水下噪声原理练习题1
水声学原理考试试卷及参考答案精选全文
可编辑修改精选全文完整版考试科目《水声学原理》考试时间100分钟考试形式开卷班级姓名学号题号12345678910总得分阅卷人得分试题说明：本试卷共10道题，每题10分，满分100分。
请将答案写在答题纸上，考试完毕后请将试卷和答题纸一并交回。
1.（10分）声纳有哪两种工作方式？试分别画出这两种方式的信息流程图。
2.（10分）增加主动声纳的发射功率，能否提高其作用距离，为什么？如能提高，若其他条件不变，发射功率增大一倍，试问声纳作用距离如何变化？3.（10分）试画出典型的海洋声速分布图，并说明表面声道和深海声道的形成原因。
4.（10分）若海水中的声速分布如下图，试画出几条典型声线轨迹图。
5.（10分）声速分布如下左图所示，已知H，z0，c s，a1，a2和α求x。
C sCa1a2zx 0αx6.（10分）一只声呐换能器的声源级为120dB。
问从一个距离为1000m，半径为40m的球形物体上返回的回波信号强度是多少？7.（10分）简述实验测量水下物体目标强度（TS值）的“应答器法”，给出有关计算式，测量中应注意哪些问题才能保证测量的准确？8.（10分）已知水面船作匀速直线运动，船底的换能器以夹角θ向海底发射声波，频率为f0，收得海底回声信号的频率为f r，求该船的航行速度v。
Vθf0f r水面海底9.（10分）根据混响场特性不同，混响分为哪几类？它们各自产生的混响源是什么？试写出这几类混响的等效平面波混响级的理论公式。
10.（10分）为何在水下噪声研究中将舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声？写出舰船辐射噪声的噪声源，并说明它们的频率特性及在辐射噪声中起的作用。
标准答案： 1. 答：声纳按照工作方式可以分为两类，主动声纳和被动声纳。
它们的信息流程图分别为： (1)主动声纳：(2)被动声纳：2. 答：(1) 能否提高作用距离要看何种背景干扰起主要作用。
如果背景干扰以环境噪声为主，则可提高作用距离，若背景干扰以混响为主，则不能提高作用距离。
水声学波动问题
水声学波动问题一、水声学介绍水声学是研究水中声波传播和接收的学科，主要涉及声波在水中的传播特性、声源与接收器的特性、噪声控制等方面。
水声学应用广泛，包括海洋勘探、海底通信、船舶和潜艇探测等领域。
二、水中声波传播特性1. 声速声速是指在介质中传播的声波的速度，它受到介质密度、压力和温度等因素的影响。
在海洋中，由于深度不同导致温度和压力变化较大，因此海洋中的声速也会随深度变化而发生变化。
2. 声阻抗声阻抗是指介质对于通过其表面传播的声波所产生的反射和透射效应。
在海洋中，由于海水密度较大，所以其表面反射能力较强。
3. 衍射和散射衍射是指当声波遇到物体时发生弯曲现象；散射是指当声波遇到物体时发生分散现象。
这些现象都会影响到海洋中声波的传播。
三、水声学波动问题1. 海洋中的声波传播海洋中的声波传播受到多种因素的影响，如水深、海底地形、温度和盐度等。
这些因素会导致声速变化和衍射散射现象，从而影响声波的传播路径和强度。
2. 海洋中的噪声问题海洋中存在着各种各样的噪声源，如船舶、潜艇、鲸鱼等。
这些噪声会对海洋生物产生影响，并且也会干扰海洋勘探和通信等应用。
3. 水下通信问题水下通信是指在水下进行信息交流。
由于水中的电磁波传输距离较短，因此常常采用声波来进行通信。
但是由于水中的衰减和散射等问题，使得水下通信面临很大的挑战。
四、应对措施1. 声速测量与预测为了更好地预测海洋中声波传播路径和强度，需要对海洋中各种因素进行测量，并建立相应的模型来进行预测。
2. 噪声控制为了减少海洋中的噪声干扰，需要采取一系列措施，如减少船舶和潜艇的噪声、调整通信频率等。
3. 水下通信技术研究为了克服水下通信面临的问题，需要研究新型的水下通信技术，如水声纳技术、多路径传输技术等。
五、结论水声学波动问题是一个复杂而又重要的问题，在海洋勘探、海底通信和军事领域等方面都有着广泛的应用。
我们需要认真研究和解决这些问题，以更好地利用海洋资源和保护海洋环境。
噪声知识点总结及习题有答案
噪声噪声知识点总结物理学角度：噪声是指发声体做无规那么的振动时发出的声音；环保的角度：但凡阻碍人正常休息，学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属噪声。
(1)交通噪声：汽车、摩托车的鸣叫声，车轮及路面的摩擦声，火车、飞机等巨大响声。
(2)工业噪声：发动机运转声，电锯、机床、电钻、工地爆破声等等。
(3)施工噪声：筑路、盖楼、打桩等(4)居民噪声：家用电器的工作声，人的说话、哭笑声等。
噪声的等级用分贝数表示大小，分贝是计量噪声强弱的单位。
符号dB.0dB 人刚能听到的最微弱的声音—听觉下限30dB～40dB 较为理想的安静环境70dB 会分散人的注意力，影响工作90dB 听力受到严重影响，发生耳聋、头痛、高血压等疾病150dB 鼓膜会破裂出血，双耳完全失去听力(1)当代社会的四大污染源是：噪声、废气、污水、有毒固体废物。
(2)噪声的危害。
A影响人们的智力发育，分散注意力，影响工作，阻碍休息。
B听力会受到严重影响，发生耳聋、头痛、高血压等疾病。
(90dB环境中工作)C鼓膜会破裂出血，双耳完全丧失听力(150dB环境中工作)(1)控制植物提前或推迟发芽来除掉杂草(2)利用人体发出的微弱噪声，可以探测病灶(3)利用水下自然噪声显示海底情况6.声音从产生到引起听觉分为三个阶段：声源振动产生声音——在空气等介质中传播——耳膜振动(1)在声源处控制〔消声〕：改造声源构造，减小噪声响度；在声源处加防护罩；在内然机排气管处加消声器。
(2)在传播过程中控制〔隔声〕：用隔音或吸音材料把噪声声源及外界隔离开。
(3)在人耳处控制〔吸声〕：戴防噪声耳塞，用手指塞住耳朵等。
噪声练习题一、选择题1.请你细心体会，在以下场景内，属于噪音的是〔〕A.足球场上，球迷们兴奋狂热的吼叫声B.居民小区内，夜晚震耳欲聋的“坝坝舞〞音乐声C.歌舞厅里，铿锵有力的打击乐声D.车站里，提醒旅客检票上车的播送声2.以下关于乐音、噪声的说法中，错误的选项是〔〕A.乐音是乐器发出的声音；噪声是机器发出的声音B.乐音的振动遵循一定的规律；噪声的振动杂乱无章、无规律可循C.乐音悦耳动听，给人以享受；噪声使人烦躁不安，有害人的安康D.从环境保护角度来说，一切干扰人们休息、学习和工作的声音都叫噪声3.以下各种声音中，不属于噪声的是〔〕4.如下图，图中、、、是四种声音的波形图，从图形可知噪声的波形是哪幅图〔〕A B C D6.关于声现象，以下说法中正确的选项是〔〕A.诗句“不敢高声语，恐惊天上人〞中的“高〞是指声音的音调高B.“隔墙有耳〞说明声音可以绕过障碍物进展传播C.发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞〞，说明声音具有能量7.交谈声、喇叭声…不同声音具有不同的特性，在繁华闹市区设立的噪声检测器是测定声音的〔〕8.噪声已成为现代城市环境污染重要因素之一．以下措施不能直接减弱噪声的是〔〕A.在道路两旁、建筑物周围植树B.给摩托车、汽车的排气管安装消声器9.春节前夕厦门仙岳路的高架桥全线贯穿．在高架桥的某些地段安装了隔音板来控制行驶的汽车产生的噪声对周围环境的影响，这种设计是采用以下哪种途径来减弱噪声的？〔〕10.以下措施中，属于在声源处控制噪声的是〔〕11.白天你的邻居装修房子十分吵闹，干扰你的学习和生活，以下措施中哪一个是合理可行的〔〕12.晚上当你在家温习功课时，邻居正在引吭高歌，对你的学习产生干扰，那么以下四条措施中，无效的是〔〕二、填空题13.接听时，很容易分辨出熟人的声音，主要是根据声音的________〔填声音的特性〕来判断的；如果隔壁邻居家正在大声地播放流行歌曲，你听着很开心，而妈妈听着却很烦心．这时的“歌声〞对你来说是________〔噪声/乐音〕导致的．14.图甲、乙是两种声音的波形图，从图形可知：________图是乐音的波形，________图是噪声的波形．15.从物理学角度看，乐音的振动具有一定的________，而噪声的振动是________．16.丹阳市区里种有大量的树木，树木可以在________〔选填“声源处〞，“传播过程中〞或“人耳处〞〕减弱噪声，从而使我们的生活环境更安静．噪声是发声体做无规那么________产生的．17.有规律的、好听的声音叫________、无规律的难听的刺耳或污染环境的声音叫________．18.江阴市虹桥北路路边装了一个噪声监测仪，如下图，在监测仪上看到显示的数字，请你替它补上单位：________．噪声监测仪________〔选填“能〞或“不能〞〕降低噪声．19.人们以________为单位来表示声音强弱的等级，而噪声已经成为严重污染源之一，极大地阻碍了人们生活质量的提高，防噪已成为日常课题．“轻手轻脚过楼道〞是在________减弱噪声，而用空心砖砌墙那么是在________减弱噪声．20.正在发声的物体叫做________；发出较强声音的喇叭能使它前面的“蜡焰跳舞〞，说明声波能传递________；我市制定了?中高考期间禁噪方案?，规定中高考期间各考点的噪音不超过________〔填单位〕；“闻其声知其人〞主要是根据声音的________来判断．21.年月日，位于长春市伊通河上的自由大桥在内成功爆破．由于采用“微爆破〞技术，爆破中产生的声音很小，这是在________处减弱噪声，最大限度的控制了声音的________〔选填“音调〞、“响度〞或“音色〞〕．22.清晨，逐渐变强的闹铃声吵醒了小郑，他把闹铃关掉，这是从________控制噪声．这里说的“逐渐变强〞是指声音特性中的________．细心的小郑发现，闹钟响时桌面上的饼屑跳动起来了，这说明声音是由________产生的．23.一年一度的高考和中考期间，城管人员通知跳坝坝舞所有人员，这段时间不得跳舞．从声现象角度看，是从________处控制噪声的干扰的．24.噪声是当代社会的公害之一，它是由发生体做___________________发出的声音，减弱噪声的途径主要有三个：①_______________________②____________________③____________________．公路两侧种有许多树，这是在_______________减弱噪声．25.中考考场附近制止机动车鸣笛，这是从____________控制噪声；拔河比赛中，观战的同学们都大声喊加油，其中“大声喊〞指的是声音的________；“模仿秀〞节目中，演员主要是模仿歌唱家声音的________；超声波可以将人体内的结石击成细小粉末，这是因为超声波具有________的特点．答案13.[ “音色〞, “乐音〞 ]14.[ “甲〞, “乙〞 ]15.[ “频率〞, “无规那么的〞 ]16.[ “传播过程中〞, “振动〞 ]17.[ “乐音〞, “噪音〞 ]18.[ "分贝“, 〞不能" ]19.[ “分贝〞, “声源处〞, “传播过程中〞 ]20.[ “声源〞, “能量〞, “分贝〞, “音色〞 ]21.[ “声源〞, “响度〞 ]22.[ “声源处〞, “响度〞, “振动〞 ]23.[ “声源〞 ]24.[ “无规那么振动〞, “传播过程中〞, “声源处〞, “人耳处〞, “传播过程中〞 ]25.[ “声源处〞, “响度大〞, “音色〞, “能量〞 ]。
【物理】物理声现象问题求解的专项培优练习题(含答案)含答案
一、初中物理声现象问题求解方法1．阅读下面的短文潜艇的“耳目”——声呐潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。
声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。
请回答以下问题：(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离1s是__________。
（设声波在海水中传播速度为1500m/s）②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离2s为__________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？_____为什么？_____【答案】0.02 20 7500m 8700m 不能月球表面是真空的，而真空不能传声【解析】【分析】(1)超声是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音，人耳无法听到超声和次声。
(2)先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间，再根据速度公式求两者的距离；首先算出1分钟内潜艇B通过的距离，根据声波频率的变化分析出潜艇AB之间的距离变化，从而计算出二者之间的距离。
水下声信道试题及答案
水下声信道试题及答案一、选择题1. 水下声信道的传播特性主要受哪些因素影响？A. 水温B. 海流C. 海底地形D. 所有以上因素答案：D2. 下列哪项不是水下声信道的特点？A. 频率依赖性A. 各向同性B. 多路径效应C. 有限的传播速度答案：A3. 水下声信道中的声速剖面通常指的是什么？A. 水温随深度的变化B. 声速随深度的变化C. 盐度随深度的变化D. 压力随深度的变化答案：B二、填空题4. 水下声信道中的多路径效应会导致信号的________现象。
答案：衰落5. 在水下声信道中，声源深度和接收器深度对信号传播的影响主要体现在________和________。
答案：传播距离；信号强度三、简答题6. 简述水下声信道中的声线弯曲现象及其对信号传播的影响。
答案：声线弯曲现象是指在水下声信道中，由于声速剖面的变化，声波在传播过程中会发生路径弯曲，这种现象称为声线弯曲。
声线弯曲会导致声波传播路径变长，从而增加信号传播的时间延迟，同时也可能引起信号强度的衰减，影响信号的接收质量。
四、计算题7. 如果已知某水下声信道的声速剖面为1500米/秒，且声源深度为100米，接收器深度为200米，假设声速随深度线性增加，计算声波从声源到接收器的传播时间。
答案：首先，我们需要计算声波实际走过的路径长度。
由于声速随深度线性增加，我们可以假设声波在两个深度之间的中间深度处声速达到平均值。
设中间深度为h，则有：h = (100米 + 200米) / 2 = 150米声波的传播路径长度L可以近似为：L = √((100米 - 150米)^2 + (150米 - 200米)^2) ≈ 100米由于声速剖面是线性的，我们可以取声源和接收器深度的声速平均值作为传播速度：v_avg = (1500米/秒 + 1500米/秒) / 2 = 1500米/秒传播时间t可以通过路径长度除以声速来计算：t = L / v_avg = 100米 / 1500米/秒≈ 0.067秒五、论述题8. 论述水下声信道在水下通信中的重要性及其面临的主要挑战。
《水声学》期末复习试题5套含答案
班级：学号：第1页 共2页第2页 共2页所有试题答案均需写在答题册上，写在本试卷上无效。
一、简答题（每空1分，共60分）1.组合声纳参数中噪声隐蔽级的表达式为 ；混响隐蔽级的表达式为；它们都表示主动声纳正常工作所需的最低 。
2.主动声纳的背景干扰有 和 。
其中 是平稳的随机过程，是非平稳的随机过程。
对应两种不同干扰背景的主动声纳方程分别为和 。
3.在水声学中，声压级的定义式为 ；声强级的定义式为 ；声压级与声强级相等的条件为 。
4.已知发射换能器的辐射声功率为100W ，则距离声源声中心1m 处无指向性声源的声强为 W /㎡；声源级为 dB 。
5.传播损失的一般表示式为 。
其中几何衰减项为 、物理衰减项为 。
6.影响海水声速的三个主要因素为 、 、 。
海水中声速的典型结构有 、 、 、 。
7.一般情况下，声波的频率越低，海水的吸收衰减 ，传播距离 ；但当声波的频率低于波导的 频率时，简正波水平方向的波数由实数变为 ，波导中的简正波蜕化为 的简正波，传播距离反而 。
8.射线声学的两个基本方程分别为 方程和 方程。
由Snell 折射定律可知，声线总是向 的方向弯曲；当介质的声速为常数时，声线轨迹为 ；当介质的声速梯度为常数时，声线轨迹为 ，圆的半径为 。
9.声波在 声道和 声道中能够远距离传播。
10.邻近海面水下点源声场声压振幅随距离的变化关系表现为：近场菲涅耳干涉区，声压振幅随距离 减小，远场夫琅和费区，声压振幅随距离 减小。
11.水池中测量目标强度，一般可采用比较法或直接测量法，但应注意：第一，声源与目标之间的距离和目标与水听器之间的距离都应满足 条件。
第二，应保证 条件得到满足。
第三，合理选取发射信号 。
12.目标回声信号的形成主要有 、 、 、 。
回声信号的一般特征为 、 、、 。
13.根据混响形成原因的不同，习惯上将海洋混响分为 、 和 ；其中和 又统称为界面混响。
混响的瞬时值服从 分布；振幅服从 分布。
水声学原理课堂习题2(附答案)
1 波动方程的定解条件有哪些？2 均匀浅海声道中的简正波是如何形成的？说明简正波的特性。
解：简正波的形成原因：与z 轴夹角满足特定关系的上行波和下行波的迭加形成某一阶次的简正波。
简正波在垂直方向是与驻波、水平方向是行波，每阶简正波有各自的简正频率，简正波的相速度与阶次有关，不同阶次的简正波其相速度不等，称为频散。
3 已知水面船作匀速直线运动，船底的换能器以夹角θ向海底发射声波，频率为f 0，收得海底回声信号的频率为f r ，求该船的航行速度v 。
解：考虑多卜勒效应，回声信号频率⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c V f f r θcos 210 ()θc o s 200f C f f V r⋅-=4 为何在水下噪声研究中将舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声？写出舰船辐射噪声的噪声源，并说明它们的频率特性及在辐射噪声中起的作用。
解：（1）舰船噪声对声呐作用有两种：一个作为它舰被动声呐探测目标的声源，另一个作为本舰声呐的干扰。
这表现在声呐方程中：前者为被动声呐方程的声源级（SL ），后者表现为干扰噪声（NL ）的一部分。
并且舰船辐射噪声和舰船自噪声的性质也不同。
因而舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声。
（2）舰船辐射噪声源有：机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声三种。
（3）舰船噪声的谱特性：连续谱上迭加线谱。
5 开阔水域中扫雷舰拖拽一宽带噪声源、声源谱级160dB ，被扫音响水雷对200-300Hz 的噪声敏感，环境噪声谱级90dB ，接收机检测阈DT=10dB ，海水吸收系数α，求作用距离（给出表达式）。
解：被动声呐方程SL-TL-(NL-DI)=DTSL=160+10lg(300-200)=180dB NL=90+10lg100=110 DI=0 DT=10 TL=SL-DT-(NL-DI)=60dB, 20lgR+αR=606 对于舰船自噪声来说，水动力噪声具有特殊的重要性，在工程上可采取哪些措施降低水动力噪声。
2016-2017水声学原理a2试卷答案
水声学原理试卷A2答案一．解释或说明以下概念（每题5分）1) 造成声波在海水中传播衰减的原因有哪些？答：主要有1）扩展损失，由于声波波阵面在传播过程中不断扩展而引起的声强衰减；2）吸收损失，由于介质粘滞以及其它驰豫效应引起的声强衰减。
3）散射。
海洋介质中存在的泥沙、气泡、浮游物等离子以及介质的不均匀引起的散射和衰减。
2) 什么是透射损失，说明其定义并写出其公式，当声波从空气垂直入到海水中时，其透射损失大约为多少？答：透射损失定义为入射波的声强与透射波的声强之比并取对数的10倍，如下式表示： ti I I TL lg 10= ，当声波从空气垂直入射到海水中时，属于绝对“硬”边界，其中入射波的声强11212/c p I i i ρ=，透射波的声强 22212/c p I t t ρ=，2=D ，3570/1122≈c c ρρ，故5.29≈TL dB 。
3) 什么是声阻抗率，试写出均匀球面波声场中声阻抗率z 0和平面声波的表达式，并说明平面声波的阻抗率有什么特点。
答：声场中，同一位置点上的声压和振速之比称为该点的声阻抗率，均匀球面波声场中声阻抗率220)(1)(kr jkrkr c Z ++⋅=ρ，平面声波的声阻抗率为000c Z ρ=，在平面波声场中，其声压和振速处处同向（正向波）或处处反向（反向波），平面波声阻抗与频率无关。
4) 水下噪声主要有哪几种？其对声纳系统各有什么影响？答：有海洋环境噪声，目标辐射噪声，舰船自噪声。
海洋环境噪声和舰船自噪声是声纳系统的主要干扰背景，干扰声纳工作，限制声纳性能发挥；目标辐射噪声是被动声纳的声源，被动声纳检测该噪声实现目标检测。
5) 简述射线声学的定义、射线声学的应用条件、射线声学的基本定律，写出射线声学的两大基本方程？答：（1）射线声学是把声波的传播看作是一束无数条垂直于等相位面的射线的传播。
（2）射线声学的应用条件：a 、在可以与声波波长相比拟的距离上，声波振幅的相对变化量远小于1；b 、在可以与声波波长相比拟的距离上，声速的相对变化远小于1.（3）射线声学的基本定律是Snell 定律（折射定律）：00cos cos c c αα==常数 α为声传播方向与水平坐标ox 的夹角，成为掠射角，c 为该处声速，0α和0c 为声线出射处的对应值。
水声学原理课堂习题1及答案
1.什么是声纳？声纳可以完成哪些任务？声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。
它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。
2.请写出主动声纳方程和被动声纳方程？在声纳方程中各项参数的物理意义是什么？(SL声源级-2TL传播损失+TS目标强度)=(NL海洋环境噪声级-DI接收指向性系数)=DT检测阈SL-TL-（NL-DI）=DT3.在组合声纳参数中优质因数和品质因数是什么？它们的物理意义是什么？优质因数：SL-（NL-DI+DT）——对于被动声纳，该量规定最大允许单程传播损失；对于主动声纳，当TS=0时，该量规定了最大允许双程传播损失；品质因数：SL-（NL-DI）——声纳接收换能器测得的声源级与噪声级之差4. 环境噪声和海洋混响都是主动声呐的干扰，在实际工作中如何确定哪种干扰是主要的？根据水文条件及声呐使用场合，画出回声信号级、混响掩蔽级和噪声掩蔽级随距离变化的曲线，如下图，然后由回声信号曲线与混响掩蔽级、噪声掩蔽级曲线的交点所对应的距离来确定混响是主要干扰，还是噪声为主要干扰，如下图，r R<r n，所以混响是主要干扰。
声信号级回声信号级混响掩蔽级噪声掩蔽级距离rr R r n5. 给定水下声压p为100uPa，那么声强I是多大，与参考声强I r比较，以分贝表示的声强级是多少？6.海水中的声速与哪些因素有关？画出三种常见的海水声速分布。
7. 利用经验公式计算水深10m，温度20℃，盐度35‰时，海水对20kHz声波的吸收系数，并与淡水情形比较。
()P14502+.4-21-=+.0+.1TTS037c175.014358. 用经验公式计算温度20℃，盐度20‰，水深1m处与温度15℃，盐度30‰，水深20m处的声速。
水声学原理考试试卷及参考答案.doc
考试科目《水声学原理》考试时间100分钟考试形式 开卷班级姓名学号 题号12345678910总得分 阅卷人得分试题说明：本试卷共10道题，每题10分，满分100分。
请将答案写在答题纸上，考试完毕后请将试卷和答题纸一并交回。
1. （10分）声纳冇哪两种工作方式？试分别画出这两种方式的信息流程图。
2. （10分）增加主动声纳的发射功率，能否提高其作用距离，为什么？如能提高，若其他条 件不变，发射功率增大一倍，试问声纳作用距离如何变化？3. （10分）试両出典型的海洋声速分布图，丼说明表面声道和深海声道的形成原因。
4. （10分）若海水屮的声速分布如下阁，试M 出几条典型声线轨迹图。
5. （10分）声速分布如卜*左图所示，己知//，z 0, G ,的和％求义。
6. （10分）一只声呐换能器的声源级为120dBo 问从一个距离为1000m ，半社为40m 的球 形物体上返回的回波信号强度是多少？7. （10分）简述实验测量水K 物体目标强度（TS 值）的“应答器法”，给出有关计算式，测 暈中应注意哪些问题才能保证测景的准确？8. （1（）分）已知水而船作匀速H 线运动，船底的换能器以夹角汐h'd 海底发射声波，频率为人， 收得海底回声信号的频率为人，求该船的航行速度V 。
9. （10分）根据混响场特性不同，混响分为哪儿类？它们各自产生的混响源是什么？试写出 这儿类混响的等效T •面波混响级的理论公式。
十水而10.(10分)为何在水下噪声研究中将舰船噪声分为舰船辐射噪声和舰船肖噪声？写出舰船辐射噪声的噪声源，并说明它们的频率特性及在辐射噪声中起的作用。
标准符案：1.答：声纳按照工作方式可以分为两类，主动声纳和被动声纳。
它们的信息流程阁分别为：(1)主动声纳：(2)被动声纳:2.答：(1)能否提卨作用距离要看何种背景干扰起主要作用。
如果背景干扰以环境噪声为主，则可提高作用距离，若竹景干扰以混响为主，则不能提高作用距离。
中考物理易错题精选-声现象问题求解练习题及答案
一、初中物理声现象问题求解方法1．阅读下面的短文潜艇的“耳目”——声呐潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。
声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。
请回答以下问题：(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离1s是__________。
（设声波在海水中传播速度为1500m/s）②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离2s为__________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？_____为什么？_____【答案】0.02 20 7500m 8700m 不能月球表面是真空的，而真空不能传声【解析】【分析】(1)超声是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音，人耳无法听到超声和次声。
(2)先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间，再根据速度公式求两者的距离；首先算出1分钟内潜艇B通过的距离，根据声波频率的变化分析出潜艇AB之间的距离变化，从而计算出二者之间的距离。
2020-2021水声学原理试卷A
2.命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。共2页 第1页
西北工业大学命题专用纸
五．一线列阵声系统，阵长度为 ， 为波长，频率为f0，辐射声源级 ，发射脉冲宽度 ， 海洋介质的体积散射强度 。求距声纳200m处散射体产生体积混响信号的混响级 .(发射和接收等效束宽 )。（10分）
8.写出舰船机械噪声的产生机理。
二．声波由空气以 斜入射于水中，求（1）折射角；（2）反射系数。（10分）
三．主动声呐工作于开阔海域，如将其辐射声功率提高16倍，其余条件不变，此声呐作用距离如何变化（海水吸收不计，传播损失以球面拓展计）。（10分）
四．海水中声速值从海面的1500m/s均匀减小到100m深处的1450m/s。求（1）速度梯度；（2）使海表面的水平声线达到100m深处时所需要的水平距离；（3）上述声线到达100m深处时的角度。（10分）
一．简答题（每题4分）
1.写出以噪声为干扰背景的主动声纳方程，并解释各项参数的物理意义。
2.画出三种常见的海水声速分布图。
3.写出声波在海水中传播时造成强度衰减的三种原因。
4.写出聚焦因子的定义和物理意义。
5.写出“下午效应”的现象和成因。
6.写出回声信号的一般特征。
7.写出海洋混响的主要类别和成因。
诚信保证
本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字：
编号：
西北工业大学考试试题（卷）
2020－2021学年第1学期Fra bibliotek开课学院航海学院课程水声学原理学时40
考试日期2020.1.7考试时间2小时考试形式（闭）（A）卷
题号
音响设备在水下应用研究考核试卷
C.海洋生物研究
D.海水温度测量
5.以下哪些技术可用于提高水下声学定位的精度？()
A.多普勒效应
B.长基线定位
C.短基线定位
D.单点定位
6.水下音响设备的换能器可以基于哪些原理工作？()
A.动圈式
B.压电式
C.磁电式
D.静圈式
7.在水下探测中，以下哪些因素可能导致声波的多路径效应？()
1.请描述水下音响设备在水下通讯中的作用原理，并列举其在海洋勘探和军事领域的具体应用。
2.在水下声学探测中，声波传播会受到哪些因素的影响？请详细说明这些因素对声波传播的具体影响。
3.请解释水下声纳系统的工作原理，并讨论如何通过技术手段提高声纳图像的质量。
4.结合实例，阐述水下音响设备在海洋环境保护和海洋生物研究中的应用，以及这些应用对海洋生态系统保护的贡献。
C.探测目标的材料
D.天气条件
17.水下音响设备通常需要符合哪种国际标准？()
A. ITU
B. IEEE
C. ISO
D. IEC
18.下列哪种技术不适用于提高水下声纳的分辨率？()
A.增加换能器阵元数
B.提高发射信号的频率
C.减少换能器之间的距离
D.使用低通滤波器
19.在水下探测中，以下哪个不是声波反射的主要类型？()
A.镜面反射
B.散射反射
C.漫反射
D.折射反射
20.水下音响设备在石油勘探中的作用不包括？()
A.检测油气藏
B.监测钻井平台的稳定性
C.探测海底地质结构
D.提供海洋天气预报
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
海底声学环境影响评估考核试卷
9. ABCD
10. ABCD
11. ABБайду номын сангаасD
12. ABCD
13. ABCD
14. ABC
15. ABCD
16. ABC
17. ABCD
18. ABC
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1. 声速；声阻抗
2. dB；dB
3. 海水；海底
4. 听力范围；声学特性
5. 声压级；暴露时间
A. 傅里叶变换
B. 小波变换
C. 声学信号识别技术
D. 数据挖掘技术
15. 海底声学环境中，以下哪些因素可能导致声波传播的不确定性？（ ）
A. 海洋环境变化
B. 声源特性的不稳定性
C. 声波传播模型的简化
D. 监测设备的误差
16. 以下哪些方法可用于声学环境的预测模型建立？（ ）
A. 数值模拟
B. 实验研究
（ ）
2. 海洋生物对声波的敏感性与哪些因素有关？请举例说明人类活动中的哪些声源可能对海洋生物产生负面影响。
（ ）
3. 海底声学环境影响评估的主要目的是什么？请列举在评估过程中需要考虑的关键因素。
（ ）
4. 请阐述减少海底声学环境中噪声污染的有效措施，并说明这些措施是如何帮助保护海洋生物多样性的。
（ ）
A. 数据的质量和数量
B. 评估模型的适用性
C. 评估人员的经验
D. 环境变化的不确定性
20. 以下哪些措施可以视为海底声学环境保护的积极行动？（ ）
A. 设立海洋自然保护区
B. 实施声学环境监测计划
C. 推广低噪声技术
D. 提高公众对声学环境保护的意识
海底工程声学监测技术与应用考核试卷
B.使用低频声波
C.增加声源功率
D.采用声波聚焦技术
6.以下哪些是声学监测技术在海底资源勘探中的应用？（）
A.油气层的识别
B.矿产资源的探测
C.海底沉积物分析
D.海水水质监测
7.声学监测设备在海底工程中可以采用以下哪些安装方式？（）
A.岸基安装
B.船舶安装
C.潜水器安装
D.飞行器安装
13. ABC
14. BC
15. ABC
16. ABCD
17. AB
18. ABCD
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.温度、盐度、压力
2.脉冲、连续波
3.单点定位、差分定位
4.增益控制、滤波器设计
5.分辨率、覆盖范围
6.声速计
7.悬浮粒子、气泡、海底粗糙度
8.声波反射、声波速度
9.吸收、散射
10.海底声学监测中，声波信号的反射和散射对声波传播的影响可以忽略不计。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述海底声学监测技术的基本原理，并列举三种常用的声学监测设备及其主要功能。（10分）
2.海底声学监测中，声波传播速度受哪些因素影响？请结合实际案例分析，说明这些因素如何影响声波传播距离和监测精度。（10分）
2.声波传播速度受温度、盐度、压力等因素影响。案例：深海探测中，声波在冷盐水层中的传播速度会加快，提高探测距离。这些因素的变化会影响声波到达时间，从而影响监测精度。
3.多波束声纳通过发射多个波束覆盖海底区域，提供高精度的地形数据。优势在于快速覆盖大面积区域，提高测绘效率，减少探测盲区。
4.声学监测技术在油气勘探中用于识别潜在油气层。发展趋势包括更高频率声波的使用、三维成像技术的发展以及多参数综合分析，提高勘探准确性和效率。
水下作业中的声学探测技术发展趋势考核试卷
B.散射损耗
C.反射损耗
D.风损耗
2.下列哪种声学探测方法的分辨率最高？()
A.单波束声纳
B.侧扫声纳
C.多波束声纳
D.倒车声纳
3.在水下声学探测中，声速的主要决定因素是？()
A.水的温度
B.水的盐度
C.水的深度
D.水的流速
4.以下哪种声纳系统主要用于探测水雷？()
A.面阵声纳
B.旁视声纳
5.在所有水下环境中，声学探测设备的性能都是相同的。( )
6.声学探测技术只能用于水下目标的探测，不能用于水下通信。( )
7.水下声学探测中，声影区是由于声波在目标物背后完全被吸收而形成的。( )
8.声波在海水中的传播损耗只与声波的频率有关。( )
9.声学探测设备在深海环境中的探测性能优于浅海环境。( )
1.水下声学探测技术中，声波吸收损耗受以下哪些因素影响？()
A.水的温度
B.水的盐度
C.声波频率
D.探测距离
2.以下哪些是声学探测设备中的换能器类型？()
A.压电型
B.磁电型
C.电化学型
D.电磁型
3.多波束声纳系统在海底地形测绘中的应用优势包括？()
A.覆盖范围广
B.分辨率高
C.减少了船只的作业时间
A.更高的分辨率
B.更低的能耗
C.更小的探测盲区
D.更易于操作8.下列哪Βιβλιοθήκη 材料对声波传播的吸收作用最强？()
A.水
B.铁矿
C.泥土
D.海草
9.侧扫声纳的主要功能是？()
A.测量海底地形
B.检测水下结构物
C.探测鱼群
D.确定海水深度
10.声学探测中，哪种波形的声波对目标物的区分度最高？()
海底声学信号处理算法考核试卷
B.海底介质的吸声系数
C.海底介质的粗糙度
D.声波频率
20.以下哪些不是声学信号处理中用于目标分类的方法？（）
A.模板匹配
B.人工神经网络
C.支持向量机
D.快速傅里叶变换
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.海水中声速的典型值大约为______米/秒。
A.短时傅里叶变换
B.小波变换
C.希尔伯特-黄变换
D.拉普拉斯变换
11.海底声学信号处理中，以下哪个参数表示信号的强度？（）
A.声压级
B.声强级
C.声阻抗
D.频率
12.以下哪个不是声学信号处理中的目标识别方法？（）
A.模板匹配
B.人工神经网络
C.支持向量机
D.傅里叶变换
13.在声学信号处理中，以下哪个算法用于信号的时延估计？（）
A.海水温度
B.海水盐度
C.海水深度
D.海底地形
2.声学信号处理中，以下哪些方法可以用于信号去噪？（）
A.均值滤波
B.中值滤波
C.高斯滤波
D.维纳滤波
3.以下哪些是声学信号处理中常用的时频分析方法？（）
A.短时傅里叶变换
B.小波变换
C.希尔伯特-黄变换
D.傅里叶变换
4.海底声学信号处理中，以下哪些参数与声波传播的衰减有关？（）
A.波速
B.路径差
C.相位差
D.延迟时间
8.以下哪些方法可以用于声学信号的时延估计？（）
A.自相关函数
B.互相关函数
C.高通滤波
D.低通滤波
9.在声学信号处理中，以下哪些算法可以用于目标跟踪？（）
物理声现象问题求解的专项培优练习题附答案
一、初中物理声现象问题求解方法1．阅读下面的短文潜艇的“耳目”——声呐潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。
声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。
请回答以下问题：(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离1s是__________。
（设声波在海水中传播速度为1500m/s）②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离2s为__________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？_____为什么？_____【答案】0.02 20 7500m 8700m 不能月球表面是真空的，而真空不能传声【解析】【分析】(1)超声是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音，人耳无法听到超声和次声。
(2)先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间，再根据速度公式求两者的距离；首先算出1分钟内潜艇B通过的距离，根据声波频率的变化分析出潜艇AB之间的距离变化，从而计算出二者之间的距离。
水声学原理试题+答案
水声学原理试题+答案《水声学原理》课程考试题(A卷)一、填空题(15%)1. 声阻抗率是单位表面(或体积)产生单位质点振速所需要的。
2. 潜艇的目标强度随角度的变化规律呈形状。
3. 用描述高、低频近似，为波数，a为空间尺度，高频近似和低频近似分别kka可以表示为和。
4. 根据辐射噪声产生的来源不同，辐射噪声可分为、和三类。
5. 气泡可称作空气弹簧，是因为其和弹簧一致。
6. 目标强度可能为正的物理原因是。
7. 表面声道中，跨度较大的声线平均水平传播速度较。
8. 复数声反射系数的模表示反射声波与入射声波的之比，幅角表示反射声波与入射声波的之差。
二、简答题(35%)1. 简述复阻抗率的物理意义。
(7%)2. 利用简正波表示，简要解释相干能量和非相干能量。
(7%)3. 利用刚性小球的散射理论，简要解释晴朗天空呈蓝色、早晚天空呈红色的现象。
(7%)4. 利用散射场可以视作二次辐射计算的方法，简要叙述计算海水中气泡散射声场的步骤。
(14%)三、证明题(20%)气泡内的气体是理想气体，气泡振动时声辐射过程是绝热过程，证明:气泡振动的恢复力和弹簧恢复力形式一致。
四、计算题(30%)1. 一单频小球源以10瓦的功率向自由空间辐射频率为1000Hz的简谐球面波，求离开声源中心2米处的声压幅值、质点径向速度(振速)幅值和声强。
(15%)2. 均匀硬底浅海中，海水中声速为1500m/s，海深为100米。
求频率为1.5kHz时第一号简正波的水平波数。
(15%)《水声学原理》课程考试题(A卷参考答案)一、填空1. 声压。
2. 蝴蝶。
3. 。
4. 机械噪声、螺旋桨噪声和流噪声。
5. 恢ka,,1, ka,,1复力形式。
6. 散射截面大。
7. 快。
8. 振幅、相位。
二、简答1. 要点:? 从定义看，声阻抗是复数表示声压与质点振速相位不一致。
这使得介质中的声强(损耗在介质中的声强)小于平面波声强，这部分损耗声强对应着声阻抗的实部。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当阻抗接近……
10.计算水中平面波垂直入射到空气中时，界面上的传播损失TL：
11.什么条件下发生海底全反射，此时反射系数有什么特点，另一侧介质中会产生什么物理现象？
检测阈DT为检测概率为50%时的信噪比，则信号余量：
SE=Ls-TL-LN+AG-DT
7.理想介质下的小振幅波动方程的导出是基于哪些物理定律？该方程是否适用于满载油罐中的声场？
由质量守恒定律导出的连续性方程，
由热力学定律导出的状态方程；
由牛顿定律导出的运动方程。
油具有较大的粘性，不符合理想声学介质的假设，因此不能直接应用该波动方程。
8.简述声压、速度、速度势之间的关系
压强P=P0+p；
质点速度与声压之间满足欧拉方程：
在理想介质条件下，声场中的质点运动是无旋的（旋度为零），因此存在一个标量势函数，其梯度与振速相等，表述为：
9.水下一束平面声波入射到水面、硬质海底时，界面处的透射与反射应如何描述？入射到阻抗与水接近的水听器时？
由于空气密度、声速均小于水，其特性阻抗与水相比可忽略不计（水c水>>空气c空气），因此可将其近似为绝对软边界，反射系数R约等于-1，透射系数D约等于0，也即反射波与入射波声压幅值相同，相位相反，界面处的声压为零；
6.简述被动声呐方程中各项意义。
声源级定义_____________________
声纳方程——以分贝表示信号和噪声关系的表示式；
被动声纳水听器的信号级SL=Ls-TL，信噪比S/N=Ls-TL-LN
声纳基阵是一种分辨背景噪声的空间处理器，其对信噪比的改善可用基阵增益AG表示，基阵信噪比= Ls-TL-LN+AG
如果取m=2/1，n=k2/k1=c1/c2，则
发生全反射的条件是：掠射角小于等于全反射临界角，界面下方介质的声速大于界面上方介质的声速，全反射临界角满足：
发生全反射时，反射系数是复数，其模等于1，虚部和实部的比值给出相位跳变角的正切，即全反射时，会产生相位跳变。
此时透射系数并不为零，而是一个复数，透射波表现为沿着界面方向传播的非均匀平面波，幅值随着距离界面的距离呈指数衰减。
按照定义，声源级为距离声源1m处的声压级。由于1m距离对于大多数结构、频率条件而言，都属于近场范围，声场分布特性与远场有较大的差别，不便于测量，也无法有效描述声源在远场的特性。
4.水声中计算声功率级时采用的参考声功率为？参考声压为？
1w，10-6Pa
5.设有两个声源轮流工作，在观察点处测得的声压级分别为50dB和55dB，现在使二者同时工作，频率也相同，且在观察点处相位相同，问此时测得的声压级为？
水下噪声原理练习题
1.什么是横波？什么是纵波？理想介质中的声波是ห้องสมุดไป่ตู้波还是纵波？
质点振动方向与波传播方向垂直/平行；纵波。
2.声压级是否可能是负值，为什么？
声压级为对数量，公式为SPL=20*lg(P/P0)，其中P0为参考声压级，声压级小于零，意味着测得的声压幅值小于参考声压级。
3.声源级为何一般不直接测定？