《振动与声基础》第四章作业
振动与声基础智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学
振动与声基础智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学绪论单元测试1.超声清洗是利用超声空化效应的原理。
答案:对2.下列能够传播声波的介质包括（）。
答案:固体;超高温物体;气体;液体第一章测试1.机械振动系统的阻力越大，则（）。
答案:谐振峰越低;自由振动衰减的越快;过渡时间越短2.阻尼振动系统的强迫振动，认为振幅到稳定值的95％时，就达到了稳态振动。
答案:对3.机械振动系统在谐和力作用下产生稳定的同频率谐和振速，实数力与实数振速之比为该系统在该频率下的机械阻抗。
答案:错4.机械振动系统的机电类比图如图所示，谐和力的形式为，质量块M的位移响应为（）。
答案:5.机械振动系统如图所示，此机械振动系统的阻抗型机电类比图为（）。
答案:6.如果机械振动系统的机械品质因数为10，振动的中心频率为2kHz，则此机械振动系统的过渡时间为（）。
答案:0.005s7.如果机械振动系统的机械品质因数为5，振动的中心频率为10kHz，则此机械振动系统的半功率点带宽为（）。
答案:2kHz8.有一单自由度有阻尼振动系统，质量块的质量为0.5kg，弹簧的弹性系数为1500N/m，阻力系数为1.4kg/s，此系统的谐振频率为（）。
答案:8.7 Hz9.由弹簧和质量块组成的单自由度无阻尼振动系统，已知弹簧的弹性系数为2000N/m，质量块的质量由0.1kg变为0.2kg，则振动系统的固有频率( )。
答案:降低6.5 Hz10.单自由度机械振动系统的自由振动，由初始位移引起的振动位移和由初始振速引起的振动位移的相位相差（）。
答案:90°11.极小阻尼条件下，阻尼振动系统的自由振动是（）。
答案:振幅随时间衰减的简谐振动12.单自由度有阻尼自由振动系统的质量块的质量为，弹簧的弹性系数为，系统的阻力系数为，则系统能够发生自由机械振动的条件是（）。
答案:第二章测试1.两端自由的均匀细棒长度为L，细棒的材料参数杨氏模量E和密度，，则细棒纵振动的第二阶简正振动频率为（）。
北师大版八年级上册物理第四章《声现象》同步练习及答案
第四章 声现象一．声音的产生[知识提要]1．声音产生的条件:声音是由声源振动发生的。
2.一切发声的物体都在振动。
振动停止，发声也就停止。
[分级导练]双 基 园 地一．填空题1．声音是由物体的______而发生的，发声物体的振动停止，发声也______．苏东坡有诗曰：“若言声在琴弦上，放在匣中何不鸣，若言声在指头上，问君何不指上听？” 苏东坡的诗句揭示的物理规律是 ．2. 春节联欢晚会上，聋哑人表演的“千手观音”震撼了所有观众。
她们是怎样训练的呢?听不见声音,她们将身体紧贴在音箱上，感受音乐的节奏，因为声音是由 产生的。
3.《黄河大合唱》中的歌词“风在吼，马在叫，黄河在咆哮”，这里的“吼”、“叫”、“咆哮”的声源分别是 、 、 .4.图4-1甲中的喇叭在“唱歌”，看到纸盆上的纸屑上下跳动.这个现象说明喇叭发声时，纸盆在不停地_________. 如图4-1乙中，笛子发出的声音是_________振动引起的.5．锣发声的时候，用手按住锣面，锣声就消失了，这是因为_________.6．荆州小学生聂利为了探究“蜜蜂靠什么发声”，她剪去蜜蜂的双翅，蜜蜂依旧发出“嗡嗡”的声音，结果表明：蜜蜂并不是靠 发声的。
后来，她双做入如下实验：用大头针捅破了蜜蜂翅膀下的小黑点，蜜蜂就不发声了。
聂利认为蜜蜂的发声器官就是小黑点。
不管她的发现是否正确，我们应该学习她的 。
二．选择题1.下列关于声音的发生，正确的说法是（ ）A.正在发声的物体在振动B.物体振动停止后还会发出很弱的声音C.振动停止，我们就听不到该声源发出的声音了D.只要物体振动，我们就能听到声音2.将拨响的琴弦用手一按，响声立即消失，原因是 （ ）图4-1 甲 乙图4-2 A ．声音被手挡住了B.声音被手吸收了C.琴弦的振动变小了D.琴弦的振动停止了3．下列物体中不是声源的是（ ）A ．夜空中的雷鸣B .静静挂在床头的吉他C ．秋风中正在簌簌发抖的树叶D .正在挥舞的手臂4．小孩用嘴巴把一个气球吹大，由于小孩用力太大，气球被吹破了，发出“嘭”的响声，这响声是由于（ ）A .球皮被吹大时振动发出的响声B ．吹气时球内空气振动发出的响声C .破裂时球皮振动发出的响声D ．球皮破裂时引起周围空气振动发出的响声5．谭维维同学用扬琴演奏时，她用竹槌有节奏地敲击琴弦，观众就能听到优美的琴声，发出这声音的物体是（ ）A ．竹槌 B.空气C.琴弦D.琴弦柱实 验 探 究1.在水平桌面上放一盆水，轻敲桌面，在你听到声音的同时，你会看到什么？先动手做一做，再解释你看到的现象。
《振动与声基础》第四章第四节
k r( J1 (k a) N1 (k a) )
2 2
;
J 0 (k a) J1 (k a) N 0 (k a) N1 (k a) 辐射抗 : X s 2ac ; 2 2 ( J1 (k a) N1 (k a) )
第四章 声波的辐射
第三节
ka
2
第四章
声波的辐射
第三节
球形声源的声辐射
（ ） （2） a ka 1 ，均匀粗柱辐射时（即高频） 利用贝赛尔函数的渐进展开（变量 z 的函 数近似式）
J（z ） 0 z N（z ） 0 z 2 2 3 cos z ） J1 z ） （ （ z cos z ） （ z 4 z 4 2 2 3 sin z ） N1 z ） （ （ z sin z ） （ z 4 z 4
第四章
声波的辐射
无限大均匀柱面波在柱坐标系下，边条件与 、z 无关，所以声场与 、z 无关。
第四章
声波的辐射
第三节
球形声源的声辐射
柱坐标系，声压场为：
p ( r ) p( r , , z ) p( r )
因此，亥姆霍兹化为：
1 d dp ( r ) (r ) k 2 p(r ) 0 r dr dr d 2 p (r ) 1 dp (r ) k 2 p(r ) 0 2 dr r dr 为‘0阶贝塞尔方程’
球形声源的声辐射
伴振质量 : J 0 (ka ) J1 (ka ) N 0 (ka ) N1 (ka ) ms 2 a c ( J1 (ka) 2 N1 (ka ) 2 ) Xs
Cm
力源 ~
Mm
Rm
黑龙江省兴凯湖中学八年级物理上册 第四章 声现象练习1
第四章声现象练习11.下列乐器中是依靠弦的振动发声的是（）A、竹板B、笛子C、胡琴D、锣2、在探究声音是由物体的振动发生的实验中（如图），将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，小球被多次弹开，此实验中，小球的作用是（）A、使声音放大B、反映音叉在振动C、说明小球发声D、使音叉振动快停止3、将敲响的锣面用手一按，响声马上消失了，这是因为（）A、声波传到人体中去了B、锣面停止了，振动也就停止C、手阻碍了声音的传播D、以上说法均不正确4、人说话是靠声带的来发声的。
5.手拨动琴弦，便能听到悦耳的声音，这声音是下列哪个物体振动产生的（）A.手指B.琴弦C.空气D.弦柱6.在影片《铁道游击队》中，为了伏击日军火车，侦察员常用耳朵贴着铁轨来提前判断是否来了火车．这是利用声音在铁轨中的传播速度______声音在空气中的传播速度．（填“大于”、“小于”或“等于”）7.下列说法中正确的是（）A．只要物体振动，就一定能听到声音B．固体、液体、气体都能传播声音C．宇航员们在月球上也可以直接用口语交谈D．声音在固体、液体中比在空气中传播得慢些8.声音在以下几种介质中传播时，传播速度最大的是（）A．空气 B．水 C．酒精D．钢管9.最近全球频繁地震，有关研究人员指出，地震发生后缺乏必要的自救知识，是使丧生人数急剧增加的主要原因之一，以下是关于被埋在城市废墟里的人自救的一些措施，其中最有效的是（）A.静等营救人员前来营救B.见缝隙就钻，从废墟里爬出来C.大声呼救D.硬物敲击预制板或墙壁，向营救人员求救9.如图所示,在教室里,小明敲响乙音叉时,与甲音叉的叉股接触的乒乓球会起来，这一现象既可以说明发声的物体在，也能说明声音可以在中传播.若在月球表面上进行此实验，则 (选填“还能”或“不能”)观察到上述现象，这是因为 .。
振动与声基础试题)
振动声基础试题1．试述机械振动系统的机械Q值的物理意义。
2．何谓机械振动系统的固有频率？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其固有频率为何?3．何谓机械振动系统的谐振频率？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其谐振频率为何?4．何谓机械振动系统的共振频率？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其振速共振频率为何?5．机械振动系统的谐振频率为200Hz，Q值为10，问：振速频响曲线的-3dB带宽为何？6．何谓介质的特性阻抗？水和空气的特性阻抗大约为何？7．何谓波阻抗？平面行波的波阻抗为何？均匀扩散球面波的波阻抗为何？8．何谓辐射阻抗？如果辐射表面为S，振速均匀，并且在辐射表面附近声场近似为平面波；辐射器的辐射阻抗为何？9．何谓辐射器的指向性函数？均匀脉动球的指向性函数为何？偶极子辐射器的指向性函数为何？10．辐射器辐射声场的近场区与远场区比较声场有何差别？定性解释这种差别产生的原因。
如何确定近场区的距离？11．理想流体中压强、质点振速和密度之间的变化遵循哪三个基本方程？这三个方程反映的基本物理定律是什么？12．试写出：小振幅条件下，声压与振速的关系式。
13．试写出：小振幅条件下，声压与速度势的关系式。
14．何谓声场的声能流密度？试给出声能流与声压和振速的关系式。
15．何谓机械振动系统的机械阻抗？由弹簧系数为D的弹簧，质量为M的质量块，阻尼系数为Rm的阻尼机械并联构成的单自由度振动系统，其机械阻抗为何？16．何谓‘拍频’振动？如何能形成‘拍频’振动？17．何谓阻抗型类比？在阻抗型类比中，质量块对应哪种电路元件？18．何谓导纳型类比？在导纳型类比中，质量块对应哪种电路元件？19．一般机械阻抗为复数，请问：其幅值和相角的物理意义为何？20．平面波斜入射到两种流体介质分界面时，何谓‘全透射现象’，其发生的条件如何？21．平面波斜入射到两种流体介质分界面时，何谓‘全内反射现象’，其发生的条件如何？23．随传播距离的增加，平面行波、均匀柱面扩散波和均匀球面扩散波的声强变化规律有何不同？为什么？24．平面波斜入射到两种流体介质分界面时，如果发生了‘全内反射现象’，请问：下层介质中的声场有何特点？25．声波在波导中传播，何谓‘简正波’？何谓‘简正波的截止频率’？26．何谓波传播的‘相速度’？‘群速度’？27．何谓‘频散介质’？声信号在频散介质中传播是否会发生信号畸变？为什么？28．平面波由流体介质斜入射到流体/固体介质分界面时，固体中的折射波有横波和纵波，请问：横波折射角和纵波折射角哪个大？为什么？29．平面波由流体介质斜入射到流体/固体介质分界面时，通常，固体中的折射波有横波和纵波；请问：如何能使固体中只有纵波？或只有横波？30．研究细棒纵振动时，固定边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？自由边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？31．研究细棒横振动时，嵌定边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？自由边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？简支边界条件的物理意义为何？其数学表达式为何？。
《振动与声基础》第四章第三节
第三节 球形声源的声辐射
第三节
球形声源的声辐射
第三节 球形声源的声辐射 1、均匀脉动球面的声辐射
Z
a
0 Y
X
第四章 声波的辐射
第三节
球形声源的声辐射
（一）方程和边条件及其解：
2 p(r ) k 2 p(r ) 0; 其中, k / c; un (r ) r a v0 p(r ) r 满足无穷远辐射条件 e jt 略
(2)
c(ka)2
1 (ka) 2
ka 1
4 a 2 c； 0
ka 1
2
c(ka)
1 (ka)
2
a ，小球辐射时（ka 1）低频） (
2
辐射阻 : Rs 4 a
c(ka) 2
1 (ka)
2 ka 1
cS 2
2
；
4 3 辐射抗 : X s 4 a 3( a ) 3M 0 2 1 (ka) ka 1 3
2
c( ka )
1 ( ka )2
第四章
声波的辐射
第三节
球形声源的声辐射
均匀脉动球面声源的辐射阻和辐射抗随 ka 的变化曲线
第四章 声波的辐射
第三节
球形声源的声辐射
(1)
a ，大球辐射时（ka 1 (高频） ）
辐射阻 : Rs 4 a 2 辐射抗 : X s 4 a
（二）声源强度和点声源的概念 定义：谐合律振动声源，排开介质的体积速度的幅值为 声源强度，记Q。 均匀脉动球源 : 球面振速, v0e jt ; Q 4 a 2v0 均匀脉动球源的辐射声压场可表示为 : ckQ j ( ka 0 ) 1 j ( t kr ) p(r , t ) e e ； r 4 1 ( ka ) 2 振动面面积,4 a 2 ;
八年级物理上册 第四章 声现象 练习北师大版
声音的产生与传播(30分钟40分)一、选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)1.下列古诗句中描述的声现象是由于空气振动发声的是( )A.两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天B.李白乘舟将欲行,忽闻岸上踏歌声C.两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山D.夜来风雨声,花落知多少【解析】选D。
本题考查声音的产生。
声音是由发声体的振动产生的,正在发声的物体叫声源,声源可以是固体,也可以是液体和气体。
A项黄鹂鸣叫声是鸣膜振动;B项歌声是人的声带振动;C项猿声是声带振动;D项风雨声是空气振动。
2.(2013·宜昌中考)下列关于声音的说法,正确的是( )A.噪声不是由物体的振动产生的B.一切正在发声的物体都在振动C.只要物体振动,我们就能听到声音D.声音在真空中传播速度最快【解析】选B。
本题考查声现象。
一切声音都是由物体振动产生的。
噪声属于声,故也是由物体振动产生的,所以A错误;声音是由发声体的振动产生的,振动停止,发声也就停止,所以B正确;物体振动,不一定人就能够听到声音,如果没有传声介质,人耳也听不见,如果人的听觉系统障碍,人也听不见,所以C错误;真空不能传声,所以D错误。
3.(2014·广西北海合浦期末)如图所示,兰兰做有关声现象的实验时,将一个正在发声的音叉触及面颊,目的是验证( )A.发声的物体在振动B.声音能通过固体传播C.真空不能传播声音D.声音传播是否需要时间【解析】选A。
把正在发声的音叉触及面颊有震感,说明发声的物体正在振动,说明了声音是由物体的振动产生的。
4.(2013·佛山中考)用大头针在两个塑料杯底部扎一个小洞,把细线插进杯中打结制成一个土电话,对其通话过程合理的说法是( )A.声音只在固体中传播B.声音只在空气中传播C.声音既在气体中传播也在固体中传播D.通话过程主要说明声音可以反射【解析】选C。
土电话在传声过程中,先通过空气传到塑料杯,塑料杯使声音能量可以尽量多地传递到细线处,而固体传声效果好,所以对方可以很好地接收。
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2-2、由测量知道弹簧振子的固有频率是每秒50周，若将质量块的质量增大5g 时，其固有频率变为每秒45周。
试求弹性系数。
解：224D f m fπ=⇒= ⇒22223222322504545051042103.78/5045510445D m D N m D m πππ--⎛= ⎛⎫⨯⨯⇒=⨯⨯⨯= ⎪- ⎝⎭+⨯= ⨯⎝2-3、一台机器为隔振而装在一组弹簧上，在平衡时由于机器的质量而使弹簧压缩了25mm 。
求竖直方向振动的角频率。
解：0kx mg=，0//x g m k =020(/)rad s ω====2-4、如题图2-4所示，由弦与质点块组成的振子。
弦长l ，受力固定于两端。
质点块质量m 距两端各为a 和b 。
当质点引离平衡位置x 时（xl ），试问（1）m 远大于弦的质量时，质量块所受恢复平衡力等于什么？（2）这时突然去掉外力，使之作垂直于弦平衡方向振动，其最低固有频率为多少？当改变质点位置a 为何值时，其振动频率值最低。
解：设力为T ，由于xlx ax b（1）所以： 11x x F TT Tx a b a b ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭（2）撤离外力，所以：1111D T FDx Tx a b m m a b ⎛⎫⎛⎫==+⇒=+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；而最低固有频率：0f== 即0f ==0f 最小值，即分母最大值，即()a l a -最大值点，所以()0a l a-=对a 求导有：20l a -=/2a l ⇒=代入上式得到：0min f =2-6、在一弹性系数为k 的弹簧上加一重物M 组成一振动系统，其固有频率为0f 。
（1）若使系统的0f 改变，可采用什么办法？（2）若重物加重一倍而使0f 保持不变。
试问应添加几只弹簧？如何连接？（3）若重物减轻一半但频率不变，应增加几只弹簧？如何连接？解：（1）mk f π210=，改变k 或m 可使系统的固有频率改变。
（2）mk f 2'210π=，k k 2'=，用两只弹簧并联（3）2/'210m k f π=，2/'k k =2-7、求出题图2-7中所示振动系统的固有频率。
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3、 一脉动球面发射器，其机械系统的等 效质量为400g，等效弹性模量（或劲度） 为1012 dyne/cm，等效阻力系数为104g/s,球 源的半径为5cm。试求当球源在水中辐射 时的类比电路。设球源的策动力为 107cos(105 t) dyne，试问离球心1m距离处 的声压等于多少？
4、 有一部机器在离其声中心10m处量得 声压级为100 dB（参考105 Pa ）。如果 2 把这部机器视为一半径为0.1m且频率为 100Hz的脉动球源，那么这个等效球的脉动球具有径向表面振 jt u 速 u0e ，其中0 为常数。求表面上的 声辐射阻抗为何？
7、 有一半径为0.1m的脉动球源，在无限介质 中辐射100Hz的球面声波，试求：（1）在空 气中的辐射的共振质量；（2）在水中辐射的 共振质量。
第四章作业
1、 水中有一小脉动球源辐射球面波。试计算 离 声 源 1m 处 频 率 为 100Hz 、 1000Hz 、 10000Hz时声压与质点振速间的相位差是多 少？求此距离处频率为1000Hz时声阻抗率的 幅值是多少？
2、 有一部机器在离其声中心10m处量得声压 级为100 dB（参考 2 105 Pa ）。如果把这部 机器视为一半径为0.1m且频率为100Hz的脉 动球源，那么这个等效球源的声源强度有多 大？
5、 一个半径为0.01m的脉动球源向水中辐射 14KHz的球面波。如果把它放在一个充油的 球形密闭容器中心，该容器半径为6cm，其 壳体甚薄，对声波穿透的影响可以略去，然 后再放在开阔水域中。现预在离球心1km处 得到10 dyne/cm2的声压值，试问该发射器的 辐射声功率多大？球源表面处的振速幅值多 大？（油的密度0.8g/cm3，1400m/s）