2019-2020年高中物理 环境噪声控制复习题 新人教版.doc

2019-2020年高中物理 环境噪声控制复习题 新人教版衰减包括随距离的发散衰减,空气吸收的附加衰减,地面吸收的附加衰减,声屏障衰减,气象条件对声传播的影响.对不同频率声音的声压级经过某一特定的加权修正后,再叠加即使算可得到噪声总的声压级,此声压级称为计权声级.声级计由传声器,放大器,衰减器,计权网络,检波器和指示器组成.以频率为横坐标,以反映相应频率处声信号强弱的量为纵坐标,即可绘出声音的频谱图.城市噪声分为工业生产噪声,建筑施工噪声,交通运输噪声和社会生活噪声.吸声材料分为多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类.影响多孔材料的吸声特性的主要因素是材料的孔隙率,空气流阻和结构因子.结构或物体有各自的固有频率,当声波频率与它们的固有频率相同时,就会发生共振.比如薄膜与薄板共振吸声结构,穿孔板共振吸声结构,微穿孔板吸声结构和薄盒式吸声体.隔声量的定义为墙或间壁一面的入射声功率级与另一面的投射声功率级之差.环境噪声控制复习题1. 环境声学的研究内容有哪些方面？噪声污染的规律、噪声评价方法和标准,噪声控制技术、噪声测试技术和仪器,噪声对人体的影响和危害等方面.2. 用以描述声波的基本物理量有哪些？其基本概念是什么？声压p：在声波传播过程中空间各处的空气压强产生起伏变化，声压表示压强的起伏变化量。波长：在同一时刻，从某一最稠密（或最稀疏）的地点到相邻的另一个最稠密（或最稀疏）的地点之间的距离称为波长。周期T ：振动重复一次的最短时间间隔。频率f ：周期的倒数，单位时间的振动次数。声速c ：振动状态在媒质中的传播速度。通常c=340m/s3. 掌握声波的基本类型(三种,特点,概念)P9根据声波传播时波阵面的形状不同可将声波分成平面声波、球面声波和柱面声波等类型。波阵面：空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线。平面声波：声波的波阵面垂直于传播方向的一系列平面。特点略球面声波：在各向同性的均匀媒质中，从一个表面同步胀缩的点声源发出的声波。特点：振幅随传播距离r的增加而减少，二者成反比关系。柱面声波：波阵面是同轴圆柱面的声波。特点：其幅值随径向距离的增加而减小，与距离的平方根成反比。 A：振幅 角频率 t：时间 ：t时刻的相位 ：初相位 4. 重点掌握声能量、声强、声功率及他们之间的关系.P13声能量：声波在媒质中传播，一方面使媒质质点在平衡位置附近往复运动，产生动能。另一方面又使媒质产生了压缩和膨胀的疏密过程，使媒质具有形变的势能。这两部分能量之和就是由于声扰动使媒质得到的声能量。声能密度：声场中单位体积媒质所含有的声能量，D，（J/m3）声强：声场中某点处，与质点速度方向垂直的单位面积上在单位时间内通过的声能称为瞬时声强，是一个矢量。声强指瞬时声强在一定时间T内的平均值。符号I单位(W/m2)声功率：声源在单位时间内发射的总能量称为声源功率，记为W，单位瓦（W）。关系：声能密度： 声强： 声功率：式中：符号顶部“”代表对一定时间T的平均；：空气密度 kg/m3声压的有效值，对于简谐声波； S平面声波波阵面面积。5. 理解相干波和驻波(驻波的产生条件,相干波与不相干波叠加的不同规律)P14相干波：具有相同频率、相同振动方向、和恒定相位差的声波。驻波：声压值随空间不同位置有极大值和极小值分布的周期波。相干波叠加规律：相干波叠加后相位差与时间无关，仅与空间位置有关，在空间的某些位置振动始终加强，在另一些位置振动始终减弱，称为干涉现象。 不相干波叠加：相位差不是固定常值，而是随时间作无规则变化，叠加后的合声场不会出现驻波现象。6. 掌握级的概念P21有人说，声压级、声强级和声功率级的单位都是分贝，所以是同一物理量。这句话对不对，为什么？虽然声压级、声强级和声功率级都是描述声音强弱的物理量，但也是有区别的。从上述Lp、LI、LW的定义可知，三者的物理意义完全不同，它们是从不同的角度来描述声音的大小。声压级和声强级它们说明的是确定的声源在声场空间中距离声源某一定距离的点上声波作用的大小的度量，距离声源的距离不同，则数值不同；声功率级是声源在单位时间内向声场空间辐射的总声能量的度量，与距声源的距离无关。声音的强度变化范围相当宽，直接用声功率和声压的数值来表示很不方便，另外，人耳对声音强度的感觉并不正比于强度的绝对值，而更接近正比于其对数值。声学中普遍使用对数标度。由于对数是无量纲的，用对数标度时必须先选定基准量，然后对被量度量与基准量的比值取对数，这个数值称为被量度量的“级”。如果所取对数以10为底，则级的单位为贝尔（B），常将1贝尔分为10档，每一档单位称分贝（dB）。如果以e为底，单位奈培（Np）。 声压级： （dB） 声强级： 声功率级： 对于空气，基准声功率7. 重点掌握级的叠加P23级的相减P25在计算声压级的叠加过程中，有人直接把声压级相加得到总声压级。这样的做法对不对，为什么？（1）叠加：由于级是对数量度，因此在求几个生源共同效果时，不能简单地将声压级数值算数相加，而是需要进行声能量叠加。两个声源： n个声源： （2）相减：声能量相减。从总声压级中扣除机器停止运行时的背景噪声声压级,得到机器真实噪声声压级 8. 噪声在传播的过程中引起衰减的因素有哪些？衰减因素包括：声能随距离的发散传播引起的衰减，空气吸收引起的衰减，地面吸收引起的衰减，屏障引起的衰减和气象条件引起的衰减等。总的衰减值： 9. 什么是响度？响度是如何定义的？响度级：当某一频率的纯音和1000Hz的纯音听起来同样响时，这时1000Hz纯音的声压级就定义为该待定声音的响度级。符号单位为方（phon）。等响曲线：对各个频率的声音作这样的试听比较，得出达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线。响度：与主观的感觉轻响程度成正比的参量，符号N单位为宋sone。其定义为正常听者判断一个声音比响度级为40phon参考声强响的倍数，规定响度级为40phon时响度为1sone。响度与响度级的关系： 10. 重点掌握计权声级和计权网络及运用P42在评价环境噪声时，为什么要使用计权声级而引入计权网络？为什么A计权网络得到了比较广泛的应用？计权声级：人耳对不同频率的声波反应的敏感程度是不一样的。对高频的声音，特别是频率在1000Hz5000Hz之间的声音比较敏感；而对低频声音，特别是100Hz以下的声音不敏感。为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感受近似取得一致，通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后，在叠加计算可得到噪声总的声压级，此声压级称为计权声级。计权网络：是近似以人耳对纯音响度级频率特性而设计的，通常采用的有A、B、C、D四种计权网络。B、C计权已较少被采用，D计权网络常用于航空噪声的测量。A计权的频率响应与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当，目前A计权已被所有管理机构和工业部门的管理条例所普遍采用，成为最广泛的评价参量。11. 重点掌握等效连续A声级的概念和计算P44为什么要引入等效连续声级？A计权声级对于稳态的宽频带噪声是一种很好的评价方法，但对于一个声级起伏和不连续的噪声，A计权声级就很难确切地反映噪声的状况。等效连续A声级又称为等能量A计权声级，它等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级，其符号为或 （dB) 或 （dB)如果测量是在同样的采样时间间隔下，测试得到一系列A声级数据的序列，则测量时段内的等效连续A声级可以如下计算： （dB) 或 （dB)12. 理解昼夜等效声级概念P44昼夜等效声级：为了考虑噪声在夜间对人们烦恼的增加，规定在夜间测得的所有声级均加上10dB（A计权）作为修正值，再计算昼夜噪声能量的加权平均。昼夜等效声级主要预计人们昼夜长期暴露再噪声环境中所受到的影响。可表示为：13. 理解累计百分数声级P45噪声的随机起伏程度可以用噪声出现的时间概率或累计概率来表示，累计百分数声级表示在测量时间内高于声级所占的时间为n。14. 噪声标准可以分为产品噪声标准、噪声排放标准和环境质量标准几大类。15. 掌握声环境质量标准(4个)P56社会生活环境噪声排放标准：工业企业厂界环境噪声排放标准：室内环境质量标准：建筑施工场界噪声限值：16. 试述声级计的构造和工作原理。声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器和指示器等组成。工作原理是：由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权(或外接滤波器)，然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器(或外按电平记录仪)，在指示表头上给出噪声声级的数值。17. 频谱分析仪比声级计的功能有何先进的地方？实时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector)，再经由同步的多任务扫瞄器将信号传送到CRT 屏幕上。 最常用的频谱分析仪是扫瞄调谐频谱分析仪，其基本结构类似超外差式接收器，工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器，可调变的本地振荡器经与CRT 同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，经混波器与输入信号混波降频后的中频信号（IF）再放大、滤波与检波传送到CRT 的垂直方向板，因此在CRT 的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系18. 声强的测量与应用：可以用来鉴别声源和判断它的方位，可以画出声源附近声能流动路线，可以测定吸声材料的吸声系数和墙体的隔声量，甚至在现场强背景噪声条件下，通过测量包围声源的包络面上各面元的声强矢量求出声源声功率。如果只需测量线性的或A计权的声强级，可以采用小型声强仪；如果需要进行窄带分析，而且设备上和时间上没有什么限制，可以采用互动功率谱方法。声功率的测量：三种，混响室法、消声室法或半消声室法、现场法。19. 了解城市区域环境噪声测量P77国际GB/T1462393城市区域环境噪声测量方法，对于噪声普查应采取网络测量法；对于常规检测，常采用定点测量法。20. 道路交通噪声测量：市区交通干线一侧的人行道上，距马路沿20cm处，此处距两交叉路口应大于50cm。交通干线是指机动车辆每小时流量不小于100辆的马路。21. 理解城市规划与噪声控制的关系P11222. 吸声系数：定义为材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，用来描述吸声材料或吸声结构的吸声特性。符号a。吸声量：吸声系数反映单位面积的吸声能力，材料实际吸收声能的多少，除了与材料的吸声系数有关外，还与材料表面积大小有关。吸声材料的实际吸声量为AaS，单位m2.23. 试述多孔吸声材料的吸声原理。多孔材料内部有无数细微孔隙，孔隙间彼此贯通，且通过表面与外界相通，当声波入射到材料表面时，一部分在材料表面反射，一部分则透入到材料内部向前传播。在传播过程中，引起孔隙中的空气运动，与形成孔壁的固体筋络发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，将声能转变成为热能而消耗掉。声波在刚性壁面反射后，经过材料回到其表面时，一部分声波透回空气中，一部分又反射回材料内部，声波的这种反复传播的过程，就是能量不断转换和耗散的过程，如此反复，直到平衡。这样，材料就吸收了部分声能。24. 影响多孔吸声材料吸声特性的主要因素是材料的孔隙率、空气流阻和结构因子。其中以空气流阻最为重要。25. 了解薄膜与薄板共振吸声结构因素吸声特性P12726. 了解穿孔板共振吸声结构P129在板材上以一定的孔径和穿孔率打上孔，背后留有一定厚度的空气层27. 理解微穿孔板吸声结构P132在板厚度小于1.0mm薄板上穿以孔径小于1.0mm的微孔,穿孔率在1%5%之间,后部留有一定厚度(如520cm)的空气层, 空气层内不填任何吸声材料.28. 掌握室内声场技术分析路线P135在分析室内声场时采用什么样的技术路线进行分析？29. 掌握混响半径和混响时间概念P138临界半径,当Q=1时的临界半径又称混响半径.混响时间:混响过程中,把声能密度衰减到原来的百分之一,即衰减60dB所需的时间.30. 重点掌握室内声能的增长计算P13831. 重点掌握吸声降噪量的计算P14132. 理解透射系数、隔声量概念P146透射系数:透射声强与入射声强之比,隔声量:墙或间壁一面的入射声功率级与另一面的透射声功率级之差,等于透射系数的倒数取以10为底的对数.TL=10lg1/ 33. 理解隔声的质量定律P148对于一般的固体材料，TL=20lg，34. 理解双层结构的隔声特性(入射波频率低于或高于共振频率两种情况)P154入射波频率低于共振频率：隔声量（1）式TL=10lg（单位质量为2m的单层墙的质量定律）双层墙的隔声效果相当于把两个单层墙合并在一起，中间没有空气层一样。入射波频率高于共振频率：TL=10lg相当于两个隔墙单独的隔声量之和再加上一个值。若把一个隔层一分为二，分开一定距离时，总的隔声量将大为增加。当kDn时，即D是半波长整数倍时，得式（1）式，当kD（2n+1）/2时，即D为1/4波长的奇数倍时，TL=20lg相当于两个单独隔墙的隔声量之和再增加6dB。平均隔声量13.5lg（m1+m2）+14+R,(m1+m2)=200kg/35. 掌握组合墙隔声量的计算P158式中：A隔声内表面的总吸声量，m2 第i个构件的面积，m2S隔声间内表面的总面积，m2 第i个构件的隔声量，dB隔声间的平均隔声量，10lg36. 理解隔声罩计算P165全封闭的隔声罩：IL=10lg（1+式中：内饰吸声材料的吸声系数 TL隔声罩罩壁的隔声量，dB局部封闭的：IL=TL+10lg+10lg式中：S0和S1非封闭面和封闭面的总面，m2。 37. 重点掌握对于点源一无限长声屏障的绕声衰减量计算P166式中: N=2为菲涅尔系数 声程差，（a+b）-（c+d） 声波波长环境噪声对人和环境的主要危害表现在哪些方面？二、填空题（每小题2分,共20分）1、描述声波基本的物理量有_波长_、_周期 和_频率_。2、在实际工作中,常把各种声源发出的声波简化为_平面声波_、_球面声波_和_柱面声波_三种理想情况。3、有8列互不干涉的声波,它们在空间某处的声压级分别为40dB、46dB、43dB、49dB、40dB、52dB、50dB、55dB,则该处的总声压级为_58 dB。4、环境噪声标准可以分为_产品噪声标准 、 噪声排放标准 和 环境质量标准_ 三大类,建筑施工场界噪声限值（GB12523-90）属于其中的 噪声排放标准 。5、城市区域环境噪声标准（GB3096-93）中规定了 5类区域的环境噪声最高限值。其中2类标准适用于 居住、商业、工业混杂区 ,昼间和夜间的最高限值分别为 60 dB和_50_dB。6、在道路交通噪声的测量中,测量仪器必须使用_ 型或以上的积分式声级计或噪声统计分析仪。在测量前后须校准,要求前后校准偏差不大于 0.5 dB。7、根据噪声源的发声机理,噪声可分为 机械噪声 、 空气动力性噪声 和_电磁噪声 三种。8、城市环境噪声按声源的特点可以分为 工业生产噪声 、 建筑施工噪声 、 交通运输噪声 和 社会生活噪声 四种。9、常见的吸声材料有 多孔性吸声材料 和 共振吸声结构 两种。10、影响多孔吸声材料吸声特性的主要因素有材料的空隙率 、空气流阻 和_结构因子 三种。11、在波的传播过程中,空间同一时刻相位相同的各点的轨迹曲线称为 等响曲线 。12、常见的隔声设施有 隔声间 、隔声罩 、声屏障 等。13、声波在传播过程中会产生一些基本声学现象,如 反射 、 透射 和 折射 。14、在实际工作中,常用两种声学监测仪器来监测噪声,这两种仪器是 积分式声级计和噪声统计分析仪_。15、计权网络一共有四种，分别是A计权网络 、B计权网络 、 C计权网络 和 D计权网络 。16、计权网络中D计权 常用于机场噪声的评价。17、声级计的主要组成部分有 传声器 、 放大器、 衰减器 和 滤波器 四部分。18、常见的吸声材料有多孔性吸声材料 和共振吸声结构 两种19、测定声功率有 混响室法 、消声室法或半消声室法 和 现场法 三种方法。20、声波在传播过程中会产生一些基本声学现象,如反射 、 投射和折射、衍射。21、声学系统由三个环节组成，即 、 和 。22、在实际工作中常把声源简化为点声源、面声源 和线声源三种。23、常见的隔声装置有 隔声墙_和 隔声罩_。24、测定声功率有混响室法、消声室法和现场监测法三种方法。25、频谱分析仪一般具有三种选择功能,可以把噪声分为倍频程、1/2倍频程_和1/3倍频程。26、在声学实验中,有两种特殊的实验室,分别为 混响室 和 隔声室 。27、对同一种吸声材料来说,有两种测吸声系数的方法,分别为垂直入射吸声系数和斜入射的吸声系数。28、用以描述房间声学性质的一个重要参数是混响时间。29、在进行近距离预测时，繁忙的高速公路可以视为 线声源 。30、频谱仪的主要组成部分有 传声器、_衰减器 、 放大器 和_滤波器_四部分。31、在城市高架路上用到的隔声装置是 声屏障 。三、判断题（在题后的括号中打“”或“”,每题2分,共10分）1、一列平面波在传播过程中,横坐标不同的质点,位相一定不同。（ 错 ）2、同一种吸声材料对任一频率的噪声吸声性能都是一样的。（ 错 ）3、普通的加气混凝土是一种常见的吸声材料。（ 对 ）4、微穿孔板吸声结构的理论是我国科学家最先提出来的。（ 对 ）5、对于双层隔声结构,当入射频率高于共振频率时,隔声效果就相当于把两个单层墙合并在一起。（ 错 ）6、在声波的传播过程中，质点的振动方向与声波的传播方向是一致的，所以波的传播就是媒质质点的传播。（ 错 ）7、对任何两列波在空间某一点处的复合声波来讲，其声能密度等于这两列波声能密度的简单叠加。（ 错 ）8、吸声量不仅与吸声材料的吸声系数有关，而且与材料的总面积有关。（ 对 ）9、微穿孔板吸声结构的理论是我国科学家最先提出来的。（ 对 ）10、对室内声场来讲，吸声性能良好的吸声设施可以设置在室内任意一个地点，都可以取得理想的效果。（ 错 ）11、噪声对人的干扰不仅和声压级有关，而且和频率也有关。（ 对 ）12、共振结构也是吸声材料的一种。（ 对 ）13、当受声点足够远时，可以把声源视为点声源。（ 对 ）14、吸声量不仅和房间建筑材料的声学性质有关，还和房间壁面面积有关。（ 对 ）15、人们对不同频率的噪声感觉有较大的差异。（ 对 ）16、室内吸声降噪时，不论把吸声体放在什么位置效果都是一样的。（ 错 ）17、多孔吸声材料对高频噪声有较好的吸声效果。（ 对 ）18、在设计声屏障时，材料的吸声系数应在0.5以上。（ 对 ）19、在隔声间内，门窗的设计是非常重要的，可以在很大程度上影响隔声效果。（ 对 ）20、噪声污染的必要条件一是超标，二是扰民。（ 对 ）21、不同的人群对同一噪声主观感觉是不一样的。（ 对 ）22、微孔吸声原理是我国科学家首先提出来的。（ 对 ）23、在实际工作中，低频噪声比高频噪声容易治理。（ 错 ）