2025年大學(xué)《物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——物理學(xué)中的聲音頻率分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)。每小題3分，共30分）1.以下哪個(gè)物理量是描述聲音頻率的？（）A.聲強(qiáng)B.聲壓C.波速D.周期2.在空氣中傳播的聲波，如果頻率增加，則其（）。A.波速增加B.波長(zhǎng)增加C.周期減小D.波速減小3.一列聲波在空氣中的波長(zhǎng)為1.7米，傳播速度為340米/秒，則該聲波的頻率為？（）A.0.5HzB.200HzC.340HzD.578Hz4.一根兩端固定的琴弦，其振動(dòng)產(chǎn)生基頻為440Hz的聲波。若將琴弦長(zhǎng)度縮短一半，其產(chǎn)生的基頻將變?yōu)椋浚ǎ〢.440HzB.880HzC.220HzD.110Hz5.關(guān)于駐波，下列說(shuō)法正確的是？（）A.駐波是一種頻率不斷變化的波B.駐波中沒(méi)有能量傳播C.駐波的波腹處振動(dòng)位移始終最大D.駐波的形成需要兩列振幅相等的波沿相反方向傳播6.當(dāng)聲源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的聲音頻率將（）。A.大于聲源發(fā)出的頻率B.小于聲源發(fā)出的頻率C.等于聲源發(fā)出的頻率D.無(wú)法確定7.多普勒效應(yīng)是指？（）A.聲波在介質(zhì)中傳播速度發(fā)生變化的現(xiàn)象B.聲波遇到障礙物發(fā)生反射的現(xiàn)象C.聲源或觀察者發(fā)生移動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的聲音頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象D.聲波發(fā)生干涉的現(xiàn)象8.在應(yīng)用多普勒效應(yīng)測(cè)量汽車速度時(shí)，如果接收到的頻率高于發(fā)射頻率，說(shuō)明？（）A.汽車正在遠(yuǎn)離接收器B.汽車正在靠近接收器C.汽車速度為零D.接收器正在移動(dòng)9.人耳能夠聽到的聲音頻率范圍大約是？（）A.0Hz-2000HzB.20Hz-20000HzC.100Hz-10000HzD.500Hz-5000Hz10.聲音在固體中的傳播速度通常比在空氣中（）。A.小B.大C.相同D.無(wú)法比較二、填空題（請(qǐng)將答案填入橫線上。每空3分，共30分）1.聲波是__________的一種形式，它是由物體的__________而產(chǎn)生的機(jī)械波。2.聲波的頻率f、波長(zhǎng)λ和波速v之間的關(guān)系為__________。3.在一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)，一端封閉一端開放的管子中，產(chǎn)生的基頻聲音的頻率為__________（設(shè)聲速為v）。4.共振現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的__________會(huì)顯著增大。5.多普勒效應(yīng)公式的基本形式為__________（v為波速，f源為聲源頻率，f觀為觀察者接收頻率，v源為聲源速度，v觀為觀察者速度，θ為速度方向與波傳播方向夾角）。6.聲音從空氣進(jìn)入水中，其頻率__________（填“改變”、“不變”或“無(wú)法確定”）。三、計(jì)算題（請(qǐng)寫出必要的公式、代入數(shù)據(jù)和計(jì)算過(guò)程。每題10分，共20分）1.一輛警車以20米/秒的速度朝向一個(gè)靜止的觀察者駛來(lái)，警車上的警報(bào)器發(fā)出頻率為500Hz的聲音。假設(shè)空氣中聲波速度為340米/秒，求觀察者接收到的聲音頻率是多少？2.一根兩端固定的鋼琴弦長(zhǎng)為1.0米，質(zhì)量為0.01千克，張力為800牛頓。求該琴弦振動(dòng)時(shí)的基頻和第一次泛頻的頻率。（弦的線密度μ=m/L）四、簡(jiǎn)答題（請(qǐng)解釋清楚概念或過(guò)程。每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述駐波是如何形成的？并說(shuō)明駐波與行波的異同點(diǎn)。2.解釋為什么聲音在傳播過(guò)程中會(huì)衰減？并簡(jiǎn)述影響衰減的主要因素。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.B4.B5.B6.A7.C8.B9.B10.B二、填空題1.機(jī)械振動(dòng)；振動(dòng)2.v=λf3.v/(4L)4.振幅5.f觀=f源*[(v±v觀)/(v±v源)*cosθ]6.不變?nèi)?、?jì)算題1.解：觀察者與聲源相互靠近，故v觀=0，v源=20m/s，方向與波傳播方向相同，θ=0°。代入多普勒效應(yīng)公式：f觀=f源*[(v+v觀)/(v-v源)]*cosθf(wàn)觀=500Hz*[(340m/s+0m/s)/(340m/s-20m/s)]*cos0°f觀=500Hz*[340/320]*1f觀=500Hz*1.0625f觀≈531Hz答：觀察者接收到的聲音頻率約為531Hz。2.解：弦的線密度μ=m/L=0.01kg/1.0m=0.01kg/m?；lf1=(1/2L)*sqrt(T/μ)=(1/2*1.0m)*sqrt(800N/0.01kg/m)f1=0.5*sqrt(80000)Hzf1=0.5*282.84Hzf1≈141.4Hz第一次泛頻（即第二階諧波）的頻率f2=2*f1=2*141.4Hz=282.8Hz答：基頻約為141.4Hz，第一次泛頻的頻率約為282.8Hz。四、簡(jiǎn)答題1.答：駐波是由振幅相同、頻率相同、傳播方向相反的兩列波疊加而成的。形成條件通常是：在有限空間內(nèi)進(jìn)行反射，且反射時(shí)能量損失較小。異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：駐波和行波都是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形式，都遵循波的疊加原理。不同點(diǎn)：（1）波形：駐波波形固定，沒(méi)有能量的定向傳播，表現(xiàn)為一系列波腹和波節(jié)；行波波形隨時(shí)間向前移動(dòng)，能量隨波一起傳播。（2）振動(dòng)狀態(tài)：駐波上各點(diǎn)（除波節(jié)外）振幅不同，波節(jié)振幅為零，波腹振幅最大；行波上各點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)（相位）相同，振幅不變。（3）能量：駐波沒(méi)有凈能量流動(dòng)；行波有持續(xù)的凈能量流動(dòng)。（4）介質(zhì)要求：形成駐波通常需要有限空間和反射（如琴弦兩端固定、聲波在管壁反射）。2.答：聲音在傳播過(guò)程中會(huì)衰減，主要是因?yàn)槁暡芰吭趥鞑ミ^(guò)程中逐漸損失。主要影響因素包括：（1）距離衰減：聲波能量隨傳播距離的增加呈球面或半球面擴(kuò)散，能量密度（聲強(qiáng)）隨距離的平方成反比減小。（2）介質(zhì)吸收：介質(zhì)（如空氣、水、固體）的分子會(huì)吸收聲波的能量，并將其轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量，導(dǎo)致聲強(qiáng)衰減。不同介質(zhì)的吸收能力不同，頻率越高，吸收通常越強(qiáng)。（