这套题涵盖受控条件、安全的测量改进、系统误差、另一种结论,以及实验方面谁负责什么。所有数据都是虚构的。先写出自己的答案,再打开解答。
题目由易到难。错题记录可以帮你追踪重复错误,科学调查评议工具则让你练习写评议。返回单元概览。
题目
1. 一名学生测试小车的质量如何影响它沿斜坡滚下的距离。写出应保持不变的三个条件。
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斜坡角度、斜坡表面和释放位置(还有相同的小车轮子)。质量是自变量,所以不受控。滚动距离是因变量。
2. 一个长度的三个读数是 14.2 cm、14.0 cm 和 14.4 cm。求平均值。
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14.2 + 14.0 + 14.4 = 42.6,42.6 ÷ 3 = 14.2 cm。
3. 一个 4.0 s 的秒表读数有 0.2 s 的反应时间不确定度。这占百分之几?
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0.2 ÷ 4.0 × 100 = 5%。
4. 单摆摆动 20 次用了 36.4 s。求一次摆动的时间,并在同样 0.2 s 误差下求百分比不确定度。
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36.4 ÷ 20 = 每次 1.82 s。0.2 ÷ 36.4 × 100 = 0.55%,约 0.55%,比只计一次摆动小得多。
5. 空载天平显示 0.3 g。放上样品后读数是 5.8 g。样品质量是多少?这是哪一类误差?
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5.8 − 0.3 = 5.5 g。这是系统误差(零点误差),因为每个读数都偏移了同样的量。
6. 读数是 9.9 g、10.0 g 和 10.1 g,但真实质量是 12.0 g。用“精密”和“准确”这两个词描述这些读数。
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平均值 = (9.9 + 10.0 + 10.1) ÷ 3 = 30.0 ÷ 3 = 10.0 g。读数精密(彼此接近)但不准确(比真实值低 2.0 g),这提示存在系统误差。
7. 两个杯子起初都装 80 °C 的水。10 分钟后,有盖的杯子读数 61 °C,无盖的 54 °C。写出结论和一种另类解释。
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下降量:有盖 80 − 61 = 19 °C,无盖 80 − 54 = 26 °C。结论:数据与盖子减少散热一致。另一种解释:两个杯子大小或材料不同,或处在不同的空气流动中,所以差异并非来自盖子。用相同的杯子放在同一处,就能检验这一点。
8. 一名学生建议把液体加热到剧烈沸腾,“好得到更清楚的读数”。说明为什么这不是合适的改进,并给出一个安全的改进。
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这可能有危险,而且改进读数并不需要。安全的改进是使用分度更精细的温度计,让读数不确定度更小。
9. 温度上升的读数是 2.1、2.0、2.9 和 2.1 °C。分别求包含全部读数和去掉异常值后的平均值。报告哪一个更好?该怎么说明?
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全部:9.1 ÷ 4 = 2.275,约 2.3 °C。去掉 2.9:6.2 ÷ 3 = 2.067,约 2.1 °C。报告 2.1 °C,并说明 2.9 °C 被视为异常值,最好附上可能的原因。不要悄悄删掉它。
10. 一位同学说“我的补习老师会帮我报名实验考卷”。这由谁处理?老师可以帮什么?
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报名、报考和实验安排由考试中心负责。老师可以帮你在纸面上练习设计、表格、图表、结论和评价题。
如果答错了
| 题号 | 可能的错误 | 去看 |
|---|---|---|
| 1, 7 | 漏看变化的条件或竞争解释 | 受控条件、另一种结论 |
| 3, 4, 8 | 改进笼统或不安全、百分比算错 | 测量改进 |
| 2, 5, 6, 9 | 混淆随机误差与系统误差 | 重复读数 |
| 10 | 混淆补习与中心的角色 | 准备与安排 |
如果同一行一再让你出错,一对一线上综合科学补习可以结合你自己的答案来练习。