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大学试验设计上册《试验设计基本概念》练习题

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本单元考点（6 个）

试验单元与处理定义因素与水平识别随机化原则重复原则对照原则试验误差概念

本单元练习题（27 题）

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1. 在某试验中，研究者将一块田地划分为若干个大小相同的小区，并准备对其中的不同小区分别施用三种不同品牌的肥料。下列关于试验设计与术语的表述中，正确的是（　　） A. 每个小区是一个试验单元，三种不同品牌的肥料是三种处理 B. 整块田地是一个试验单元，小区是处理 C. 试验单元指三种肥料本身，处理指每个小区 D. 每个小区既是试验单元也是处理，二者无区别

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2. 某农学院欲比较三种新型肥料对小麦产量的影响。研究助理小张设计了如下方案：仅选取一块肥力均匀的试验田，将其分为若干小区，三种肥料与不施肥处理随机安排到各小区，并使每种处理（含不施肥）均安排在足够数量的小区上。关于该方案中体现的对照原则，下列说法正确的是：A. 三种肥料两两互比即构成对照，无需再设不施肥处理 B. 不施肥的小区可作为对照，提供自然本底产量以衡量肥料的真实效应 C. 对照仅指用以往年份的产量记录作比较即可，不必在同一田块设不施肥小区 D. 只要在试验中设置了重复，就自然满足对照原则，二者等价

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3. 在某新品种肥料肥效试验中，试验田各小区土壤肥力由东向西存在固有梯度，这会使处理效应与土壤差异混杂，此类误差属于系统误差，在试验设计中应通过____原则加以控制；同一处理内不同小区间产量表现仍存在难以解释的偶然波动，这类误差称为____误差；为降低该类误差对处理比较的影响，可通过增加____（即同一处理的试验单元数）来缩小其影响。

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4. 某食品研究所为优化一种即食燕麦片的加工工艺，安排如下试验方案：考察焙烤温度（设150℃、170℃、190℃三个取值）、焙烤时间（设10分钟、15分钟两个取值）、蔗糖添加量（设4%、6%两个取值）对产品感官评分的影响；同时研究者还记录了当日车间湿度、操作员编号以及每批次燕麦原料的产地（仅来自同一产地），作为试验过程中的观察记录信息。试验中每个处理组合重复3次，并以未经焙烤处理的燕麦片作为参照组。请识别：该试验中真正作为试验因素的因素共有几个？这三个（或这些）试验因素的水平总数之和是多少？并指出哪些记录信息不属于试验因素、哪些设置属于对照？

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5. 某研究所为比较两种饲料配方（甲配方与乙配方）对肉鸡增重的影响，选取了20只体重相近的肉鸡作为试验对象，每只肉鸡单独饲养于一个笼位。请指出：本试验中的试验单元是什么？处理有几个，各是什么？

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6. 某研究者在环境条件完全一致的温室中进行同一品种小麦的产量验证试验：6 个试验小区采用完全相同的处理，理论上每小区的真实产量均为 490 kg。实测 6 个小区产量分别为 498、502、496、505、500、499（单位：kg）。（1）求实测平均值与真实值之差，并指出该差异属于系统误差还是随机误差，说明理由；（2）求各小区产量对实测平均值偏差的平方和（即随机误差平方和），并据此说明随机误差的来源能否通过单纯增加重复次数而消除。

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7. 某农业大学研究三种灌溉方式对水稻产量的影响，在一块试验田中划出24个面积、土壤条件一致的小区，随机分配给三种灌溉方式，每个小区接受且仅接受一种灌溉方式，小区彼此独立管理。下列关于本试验术语的判断，正确的是（　　） A. 试验单元是整个试验田，处理是三种灌溉方式 B. 试验单元是每个小区，处理是小区最终接受的某种灌溉方式 C. 试验单元是三种灌溉方式，处理是24个小区 D. 试验单元是每株水稻植株，处理是随机分配方法

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8. 为检验某分析天平的称量误差，用天平对一件真实质量为 100.0 g 的标准砝码独立重复称量 5 次，读数依次为：100.4、100.6、100.3、100.5、100.2（单位：g）。规定：各次读数与真实值之差中，由读数平均值与真实值的偏离体现的成分称为系统误差；各次读数与其平均值的偏差体现的成分称为随机误差。请计算：(1) 该天平称量的系统误差（g）；(2) 随机误差绝对值的平均值（g）。

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9. 某灌溉试验拟比较 6 种不同灌溉量水平对玉米产量的影响，试验地共划分为 60 个面积相同、地力均匀的小区，每个小区只接受一种灌溉量处理。依据试验设计的重复原则，各水平须安排相同且尽可能多的重复次数，并尽可能用完全部小区。（1）每个灌溉量水平应安排多少次重复？（2）若因地块限制实际只能提供 48 个小区，按同样的原则每个水平的重复次数又应为多少？

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10. 为研究某电子秤的测量误差，用其对真实质量为 200.0 g 的标准砝码独立重复称量 4 次，读数依次为：200.9 g、201.1 g、200.7 g、200.9 g。已知该秤每次读数与真值之差可分解为系统误差（各次相同、方向固定的固定偏差）与随机误差（各次不同、大小方向不定的偶然波动）两部分。请计算：(1) 该秤的系统误差；(2) 以各次读数与其算术平均值之差的绝对值作为各次随机误差大小的度量，写出 4 次称量的随机误差绝对值。

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11. 某园艺场拟考察三种新配比营养液对月季花期长短的影响。关于对照的设置，下列说法正确的是：A. 三种营养液相互比较即可看出优劣，无须另设对照，因为对照只对单一处理试验有意义　B. 可用清水或不加营养液的处理作对照，以便将新营养液的效果与自然基准区分开，消除非处理因素的干扰　C. 对照组也应随机安排，但不需要重复，重复只对试验组必要　D. 对照的目的是增加处理数以扩大样本量，从而降低试验成本

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12. 某食品工艺试验拟考察 4 种杀菌工艺对果汁维生素保留率的影响，实验室现有 32 个材质、容积与初始条件完全相同的样品瓶，每个样品瓶只能实施一种杀菌工艺，且所有样品瓶都必须被利用。下列四种安排方案中，完全符合试验设计重复原则（各处理重复次数相等且不少于 2 次）的是：A. 方案一：4 种工艺各重复 8 次，共 32 瓶　B. 方案二：工艺甲重复 14 次，工艺乙重复 10 次，工艺丙重复 6 次，工艺丁重复 2 次　C. 方案三：工艺甲重复 2 次，工艺乙重复 10 次，工艺丙重复 8 次，工艺丁重复 12 次　D. 方案四：工艺甲重复 20 次，工艺乙重复 6 次，工艺丙重复 6 次，工艺丁不安排试验

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13. 某农科院欲比较三种新型肥料（甲、乙、丙）对小麦产量的影响。下列关于试验中对照设置的说法，正确的是：A. 只要三种新型肥料之间相互比较，就不必设置不施肥的对照小区 B. 对照必须是历史数据，不能在本次试验中同步设置 C. 设置不施肥的空白对照可使新品种肥料的效应与土壤肥力、气候等自然因素区分开 D. 对照小区的作用仅在于增加重复次数，与效应鉴别无关

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14. 在比较两种新教学方法的试验中，研究者除设置接受新方法处理的试验组外，还安排一组学生接受常规教学方法，该组称为____。设置这一组别的目的是提供比较基准，其遵循的试验设计基本原则是____原则。

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15. 某研究所比较两种新型保鲜剂（A、B）对草莓贮藏天数的影响，同时设置不经任何保鲜剂处理的空白组作对照。试验结束后记录到空白组平均贮藏6天。若试验结果发现A、B两处理与空白组的差异均主要反映保鲜剂本身的作用，则这种通过与空白处理比较来剔除自然贮藏变化、衡量处理真实效应的做法，体现的是试验设计的________原则；在该原则下，空白组所属的处理类型称为________对照（填“空白”或“标准”）。

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16. 某农学家拟比较 4 个小麦品种的产量差异，试验田共划分为 36 个面积相同的小区。按照试验设计的重复原则，每个品种须在相同数量的小区上重复实施，且所有小区均被利用。问：每个品种应安排在多少个小区上（即重复次数为多少）？

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17. 某研究小组拟比较 3 种不同施肥方案对水稻产量的影响，试验田共划分为 27 个面积相同、地力均匀的小区。按照试验设计的重复原则，每种施肥方案须在相同数量的小区上重复实施，且所有小区均被利用，不留空置。问每种施肥方案应安排在多少个小区上实施？这一安排中每种方案的重复次数是多少？

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18. 在试验设计中，由试验单元间固有差异及偶然因素引起、导致观测值偏离真值的波动称为（　） A. 系统误差　B. 试验误差　C. 处理效应　D. 抽样偏差

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19. 某研究者在温室中开展一项肥料配方对比试验，共有 3 种配方，温室提供 27 盆规格一致的花盆，每盆仅施用一种配方。依据试验设计的重复原则安排各配方的处理。下列关于该试验中「重复」的表述正确的是：A. 重复是指将同一盆植株连续测量三次取平均值　B. 重复是指同一配方需施加于多个不同花盆，本试验每个配方应安排 9 盆　C. 重复是指每种配方只在 1 盆上实施但测量更多指标　D. 重复是指把 27 盆全部施用同一种配方以减小偶然误差

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20. 在试验设计中，由偶然性因素引起、其大小和方向不定的观测值波动称为____误差，这种误差只能通过增加重复次数等手段____（填“消除”或“降低”）。

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21. 某材料实验室拟考察 5 种热处理温度对合金硬度的影响，现有 60 个成分与初始状态完全相同的试件可供安排试验。按照试验设计的重复原则，每个处理水平的重复次数应相等，则每种热处理温度应安排在____个试件上实施；此时该试验的总重复数为60，单个处理水平的重复数为____。

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22. 某实验室拟研究5种不同温度水平对某酶活性的影响，实验室现有40个规格相同、培养条件一致的恒温培养箱单位。按试验设计的重复原则，每种温度水平必须在相同数量的培养单位上重复实施，且40个培养单位全部被利用。则每种温度水平的重复次数为____；若将温度水平减少为4种而培养单位总数不变，重复次数将增加____次。

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23. 某饮料厂拟比较 4 种不同配方对饮料口感评分的影响，厂里提供了 48 个规格一致、环境条件相同的品尝样本杯，每个样本杯只用于一种配方的品尝测试。按照试验设计的重复原则，每种配方应在相同数量的样本杯上重复实施，且所有样本杯都被利用。求每种配方的重复次数。

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24. 在试验设计的术语体系中，下列关于试验误差的叙述正确的是（　） A. 试验误差是观测值与真值之间的偏差，一经发现即可通过精心操作完全消除 B. 试验误差仅由试验人员操作失误引起，与试验单元的固有差异无关 C. 试验误差是由偶然性因素引起的观测值波动，其大小和方向不定，只能通过增加重复、局部控制等手段降低而不能完全消除 D. 只要设置了对照，试验误差就不存在了

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25. 在试验设计中，使观测值偏离真值的偶然性因素所引起的、大小和方向都不定的波动称为____误差；由固定原因引起、使观测值整体偏大或偏小的误差称为____误差，后者应通过随机化等手段加以控制。

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26. 某农学家欲比较6个小麦品种在田间试验中的产量差异。为遵循试验设计的随机化原则，应将试验地划分为若干小区后，把各品种以____的方式分配到各小区，且分配过程须借助于____（填一种常用随机工具或方法）实现，而不能由试验者凭主观意愿安排。这一原则的目的在于使试验中不可避免的系统误差与偶然因素的影响得以均衡，避免选择性偏差，从而使试验误差估计无偏、处理间比较____（填“有效”或“无效”）。

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27. 某农学家比较3个小麦品种（A、B、C）的产量，在一块试验地上设置4个重复区组，每区组内含3个小区。按随机化原则，每个区组内3个品种的排列须经随机方法确定，且同一区组内____（填“可以”或“不可以”）让同一品种重复占据两个小区；整个试验中每个品种共占据的小区数为____个。若某研究者为操作方便，在所有区组中均按A、B、C的固定顺序安排品种，则违背了试验设计的____原则。

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