这套练习涵盖模块中的五项技能：区分假设与计划、识别干扰变量、比较重复实验与独立方法、说明数据能支持什么、提出安全的改进。题目由易到难，数据都是自编的。
请按顺序用铅笔做题，然后打开答案对照。如果对方法没有把握，先读对应的课，从区分假设与测量计划开始。
题目
1. 一名学生写道：“在红光下生长的植物会比在蓝光下生长的植物长得更高。”这是假设还是计划的一部分？
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这是假设。它提出了把光的颜色与植物高度联系起来的主张，数据可以推翻它。灯的选择、植物数量和测量用的尺子属于计划。
2. 一名学生研究斜面高度是否影响小车在地板上滚动的距离。写出自变量、因变量（带单位）和两个控制变量。
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自变量：斜面高度（cm）。因变量：滚动距离（m）。控制变量：小车质量、地板表面、释放位置、斜面表面（任选两个）。
3. 一名学生比较两种纸巾。品牌 X 用 10 cm × 10 cm 的纸片浸泡 10 s。品牌 Y 用 15 cm × 15 cm 的纸片浸泡 30 s。求每张纸片的面积，并写出两个干扰变量。
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X 的面积 = 10 × 10 = 100 cm²。Y 的面积 = 15 × 15 = 225 cm²。干扰变量：纸片大小和浸泡时间。两者都可能改变吸收的水的质量。两个品牌应使用相同的大小和时间。
4. 水从 60 °C 冷却到 50 °C 的时间，加盖测了三次：410 s、425 s 和 415 s。不加盖时平均时间为 305 s。计算加盖时的平均时间、极差，以及两个平均值之差。
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加盖的平均时间 = (410 + 425 + 415) ÷ 3 = 1250 ÷ 3 = 416.7 s，即 417 s（3 位有效数字）。极差 = 425 − 410 = 15 s。差值 = 417 − 305 = 112 s，远大于 15 s 的极差，所以在这个设置中盖子的效果很明显。
5. 一个长 0.50 m 的单摆，摆动 20 次平均用时 28.4 s。计算周期，再用 g = 4π²L ÷ T² 求 g，结果取 2 位有效数字。
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T = 28.4 ÷ 20 = 1.42 s。T² = 2.0164。4π² = 39.478。g = 39.478 × 0.50 ÷ 2.0164 = 19.739 ÷ 2.0164 = 9.789，所以 9.8 m/s²。
6. 为什么单摆要测 20 次摆动的时间，而不是一次？用 0.2 s 的人的反应时间来支持你的回答。
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0.2 s 的反应时间占一个周期的 0.2 ÷ 1.42 = 14%，但只占 20 个周期的 0.2 ÷ 28.4 = 0.70%。测量多次摆动，使计时误差在所测时间中所占的比例小得多。
7. 一台天平因为没有调零而多读 1.5 g。一名学生称同一个样品五次，各读数相差在 0.1 g 以内。这能说明质量是准确的吗？什么方法能发现这个问题？
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不能。读数一致只说明精密度。每个读数都有同样的偏差。用已知质量或第二台天平来核对就能发现，这就是独立核对。
8. 水草气泡计数（自编）：距灯 10 cm，每分钟 42 个气泡；20 cm，21 个；30 cm，14 个。分别计算距离 × 气泡数，并指出哪个结论得到支持：(a) 在 10 至 30 cm 之间，距离增大时气泡数减少；(b) 5 cm 处的气泡数会是 84；(c) 气泡证明氧气是在叶子里产生的。
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10 × 42 = 420，20 × 21 = 420，30 × 14 = 420。乘积不变，所以在这个范围内气泡数与距离成反比。(a) 得到支持。(b) 是 10 至 30 cm 之外的外推。(c) 涉及气体身份的解释，数气泡并不能检验这一点。
9. 一把尺子读数精度为 ±0.1 cm。分别计算测量 2.0 cm 和 20.0 cm 长度时的百分比不确定度。这对选择测量方式有什么启示？
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0.1 ÷ 2.0 = 5%。0.1 ÷ 20.0 = 0.5%。被测量越大，百分比不确定度越小，所以尽可能测量较长的长度，例如一叠相同的物品。
10. 四株幼苗的高度为 12.1 cm、12.4 cm、15.9 cm 和 12.2 cm。找出异常值，计算不含它的平均值，并说明下一步该做什么。
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15.9 cm 与其他数值明显不同。不含它的平均值 = (12.1 + 12.4 + 12.2) ÷ 3 = 36.7 ÷ 3 = 12.2 cm。不要直接删除。检查记录是否有错，并尽可能重新测量。
11. 每次实验中水温下降 3 °C。一名学生建议“使用数字秒表”。这与局限有关联吗？提出更好的改进。
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没有关联。秒表不能阻止温度下降。更好的改进是使用保温容器或在监督下使用温水浴，并在每次实验开始和结束时记录温度。
12. 一名学生想要更大的温度范围，建议在盛有液体的烧瓶下用很热的加热器。把它改写成安全的改进。
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在老师认可的温度范围内，使用受监督的温水浴，并在该范围内增加一个数值。想要更宽范围的目的，并不足以说明提高危险程度是合理的。
如果做错了
| 出了什么问题 | 前往 |
|---|---|
| 混淆主张和方法（第 1、2 题） | 假设与测量计划 |
| 漏掉两组之间的差别（第 3 题） | 干扰变量 |
| 把接近的重复读数当作准确的证明（第 4、5、6、7、9 题） | 重复实验与独立方法 |
| 结论说得比数据更多（第 8、10 题） | 数据集能证明与不能证明什么 |
| 改进碰不到局限或忽视安全（第 11、12 题） | 针对真实局限的安全改进 |
做完后，把每个错误简短地记入错题记录与重测队列，并用科学探究评论工具检查你自己的一份实验。回到模块概览规划下一轮。
如果同样的两三种失误一再出现，一对一线上综合科学补习可以让老师观察你在新题上的推理，并按你的思路调整讲解。