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例题精讲 · 第 00977 题 · 自编示意共振峰半功率带宽与品质因数两路互验

以自编示意共振峰半功率带宽与品质因数两路互验为材料,品质因数 Q = f₀/Δf,Δf 是振幅降到峰值 1/√2 处的两频率之差;也可用阻尼系数反算。题给参数与数据均为自编示意,不对应任何真题数据;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

00977题号全 1000 篇 · 第 第163轮 / 第163册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;不使用他人现成题目;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

品质因数 Q = f₀/Δf,Δf 是振幅降到峰值 1/√2 处的两频率之差;也可用阻尼系数反算。 本讲把「按带宽」与「按阻尼比」两条路径回代。

二、逐题精讲

题1

自编示意:某振动系统共振频率 f₀ = 100 赫,半功率点分别为 97.0 赫与 103 赫;阻尼比 ζ = 0.0250。求带宽 Δf 与品质因数 Q。

解析

Δf = 103 − 97.0 = 6 赫。 按带宽 Q = f₀/Δf = 16.666667。 按阻尼比 Q = 1/(2ζ) = 1/(2×0.0250) = 20。

答案 Δf = 6 赫;Q = 16.666667(按带宽),20(按阻尼比)。

采分点 带宽 2 分;按带宽 Q 3 分;按阻尼比 Q 3 分;两路比较 2 分。

易错点 把半功率点当成振幅降到一半,带宽会算窄;把 ζ 直接当 Q 的倒数会漏掉 2。

题2

用「带宽定义」与「阻尼比公式」两条独立路径重算 Q,并说明本题两路为何不完全相等。

解析

路径一:Q = 100/6 = 16.666667。 路径二:Q = 1/(2×0.0250) = 20,与路径一不相等,差 3.333333。 本题把半功率点与阻尼比作为两组自编示意读数并列给出,二者在真实系统中应满足 Δf = 2ζf₀,即 5 赫;给出的 6 赫与此不符,故两路结果按各自口径分别登记,不抹平、不改题给读数。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):半功率带宽(两半功率点之差)= 6;按带宽Q(共振频率除带宽)= 16.666667;按阻尼比Q(阻尼比公式)= 20;两路差值(两路 Q 之差取绝对值)= 3.333333;理论带宽(由阻尼比给出的理论带宽)= 5

答案 按带宽 Q = 16.666667,按阻尼比 Q = 20;差 3.333333,理论带宽 5 赫。

采分点 两条路径各 3 分;不自洽登记 2 分;回代说明 2 分。

易错点 为了凑一致去改半功率点读数,或把两路 Q 平均成一个值,都是抹平而不是核题。

三、规律小结与对照表

量主路径独立路径结果
半功率带宽103−97.06.006
按带宽 Qf₀/Δf100/616.666667
按阻尼比 Q1/(2ζ)1/0.050020
两路差值16.666667−2020−16.666667 取绝对值两路 Q 之差
理论带宽2ζf₀2×0.0250×1005

共振先分清半功率点与阻尼比两套口径,不能为了好看去改读数;参数均为自编示意,不代表真实系统。

四、自测清单

  • 半功率点是否为 1/√2 幅值
  • 带宽是否为两频率之差
  • 两路 Q 是否分别报出
  • 差值是否如实登记
  • 理论带宽是否为 2ζf₀
  • 是否避免改题给读数
  • 是否避免把两路平均
  • 是否注明示意参数

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):半功率带宽 = 6;按带宽Q = 16.666667;按阻尼比Q = 20;两路差值 = 3.333333;理论带宽 = 5。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理共振品质因数的两套口径;弹簧有效质量、单摆摆长、LC 振荡周期与电磁阻尼另属相邻板块,不在此重复计数。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):按课程标准与联招常见考点范围的相关单元
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 本篇具体考点:物理科:受迫振动、共振曲线半功率带宽与品质因数相关章节。
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;不使用他人现成题目;采分点为教研整理,非官方评分标准

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