國中教育會考
111年
自然
第 12 題
小蘭想了解山坡地發生山崩時，不同因素對建築物破壞程度的影響，而設計以下實驗，裝置如圖(三)所示。$\theta$為斜面與水平面間的夾角，實驗方式是讓石塊從斜面上滑落撞擊下方的模型房屋。表(四)則是小蘭 4 次實驗的一些參數。下列有關此實驗的敘述，何者正確？
- A 在實驗編號 1、2 中，石塊重量控制不變
- B 在實驗編號 3、4 中，斜面長度控制不變
- C 若要了解夾角$\theta$的影響，可參考實驗編號 2、4 的結果
- D 若要了解斜面長度的影響，可參考實驗編號 1、3 的結果
思路引導 VIP
如果今天我們想測試「斜面長度」會不會影響房屋的破壞程度，為了確保實驗結果公平，除了斜面長度以外的條件（像是夾角、石塊重量）應該怎麼處理呢？帶著這個想法，你能不能檢查一下表格裡的四次實驗，看看哪兩個編號湊在一起才符合這個公平的原則？
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AI 詳解
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太棒了！你精準地選出了正確答案 A，代表你對判讀實驗數據表非常有敏銳度。我們直接來看表(四)，在實驗編號 1 和 2 的資料中，石塊的重量都是 $2\text{ kgw}$，這表示在這兩個實驗裡，「石塊重量」被固定保持不變，也就是我們理化常說的控制變因。
變因控制的實驗精神
科學實驗中最重要的一把尺就是「控制變因法」。如果要探討某一個特定因素的影響（操縱變因），其他所有的條件都必須保持完全相同。
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科學探究：變因控制
💡 實驗時僅能改變一個變因，其餘條件必須保持不變。
| 比較維度 | 操縱變因 | VS | 控制變因 |
|---|---|---|---|
| 變更數量 | 僅限一個 | — | 除了操縱變因外的全部 |
| 實驗目的 | 測試該因素對結果的影響 | — | 排除其他因素的干擾 |
| 範例(本題) | 若測夾角，則僅夾角不同 | — | 重量、長度等皆需相同 |
💬確保「單一變因」才能精準分析實驗的因果關係。
