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数据处理规范 · 考试版

用于考试与日常训练。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),贴近竞赛复赛阅卷习惯。评分以本规范为唯一口径。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)——同一份数据两版可能给出 末位不同的答案,全程只认本版,不可混用

共同约定(两版一致)

A 类不确定度

多次测量,取平均值的实验标准差:

u_A = √[ Σ(xi  x̄)² / (n(n1)) ]
  • 不做 t 因子修正,直接以上式为 u_A。

B 类不确定度

  • u_B = Δ仪 / √3(仪器误差限按均匀分布折算)。
  • 合成:u = √(u_A² + u_B²)

单次测量

  • 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不确定度,取 u = Δ仪 / √3
  • 出处批注:依据实验指导书"杨氏模量"实验对单次测量量的处理;措辞以本组实际指导书为准。

有效数字与修约(本版选定口径)

有效数字总原则

  • 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

  • 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。
  • 示例:u=0.123 → 0.1,测量值 1.8127 → 1.8,记为 (1.8 ± 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

  • 测量值采用"四舍六入五凑偶"(逢四舍、逢六入、逢五凑偶)。

不确定度的修约 —— 四舍六入五凑偶

  • 不确定度也采用"四舍六入五凑偶",与测量值同一规则。
  • 提示:第 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

  • 后一问用到前一问结果时,代入前一问已修约、写进答题处的那个值进行计算。 即接受每问修约带来的舍入误差,换取逐问可复算、便于阅卷。
  • 示例:杨氏模量第 1 问报告 d = 1.8 mm;第 2 问算 E 时直接代入 1.8 mm(而非未修约的 1.8127…)。

线性拟合 —— 只算 A 类

y = k x + b

  • 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 γ 给出:
σ_k / k = √[ (1/(n2)) · (1/γ²  1) ]
  • u_k = σ_k,直接作为斜率不确定度上报。
  • 说明:数据点多、Σ(xi−x̄)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)

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 Δ仪 / √3
单次测量 以仪器误差限估算
有效数字 不确定度一律 1 位
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 类