西北工业大学声学原理与技术作业集.docx
《西北工业大学声学原理与技术作业集.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西北工业大学声学原理与技术作业集.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
西北工业大学声学原理与技术作业集
班号：
姓名：
学号：
成绩：
1．质点振动学
一、判断题
1.振动体系的固有频率与外力无关。
（）
2.无阻尼自由振动的频率为系统固有频率。
（）
3.稳态振动的振幅由初始条件决定。
（）
4.自由振动的振幅由初始条件决定。
（）
5.阻尼振动的频率等于系统固有频率。
（）
6.一传声器工作时，其输出信号与音膜振动速度成正比，为了使接收到的声音信号不失真，则传声器的工作频率应选择弹性控制区。
（）
二、填空题
1.声波按频率可分为_________________________________________________，人耳可听见的频率范围是：
______________________。
2.一传声器的等效质量为m，等效弹性系数为K，则其固有振动角频率为ω0=___________。
现有一单频声波（角频率为Ω）入射到该传声器上，则这时传声器的振动角频率为_______________。
3.一质点自由振动系统的振动频率为ω，其位移振幅为A，则其加速度振幅为____________。
4.一质点振动系统的力学阻抗为
，发生共振时，力学阻抗为_______。
三、问答题
1.稳态振动速度与外力的关系是什么？
2.振动系统和电路系统有哪些类似性？
四、应用题
1.垂直悬挂的弹簧振子，静止时弹簧伸长量为l0，求固有频率0
2.换能器振动端的位移振幅为1m,频率为1000Hz,求其速度振幅和加速度振幅。
3.质量为1kg的物体A挂在质量可忽略的弹簧上，当再加上0.2kg的物体B时，弹簧又伸长0.02m，现在把物体B突然撤去，就引起A的振动。
已知A物体振动的位移幅值每过１秒衰减为原来的
，求A的位移随时间变化的表达式（重力加速度取10m/s2）。
4.有一质点振动系统，固有频率为50Hz,如果外力频率为300Hz,求系统的弹性抗与质量抗之比。
5.求解无阻尼受迫振动问题，并讨论其共振情况。
6.画出下列振动系统的类比线路，并求出刚体速度的表达式。
（1）
（2）
成绩：
批阅教师：
年月日
班号：
姓名：
学号：
成绩：
2．弹性体振动学
一、选择题
1.下图所示的弦的振动模式中，弦的长度l与振动波长的关系是：
（）
A.
；B.
；
C.
；D.
.
二、问答题
1.弹性体振动的固有频率和质点振动的固有频率有何异同？
2.两端固定的弦（棒）的长度与振动波长的关系是什么？
波腹、波节位置如何？
三、应用题
1.习题：
求一端固定另一端自由的棒的纵振动的简谐频率，并画出前三个振动模式的振幅分布图。
成绩：
批阅教师：
年月日
班号：
姓名：
学号：
成绩：
3．理想流体中声波的传播
一、判断题
1.介质的特性参量包括：
波数k，声速c，特性阻抗0c和密度0.（）
2.平面行波的声强处处相等。
（）
3.平面行波的声压与振速同位相。
（）
4.平面驻波的声强为0.（）
5.平面驻波的声压与振速同位相.（）
二、填空题
1.空气中的声速是________________，水中的声速是__________________。
2.空气中传播的一束声波的声压级为SPL=100dB，则其声强级SIL=_________，声压幅值为p0=________Pa.
3.密度为ρ、声速为c的介质的特性阻抗是：
________________，当一束平面声波沿
方向传播时其声阻抗率为：
__________________。
4.当一束平面声波从介质I（密度为ρ1，声速为c1）垂直入射到介质II（密度为ρ2，声速为c2）中时，声压反射系数为：
________________。
5.球面行波的声压表达式是：
________________。
三、问答题
1.声压的定义是什么？
2.理想流体介质中三个基本方程是什么？
其意义是什么？
3.线性声波动方程的表达式是什么？
4.速度势与声压、振速的关系是什么？
5.什么是声阻抗率？
什么是介质特性阻抗？
二者有何区别？
6.平面行波的一般形式是什么？
谐波形式是什么？
7.平面驻波的形式是什么？
8.声学边界条件是什么？
9.如何进行中间层匹配透声？
10.如何获得唯一的一维平面波？
四、应用题
1.已知某空间中声场的速度势表达式为：
，
且
求：
（1）声场的速度表达式和声压表达式；
（2）证明该声波是平面波。
2.求沿-x方向传播的简谐平面波的声阻抗率。
3.证明任意波形的平面行波的声阻抗率为
或
.
4.120dB的平面声波在空气中和水中的峰值声压分别是多少？
5.已知一维平面驻波的声压表达式为：
，已知介质的特性阻抗为ρc，试求平面驻波的声阻抗率
和声强I。
6.一束声波垂直入射到空气和未知介质界面上，如果一半能量的声波被反射，求未知介质的特性阻抗。
成绩：
批阅教师：
年月日
班号：
姓名：
学号：
成绩：
4．声波的辐射
一、选择题
1.下面哪一个是无限大障板上平面活塞辐射的指向性图案：
（）
二、填空题
1.一声源的辐射阻抗为
，辐射角频率为ω，则其同振质量为：
_____________。
2.一扬声器的振膜可视为质点振动系统，其等效质量为m，等效弹性系数为K，则其固有振动角频率为ω0=___________.如果该扬声器以角频率ω工作时的声辐射阻抗
不可忽略，则这时振膜的固有角频率为ω0=______________.
2.一强度为Q的点声源，当向无界空间辐射时，辐射声场的速度势Φ可以表达为：
________________；如果将该点声源镶嵌在无限大平面障板上，则辐射声场的速度势Φ可以表达为：
________________。
三、问答题
1.声辐射阻抗的定义？
2.细管中平面活塞的声辐射阻抗是多少？
四、应用题
1.求半径为a的脉动球源的声辐射阻抗，并讨论其高频和低频近似表达式。
已知球源脉动角频率为，媒质声阻抗率为c.
2.如图，弹性系数为K的弹簧左端固定，右端连接一质量为m的活塞，活塞在外力
作用下在无限长矩形管中振动。
活塞和矩形管的横截面都是边长为a的正方形，活塞和管壁的摩擦力忽略不计。
管中充有理想流体，其密度和声速分别为ρ和c。
取水平向右方向为x方向，原点O取活塞的平衡位置。
（1）ω满足什么条件时，矩形管中只有唯一的一维平面波存在？
（2）求活塞的声辐射阻抗Zr。
（3）求活塞振动的力学阻抗Zm。
（4）求活塞振动速度v。
（5）活塞共振时矩形管中声场的声压表达式。
成绩：
批阅教师：
年月日
班号：
姓名：
学号：
成绩：
5．声波的散射和接收
一、判断题
1.接收面上声压等于被测点的声压。
（）
2.接收面的方向不影响测量结果。
（）
3.接收声压可能与接收面的方向有关。
（）
4.接收面上声压与被测声波频率无关。
（）
二、问答题
1.接收面上的实际声压与信号声压的关系是什么？
2.为了避免接收失真，对接收器尺寸有何要求？
3.声波接收的基本原理有哪些？
其指向性有何特点？
成绩：
批阅教师：
年月日
班号：
姓名：
学号：
成绩：
6．声波的吸收
一、问答题
1.声波在传播过程中衰减的原因有哪些？
2.介质对声波的吸收机制有哪些？
3.经典吸收理论中，吸收系数与频率的关系如何？
成绩：
批阅教师：
年月日
班号：
姓名：
学号：
成绩：
7．超声技术概要
一、问答题
1.超声波的特点有哪些？
2.超声换能器有哪些类型？
3.举几个超声应用的例子。
成绩：
批阅教师：
年月日
升级会员 