2025年大學(xué)《聲學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——聲學(xué)與智能家居技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、聲波在空氣中傳播時(shí)，其聲壓隨時(shí)間作周期性變化。描述聲波這一基本特征的物理量是（）。A.聲速B.頻率C.聲強(qiáng)D.響度二、在自由聲場(chǎng)中，點(diǎn)聲源向各個(gè)方向均勻輻射聲音。距離聲源1米處的聲壓級(jí)為80dB，則距離聲源10米處的聲壓級(jí)為（）dB。A.60B.80C.90D.100三、房間混響時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于（）。A.房間的體積B.房間內(nèi)聲源的強(qiáng)度C.房間內(nèi)吸聲材料的總面積和吸聲系數(shù)D.以上所有因素四、人耳能夠感受到的聲音強(qiáng)度范圍很大，為了便于描述和測(cè)量，通常使用（）來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱。A.聲速B.聲壓C.聲壓級(jí)D.聲強(qiáng)級(jí)五、在智能家居中，語(yǔ)音助手需要準(zhǔn)確識(shí)別用戶的指令。為了提高語(yǔ)音識(shí)別的魯棒性，麥克風(fēng)陣列技術(shù)通常采用（）來(lái)抑制環(huán)境噪聲和回聲。A.單個(gè)高靈敏度麥克風(fēng)B.多個(gè)麥克風(fēng)組成的陣列C.低通濾波器D.降噪耳機(jī)六、與傳統(tǒng)的立體聲系統(tǒng)相比，空間音頻技術(shù)能夠營(yíng)造出更加逼真的三維聲場(chǎng)效果。以下哪種技術(shù)屬于空間音頻技術(shù)的范疇？（）A.立體聲B.杜比音效C.環(huán)繞聲D.Ambisonic七、智能家居中的智能音響系統(tǒng)，除了播放音樂，還可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互等功能。這得益于音響系統(tǒng)集成了（）技術(shù)。A.音頻編解碼B.信號(hào)處理C.無(wú)線通信D.以上所有技術(shù)八、吸聲材料能夠吸收聲能，降低房間內(nèi)的混響。吸聲材料的吸聲效果通常用（）來(lái)衡量。A.反射系數(shù)B.透射系數(shù)C.吸聲系數(shù)D.傳播損失九、為了在嘈雜的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)清晰的語(yǔ)音通信，智能手機(jī)的麥克風(fēng)通常采用（）設(shè)計(jì)。A.單個(gè)麥克風(fēng)B.麥克風(fēng)陣列C.有源降噪D.以上都可以十、智能家居環(huán)境中的聲音監(jiān)測(cè)，可以利用聲音傳感器來(lái)檢測(cè)（）。A.環(huán)境溫度B.空氣濕度C.異常聲音D.人流量十一、簡(jiǎn)述聲音的干涉現(xiàn)象及其在減少室內(nèi)反射聲方面的應(yīng)用。十二、解釋什么是混響時(shí)間，并簡(jiǎn)述其與房間聲學(xué)品質(zhì)的關(guān)系。十三、在智能家居語(yǔ)音交互系統(tǒng)中，回聲消除技術(shù)的作用是什么？簡(jiǎn)述其基本原理。十四、論述聲音在智能家居中的應(yīng)用領(lǐng)域，并舉例說明如何利用聲學(xué)技術(shù)改善居住環(huán)境。十五、隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的智能家居聲學(xué)系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)哪些新的趨勢(shì)或發(fā)展方向？請(qǐng)結(jié)合當(dāng)前技術(shù)進(jìn)行展望。試卷答案一、B解析：聲波的周期性變化特征由其頻率決定，頻率描述了聲波每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)。二、A解析：在自由聲場(chǎng)中，聲壓級(jí)隨距離平方反比衰減。距離變?yōu)樵瓉?lái)的10倍，聲壓級(jí)降低20dB（10*2），80dB-20dB=60dB。三、D解析：混響時(shí)間T取決于房間的體積V、總吸聲面積A以及吸聲材料的吸聲系數(shù)α，公式T=0.163*V/(A*α)。四、C解析：由于人耳對(duì)聲音強(qiáng)度的感知是非線性的，使用對(duì)數(shù)單位聲壓級(jí)（dB）能夠更準(zhǔn)確地反映人耳的聽覺特性，并覆蓋寬廣的強(qiáng)度范圍。五、B解析：麥克風(fēng)陣列通過波束形成技術(shù)，可以增強(qiáng)目標(biāo)方向的信號(hào)，同時(shí)抑制來(lái)自其他方向的噪聲和回聲，從而提高語(yǔ)音識(shí)別的清晰度和魯棒性。六、D解析：Ambisonic是一種用于創(chuàng)建全向沉浸式音頻的技術(shù)，能夠圍繞聽眾營(yíng)造出360度的聲場(chǎng)，屬于空間音頻技術(shù)的一種。七、D解析：智能音響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)音樂播放和語(yǔ)音交互等功能，需要音頻編解碼處理聲音信號(hào)，信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別和回聲消除等，無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接和交互。八、C解析：吸聲系數(shù)（α）是衡量吸聲材料吸收聲能能力的物理量，表示入射到材料上的聲能中有多少比例被吸收，是評(píng)價(jià)吸聲效果的關(guān)鍵參數(shù)。九、B解析：麥克風(fēng)陣列通過收集來(lái)自不同麥克風(fēng)的信號(hào)并進(jìn)行處理，可以形成指向性，更好地拾取目標(biāo)語(yǔ)音，抑制來(lái)自其他方向的噪聲，在嘈雜環(huán)境中有更好的性能。十、C解析：聲音傳感器（如麥克風(fēng)）可以將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，用于檢測(cè)環(huán)境中的聲音事件，如通過分析聲音特征來(lái)識(shí)別異常聲音。十一、解析：聲音干涉是指兩列或多個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的聲波在空間相遇時(shí)，某些區(qū)域的聲波振動(dòng)增強(qiáng)（相長(zhǎng)干涉），某些區(qū)域的聲波振動(dòng)減弱或抵消（相消干涉）的現(xiàn)象。在室內(nèi)聲學(xué)中，通過合理布置吸聲材料或使用吸聲結(jié)構(gòu)，可以抑制不需要的反射波，減少駐波現(xiàn)象，從而提高聲音的清晰度，改善聽覺效果。十二、解析：混響時(shí)間是指聲源停止發(fā)聲后，房間內(nèi)的聲音能量衰減到初始值的百萬(wàn)分之一（-60dB）所需的時(shí)間?；祉憰r(shí)間直接影響房間的聲學(xué)品質(zhì)：混響時(shí)間過短，聲音干澀、不豐滿；混響時(shí)間過長(zhǎng)，聲音混濁、模糊。合適的混響時(shí)間能夠使語(yǔ)言清晰，音樂豐滿，提升整體的聽覺舒適感。十三、解析：回聲消除技術(shù)的作用是在語(yǔ)音交互系統(tǒng)中，消除揚(yáng)聲器播放聲音后反射到麥克風(fēng)輸入端的信號(hào)（即回聲），以防止回聲干擾用戶的后續(xù)語(yǔ)音指令的識(shí)別。其基本原理通常基于自適應(yīng)濾波：使用一個(gè)濾波器來(lái)模擬房間內(nèi)的聲學(xué)特性（聲學(xué)模型），通過比較麥克風(fēng)輸入信號(hào)（包含目標(biāo)語(yǔ)音和回聲）與揚(yáng)聲器輸出信號(hào)，實(shí)時(shí)調(diào)整濾波器參數(shù)，生成一個(gè)與回聲信號(hào)幅度相等、相位相反的消除信號(hào)，并將其從麥克風(fēng)輸入信號(hào)中減去，從而抑制回聲。十四、解析：聲音在智能家居中的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括：1）語(yǔ)音交互：通過語(yǔ)音助手實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制、信息查詢等；2）音頻娛樂：通過智能音響提供高質(zhì)量的音樂播放和氛圍營(yíng)造（如白噪音、環(huán)境音）；3）環(huán)境監(jiān)測(cè)：利用聲音傳感器檢測(cè)異常聲音（如火災(zāi)報(bào)警、安防監(jiān)控）；4）健康關(guān)懷：通過聲音分析輔助診斷疾病（如呼吸音分析）；5）輔助功能：為聽障人士提供聲音提示或轉(zhuǎn)文字服務(wù)。利用聲學(xué)技術(shù)改善居住環(huán)境，例如通過優(yōu)化房間聲學(xué)設(shè)計(jì)（吸聲、隔聲處理）降低噪音干擾，提升睡眠質(zhì)量和專注度；通過空間音頻技術(shù)創(chuàng)造沉浸式影音體驗(yàn)；通過降噪技術(shù)提高語(yǔ)音通信的清晰度。十五、解析：未來(lái)智能家居聲學(xué)系統(tǒng)可能的發(fā)展趨勢(shì)包括：1）更自然的語(yǔ)音交互：隨著深度學(xué)習(xí)和人工智能的發(fā)展，語(yǔ)音助手將更懂用戶意圖，實(shí)現(xiàn)更流暢、個(gè)性化的交互；2）全息音頻與空間計(jì)算：結(jié)合多聲道、對(duì)象音頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)聲音的精準(zhǔn)定位和三維空間渲染，提供更沉浸的聽覺體驗(yàn)；3）主動(dòng)式聲學(xué)環(huán)境控制：系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶活動(dòng)和偏好，智能調(diào)節(jié)聲音（如自動(dòng)播放