2025年大學(xué)《智能體育工程》專業(yè)題庫——運動員運動生理指標(biāo)監(jiān)測考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項生理指標(biāo)最能直接反映身體對運動的即時能量需求？A.皮膚溫度B.乳酸濃度C.血紅蛋白飽和度D.肌肉力量2.在進行長時間耐力運動監(jiān)測時，心率變異性（HRV）主要用于評估？A.交感神經(jīng)興奮程度B.運動中的體溫變化C.心臟泵血效率D.肌肉疲勞狀態(tài)3.以下哪種傳感器技術(shù)屬于非接觸式生理參數(shù)監(jiān)測？A.脈搏血氧儀（指夾式）B.腕式心率帶C.基于雷達或光學(xué)成像的心率監(jiān)測D.動態(tài)肌電傳感器4.運動生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的信號調(diào)理環(huán)節(jié)，主要目的是？A.提高數(shù)據(jù)傳輸速率B.增強傳感器靈敏度C.濾除干擾噪聲，放大有用信號D.存儲原始數(shù)據(jù)5.下列哪項不是可穿戴式生理監(jiān)測設(shè)備的主要優(yōu)點？A.連續(xù)實時監(jiān)測B.無需專業(yè)人員在旁操作C.可提供豐富的生物力學(xué)數(shù)據(jù)D.佩戴舒適度普遍較高6.根據(jù)運動生理學(xué)原理，運動后血乳酸濃度顯著升高，主要原因是？A.肝臟葡萄糖輸出增加B.乳酸氧化速率下降C.肌肉無氧代謝產(chǎn)生乳酸超過清除速率D.血液緩沖能力減弱7.在智能體育訓(xùn)練監(jiān)控中，分析運動員核心體溫變化趨勢的主要意義在于？A.評估肌肉力量發(fā)展B.指導(dǎo)運動后拉伸方案C.監(jiān)測運動性中暑風(fēng)險D.衡量有氧能力水平8.下列哪項技術(shù)不屬于運動生理大數(shù)據(jù)分析范疇？A.運動表現(xiàn)模式識別B.個體化訓(xùn)練負(fù)荷推薦C.運動損傷預(yù)測模型構(gòu)建D.傳感器制造工藝優(yōu)化9.對于需要精確測量瞬時爆發(fā)力的運動項目，以下生理指標(biāo)監(jiān)測價值相對較低？A.瞬時功率輸出B.最大攝氧量（VO2max）C.力矩-角度曲線D.關(guān)節(jié)活動范圍（ROM）10.智能體育工程領(lǐng)域，將多種生理監(jiān)測數(shù)據(jù)融合應(yīng)用的主要目的是？A.提高數(shù)據(jù)采集頻率B.增加傳感器類型數(shù)量C.獲得更全面、更準(zhǔn)確的運動生理狀態(tài)評估D.降低數(shù)據(jù)傳輸成本二、填空題（每空1分，共15分）1.運動過程中，心率受到______神經(jīng)和______神經(jīng)共同調(diào)節(jié)，其變化反映了心血管系統(tǒng)的負(fù)荷。2.常用的生理信號噪聲類型包括______噪聲和______噪聲。3.基于光電容積脈搏波描記法（PPG）的技術(shù)，除了可測心率外，還可以估算______飽和度。4.運動訓(xùn)練效果評估中，______是衡量有氧耐力水平的重要指標(biāo)之一。5.傳感器在運動員運動生理監(jiān)測中，按信號轉(zhuǎn)換原理可分為______傳感器和______傳感器。6.運動性疲勞的生理生化表現(xiàn)復(fù)雜，其中血尿素和血乳酸水平的升高是常見的______指標(biāo)。7.在智能運動服裝設(shè)計中，需要特別關(guān)注傳感器的______、______和舒適性。8.運動生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有有線傳輸和______傳輸兩種。9.心率變異性（HRV）分析中的時域指標(biāo)______可以反映自主神經(jīng)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)。10.智慧運動隊管理系統(tǒng)中，生理數(shù)據(jù)與運動表現(xiàn)、訓(xùn)練負(fù)荷等數(shù)據(jù)融合，旨在實現(xiàn)______訓(xùn)練和健康管理。三、名詞解釋題（每題3分，共12分）1.運動生理指標(biāo)2.傳感器標(biāo)定3.運動負(fù)荷4.可穿戴設(shè)備四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述心率、血氧飽和度和核心體溫三種生理指標(biāo)在監(jiān)測運動應(yīng)激方面的主要區(qū)別。2.簡述運動生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，信號調(diào)理的主要技術(shù)手段及其作用。3.簡述影響運動生理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的主要因素有哪些。4.簡述智能體育工程背景下，運動員運動生理監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。五、論述題（每題8分，共16分）1.論述運動生理監(jiān)測數(shù)據(jù)在制定和調(diào)整運動員訓(xùn)練計劃中的具體應(yīng)用價值。2.論述在進行運動員運動生理指標(biāo)監(jiān)測時，如何平衡數(shù)據(jù)采集的全面性與個體隱私保護之間的關(guān)系。六、應(yīng)用設(shè)計題（10分）設(shè)計一個針對中長跑運動員的簡易運動生理監(jiān)測方案，需說明選擇的主要生理指標(biāo)、相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)（傳感器類型）、數(shù)據(jù)采集的基本流程以及至少一項核心數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用方法。試卷答案一、選擇題1.B解析：乳酸是運動中無氧代謝的產(chǎn)物，其濃度升高直接反映了身體在運動過程中能量代謝的強度和需求。2.A解析：心率變異性（HRV）是衡量自主神經(jīng)系統(tǒng)（交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)）平衡狀態(tài)的重要指標(biāo)，尤其反映副交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)能力，可用于評估運動應(yīng)激和恢復(fù)狀態(tài)。3.C解析：基于雷達或光學(xué)成像的心率監(jiān)測利用非接觸式光學(xué)原理或電磁感應(yīng)原理獲取生理信號，無需直接接觸人體。其他選項均為接觸式或近接觸式監(jiān)測。4.C解析：信號調(diào)理是指在信號傳輸之前對其進行處理，目的是去除噪聲干擾，放大有用信號幅度，使其適合后續(xù)的放大、轉(zhuǎn)換或傳輸。5.C解析：可穿戴式設(shè)備雖然優(yōu)點很多，但通常受限于傳感器尺寸和電池容量，難以搭載高精度的生物力學(xué)傳感器（如慣性測量單元IMU）來提供詳細(xì)的生物力學(xué)數(shù)據(jù)。6.C解析：運動時，肌肉活動增加，能量需求增大，當(dāng)有氧代謝無法滿足需求時，無氧代謝加強，產(chǎn)生大量乳酸，若乳酸生成速率超過清除速率，則血乳酸濃度升高。7.C解析：核心體溫是反映身體內(nèi)部熱量平衡的指標(biāo)，其持續(xù)升高或急劇升高是運動中暑的重要預(yù)警信號。8.D解析：選項A、B、C均屬于運動生理大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用方向，旨在通過數(shù)據(jù)分析提升訓(xùn)練和表現(xiàn)。選項D屬于傳感器工程技術(shù)范疇，與數(shù)據(jù)分析應(yīng)用無直接關(guān)系。9.B解析：最大攝氧量（VO2max）是衡量心血管系統(tǒng)攝取、運輸和利用氧氣的最大能力，是評價有氧耐力的綜合指標(biāo)，但與瞬時爆發(fā)力（如短時間最大力量或速度）關(guān)系相對間接。其他選項與爆發(fā)力關(guān)系更直接。10.C解析：融合多種生理監(jiān)測數(shù)據(jù)（如心率、呼吸、體溫、肌電等）可以獲得更立體、更全面的運動員生理狀態(tài)評估，彌補單一指標(biāo)信息的局限性。二、填空題1.交感,副交感解析：心率調(diào)節(jié)受自主神經(jīng)系統(tǒng)雙重控制，交感神經(jīng)興奮心率加快，副交感神經(jīng)興奮心率減慢。2.交流,噪聲解析：信號噪聲類型可分為干擾信號的頻率特性，如與信號頻率相同的交流噪聲，以及隨機出現(xiàn)的各種干擾，即噪聲。3.血氧解析：PPG技術(shù)通過檢測組織血流變化引起的光吸收變化，可以估算血液中氧合血紅蛋白的比例，即血氧飽和度。4.最大攝氧量(VO2max)解析：最大攝氧量是衡量個體最大有氧工作能力的重要指標(biāo)，常用于評估耐力水平。5.化學(xué)能,物理能/電解析：傳感器按工作原理可分為基于化學(xué)反應(yīng)能轉(zhuǎn)換的傳感器和基于物理效應(yīng)（如壓電、光電、熱電等）或電學(xué)效應(yīng)轉(zhuǎn)換的傳感器。6.指示解析：運動性疲勞時，身體會產(chǎn)生一系列生理生化變化，如血尿素、血乳酸升高、電解質(zhì)紊亂等，這些可以作為判斷疲勞狀態(tài)的指示指標(biāo)。7.供電,數(shù)據(jù)傳輸解析：可穿戴設(shè)備需小型化、輕量化，且能長時間穩(wěn)定工作，因此供電能力和無線數(shù)據(jù)傳輸能力是關(guān)鍵設(shè)計要素。8.無線解析：數(shù)據(jù)傳輸方式主要分為有線（通過物理線纜連接）和無線（通過電磁波如Wi-Fi、藍牙、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等傳輸）。9.樣本熵(SDNNorrMSSD)解析：樣本熵是時域HRV分析中常用的指標(biāo)，用于量化整體HRV的隨機性，反映自主神經(jīng)系統(tǒng)的平衡性，值越高表示調(diào)節(jié)能力越強。10.個體化解析：融合多維度數(shù)據(jù)旨在更準(zhǔn)確地了解每個運動員的獨特生理反應(yīng)和表現(xiàn)，從而實現(xiàn)針對性的、個性化的訓(xùn)練負(fù)荷安排和健康管理。三、名詞解釋題1.運動生理指標(biāo)：指在運動過程中或運動前后，能夠客觀反映人體生理功能狀態(tài)、運動負(fù)荷大小以及訓(xùn)練和恢復(fù)效果的各種可測量的生物參數(shù)，如心率、血壓、呼吸頻率、血乳酸濃度、體溫等。2.傳感器標(biāo)定：指通過實驗測定傳感器輸入（被測量）與輸出（電信號）之間對應(yīng)關(guān)系的過程，目的是確定傳感器的靈敏度、線性度、量程等性能參數(shù)，消除系統(tǒng)誤差，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。3.運動負(fù)荷：指人體在運動過程中承受的生理負(fù)荷和心理負(fù)荷的總和，通常以能量消耗、心率、心率變異性、乳酸濃度等生理指標(biāo)的變化來定量或定性評估。4.可穿戴設(shè)備：指能夠穿戴在人體身上，集成傳感器、處理器、通信模塊和能源等，能夠連續(xù)或定期采集、處理、傳輸人體生理信號、運動數(shù)據(jù)或其他環(huán)境信息，并與用戶或外部系統(tǒng)交互的智能設(shè)備。四、簡答題1.答：心率是反映心臟每分鐘跳動次數(shù)，直接指示心臟泵血頻率和心血管系統(tǒng)工作負(fù)荷；血氧飽和度反映血液中氧合血紅蛋白的比例，指示氧氣供應(yīng)狀況；核心體溫反映身體內(nèi)部深部組織的溫度，是評估身體熱量平衡和防止中暑的重要指標(biāo)。三者從不同生理層面反映運動應(yīng)激，心率最直接反映心血管負(fù)荷，血氧反映氧氣供應(yīng)與需求匹配，核心體溫反映熱平衡狀態(tài)。2.答：運動生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的信號調(diào)理主要包括濾波、放大、線性化等環(huán)節(jié)。濾波用于去除噪聲干擾（如工頻干擾、肌電干擾等），通常采用低通、高通或帶通濾波器；放大用于增強微弱的生理信號，使其達到后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換所需的幅度；線性化處理是為了消除傳感器輸出與輸入之間的非線性關(guān)系，使輸出更準(zhǔn)確地反映被測量的大小。3.答：影響運動生理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的主要因素包括：①傳感器因素，如傳感器類型選擇不當(dāng)、佩戴位置或方式錯誤、傳感器老化或損壞、標(biāo)定不準(zhǔn)等；②生理因素，如身體運動偽影干擾（如肢體移動導(dǎo)致信號波動）、個體差異（如心率基線不同）、環(huán)境因素（如溫度、濕度、氣壓）影響等；③信號處理與傳輸因素，如信號濾波不當(dāng)、采樣率不足、數(shù)據(jù)傳輸中斷或丟失、噪聲干擾等。4.答：智能體育工程背景下，運動員運動生理監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的主要趨勢包括：①多模態(tài)融合監(jiān)測，集成生理、生物力學(xué)、環(huán)境等多維度數(shù)據(jù)；②智能化分析，利用人工智能算法進行深度數(shù)據(jù)挖掘、模式識別和預(yù)測預(yù)警；③無感/低感監(jiān)測，發(fā)展非接觸式、可穿戴式甚至植入式等更舒適便捷的監(jiān)測技術(shù)；④實時化與遠(yuǎn)程化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸與遠(yuǎn)程監(jiān)控管理；⑤個性化和精準(zhǔn)化，基于大數(shù)據(jù)和模型，為運動員提供更精準(zhǔn)的生理狀態(tài)評估和訓(xùn)練負(fù)荷建議。五、論述題1.答：運動生理監(jiān)測數(shù)據(jù)在制定和調(diào)整訓(xùn)練計劃中具有重要價值。首先，通過監(jiān)測訓(xùn)練過程中的心率、呼吸、乳酸等指標(biāo)，可以量化訓(xùn)練強度，確保訓(xùn)練負(fù)荷落在適宜區(qū)間，避免過度訓(xùn)練或訓(xùn)練不足。其次，通過分析訓(xùn)練前后及恢復(fù)期間生理指標(biāo)的變化，可以評估訓(xùn)練效果，判斷運動員的適應(yīng)情況。再次，長期監(jiān)測生理數(shù)據(jù)變化趨勢，有助于把握運動員的競技狀態(tài)周期，合理安排大賽周期和訓(xùn)練階段。此外，監(jiān)測比賽期間的生理指標(biāo)，可以實時評估運動員狀態(tài)，為現(xiàn)場教練決策提供依據(jù)。最后，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)建立個體化的生理模型，可以為運動員提供更精準(zhǔn)的訓(xùn)練負(fù)荷推薦和恢復(fù)方案，實現(xiàn)科學(xué)化、個性化的訓(xùn)練管理。2.答：在進行運動員運動生理指標(biāo)監(jiān)測時，平衡數(shù)據(jù)采集的全面性與個體隱私保護是必須關(guān)注的問題。一方面，為了全面評估運動員狀態(tài)和提升訓(xùn)練效果，需要采集盡可能多的生理數(shù)據(jù)（如心率、體溫、睡眠、情緒等），這些數(shù)據(jù)可能包含個人敏感信息。另一方面，運動員的生理數(shù)據(jù)屬于個人隱私，涉及健康信息，必須得到合法、正當(dāng)、必要的處理，并保障其安全。平衡這一關(guān)系需要采取多方面措施：首先，嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)（如《個人信息保護法》）和倫理規(guī)范，明確告知數(shù)據(jù)采集的目的、范圍、方式、存儲和使用規(guī)則，并獲得運動員的知情同意；其次，在數(shù)據(jù)采集、存儲、處理和傳輸過程中，采取嚴(yán)格的技術(shù)安全措施（如加密、訪問控制），防止數(shù)據(jù)泄露、濫用或被非法訪問；再次，建立清晰的數(shù)據(jù)使用權(quán)限管理制度，僅授權(quán)相關(guān)人員訪問必要數(shù)據(jù)；此外，對數(shù)據(jù)進行匿名化或去標(biāo)識化處理，在用于統(tǒng)計分析或模型構(gòu)建時，減少直接識別個人身份的風(fēng)險；最后，加強運動員的隱私保護意識教育，使其了解自身權(quán)利，并鼓勵其參與隱私保護相關(guān)決策。六、應(yīng)用設(shè)計題答：針對中長跑運動員的簡易運動生理監(jiān)測方案設(shè)計如下：1.主要生理指標(biāo)：心率（HR）、核心體溫（Tc）。2.監(jiān)測技術(shù)（傳感器類型）：*心率：采用防水型胸帶式心率傳感器，或高信噪比的光電式腕式心率帶。胸帶式提供更精確的心率數(shù)據(jù)，腕式更方便佩戴。*核心體溫：采用直腸溫度探頭（精度高，但舒適度稍差，適用于特定測試）或可穿戴式皮膚溫度傳感器（如貼片式，舒適度高，可連續(xù)監(jiān)測，但精度相對較低）。3.數(shù)據(jù)采集流程：*準(zhǔn)備階段：確保傳感器正確佩戴并完成校準(zhǔn)。記錄運動員基本信息和基線體溫。*訓(xùn)練/比賽階段：在訓(xùn)練或比賽開始前、過程中（可在關(guān)鍵節(jié)點如起點、終點、分段點）以及結(jié)束后，定時記錄心率數(shù)據(jù)。核心體溫監(jiān)測根據(jù)傳感器類型，可連續(xù)記錄或定時記錄。*數(shù)據(jù)傳輸與存儲：將傳感器數(shù)據(jù)通過無線方式（如藍牙、ANT+/Wi-Fi）傳輸至便攜式數(shù)據(jù)記