2025年大学（科学教育）科学实验设计期末试题及答案.doc

2025年大学（科学教育）科学实验设计期末试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下关于科学实验设计基本原则的说法，错误的是（ ）
A. 科学性原则要求实验设计符合科学原理
B. 可行性原则指实验在实际操作中能够实现
C. 对照性原则可有可无
D. 单一变量原则是为了明确实验结果的影响因素
2. 在探究某种植物生长调节剂对植物生长的影响实验中，设置不同浓度梯度的生长调节剂溶液处理植物，这里遵循的是（ ）
A. 科学性原则
B. 可行性原则
C. 对照性原则
D. 单一变量原则
3. 某实验小组欲研究光照强度对光合作用的影响，下列实验设计中正确的是（ ）
A. 选择不同品种的植物，在相同光照强度下进行实验
B. 只设置一个光照强度组进行实验
C. 控制其他条件相同，设置多个不同光照强度组进行实验
D. 随意设置光照强度组进行实验
4. 关于实验误差的说法，正确的是（ ）
A. 实验误差无法避免
B. 只要实验设计合理，就不会产生误差
C. 多次重复实验可以消除误差
D. 误差大小不影响实验结果
5. 以下哪种情况会导致实验结果不准确（ ）
A. 严格按照实验步骤进行操作
B. 使用精确的测量工具
C. 实验过程中受到外界干扰
D. 对实验数据进行多次测量
6. 在设计验证酶的高效性实验时，应该（ ）
A. 选择不同的酶进行对比
B. 控制温度、pH等条件相同
C. 随意设置实验步骤
D. 不考虑底物浓度的影响
7. 研究某种微生物的生长条件，需要设置的实验组和对照组应该（ ）
A. 除研究条件外，其他条件都相同
B. 所有条件都不同
C. 只改变温度条件
D. 只改变营养物质条件
8. 为了探究温度对化学反应速率的影响，实验设计中错误的是（ ）
A. 选择不同温度进行实验
B. 保持反应物浓度不变
C. 改变反应容器的大小
D. 记录不同温度下的反应时间
9. 在设计探究植物向光性实验时，以下做法正确的是（ ）
A. 将植物放在黑暗环境中进行实验
B. 用单侧光照射植物
C. 不考虑植物的种类
D. 随意改变光照时间
10. 关于实验设计中样本数量的说法，正确的是（ ）
A.样本数量越少越好
B.样本数量越多实验越准确
C.根据实验目的和要求合理确定样本数量
D.样本数量对实验结果无影响

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）请简述科学实验设计的一般步骤。
12. （15分）在探究“种子萌发的环境条件”实验中，某小组设计了如下实验：准备四个相同的培养皿，分别标记为1号、2号、3号、4号。在每个培养皿中放入相同数量和种类的种子，然后分别进行如下处理：1号培养皿保持干燥，置于室温环境；2号培养皿加入适量水，置于室温环境；3号培养皿加入适量水，置于低温环境；4号培养皿加入过量水，置于室温环境。
（1）该实验设计存在哪些不合理之处？
（2）请你对该实验进行改进，使其更科学合理。
13. （15分）为了探究植物的呼吸作用，某同学设计了如下实验：将一盆植物放在黑暗处一昼夜，然后选取一个叶片，用黑色塑料袋套住，扎紧袋口。一段时间后，将袋内的气体通入澄清石灰水中。
（1）该实验设计的原理是什么？
（2）预期的实验现象是什么？
（3）如果实验结果与预期不符，可能的原因有哪些？
14. （15分）材料：某生物兴趣小组为了探究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响，进行了如下实验：取两个相同的玻璃缸，分别贴上标签A、B。在A、B两缸中分别加入等量的河水和20只同时孵化的蝌蚪，保持水温为22℃～25℃。每天在A缸中加入5毫克甲状腺激素，B缸中不加甲状腺激素，其他条件相同。观察并记录蝌蚪的发育情况。
问题：
（1）该实验的变量是什么？
（2）该实验设计中存在哪些不足之处？
（3）请你对该实验进行完善。
15. （15分）材料：某研究小组想要探究酸雨对植物生长的影响。他们选取了两株生长状况相似的同种植物，分别放在两个相同的花盆中，一个花盆放置在正常雨水环境中，另一个花盆放置在模拟酸雨环境中（用硫酸溶液模拟酸雨）。经过一段时间后，观察植物的生长情况。
问题：
（1）该实验设计是否合理？为什么？
（2）如果不合理，请提出改进措施。
（3）请预测实验结果，并说明理由。

答案：
1. C
[解析]对照性原则是科学实验设计的重要原则之一，通过设置对照组与实验组对比，能更清晰地观察到实验变量对实验结果的影响，不是可有可无的C错误。科学性原则要求实验设计符合科学原理A正确；可行性原则指实验在实际操作中能够实现B正确；单一变量原则是为了明确实验结果的影响因素D正确。
2. D
[解析]在探究某种植物生长调节剂对植物生长的影响实验中，设置不同浓度梯度的生长调节剂溶液处理植物，这里遵循单一变量原则，即只有生长调节剂浓度这一个变量，其他条件保持不变，以便明确生长调节剂浓度对植物生长的影响，D正确。科学性原则强调符合科学原理A错误；可行性原则侧重于实际可操作性B错误；对照性原则在此题未体现C错误。
3. C
[解析]研究光照强度对光合作用的影响，应控制其他条件相同，设置多个不同光照强度组进行实验，这样才能准确探究光照强度与光合作用之间的关系，C正确。选择不同品种的植物会引入其他变量，不利于研究光照强度对光合作用的影响A错误；只设置一个光照强度组无法得出光照强度对光合作用影响的规律B错误；随意设置光照强度组不具有科学性D错误。
4. A
[解析]实验误差无法避免，即使实验设计合理，在实验过程中也会受到各种因素影响产生误差，多次重复实验可以减小误差，但不能消除误差，误差大小会影响实验结果的准确性，A正确，BCD错误。
5. C
[解析]实验过程中受到外界干扰会导致实验结果不准确，严格按照实验步骤进行操作、使用精确的测量工具、对实验数据进行多次测量都有助于提高实验结果的准确性，C符合题意，ABD不符合。
6. B
[解析]在设计验证酶的高效性实验时，应控制温度、pH等条件相同，选择同一种酶与无机催化剂对比，遵循单一变量原则，合理设置实验步骤，考虑底物浓度等对实验的影响，B正确，ACD错误。
7. A
[解析]研究某种微生物的生长条件，设置的实验组和对照组应除研究条件外，其他条件都相同，这样才能准确判断研究条件对微生物生长的影响，A正确，BCD错误。
8. C
[解析]探究温度对化学反应速率的影响，应选择不同温度进行实验，保持反应物浓度不变，记录不同温度下的反应时间，而改变反应容器的大小与温度对化学反应速率的影响无关，C错误，ABD正确。
9. B
[解析]在设计探究植物向光性实验时，要用单侧光照射植物，观察植物的生长方向变化，不能将植物放在黑暗环境中，要考虑植物的种类，合理设置光照时间，B正确，ACD错误。
10. C
[解析]样本数量应根据实验目的和要求合理确定，不是越少越好也不是越多越好，样本数量会影响实验结果的准确性，C正确，ABD错误。
11. 科学实验设计一般步骤：明确实验目的，即确定要研究解决的问题；提出假设，对实验结果进行预测；设计实验方案；选择实验材料和仪器；进行实验操作，严格按照实验方案实施；观察并记录实验现象和数据；分析实验结果，得出结论；对实验结果进行反思和评价，如有必要可重复实验或改进实验设计。
12. （1）不合理之处：①1号培养皿保持干燥，种子缺乏水分不能萌发，无法与其他组形成有效对照来探究种子萌发的环境条件；②4号培养皿加入过量水，种子可能因缺氧而无法正常萌发，也不能很好地体现种子萌发与水分的关系；③没有设置适宜温度的对照组，不能全面探究种子萌发所需的环境条件。
（2）改进：准备四个相同的培养皿，分别标记为1号、2号、3号、4号。在每个培养皿中放入相同数量和种类的种子。1号培养皿加入适量水，置于低温环境；2号培养皿加入适量水，置于室温环境；3号培养皿保持干燥，置于室温环境；4号培养皿加入适量水，置于高温环境。观察并记录种子萌发情况。
13. （1）原理：植物在黑暗处进行呼吸作用，产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断植物是否进行了呼吸作用以及呼吸作用的强度。
（2）预期现象：澄清石灰水变浑浊。
（3）结果与预期不符的原因：①植物在黑暗处放置时间不足，呼吸作用产生的二氧化碳量过少，不足以使澄清石灰水明显变浑浊；②黑色塑料袋可能有破损，导致二氧化碳泄漏；③选取的叶片可能已经死亡或呼吸作用很弱；④澄清石灰水可能已经变质。
14. （1）变量是甲状腺激素。
（2）不足之处：①蝌蚪数量较少，可能存在偶然性；②没有设置多个重复组；③实验时间可能较短，不能充分观察到蝌蚪发育的全过程。
（3）完善：取多个相同的玻璃缸，分别贴上标签。在每个玻璃缸中加入等量河水和较多数量（如50只）同时孵化的蝌蚪，保持水温为22℃～25℃。将玻璃缸平均分成两组，一组每天在每个玻璃缸中加入5毫克甲状腺激素，另一组不加甲状腺激素，其他条件相同。观察并记录蝌蚪不同时期的发育情况，设置多个重复组，延长实验时间。
15. （1）不合理。原因：只选取两株植物，样本数量太少，实验结果具有偶然性，不能准确反映酸雨对植物生长的影响。
（2）改进措施：选取多株生长状况相似的同种植物（如10株），平均分为两组，分别放在正常雨水环境和模拟酸雨环境中，其他条件相同，观察并记录植物生长情况。
（3）预测结果：放置在模拟酸雨环境中的植物生长受到抑制，如叶片发黄、生长缓慢等。理由：酸雨会改变土壤的酸碱度等环境条件，影响植物对养分的吸收等生理过程，从而对植物生长产生不利影响。