2025年大学《数理基础科学》专业题库- 音叉的频率和共振现象

2025年大学《数理基础科学》专业题库——音叉的频率和共振现象考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填在括号内）1.一只音叉的固有频率为440Hz，将其在空气中振动，它产生的声波在空气中的传播速度约为340m/s，则该声波在空气中的波长约为（）。A.0.77米B.0.76米C.0.78米D.340米2.下列哪个物理量是描述音叉振动快慢的？（）A.周期B.频率C.波长D.波速3.将一只正在发声的音叉靠近一个正在振动的音叉，发现后者振幅明显增大，这一现象称为（）。A.声波衍射B.声波干涉C.共振D.声波反射4.发生共振现象的关键条件之一是（）。A.驱动频率等于系统的固有频率B.驱动频率远高于系统的固有频率C.系统必须是完全封闭的D.系统不需要能量输入5.声音在空气中的传播速度约为340m/s。如果两只频率不同的音叉，其中一只频率为300Hz，另一只频率为500Hz，它们产生的声波在空气中的传播速度分别是（）。A.300m/s和500m/sB.340m/s和340m/sC.113m/s和68m/sD.680m/s和340m/s二、填空题（请将答案填写在横线上）6.音叉振动时，如果其频率为1000Hz，则每秒钟完成______次全振动。7.声波在15℃的空气中的传播速度大约是340m/s，一个频率为5000Hz的声音，其波长约为______米。8.共振现象中，系统振幅达到最大值时的频率称为______频率。9.为了避免共振可能造成的损害，高大建筑物在设计和施工时，需要考虑避免其固有频率与当地常见频率（如风速引起的频率）发生______。10.音叉是一种能够产生______（选填“乐音”或“噪音”）且音调相对______的发声体。三、简答题（请简洁明了地回答下列问题）11.简述音叉的频率是如何决定的？改变音叉的频率通常可以采取哪些方法？12.生活中有哪些常见的共振现象的实例？请列举两例并简述其原理。13.为什么不能用普通的声音（如说话声、铃声）使一个特定的音叉发生明显的共振，而用另一个频率相同的音叉靠近时却能发生共振？14.如果在演示共鸣管（一端封闭）的实验中，空气柱的长度从零开始逐渐增加，第一次听到声音最响亮时空气柱的长度大约是多少？简述其原理。试卷答案一、选择题1.B2.B3.C4.A5.B二、填空题6.10007.0.068（或约0.07）8.固有9.吻合（或谐振）10.乐音；稳定三、简答题11.音叉的频率由其自身结构（如材质、长度、横截面积、摆锤质量等）决定，是它振动时固有的属性。改变音叉频率的方法通常包括：改变音叉的有效长度（如敲击不同部位）、改变音叉的材质密度、改变音叉的横截面积等。12.例子1：收音机调频。通过改变调谐电路的固有频率，使其与所需电台的载波频率发生共振，从而选择该电台的信号。原理：调谐电路在固有频率处发生共振，接收信号最强。例子2：桥梁共振事故。风引起的振动频率与桥梁的固有频率接近或吻合时，发生共振导致桥梁振幅过大而损坏。原理：外力频率等于固有频率时，系统发生共振，振幅急剧增大。13.普通声音是包含多种频率成分的复合声波，其频率并非单一且精确等于特定音叉的固有频率。只有当普通声音中包含一个频率恰好等于该音叉固有频率的成分时，才可能引起该音叉发生共振。而频率相同的音叉，其固有频率必然与另一个音叉完全一致，当两者靠近时，一个音叉的振动可以通过空气将驱动力传递给另一个音叉，如果该驱动力的频率恰好等于另一个音叉的固有频率，就会发生共振。14.约为1/4声速除以频率（或1/4*340m/s/440Hz≈0.19米）。原理：对于一端封闭的共鸣管，其能发生共鸣的