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例題精講 · 第 00977 題 · 自編示意共振峰半功率帶寬與品質因數兩路互驗

以自編示意共振峰半功率帶寬與品質因數兩路互驗為材料,品質因數 Q = f₀/Δf,Δf 是振幅降到峰值 1/√2 處的兩頻率之差;也可用阻尼係數反算。題給參數與數據均為自編示意,不對應任何真題數據;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

00977題號全 1000 篇 · 第 第163輪 / 第163冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;不使用他人現成題目;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 物理實驗

一、考點定位與做題順序

品質因數 Q = f₀/Δf,Δf 是振幅降到峰值 1/√2 處的兩頻率之差;也可用阻尼係數反算。 本講把「按帶寬」與「按阻尼比」兩條路徑回代。

二、逐題精講

題1

自編示意:某振動系統共振頻率 f₀ = 100 赫,半功率點分別為 97.0 赫與 103 赫;阻尼比 ζ = 0.0250。求帶寬 Δf 與品質因數 Q。

解析

Δf = 103 − 97.0 = 6 赫。 按帶寬 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(按帶寬),20(按阻尼比)。

採分點 帶寬 2 分;按帶寬 Q 3 分;按阻尼比 Q 3 分;兩路比較 2 分。

易錯點 把半功率點當成振幅降到一半,帶寬會算窄;把 ζ 直接當 Q 的倒數會漏掉 2。

題2

用「帶寬定義」與「阻尼比公式」兩條獨立路徑重算 Q,並說明本題兩路為何不完全相等。

解析

路徑一:Q = 100/6 = 16.666667。 路徑二:Q = 1/(2×0.0250) = 20,與路徑一不相等,差 3.333333。 本題把半功率點與阻尼比作為兩組自編示意讀數並列給出,二者在真實系統中應滿足 Δf = 2ζf₀,即 5 赫;給出的 6 赫與此不符,故兩路結果按各自口徑分別登記,不抹平、不改題給讀數。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):半功率帶寬(兩半功率點之差)= 6;按帶寬Q(共振頻率除帶寬)= 16.666667;按阻尼比Q(阻尼比公式)= 20;兩路差值(兩路 Q 之差取絕對值)= 3.333333;理論帶寬(由阻尼比給出的理論帶寬)= 5

答案 按帶寬 Q = 16.666667,按阻尼比 Q = 20;差 3.333333,理論帶寬 5 赫。

採分點 兩條路徑各 3 分;不自洽登記 2 分;回代說明 2 分。

易錯點 為了湊一致去改半功率點讀數,或把兩路 Q 平均成一個值,都是抹平而不是核題。

三、規律小結與對照表

量主路徑獨立路徑結果
半功率帶寬103−97.06.006
按帶寬 Qf₀/Δf100/616.666667
按阻尼比 Q1/(2ζ)1/0.050020
兩路差值16.666667−2020−16.666667 取絕對值兩路 Q 之差
理論帶寬2ζf₀2×0.0250×1005

共振先分清半功率點與阻尼比兩套口徑,不能為了好看去改讀數;參數均為自編示意,不代表真實系統。

四、自測清單

  • 半功率點是否為 1/√2 幅值
  • 帶寬是否為兩頻率之差
  • 兩路 Q 是否分別報出
  • 差值是否如實登記
  • 理論帶寬是否為 2ζf₀
  • 是否避免改題給讀數
  • 是否避免把兩路平均
  • 是否註明示意參數

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):半功率帶寬 = 6;按帶寬Q = 16.666667;按阻尼比Q = 20;兩路差值 = 3.333333;理論帶寬 = 5。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理共振品質因數的兩套口徑;彈簧有效質量、單擺擺長、LC 振盪週期與電磁阻尼另屬相鄰板塊,不在此重複計數。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(物理):按課程標準與聯招常見考點範圍的相關單元
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 本篇具體考點:物理科:受迫振動、共振曲線半功率帶寬與品質因數相關章節。
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;不使用他人現成題目;採分點為教研整理,非官方評分標準

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受迫振動:共振曲線與品質因數兩路回代
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