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#import "conf.typ": conf, rule, sidenote, warn, example
#show: conf.with(
title: "数据处理规范\n考试版",
subtitle: "—— 贴近竞赛阅卷习惯、计算量适中的实用口径 ——",
badge: "考试版",
badge-color: rgb("#0b4f6c"),
)
= 规范定位
本规范用于*考试与日常训练*场景,在保证规范性的前提下*简化计算*(不确定度一律 1 位、拟合只算 A 类、逐问代入修约值),贴近竞赛复赛的阅卷习惯。学生应严格按本规范作答;评分以本规范为唯一口径。
#warn[
本规范与《超严格版》在四处刻意不同(有效数字取位、不确定度修约方向、连算代入值、拟合是否计 B 类)。同一份数据在两版下可能给出末位不同的答案,*出题与作答务必只认其中一版*,不可混用。
]
= 共同约定(两版一致)
== A 类不确定度
多次测量,A 类不确定度取平均值的实验标准差:
$ u_A = sqrt(frac(sum_(i=1)^n (x_i - overline(x))^2, n(n-1))) $
#rule[*A 类不确定度不做 $t$ 因子修正*,直接以上式为 $u_A$]
== B 类不确定度
#rule[*B 类不确定度 $u_B = Delta_"仪" \/ sqrt(3)$*(仪器误差限按均匀分布折算)。]
合成:$u = sqrt(u_A^2 + u_B^2)$
== 单次测量
#rule[
*单次测量*时,不假设 A 类不确定度为无穷大,*直接以仪器误差限估算该次测量的不确定度*(取 $u = Delta_"仪" \/ sqrt(3)$)。
]
#sidenote[
*出处批注:* 此条依据实验指导书"杨氏模量"实验对单次测量量的处理。使用时以本组实际采用的指导书"杨氏模量"部分为准核对措辞。
]
= 有效数字与修约(本版选定口径)
== 有效数字总原则
#rule[*测量值(中心值)的位数必须与不确定度对齐*:不确定度精确到哪一位,测量值就写到哪一位。]
== 不确定度取几位有效数字 —— 统一 1 位
#rule[
*不确定度一律保留 1 位有效数字*(无论首位是几)。测量值随之对齐到该位。
]
#example[
$u = 0.123 0.1$,测量值 $1.8127 1.8$,记为 $(1.8 plus.minus 0.1)$ $u = 0.067 0.07$,对齐到该位。
]
== 测量值的修约 —— 四舍六入五凑偶
#rule[*测量值采用"四舍六入五凑偶"修约*(逢四舍、逢六入、逢五凑偶)。]
== 不确定度的修约 —— 四舍六入五凑偶
#rule[
*不确定度也采用"四舍六入五凑偶"修约*,与测量值同一规则。
]
#sidenote[
*提示:* 42 届全国中学生物理竞赛复赛对不确定度即采用四舍六入五凑偶。本版选此口径以贴近近年复赛阅卷习惯(代表:中科大、第 42 届复赛)。
]
= 多小问连算 —— 代入上一问修约后的结果
#rule[
大题分多小问、后一问要用到前一问结果时,*代入前一问已修约、写进答题处的那个值*进行计算。即*接受每一问修约带来的舍入误差*,换取逐问可复算、便于阅卷。
]
#example[
杨氏模量:第 1 问报告 $d = 1.8 "mm"$。第 2 问算 $E$ *直接代入 $d = 1.8 "mm"$*(而非未修约的 $1.8127...$)。
]
= 线性拟合 —— 只算 A 类
$y = k x + b$
#rule[
*线性拟合斜率只计 A 类不确定度,不计 B 类。* 斜率相对不确定度由相关系数 $gamma$ 给出:
$ frac(sigma_k, k) = sqrt(frac(1, n-2) (frac(1, gamma^2) - 1)). $
$u_k = sigma_k$,直接作为斜率不确定度上报。
]
#sidenote[
当数据点较多、自变量离差平方和 $sum_i (x_i-overline(x))^2$ 较大时,拟合的 B 类分量通常远小于 A 类而可忽略。本版据此*只算 A 类*以简化计算;如需完整合成请改用《超严格版》。
]
= 速查(考试版口径)
#table(
columns: (auto, 1fr),
inset: 8pt,
align: (left + horizon, left),
stroke: 0.5pt + rgb("#cccccc"),
fill: (_, row) => if row == 0 { rgb("#e3edf2") } else { white },
table.header([*项目*], [*本版做法*]),
[A 类不确定度], [实验标准差,不做 $t$ 修正],
[B 类不确定度], [$Delta_"仪" \/ sqrt(3)$],
[单次测量], [以仪器误差限估算],
[有效数字], [不确定度一律 1 ],
[测量值修约], [四舍六入五凑偶],
[不确定度修约], [四舍六入五凑偶],
[连算代入], [代入上一问修约后的结果],
[线性拟合], [只算 A ],
)