4.(2024·南通)阅读短文,回答问题。
综合实践活动——设计蔬菜温室
【任务与要求】为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜,同学们为学校的劳动基地设计一个蔬菜温室,要求温度控制在20~30℃之间。
【设计与实施】
任务一:设计温室结构。温室设计为玻璃顶的长方体结构,体积为80 m³。由立柱和横梁支撑,墙体四周装有保温层。查阅资料获知,立柱的承重比$\gamma$指立柱能承受的最大质量与其质量的比值,能反映承重效率,立柱横截面的形状是影响承重比的重要因素之一,为研究它们之间的关系,利用塑料立柱模型进行实验,发现在其他条件均相同时,横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是$\gamma_{三}<\gamma_{四}<\gamma_{五}<\gamma_{六}$。
任务二:设计温控系统。温控系统原理如图甲,控制电路的电源电压为6 V,电阻箱$R_{0}$的阻值调为90 Ω,热敏电阻$R_{1}$的阻值随温度的变化图像如图乙。当控制电路中的电流达到30 mA时,衔铁被吸下;当电流降低到25 mA时,衔铁被弹回。已知工作电路中电热丝$R$的电阻为22 Ω,浴霸灯$L$标有“220 V 275 W”字样。
【交流与评价】如表所示是任务二的部分评价指标,根据评价表对活动进行评价。
(1)关于设计蔬菜温室的实践活动,下列说法不正确的是______。
A. 屋顶选用绿色玻璃不利于蔬菜生长
B. 墙体选用隔热性能好的材料
C. 图甲浴霸灯是为了降温时能平缓些
D. 图甲中通电线线圈上端是S极
(2)由模型实验可知,搭建温室选用______(三角形/正方形/圆形)立柱的承重比大;已知模型的承重比为$\gamma$,质量为$m$,受力面积为$S$,$g$为已知常量,则其上表面所能承受的最大压强$p =$______。
(3)电热丝通电5 min产生的热量使温室内气温升高5.5℃,则空气吸收的热量为______J,电热丝对温室的加热效率约为______%;电磁铁线圈的电阻忽略不计,电热丝刚停止工作时,室温为______℃。 [$ \rho_{空气}$取1.25 kg/m³,$c_{空气}$取1.0×10³ J/(kg·℃)]
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价,你的评价等级为______,依据是______________________________;进一步给出优化建议:______________________________。
综合实践活动——设计蔬菜温室
【任务与要求】为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜,同学们为学校的劳动基地设计一个蔬菜温室,要求温度控制在20~30℃之间。
【设计与实施】
任务一:设计温室结构。温室设计为玻璃顶的长方体结构,体积为80 m³。由立柱和横梁支撑,墙体四周装有保温层。查阅资料获知,立柱的承重比$\gamma$指立柱能承受的最大质量与其质量的比值,能反映承重效率,立柱横截面的形状是影响承重比的重要因素之一,为研究它们之间的关系,利用塑料立柱模型进行实验,发现在其他条件均相同时,横截面为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形模型的承重比关系是$\gamma_{三}<\gamma_{四}<\gamma_{五}<\gamma_{六}$。
任务二:设计温控系统。温控系统原理如图甲,控制电路的电源电压为6 V,电阻箱$R_{0}$的阻值调为90 Ω,热敏电阻$R_{1}$的阻值随温度的变化图像如图乙。当控制电路中的电流达到30 mA时,衔铁被吸下;当电流降低到25 mA时,衔铁被弹回。已知工作电路中电热丝$R$的电阻为22 Ω,浴霸灯$L$标有“220 V 275 W”字样。
【交流与评价】如表所示是任务二的部分评价指标,根据评价表对活动进行评价。
(1)关于设计蔬菜温室的实践活动,下列说法不正确的是______。
A. 屋顶选用绿色玻璃不利于蔬菜生长
B. 墙体选用隔热性能好的材料
C. 图甲浴霸灯是为了降温时能平缓些
D. 图甲中通电线线圈上端是S极
(2)由模型实验可知,搭建温室选用______(三角形/正方形/圆形)立柱的承重比大;已知模型的承重比为$\gamma$,质量为$m$,受力面积为$S$,$g$为已知常量,则其上表面所能承受的最大压强$p =$______。
(3)电热丝通电5 min产生的热量使温室内气温升高5.5℃,则空气吸收的热量为______J,电热丝对温室的加热效率约为______%;电磁铁线圈的电阻忽略不计,电热丝刚停止工作时,室温为______℃。 [$ \rho_{空气}$取1.25 kg/m³,$c_{空气}$取1.0×10³ J/(kg·℃)]
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价,你的评价等级为______,依据是______________________________;进一步给出优化建议:______________________________。
答案
4.(1)D (2)圆形 $\frac{\gamma mg}{S}$ (3)$5.5×10^{5}$ 83.3 20 (4)良好 蔬菜温室能自动控制室温升降,且降温较平缓,但温度只能控制在13~20℃之间 适当调大电阻箱$R_{0}$的阻值(或适当减小控制电路的电源电压)
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