2025年大學(xué)《聲學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——聲學(xué)原理在有源噪音控制中的應(yīng)用考試時(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)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在聲學(xué)中，描述聲波在空氣中傳播速度的主要因素是（）。A.聲波頻率B.聲波波長(zhǎng)C.空氣密度和溫度D.聲源強(qiáng)度2.聲壓級(jí)和聲強(qiáng)級(jí)的單位分別是（）。A.分貝（dB），瓦特（W）B.帕斯卡（Pa），瓦特（W）C.分貝（dB），帕斯卡（Pa）D.倍數(shù)，瓦特（W）3.聲波從空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，下列哪個(gè)參數(shù)會(huì)發(fā)生變化？（）A.聲速B.頻率C.波長(zhǎng)D.聲強(qiáng)4.有源噪音控制的基本原理是利用（）。A.聲波的反射B.聲波的衍射C.聲波的吸收D.聲波的相消干涉5.主動(dòng)聲波控制（ASW）和被動(dòng)聲波控制（PSW）的主要區(qū)別在于（）。A.聲波頻率B.聲波傳播方式C.是否利用電子設(shè)備主動(dòng)產(chǎn)生反聲波D.噪音控制效果6.噪音主動(dòng)控制系統(tǒng)中，用于拾取噪音信號(hào)的裝置是（）。A.放大器B.濾波器C.數(shù)字信號(hào)處理器D.聲學(xué)傳感器（麥克風(fēng)）7.噪音主動(dòng)控制系統(tǒng)中，用于產(chǎn)生反聲波的裝置是（）。A.放大器B.濾波器C.數(shù)字信號(hào)處理器D.聲學(xué)執(zhí)行器（揚(yáng)聲器）8.自適應(yīng)噪音控制算法的主要作用是（）。A.產(chǎn)生固定頻率的反聲波B.根據(jù)噪音信號(hào)的變化自動(dòng)調(diào)整反聲波的參數(shù)C.濾除噪音信號(hào)中的高頻成分D.濾除噪音信號(hào)中的低頻成分9.有源噪音控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要的局限性是（）。A.成本過(guò)高B.控制效果不理想C.設(shè)備體積過(guò)大D.以上都是10.下列哪個(gè)領(lǐng)域不是有源噪音控制技術(shù)的典型應(yīng)用領(lǐng)域？（）A.飛機(jī)引擎噪音控制B.汽車音響系統(tǒng)C.空調(diào)系統(tǒng)噪音控制D.地下隧道噪音控制二、填空題（每題2分，共10分。請(qǐng)將答案填入橫線上）1.聲波在空氣中傳播的速度約為_(kāi)_____米/秒。2.聲壓級(jí)用符號(hào)______表示，其單位是分貝（dB）。3.有源噪音控制系統(tǒng)中，用于處理噪音信號(hào)的裝置是______。4.聲波反射時(shí)，入射角等于______角。5.有源噪音控制技術(shù)是一種______噪音控制技術(shù)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述聲波的反射、衍射和吸收現(xiàn)象。2.解釋什么是聲波的相消干涉，并說(shuō)明實(shí)現(xiàn)相消干涉的條件。3.簡(jiǎn)述有源噪音控制系統(tǒng)的主要組成部分及其功能。4.說(shuō)明自適應(yīng)噪音控制的基本原理。5.比較有源噪音控制和被動(dòng)噪音控制的優(yōu)缺點(diǎn)。四、計(jì)算題（每題10分，共30分。請(qǐng)列出計(jì)算步驟并給出最終結(jié)果）1.某聲源的聲功率為1×10^-4瓦特，距離聲源10米處的聲強(qiáng)級(jí)為80分貝。求該聲源在10米處的聲強(qiáng)。2.已知入射聲波的聲壓為P1，反射聲波的聲壓為P2。求合聲波的聲壓幅值。3.設(shè)噪音信號(hào)為一個(gè)頻率為1000赫茲的余弦信號(hào)，其幅值為1帕斯卡。設(shè)計(jì)一個(gè)有源噪音控制系統(tǒng)，要求產(chǎn)生的反聲波能夠完全抵消該噪音信號(hào)。請(qǐng)簡(jiǎn)述系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并說(shuō)明需要考慮的關(guān)鍵參數(shù)。五、論述題（15分。請(qǐng)就以下問(wèn)題進(jìn)行論述）結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例，論述有源噪音控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.D5.C6.D7.D8.B9.D10.D二、填空題1.3432.L3.數(shù)字信號(hào)處理器4.反5.主動(dòng)三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：分別描述聲波遇到障礙物時(shí)發(fā)生的反射、衍射和吸收現(xiàn)象。*反射：聲波遇到障礙物表面時(shí)，部分聲能被反射回來(lái)，形成反射波。例如，聲音在墻壁上反射。*衍射：聲波遇到障礙物邊緣或孔洞時(shí)，會(huì)繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，形成衍射波。例如，聲音能繞過(guò)門縫傳播到門外。*吸收：聲波遇到多孔材料或表面粗糙的材料時(shí)，聲能會(huì)被材料吸收，轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量。例如，吸音棉能吸收聲音。2.解析思路：解釋聲波的相消干涉現(xiàn)象，并說(shuō)明實(shí)現(xiàn)相消干涉的條件。*相消干涉：兩列頻率相同、振幅相近、相位差為π（或奇數(shù)倍π）的聲波在空間某點(diǎn)相遇時(shí)，會(huì)相互抵消，使該點(diǎn)的聲壓為零。*實(shí)現(xiàn)條件：兩列聲波頻率相同、振幅相近、相位差為π（或奇數(shù)倍π），且在相遇點(diǎn)滿足上述條件。3.解析思路：列舉有源噪音控制系統(tǒng)的主要組成部分，并簡(jiǎn)述其功能。*聲學(xué)傳感器（麥克風(fēng)）：用于拾取噪音信號(hào)。*信號(hào)處理單元（放大器、濾波器、數(shù)字信號(hào)處理器等）：用于放大、處理噪音信號(hào)，并生成反聲波信號(hào)。*聲學(xué)執(zhí)行器（揚(yáng)聲器）：用于產(chǎn)生反聲波，與噪音信號(hào)進(jìn)行相消干涉。4.解析思路：解釋自適應(yīng)噪音控制的基本原理。*自適應(yīng)噪音控制利用自適應(yīng)濾波算法，根據(jù)噪音信號(hào)的變化自動(dòng)調(diào)整反聲波信號(hào)的參數(shù)（如幅度、相位、頻率），使反聲波與噪音信號(hào)在目標(biāo)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)最佳相消干涉。5.解析思路：比較有源噪音控制和被動(dòng)噪音控制的優(yōu)缺點(diǎn)。*有源噪音控制：優(yōu)點(diǎn)是控制效果理想，尤其對(duì)低頻噪音控制效果顯著；缺點(diǎn)是成本高、設(shè)備復(fù)雜、可能產(chǎn)生諧波失真。*被動(dòng)噪音控制：優(yōu)點(diǎn)是成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、無(wú)諧波失真；缺點(diǎn)是控制效果有限，尤其對(duì)低頻噪音控制效果較差。四、計(jì)算題1.解析思路：利用聲強(qiáng)級(jí)公式計(jì)算聲強(qiáng)。*聲強(qiáng)級(jí)公式：L_I=10*log(I/I_0)*其中，L_I為聲強(qiáng)級(jí)（dB），I為聲強(qiáng)（W/m^2），I_0為參考聲強(qiáng)（1×10^-12W/m^2）。*解出聲強(qiáng)I=I_0*10^(L_I/10)=1×10^-12*10^(80/10)=1×10^-4W/m^22.解析思路：利用聲波疊加原理計(jì)算合聲壓幅值。*合聲壓幅值=sqrt(P1^2+P2^2+2*P1*P2*cos(θ))*其中，θ為兩聲波之間的相位差。若要實(shí)現(xiàn)完全相消干涉，則θ=π，cos(θ)=-1。*合聲壓幅值=sqrt(P1^2+P2^2-2*P1*P2)=|P1-P2|3.解析思路：設(shè)計(jì)有源噪音控制系統(tǒng)方案，并說(shuō)明關(guān)鍵參數(shù)。*系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：1.使用麥克風(fēng)拾取頻率為1000赫茲的噪音信號(hào)。2.將噪音信號(hào)送入數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行放大和濾波。3.數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)噪音信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整反聲波信號(hào)的幅度和相位。4.將處理后的信號(hào)送入揚(yáng)聲器，產(chǎn)生頻率為1000赫茲、幅值與噪音信號(hào)相等、相位相反的反聲波。5.反聲波與噪音信號(hào)在目標(biāo)點(diǎn)相遇，實(shí)現(xiàn)相消干涉。*關(guān)鍵參數(shù)：*噪音信號(hào)的頻率和幅值*反聲波信號(hào)的頻率、幅值和相位*揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的指向性*目標(biāo)點(diǎn)的位置五、論述題解析思路：結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例，論述有源噪音控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)。*發(fā)展現(xiàn)狀：*有源噪音控制技術(shù)在航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如，飛機(jī)引擎噪音控制、汽車音響系統(tǒng)噪音隔離、空調(diào)系統(tǒng)噪音控制等。*自適應(yīng)濾波算法、多通道控制技術(shù)等不斷改進(jìn)，提高了有源噪音控制系統(tǒng)的性能和可靠性。*隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，有源噪音控制系統(tǒng)的成本逐漸降低，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。*未來(lái)趨勢(shì)：*隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，有源