2025年大學(xué)《聲學(xué)》專業(yè)題庫——聲學(xué)與消聲技術(shù)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.以下哪個(gè)物理量表示聲音的強(qiáng)度？（）A.聲壓B.聲強(qiáng)C.聲功率D.聲速2.在空氣中，頻率為1000Hz的聲音，其波長約為多少米？（空氣中聲速取340m/s）（）A.0.34B.0.34C.0.34D.0.343.聲壓級(jí)從80dB增加到100dB，聲壓有效值增加了多少倍？（）A.2倍B.10倍C.20倍D.100倍4.以下哪種消聲器主要利用聲波在共振腔中發(fā)生衰減來降低噪聲？（）A.阻性消聲器B.抗性消聲器C.阻抗復(fù)合式消聲器D.隔聲罩5.材料的吸聲系數(shù)越大，表示其（）。A.反射聲能越多B.吸收聲能越多C.透射聲能越多D.傳播衰減越快6.對(duì)于低頻噪聲，哪種隔聲結(jié)構(gòu)通常效果更好？（）A.單層隔聲結(jié)構(gòu)B.雙層隔聲結(jié)構(gòu)C.穿孔板隔聲結(jié)構(gòu)D.阻尼隔聲結(jié)構(gòu)7.穿孔率越高，穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的低頻吸聲特性（）。A.越好B.越差C.無影響D.不確定8.振動(dòng)通過彈性連接傳遞到支撐結(jié)構(gòu)的過程稱為（）。A.慣性B.隔振C.傳聲D.阻尼9.在噪聲控制中，吸聲材料通常具有的多孔、疏松的結(jié)構(gòu)是為了（）。A.增強(qiáng)反射B.增強(qiáng)透射C.存儲(chǔ)空氣動(dòng)能D.提供空氣流動(dòng)阻力10.國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）規(guī)定的A聲權(quán)重的目的是什么？（）A.使測(cè)量結(jié)果更接近人耳聽覺B.簡(jiǎn)化計(jì)算C.專門測(cè)量低頻噪聲D.專門測(cè)量高頻噪聲二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.聲波在傳播過程中，能量會(huì)逐漸衰減，這種現(xiàn)象稱為__________。2.噪聲級(jí)（SPL）是用__________的對(duì)數(shù)來表示聲壓的大小。3.阻性消聲器是利用聲波在多孔材料中傳播時(shí)，由于材料的__________將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而降低噪聲的。4.兩個(gè)相同頻率的聲音相位差為180度時(shí)，它們會(huì)相互__________。5.隔聲結(jié)構(gòu)的基本原理是利用其質(zhì)量、剛度和內(nèi)部阻尼來阻止聲波的__________。6.計(jì)算隔聲結(jié)構(gòu)的隔聲量時(shí)，通常需要考慮頻率因素，因?yàn)椴牧系母袈曅阅茈S__________的變化而變化。7.為了在較寬的頻率范圍內(nèi)獲得良好的吸聲效果，常采用__________吸聲結(jié)構(gòu)。8.聲波在遇到障礙物時(shí)，一部分能量會(huì)被反射回來，形成__________。9.減振降噪的主要途徑包括降低振動(dòng)源的振動(dòng)幅度、改善彈性連接的__________和增加接收端的阻尼。10.噪聲控制工程中，常需要根據(jù)噪聲源特性、傳播途徑和接收環(huán)境，綜合運(yùn)用__________、隔聲、吸聲和減振等多種技術(shù)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述聲壓和聲壓級(jí)之間的區(qū)別與聯(lián)系。2.簡(jiǎn)述共振吸聲的原理及其主要應(yīng)用場(chǎng)合。3.簡(jiǎn)述阻性消聲器、抗性消聲器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理的區(qū)別。4.在進(jìn)行噪聲控制方案設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要考慮哪些主要因素？四、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.某工廠車間內(nèi)噪聲測(cè)量得到A聲級(jí)為90dB，頻譜分析顯示其主要噪聲頻率為500Hz。為了將A聲級(jí)降低到85dB，擬采用插入損失為10dB（在500Hz處）的阻性消聲器。問：該消聲器在該頻率下的降噪效果是否足夠？車間內(nèi)噪聲是否滿足某項(xiàng)職業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（假設(shè)為85dB）？2.一隔聲墻的厚度為240mm，材料密度為800kg/m3，楊氏模量為1.6x10^11Pa。假設(shè)墻兩側(cè)的空氣壓力差為100Pa。試估算該隔聲墻在1000Hz頻率下的隔聲量（Rw）。（提示：可使用隔聲量估算公式，并考慮Rayleigh配振條件，忽略質(zhì)量定律和剛度定律的影響）3.一個(gè)體積為0.5m3的密閉箱體，內(nèi)壁鋪設(shè)吸聲材料，吸聲系數(shù)在100Hz、500Hz、1000Hz頻率下分別為0.2、0.5、0.7。假設(shè)箱體內(nèi)部無噪聲源，試估算該箱體在上述三個(gè)頻率下的吸聲量（A）。如果箱體開口面積為1m2，試估算其聲衰減量（dB）。五、論述題（15分）結(jié)合你所學(xué)的聲學(xué)與消聲技術(shù)知識(shí)，論述在工業(yè)環(huán)境中，針對(duì)一臺(tái)產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)態(tài)噪聲的風(fēng)機(jī)，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)一個(gè)有效的噪聲控制方案？請(qǐng)說明需要考慮哪些因素，并簡(jiǎn)述可能采用的主要技術(shù)及其原理。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.D4.B5.B6.B7.B8.B9.D10.A二、填空題1.衰減2.響度級(jí)3.抵抗4.抵消5.傳遞6.頻率7.薄板共振8.回聲9.剛度10.消聲三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：聲壓是聲波傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大位移所引起的壓力變化量，是一個(gè)瞬時(shí)值或峰值。聲壓級(jí)是聲壓相對(duì)于參考聲壓（通常為2x10^-5Pa）的對(duì)數(shù)標(biāo)度，反映人耳對(duì)聲音響度的主觀感受，是一個(gè)表示聲音強(qiáng)弱的量級(jí)。兩者都是描述聲音能量大小，但聲壓是物理量，聲壓級(jí)是標(biāo)量，且聲壓級(jí)能更好地反映人耳聽覺特性。2.解析思路：共振吸聲原理是利用亥姆霍茲共振器或薄板共振吸聲體的共振特性。當(dāng)聲波頻率與吸聲體的共振頻率相匹配時(shí)，吸聲體內(nèi)的空氣發(fā)生劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致空氣與孔道壁或板面之間的摩擦以及空氣的粘滯阻力，將聲能轉(zhuǎn)化為熱能，從而在特定頻率附近產(chǎn)生很大的吸聲效果。主要應(yīng)用于消除低頻噪聲。3.解析思路：阻性消聲器主要由多孔吸聲材料（如玻璃棉、巖棉）填充或包裹在管道外構(gòu)成。其原理是聲波進(jìn)入材料層時(shí)，克服材料內(nèi)部纖維的摩擦和粘滯阻力，將聲能轉(zhuǎn)化為熱能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于中高頻噪聲?？剐韵暺饔晒艿篮蛿U(kuò)張室（或共振腔）組成。其原理是聲波在擴(kuò)張室或共振腔中傳播時(shí)，因波程差變化發(fā)生干涉，導(dǎo)致聲波壓力波相互抵消，從而降低噪聲。結(jié)構(gòu)形式多樣，適用于中高頻噪聲，尤其對(duì)特定頻率有較好衰減效果。4.解析思路：設(shè)計(jì)噪聲控制方案時(shí)需考慮：①噪聲源特性（頻率、聲功率級(jí)、位置）；②噪聲傳播途徑（距離、傳播介質(zhì)、障礙物）；③接收點(diǎn)要求（允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)）；④環(huán)境條件（室內(nèi)外、空間限制）；⑤經(jīng)濟(jì)性（成本、維護(hù)）；⑥技術(shù)可行性（現(xiàn)有技術(shù)、效果預(yù)期）；⑦安全性、美觀性等。四、計(jì)算題1.解析思路：插入損失（IL）表示消聲器插入前后，在消聲器下游同一測(cè)點(diǎn)處的聲壓級(jí)差。題目給出消聲器在500Hz處的插入損失為10dB，表示消聲器對(duì)該頻率噪聲的降噪效果為10dB。要將車間A聲級(jí)從90dB降低到85dB，意味著需要在該頻率（或其他相關(guān)頻率）有足夠的降噪量。雖然題目只給出500Hz的數(shù)據(jù)，但可以判斷，僅靠一個(gè)在500Hz處提供10dB插入損失的消聲器，對(duì)于將A聲級(jí)降低5dB的目標(biāo)是不夠的。另外，需注意A聲級(jí)是綜合頻率的加權(quán)平均值，單一頻率的插入損失不能直接等同于對(duì)A聲級(jí)的貢獻(xiàn)，但可以說明該消聲器對(duì)500Hz噪聲有一定處理能力。關(guān)于是否滿足標(biāo)準(zhǔn)，僅憑90dB降至85dB，降低了5dB，若原標(biāo)準(zhǔn)為90dB，則降至85dB滿足，但題目未明確原標(biāo)準(zhǔn)，無法確定是否完全滿足。2.解析思路：估算隔聲量Rw。首先計(jì)算墻的單位面積質(zhì)量m（m=ρ*t，ρ=800kg/m3,t=0.24m），m=192kg/m2。計(jì)算墻的面密度平方根（√m），√m=√192≈13.86。根據(jù)簡(jiǎn)正頻率公式f≈c/2√(l?l?/t)，其中c為聲速（340m/s），l?l?為墻的特征尺寸（此處可近似為厚度），t為厚度。估算基頻f≈(340/2)*2√(0.24/0.24)≈170Hz。題目要求1000Hz，遠(yuǎn)高于估算基頻，可認(rèn)為在1000Hz處墻的隔聲性能主要受質(zhì)量定律控制。質(zhì)量定律近似公式R≈20*log(√m*√f)+47。代入f=1000Hz，R≈20*log(13.86*√1000)+47≈20*log(13.86*31.62)+47≈20*log(438)+47≈20*2.641+47≈52.82+47=99.82dB。由于忽略了剛度（1000Hz遠(yuǎn)高于估算的剛度控制頻率）和內(nèi)部阻尼的影響，此結(jié)果是一個(gè)近似值，反映了在質(zhì)量控制主導(dǎo)下的隔聲水平。3.解析思路：計(jì)算吸聲量A。吸聲量A=S*α，其中S為吸聲面積，α為吸聲系數(shù)。題目未直接給出面積S，但提到了箱體體積V=0.5m3。假設(shè)箱體內(nèi)壁（包括頂、底、側(cè)面）的總面積為S。吸聲量計(jì)算需要針對(duì)每個(gè)頻率分別計(jì)算。A_100Hz=S*0.2；A_500Hz=S*0.5；A_1000Hz=S*0.7?？偽暳緼_total=A_100Hz+A_500Hz+A_1000Hz=S*(0.2+0.5+0.7)=S*1.4。聲衰減量ΔL與吸聲量A和開口面積S_0的關(guān)系近似為ΔL≈8.68*A/S_0。代入A=S*1.4和S_0=1m2，ΔL≈8.68*(S*1.4)/1=12.152*SdB。此結(jié)果表示聲衰減量與內(nèi)壁總面積成正比。五、論述題解析思路：設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)噪聲控制方案需系統(tǒng)考慮。首先，必須進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)噪聲測(cè)量與評(píng)估，獲取風(fēng)機(jī)噪聲的頻譜特性（主要是哪些頻率成分占主導(dǎo)）和聲功率級(jí)，確定主要的噪聲源和傳播途徑。其次，根據(jù)噪聲特性和環(huán)境要求（如廠區(qū)或車間允許的噪聲標(biāo)準(zhǔn)），選擇合適的控制技術(shù)。針對(duì)連續(xù)穩(wěn)態(tài)噪聲的風(fēng)機(jī)，主要控制技術(shù)包括：1.消聲器：風(fēng)機(jī)出口通常是高頻噪聲的主要來源。可選用阻性消聲器（如玻璃棉管式、蜂窩式）處理中高頻噪聲，或抗性消聲器（如擴(kuò)張管式）處理特定頻率噪聲。對(duì)于包含低頻成分的風(fēng)機(jī)噪聲，可考慮阻抗復(fù)合式消聲器。選擇時(shí)需根據(jù)風(fēng)機(jī)的工況（氣流速度、溫度）和噪聲頻率特性。2.隔聲：將風(fēng)機(jī)本體或其噪聲輻射部分（如進(jìn)/出口管道）用隔聲罩或隔聲室包裹起來，是降低輻射噪聲的有效方法。隔聲結(jié)構(gòu)需滿足足夠的隔聲量，罩體或室體的設(shè)計(jì)要考慮散熱、維護(hù)方便性以及隔聲門的設(shè)計(jì)。3.隔振：如果風(fēng)機(jī)安裝基礎(chǔ)是振動(dòng)源，或振動(dòng)通過基礎(chǔ)傳播，需要進(jìn)行隔振處理?？墒褂脧椥愿粽衿鳎ㄈ鐝椈伞⑾鹉z墊）將風(fēng)機(jī)與基礎(chǔ)隔離，減少振動(dòng)傳遞。隔振系統(tǒng)需根據(jù)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)特性設(shè)計(jì)和選用。4.吸聲：對(duì)于從隔聲