強(qiáng)按流傳距離的

6、一次方規(guī)律衰減；（2分）球面波的聲強(qiáng)按流傳距離的平方規(guī)律衰減；（2分）5、什么是簡(jiǎn)正波？什么是簡(jiǎn)正波的截止頻率?答：簡(jiǎn)正波；聲波在波導(dǎo)中流傳，由于界線的限制，據(jù)界線的性質(zhì)，在界線的限制方向取某些特定的駐波形式，而在無(wú)界線線制方向?yàn)榱鱾鞯男胁ㄐ问?，稱(chēng)此為給定波導(dǎo)中的簡(jiǎn)正波。（3分）截止頻率：聲波在波導(dǎo)中流傳，若是某階簡(jiǎn)正波隨聲波頻率的降低，由正常流傳的簡(jiǎn)正波開(kāi)始演變成非均勻波則稱(chēng)此時(shí)的聲波頻率為該階簡(jiǎn)正波的截止頻率，記fn。（3分）四計(jì)算題（共35分）1、（15分）詳盡計(jì)算“絕對(duì)軟”界線條件下反射聲場(chǎng)中的聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速，并談?wù)摻缇€上聲壓和振速的特點(diǎn)。解：由于在界線面處入射聲波發(fā)生反射，使第一介質(zhì)

7、中產(chǎn)生反射波，這時(shí)第一介質(zhì)中聲壓為p1x,tjtk1xjtk1x（2分）piaeprae“絕對(duì)軟”界線條件下，有：Z1Z2；1c12c2（2分）則反射系數(shù)為：praZ2Z1（2分）prx,t1RppiaZ2Z1prx,t所以：prapia（1分）第一介質(zhì)中復(fù)數(shù)聲壓為：2r,tpiaejk1xjk1xjt2jpiaejk1xejk1xejt2jpiasink1xejt2jpiasink1xcostjsintp1ee2j（2分）依照尤拉方程，求得第一介質(zhì)中的復(fù)數(shù)質(zhì)點(diǎn)振速為：u1r,tpiaejk1xejk1xejt2piaejk1xejk1xejt1c11c12（2分）2piacosk1xejt2

8、piacosk1xcostjsint1c11c1在界面處（即x0）聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速值為pxtx0（2分）1,0u1x,tx02uia（2分）結(jié)論：“絕對(duì)軟”界線面上聲壓為零；質(zhì)點(diǎn)振速為入射波質(zhì)點(diǎn)振速的2倍。2、（10分）試寫(xiě)出和睦平面行波場(chǎng)中的聲壓的表達(dá)式，并求密度逾量（2）質(zhì)點(diǎn)振速（3）質(zhì)點(diǎn)位移；（4）質(zhì)點(diǎn)加速度解：依照已知條件，和睦平面波場(chǎng)聲壓表達(dá)式為pp0ejtkx；其中2f；k/c；（2分）（1）密度逾量lp/cp0/cejtkx；（2分）（2）質(zhì)點(diǎn)振速u(mài)1pdtjjkp0ejtkx；（2分）c（3）質(zhì)點(diǎn)位移xpdtp0ejtkx；（2分）j（4）質(zhì)點(diǎn)加速度adujp0ejtkx（2分）dtAej3、（10分）和睦均勻擴(kuò)散球面波的速度勢(shì)函數(shù)為tkr，試求r1）球面波的聲壓；（2）球面波質(zhì)點(diǎn)振速；（3）球面波波阻抗，并說(shuō)明什么條件下球面波的波阻抗趨近于平面波波阻抗。（4）均勻擴(kuò)散球面波場(chǎng)和點(diǎn)源波場(chǎng)有什么關(guān)系？解：（1）球面波聲壓ptjAejtkr（2分）r（2）球面波質(zhì)點(diǎn)振速u(mài)A1jkejtkr（2分）2rrr（3）球面波波阻抗jAejtkrjrjkr（2分）prjz1jkjtkr11jkr1jkrcuAr2rerjk3當(dāng)kr1時(shí)，球面波波阻抗等于平面波波阻抗（zc）（2分）（4）均勻擴(kuò)散球面波場(chǎng)和點(diǎn)源波場(chǎng)相同。（2分）4內(nèi)容總結(jié)（1）聲與振動(dòng)基礎(chǔ)A試卷B標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)