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2025年超声物理基础试题及答案

考试时间：60分钟，满分：100分

一、选择题（每题2分，共20分）

1.超声波在介质中传播时，速度主要取决于介质的（B）。

A.密度

B.弹性和温度

C.粘滞性

D.普松比

2.超声波在水中传播时，频率为1MHz的超声波的波长约为（C）。

A.1.5mm

B.15mm

C.1.5cm

D.15cm

3.超声波在介质中传播时，声强与频率的平方成（A）。

A.正比

B.反比

C.无关

D.指数关系

4.超声波在介质中传播时，声压与距离的平方成（B）。

A.正比

B.反比

C.无关

D.指数关系

5.超声波在介质中传播时，声速与介质的弹性模量和密度的关系是（C）。

A.与弹性模量成正比，与密度成正比

B.与弹性模量成正比，与密度成反比

C.与弹性模量成正比，与密度成反比

D.与弹性模量成反比，与密度成正比

6.超声波在介质中传播时，声强与声压的平方成（A）。

A.正比

B.反比

C.无关

D.指数关系

7.超声波在介质中传播时，声速与介质的温度的关系是（B）。

A.与温度成正比

B.与温度成反比

C.与温度无关

D.与温度成指数关系

8.超声波在介质中传播时，声强与介质的粘滞性的关系是（C）。

A.与粘滞性成正比

B.与粘滞性成反比

C.与粘滞性成反比

D.与粘滞性成指数关系

9.超声波在介质中传播时，声压与介质的密度和声速的关系是（A）。

A.与密度和声速成正比

B.与密度和声速成反比

C.与密度成正比，与声速成反比

D.与密度成反比，与声速成正比

10.超声波在介质中传播时，声强与介质的普松比的关系是（C）。

A.与普松比成正比

B.与普松比成反比

C.与普松比无关

D.与普松比成指数关系

二、填空题（每空2分，共20分）

1.超声波在介质中传播时，声速与介质的弹性模量和密度的关系是_______与弹性模量成正比，与密度成反比_______。

2.超声波在介质中传播时，声强与声压的平方成_______正比_______。

3.超声波在介质中传播时，声速与介质的温度的关系是_______与温度成反比_______。

4.超声波在介质中传播时，声强与介质的粘滞性的关系是_______与粘滞性成反比_______。

5.超声波在介质中传播时，声压与介质的密度和声速的关系是_______与密度和声速成正比_______。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述超声波在介质中传播的基本原理。

超声波在介质中传播的基本原理是通过介质的振动传递能量。当超声波源在介质中产生振动时，这种振动会通过介质中的粒子相互作用传递出去，形成声波。声波在介质中的传播速度取决于介质的物理性质，如密度和弹性模量。

2.简述超声波在医学中的应用。

超声波在医学中的应用非常广泛，主要包括：

-影像诊断：利用超声波的反射和折射特性，可以生成人体内部的图像，用于诊断各种疾病。

-疗法：利用超声波的热效应和机械效应，可以治疗某些疾病，如骨折和肌肉疼痛。

-其他应用：超声波还可以用于血流量监测、胎儿监测等。

3.简述超声波在工业中的应用。

超声波在工业中的应用也非常广泛，主要包括：

-检测和测量：利用超声波的穿透性和反射性，可以检测材料的缺陷和测量材料的厚度。

-清洗：利用超声波的空化效应，可以清洗各种表面和物体。

-焊接：利用超声波的能量，可以焊接塑料和金属。

4.简述超声波的安全性问题。

超声波的安全性问题主要包括：

-强度：高强度的超声波可能会对人体造成伤害，因此在使用时需要控制超声波的强度。

-频率：超声波的频率越高，穿透力越强，但也越容易对人体造成伤害。

-时间：长时间暴露在超声波下可能会对人体造成累积性伤害，因此需要控制暴露时间。

四、计算题（每题10分，共20分）

1.已知超声波在水中传播的速度为1500m/s，频率为3MHz，求超声波在水中的波长。

波长=声速/频率=1500m/s/3MHz=0.5m

2.已知超声波在软组织中传播的速度为1540m/s，声强为1W/cm2，求超声波在软组织中的声压。

声压=sqrt(2声强ρv)=sqrt(21W/cm21000kg/m31540m/s)≈1.41kPa

五、论述题（每题10分，共20分）

1.论述超声波在医学诊断中的优势。

超声波在医学诊断中的优势主要包括：

-无创性：超声波检查是一种无创性检查方法，不需要进行手术或穿刺，对患者的影响较小。

-实时性：超声波检查可以实时显示器官的运动和血流情况，有助于医生进行动态观察。

-安全性：超声波检查是一种安全性较高的检查方法，没有电离辐射的风险。

-经济性：超声波检查设备相对便宜，检查费用也相对较低，适合大规模应用。

2.论述超声波在工业检测中的应用前景。

超声波在工业检测中的应用前景非常广阔，主要包括：

-无损检测：超声波检