2025年大學(xué)《聲學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——聲學(xué)信號(hào)與聲學(xué)表達(dá)方式考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題3分，共30分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.聲波在自由空間中傳播時(shí)，其聲壓隨距離的變化規(guī)律是？A.線性減小B.指數(shù)減小C.對(duì)數(shù)減小D.不變2.將一個(gè)時(shí)域上的限帶信號(hào)（非周期）進(jìn)行傅里葉變換，其頻域表示將是？A.離散譜B.連續(xù)譜C.離散序列D.零3.聲強(qiáng)級(jí)比聲壓級(jí)更能反映什么物理量的大??？A.聲源的強(qiáng)度B.空間某點(diǎn)的聲壓瞬時(shí)值C.聲波的能量密度D.人耳感受到的聲音響度4.聲壓為0.1Pa的純音，其聲壓級(jí)（以分貝為單位）最接近于？A.20dBB.60dBC.100dBD.120dB5.對(duì)數(shù)標(biāo)度（如分貝）的主要優(yōu)點(diǎn)是？A.使極大和極小的數(shù)值變得很小，易于書(shū)寫和比較B.使所有聲學(xué)量都變?yōu)檎礐.直接反映人耳的聽(tīng)覺(jué)感知D.使相加運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)加減6.傅里葉變換的時(shí)移性質(zhì)表明，信號(hào)在時(shí)域中平移，其頻譜將發(fā)生什么變化？A.幅度譜不變，相位譜平移B.幅度譜平移，相位譜不變C.幅度譜和相位譜都平移D.幅度譜和相位譜都不變7.若一個(gè)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)是δ(t)，則該信號(hào)是？A.無(wú)限長(zhǎng)隨機(jī)信號(hào)B.有限長(zhǎng)隨機(jī)信號(hào)C.確定信號(hào)，且是周期信號(hào)D.確定信號(hào)，且是單頻正弦信號(hào)8.兩個(gè)強(qiáng)度分別為I?和I?的獨(dú)立聲源在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的總聲強(qiáng)是？A.I?+I?B.I?*I?C.(I?+I?)/2D.sqrt(I?2+I?2)9.聲功率是指？A.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的能量B.聲源在單位時(shí)間內(nèi)輻射的總聲能C.聲壓隨時(shí)間的變化率D.聲強(qiáng)隨距離的變化率10.A聲級(jí)（SPL_A）是通過(guò)對(duì)聲音的哪個(gè)頻帶進(jìn)行加權(quán)得到的？A.20Hz-20kHzB.100Hz-10kHzC.主要模仿人耳對(duì)低頻聲音不敏感的特性D.主要模仿人耳對(duì)高頻聲音不敏感的特性二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.聲壓是描述聲波________的基本物理量。2.聲強(qiáng)是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的________。3.聲功率級(jí)的單位是________。4.傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為_(kāi)_______信號(hào)。5.若信號(hào)f(t)是實(shí)函數(shù)且滿足f(-t)=f(t)，則稱其為_(kāi)_______信號(hào)。6.相關(guān)系數(shù)ρ(x,y)的取值范圍是________。7.聲壓p(t)=p?sin(ωt)的角頻率ω是________。8.分貝（dB）是一種________標(biāo)度。9.聲源在自由空間輻射時(shí)，其聲強(qiáng)與距離的平方成________。10.響度是表征人耳主觀感受的物理量，其單位是________。三、計(jì)算題（共50分）1.（10分）已知一簡(jiǎn)諧聲波在空氣中傳播，其聲壓表達(dá)式為p(t)=0.2sin(2000πt+π/4)Pa。求該聲波的頻率、周期、角頻率、相位和聲壓幅值。2.（10分）一信號(hào)f(t)的傅里葉變換為F(ω)=1/(1+ω2)。求該信號(hào)f(t)的表達(dá)式（時(shí)域形式）。3.（15分）兩個(gè)同頻、等幅的簡(jiǎn)諧聲波，聲壓分別為p?(t)=p?sin(ωt)和p?(t)=p?sin(ωt+φ)。求它們疊加后合成聲波的聲壓表達(dá)式，并討論當(dāng)φ=0°,90°,180°時(shí)合成波的幅值。4.（15分）已知某聲源的聲功率為1W。求距離聲源10米處和100米處的聲強(qiáng)級(jí)（SPL,dB）。假設(shè)聲波在空氣中傳播時(shí)衰減可忽略。四、簡(jiǎn)答題（共20分）1.簡(jiǎn)述分貝（dB）標(biāo)度的物理意義及其使用原因。（10分）2.解釋自相關(guān)函數(shù)在聲學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)潛在應(yīng)用場(chǎng)景。（10分）試卷答案一、選擇題1.B2.B3.A4.B5.A6.A7.D8.A9.B10.C二、填空題1.振動(dòng)2.功率3.dB4.頻域5.周期6.[-1,1]7.1000Hz8.對(duì)數(shù)9.反比10.宋（sone）三、計(jì)算題1.解：p(t)=0.2sin(2000πt+π/4)對(duì)比p(t)=p?sin(ωt+φ)聲壓幅值p?=0.2Pa角頻率ω=2000πrad/s頻率f=ω/(2π)=2000π/(2π)=1000Hz周期T=1/f=1/1000=0.001s=1ms相位φ=π/4rad2.解：已知F(ω)=1/(1+ω2)對(duì)比傅里葉變換對(duì)F(ω)=2πf*sinc(πfω)，其中sinc(x)=sin(πx)/(πx)令1+ω2=(πfω)2=>πfω=1/ω=>f=1/(πω)則F(ω)=2π*(1/(πω))*sinc(π*(1/(πω))*ω)=2π*(1/(πω))*sinc(1)F(ω)=2/(ωsinc(1))對(duì)應(yīng)的時(shí)域信號(hào)f(t)=2*sinc(2t)（根據(jù)傅里葉變換的時(shí)移和尺度性質(zhì)，若F(ω)=1/(1+ω2)，則f(t)=2sinc(2t)）。此處f(t)應(yīng)為2*sinc(2t)。3.解：p合成(t)=p?(t)+p?(t)=p?sin(ωt)+p?sin(ωt+φ)=p?[sin(ωt)+sin(ωt+φ)]=p?[2sin((ωt+φ)/2)cos((ωt+φ)/2-ωt/2)]=2p?sin(ωt+φ/2)cos(φ/2)合成波幅值P合成=2p?cos(φ/2)當(dāng)φ=0°,cos(φ/2)=cos(0)=1,P合成=2p?當(dāng)φ=90°,cos(φ/2)=cos(45°)=√2/2,P合成=p?√2當(dāng)φ=180°,cos(φ/2)=cos(90°)=0,P合成=04.解：聲功率W=1W空氣聲速c≈343m/s空氣密度ρ≈1.21kg/m3聲強(qiáng)I=W/(4πr2)（點(diǎn)聲源在球面波傳播時(shí)的聲強(qiáng)）聲強(qiáng)級(jí)L_I=10log(I/I?)dB，其中參考聲強(qiáng)I?=1e-12W/m2距離r?=10m時(shí)：I?=1/(4π*102)≈7.96e-3W/m2L_I?(dB)=10log(7.96e-3/1e-12)=10log(7.96e9)≈10*9.90=99dB距離r?=100m時(shí)：I?=1/(4π*1002)≈7.96e-6W/m2L_I?(dB)=10log(7.96e-6/1e-12)=10log(7.96e6)≈10*6.90=69dB四、簡(jiǎn)答題1.解：分貝（dB）標(biāo)度是一種對(duì)數(shù)標(biāo)度，用于表示兩個(gè)物理量（通常是功率或強(qiáng)度）的比值。其物理意義在于，它反映了聲壓或聲強(qiáng)變化的相對(duì)大小。由于人耳對(duì)聲音響度的感知近似于對(duì)數(shù)關(guān)系，即響度變化感知與聲強(qiáng)（或聲壓）的對(duì)數(shù)變化成正比，因此使用分貝標(biāo)度更符合人耳的聽(tīng)覺(jué)特性。此外，對(duì)數(shù)標(biāo)度可以將非常大或非常小的數(shù)值轉(zhuǎn)換為更易于處理和比較的范圍，使得聲學(xué)數(shù)據(jù)的表示更加簡(jiǎn)潔和直觀。例如，聲強(qiáng)增加一倍，其聲強(qiáng)級(jí)僅增加約3dB。2.解：自相關(guān)函數(shù)可以用來(lái)分析