2025年大學(xué)《聲學(xué)》專業(yè)題庫——聲學(xué)聲學(xué)超聲波技術(shù)：超聲波技術(shù)在聲學(xué)中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共20分）1.人類耳朵能聽到的聲波頻率范圍大約是________到________赫茲。2.聲波在介質(zhì)中傳播時，其能量會逐漸減弱，這種現(xiàn)象稱為________。3.利用壓電效應(yīng)可以將電信號轉(zhuǎn)換為聲波信號，反之亦然，這種現(xiàn)象稱為________。4.超聲波檢測中常用的換能器類型有________換能器和________換能器。5.超聲波清洗利用超聲波在液體中產(chǎn)生的________和________來去除物體表面的污垢。6.聲強(qiáng)是指單位時間內(nèi)通過垂直于聲波傳播方向的單位面積上的________。7.超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到不同介質(zhì)的界面會發(fā)生________和________。8.超聲波成像技術(shù)中，常用的B超成像原理是基于超聲波的________和________特性。9.超聲波加工利用高頻超聲振動對材料進(jìn)行________或________。10.影響超聲波衰減的主要因素包括超聲波頻率、介質(zhì)________和________。二、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于超聲波的應(yīng)用領(lǐng)域？A.無損檢測B.醫(yī)學(xué)成像C.聲波通信D.超聲波清洗2.超聲波與可聞聲波的主要區(qū)別在于？A.聲速B.頻率C.波形D.能量3.壓電陶瓷換能器工作的基礎(chǔ)是？A.磁致伸縮效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.熱電效應(yīng)D.光電效應(yīng)4.超聲波檢測中，通常使用頻率較高的超聲波是為了？A.提高傳播距離B.減小衰減C.增大聲強(qiáng)D.方便信號處理5.超聲波清洗效果最差的情況是？A.超聲波頻率高、清洗液溫度低B.超聲波頻率低、清洗液溫度高C.超聲波頻率高、清洗液溫度高D.超聲波頻率低、清洗液溫度低6.超聲波在水中傳播時，其衰減比在空氣中傳播時？A.更大B.更小C.相同D.無法比較7.超聲波探傷主要用于檢測材料的？A.表面光潔度B.內(nèi)部缺陷C.外觀顏色D.重量8.超聲波成像能夠獲得圖像的主要原因是？A.超聲波可以穿透人體B.超聲波頻率高C.不同組織對超聲波的反射和吸收不同D.超聲波具有良好的方向性9.超聲波加工可以用于加工哪些材料？A.金屬B.玻璃C.塑料D.以上都是10.超聲波信號處理中，常用的目的是？A.增強(qiáng)信號B.濾除噪聲C.測量距離D.以上都是三、判斷題（每題1分，共10分）1.所有的聲波都可以稱為超聲波。（）2.超聲波在固體中傳播的速度總是比在液體中快。（）3.超聲波檢測是一種非接觸式的檢測方法。（）4.超聲波清洗的原理主要是機(jī)械振動作用。（）5.超聲波成像的分辨率主要取決于超聲波的頻率。（）6.超聲波加工是一種無刀具的加工方法。（）7.超聲波具有較強(qiáng)的方向性。（）8.超聲波衰減與超聲波頻率成正比。（）9.壓電陶瓷既可以產(chǎn)生超聲波，也可以接收超聲波。（）10.超聲波技術(shù)只能用于工業(yè)領(lǐng)域，不能用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。（）四、名詞解釋（每題3分，共15分）1.分貝（dB）2.聲阻抗3.聲強(qiáng)級4.超聲波換能器5.聲透射五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述超聲波產(chǎn)生的基本原理。2.與其他檢測方法相比，超聲波檢測的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？3.簡述超聲波清洗的基本原理及其主要應(yīng)用領(lǐng)域。4.簡述超聲波成像的基本原理。六、論述題（10分）結(jié)合超聲波的傳播特性和應(yīng)用原理，論述超聲波檢測技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并舉例說明其在至少兩個不同工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。試卷答案一、填空題（每空2分，共20分）1.20；200002.衰減3.壓電效應(yīng)4.水晶；壓電陶瓷5.空化；機(jī)械振動6.能量7.反射；折射8.反射；折射9.破碎；蝕刻10.特性；幾何形狀二、選擇題（每題2分，共20分）1.C2.B3.B4.B5.A6.B7.B8.C9.D10.D三、判斷題（每題1分，共10分）1.×2.×3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.×四、名詞解釋（每題3分，共15分）1.分貝（dB）：表示聲強(qiáng)或聲壓相對于參考值的對數(shù)比率的單位，用于描述聲音的強(qiáng)度或響度。它是一個相對單位，可以比較不同聲音的相對大小。2.聲阻抗：描述聲波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的阻礙能力的物理量，等于介質(zhì)的密度乘以聲速。它影響聲波在不同介質(zhì)界面的反射和透射。3.聲強(qiáng)級：表示聲強(qiáng)相對于參考聲強(qiáng)的對數(shù)比率，并乘以一個常數(shù)（通常為10或20），用分貝（dB）表示。它用于描述聲音的強(qiáng)度水平。4.超聲波換能器：將電能轉(zhuǎn)換為聲能（產(chǎn)生超聲波）或聲能轉(zhuǎn)換為電能（接收超聲波）的裝置，是超聲波技術(shù)中的核心部件，常見的有壓電式換能器。5.聲透射：指聲波穿過介質(zhì)的現(xiàn)象。當(dāng)聲波遇到兩種不同介質(zhì)的界面時，部分聲能會透射到第二種介質(zhì)中繼續(xù)傳播。五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述超聲波產(chǎn)生的基本原理。超聲波的產(chǎn)生主要利用壓電效應(yīng)。壓電材料（如石英、壓電陶瓷）具有這樣一種特性：當(dāng)對其施加外部機(jī)械力（壓力或拉力）時，其內(nèi)部會產(chǎn)生電荷，形成電壓；反之，當(dāng)對其施加外部電壓時，其內(nèi)部會產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械變形（伸縮）。通過周期性地施加交變電壓到壓電材料上，使其發(fā)生機(jī)械振動，從而產(chǎn)生高頻聲波，即超聲波。反之，當(dāng)超聲波作用于壓電材料時，會引起其機(jī)械振動，并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，從而實(shí)現(xiàn)超聲波的接收。2.與其他檢測方法相比，超聲波檢測的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？超聲波檢測的主要優(yōu)點(diǎn)包括：①非接觸式檢測，不損傷被測物體；②檢測靈敏度高，可以探測到微小的缺陷；③檢測速度快，效率高；④可檢測多種材料，特別是金屬、復(fù)合材料等固體材料；⑤可檢測內(nèi)部缺陷，實(shí)現(xiàn)無損檢測（NDT）；⑥成本相對較低（尤其是對于批量檢測）。3.簡述超聲波清洗的基本原理及其主要應(yīng)用領(lǐng)域。超聲波清洗的基本原理是利用超聲波在液體中產(chǎn)生的作用力。高頻超聲波在液體中傳播時，會引起液體中的微小氣泡不斷生成和破裂，這個過程稱為空化效應(yīng)?？栈a(chǎn)生的瞬間高壓和沖擊波能夠剝離附著在物體表面的污垢和雜質(zhì)。此外，超聲波的機(jī)械振動也能直接對物體表面產(chǎn)生清洗作用。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：①電子工業(yè)，清洗電子元件、電路板；②醫(yī)療器械，清洗手術(shù)器械、牙科器具；③機(jī)械工業(yè)，清洗齒輪、軸承、模具；④精密儀器，清洗光學(xué)元件、實(shí)驗(yàn)室器皿等。4.簡述超聲波成像的基本原理。超聲波成像的基本原理是利用超聲波探頭發(fā)射超聲波進(jìn)入人體（或其他介質(zhì)），超聲波在遇到不同組織界面時會發(fā)生反射和折射，反射回來的超聲波被探頭接收并轉(zhuǎn)換成電信號。通過電子系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行處理（如放大、濾波、對數(shù)放大、掃描等），最終形成反映介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)或聲學(xué)特性的圖像。常用的B超成像就是基于這種原理，通過探測不同組織對超聲波反射程度的不同來構(gòu)建圖像。六、論述題（10分）結(jié)合超聲波的傳播特性和應(yīng)用原理，論述超聲波檢測技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并舉例說明其在至少兩個不同工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。超聲波檢測技術(shù)因其非接觸、高靈敏度、可檢測內(nèi)部缺陷等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中扮演著至關(guān)重要的角色。其重要性體現(xiàn)在能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低維護(hù)成本以及保障生產(chǎn)安全等方面。應(yīng)用舉例：1.航空航天工業(yè)：在航空航天領(lǐng)域，材料的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的完整性至關(guān)重要。超聲波檢測被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片、機(jī)體結(jié)構(gòu)、起落架等關(guān)鍵部件的制造和維修過程中。例如，利用超聲波探傷技術(shù)可以檢測飛機(jī)蒙皮、焊接接頭、緊固件孔等是否存在裂紋、氣孔、夾雜物等內(nèi)部缺陷，確保飛行安全。對于火箭發(fā)動機(jī)的渦輪葉片等高溫、高速旋轉(zhuǎn)部件，超聲波檢測能夠有效發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部細(xì)微的疲勞裂紋，防止災(zāi)難性失