1 引言
近日，笔者在网络上看到东北某市的普通中学2024-2025学年度高中毕业年级第一次模拟测试物理试卷，对其中的以台湾省天王星大楼地震倾斜为真实情境的的创新型试题产生了浓厚的兴趣，因为类似的问题笔者曾经探究过。
消息来源
2 试题与答案
参考答案：D
3 试题评析
从命题立意角度看，该题紧扣时事政治，关注国计民生，渗透爱国主义，弘扬正能量和主旋律。
从知识点考察来看，该题考察的知识点是受迫振动与共振，即当驱动力频率与大楼固有频率一致时，大楼发生共振，摇摆振幅逐渐增大，继而导致事故发生。
而从科学性角度来看，该题却存在明显的科学性错误。因为大楼的固有频率与高度的平方成反比，而不是与高度的平方成正比。
根据《建筑结构荷载规范》，对于一般建筑而言，高度越高，结构基本自振周期长，频率就低；高度越低，结构基本自振周期短，频率就高。
4 实验研究
大楼在地震中共振垮塌，大楼的摇摆其实属于悬臂梁的振动问题。对于这一问题，笔者在六年前，曾经指导学生小组进行过探究。
2018年7月7日上午，利用周末休息时间，探究小组用台钳把钢尺固定好，运用控制变量法，一边改变钢尺自由端的长度，一边测定钢尺振动发声频率，探究影响钢尺振动发声频率的因素。
考虑到台钳和钢尺是刚性接触，钳口凸凹不平会导致钢尺受力不均，为了让台钳对钢尺的夹持更加牢固，阿尧在钢尺的两侧用硬纸板设置夹层。
参考钢尺上面自带的刻度，以5毫米为一个长度单位，逐一改变钢尺自由端的长度，长度调节完毕之后用台钳夹紧。
然后用手指拨动钢尺的自由端，一边聆听钢尺发出的声音，一边用安装在智能手机中的音频分析软件FFT Spectrum Analyzer来测定。
在智能手机中打开FFT Spectrum Analyzer，一边用手拨动钢尺的自由端，一边观察手机屏幕上的频谱，当频谱稳定时，点击屏幕，定格频谱，读出峰值频率。
将钢尺自由端长度、频率等数据逐一填入事先画好的表格中。当钢尺自由端非常短的时候，钢尺很难拨出声音，阿尧是从2厘米开始测量的。
将长度和频率数据录入电子表格，以钢尺自由端长度为横轴，以振动发声频率为纵轴，绘制散点图，用幂函数拟合曲线，发现幂函数曲线与数据点吻合的非常好。
拟合方程显示，在误差允许的范围内，钢尺振动发声频率与钢尺自由端长度遵循平方反比关系。
本着化曲为直的数据处理原则，我们将纵轴设为钢尺振动发声频率，将横轴转化为钢尺自由端长度平方的倒数，绘制散点图，采用线性拟合，得到了一条过原点的倾斜的直线，直线与数据点非常吻合。
结论：钢尺自由端在振动发声时，钢尺振动发音频率随着自由端长度的增大而减小，钢尺振动发音频率与自由端长度的平方成反比。
5 命题指导
科学性是试题命制的首要标准，尽管该题考察的知识点是受迫振动与共振，不是悬臂梁固有周期/频率与长度的关系，但是作为试题的情境，试题中关于悬臂梁固有周期/频率与长度关系的表述应该正确无误，真实科学，以免对考生产生不必要的误导。
