2025年道具城堡测试题及答案

2025年道具城堡测试题及答案一、基础理论题（共30分）1.（5分）当前道具制作领域广泛应用的"生态级复合板材"主要由哪三种基础材料构成？其在湿度85%、温度35℃环境下的24小时膨胀率需控制在多少以内？请简述该材料相较于传统密度板的核心优势。答案：生态级复合板材由竹纤维颗粒（40%）、再生PET短纤（35%）、生物基环氧树脂（25%）构成。在85%湿度/35℃环境下，24小时膨胀率需≤0.8%。核心优势体现在：①甲醛释放量≤0.02mg/m³（欧标E0级为0.05mg/m³）；②抗冲击强度比传统密度板高30%；③可完全降解周期缩短至18个月（传统密度板需50年以上）。2.（6分）舞台道具火焰效果制作中，"冷焰技术"需满足的三个核心安全指标是什么？若需呈现持续15秒、高度80cm的黄色火焰效果，应选择哪种燃料组合？简述其配比要求。答案：核心安全指标：①火焰表面温度≤45℃（接触5秒不造成皮肤灼伤）；②燃烧产物中CO浓度≤50ppm；③无可见烟尘排放（PM2.5≤10μg/m³）。应选择丙二醇（70%）+生物乙醇（25%）+荧光黄着色剂（5%）的组合。配比要求：丙二醇与生物乙醇的体积比需严格控制在2.8:1，着色剂需采用微胶囊包裹技术（粒径≤5μm），防止燃烧过程中发生聚沉影响显色均匀性。3.（7分）简述19世纪欧洲戏剧道具中"机械传动式魔法灯"的工作原理。若要复刻该装置，需重点注意哪三个机械结构的精度控制？当前可采用哪些现代材料替代原始黄铜部件以提升耐用性？答案：工作原理：通过齿轮组（传动比1:8）将手动摇柄的旋转运动转化为镜筒的线性移动（行程120mm），同时利用凸轮结构（偏心距15mm）控制遮光板的开合频率（3次/秒），配合煤油灯（400流明）的光源，在背景幕布上形成动态光影效果。复刻时需重点控制：①齿轮组的齿距误差（≤0.05mm）；②凸轮轮廓线的表面粗糙度（Ra≤0.8μm）；③镜筒导轨的直线度（每米≤0.1mm）。现代替代材料可选：①齿轮采用POM（聚甲醛）+碳纤维增强（强度提升40%）；②凸轮使用铝合金7075-T6（硬度HRC35，原始黄铜为HRC12）；③导轨采用表面镀硬铬的45钢（耐磨性提升5倍）。4.（6分）数字道具设计中，"触觉反馈系统"的常见实现方式有哪三种？若需在30cm×30cm×10cm的道具表面实现"冰凉金属触感"的动态反馈（温度范围-5℃至25℃，响应时间≤0.3秒），应选择哪种技术方案？需配置哪些核心组件？答案：常见实现方式：压电振动反馈、形状记忆合金形变反馈、热电制冷/制热反馈。应选择热电制冷（TEC）+导热硅胶矩阵的组合方案。核心组件包括：①TEC半导体片（型号TEC1-12706，最大温差67℃）；②厚度0.5mm的铝制导热基板（表面蚀刻0.2mm深的网格槽）；③填充于网格槽内的石墨烯导热胶（热导率5W/m·K）；④温度传感器（PT1000，精度±0.1℃）；⑤微型控制器（STM32F407，PWM控制频率20kHz）。5.（6分）传统戏曲道具"水袖"的现代改良需满足哪四个功能需求？若要制作可自动收放（收放时间≤2秒）、重量≤150g的智能水袖，应采用哪种驱动方式？简述传动机构的设计要点。答案：功能需求：①保留传统垂坠感（摆动惯性矩≥0.01kg·m²）；②可调节长度（基础长度1.2m，扩展至1.8m）；③表面抗污（接触角≥110°）；④机洗50次不变形（缩水率≤1%）。驱动方式应选择形状记忆合金（SMA）丝驱动。传动机构设计要点：①SMA丝（直径0.3mm，相变温度70℃）沿水袖内缘呈螺旋状布置（螺距10mm）；②每根SMA丝配置独立的镍铬合金加热线（直径0.1mm，电阻15Ω/m）；③在水袖根部设置微型卷收器（含涡卷弹簧，预紧力2N），与SMA丝形成拮抗驱动；④需集成温度传感器（DS18B20）和过流保护电路（动作电流1.2A）。二、操作实践题（共40分）（一）修复任务（20分）现有一件破损的1:1比例中世纪骑士胸甲道具（材质为玻璃纤维增强环氧树脂，表面做旧处理），损伤情况如下：左胸位置有一处12cm×8cm的贯穿性裂缝（最大裂宽3mm），裂缝边缘存在5处直径2-5mm的崩缺；胸甲内侧对应位置的加强筋（铝合金方管，40mm×20mm×3mm）发生0.5mm的弯曲变形。要求在2小时内完成修复，修复后需满足：①表面平整度误差≤0.5mm；②整体承重≥80kg（单点受力）；③做旧效果与原道具色差ΔE≤1.5（CIELAB标准）。操作步骤及要点：1.预处理（20分钟）：用软毛刷清理裂缝内的灰尘，使用无水乙醇（99.7%）擦拭裂缝边缘（宽度5cm范围），去除表面油污；对崩缺处使用精密角磨机（转速3000rpm）打磨出45°坡口（深度2mm），确保新老材料结合面积；内侧加强筋矫正：使用手动液压钳（最大压力5吨）配合木质衬板（厚度10mm），缓慢施加压力至变形恢复（每5秒增压0.5吨），过程中用塞尺检查间隙（目标≤0.1mm）。2.结构修复（40分钟）：调配修补胶：取双组分环氧胶（A组分：B组分=3:1），添加15%的玻璃纤维短切纱（长度3mm），搅拌均匀（转速200rpm，时间3分钟）；填充裂缝：用塑料刮刀将胶料填入裂缝（分层填充，每层厚度≤2mm，每层间隔10分钟），最后一层需高出表面1mm；崩缺修补：将胶料与原道具表面碎屑（过80目筛）按1:0.3比例混合，填入坡口内（压实密度≥1.8g/cm³），表面覆盖离型膜（厚度0.1mm），用橡胶辊均匀施压（压力0.2MPa）。3.表面处理（30分钟）：待胶料完全固化（25℃环境下需60分钟，可采用红外灯加热至40℃缩短至30分钟），使用600目水砂纸湿磨至与原表面齐平（打磨方向与胸甲弧度一致）；做旧修复：取原道具表面涂层样本，用色差仪（NH310）测量色值（L=45.2，a=3.8，b=-2.1），调配丙烯颜料（钛白:熟褐:群青=5:3:1），添加5%的细砂（200目）增加质感；采用喷笔（口径0.3mm，气压0.2MPa）薄涂3遍（每遍间隔5分钟），最后用旧牙刷蘸取稀释后的黑色墨水（水:墨水=5:1）弹洒出斑点效果（斑点直径1-3mm，密度5个/cm²）。4.测试验证（10分钟）：平整度检测：使用30cm靠尺配合塞尺，最大间隙≤0.5mm；承重测试：在修复位置放置50kg砝码（接触面积10cm×10cm），保持5分钟无变形；叠加至80kg，观察3分钟无开裂；色差检测：用色差仪测量修复区域与原表面，ΔE值需≤1.5（实际控制在1.2以内）。（二）制作任务（20分）需制作一个"魔法书"道具，要求：①外观为16世纪欧式精装书（尺寸25cm×18cm×8cm）；②翻开时自动触发内部LED灯效（3秒渐亮至300流明，持续10秒后渐灭）；③书脊位置隐藏微型扬声器（可播放3秒的魔法音效，音量60-70dB）；④整体重量≤1.2kg；⑤闭合时无外露导线，防水等级IP53。制作流程及技术要点：1.结构设计（30分钟）：书壳：外层使用植鞣牛皮（厚度1.2mm），内衬EVA泡棉（密度30kg/m³，厚度5mm），书脊处嵌入3mm厚的PVC支撑板（内开导线槽，宽度2mm）；内页：采用艺术纸（克重250g，厚度0.3mm），中间3页掏空形成灯腔（尺寸15cm×10cm×2mm），灯腔边缘粘贴导光膜（雾面，透光率85%）；电子模块：选用3.7V聚合物锂电池（容量500mAh，厚度2mm），安装于书脊底部（与扬声器并列）；LED灯带（5050型号，6颗/米，色温3000K）沿灯腔边缘布置；微型扬声器（8Ω/0.5W，尺寸15mm×15mm×5mm）嵌入书脊中部，与LED共用控制板（ATtiny85，程序烧录渐亮/渐灭曲线）。2.电子集成（40分钟）：导线处理：使用0.1mm²的镀银铜导线（外径0.5mm），沿书脊PVC板的线槽布置，连接处用热缩管（内径1mm）包裹；开关设计：在书壳内侧安装磁性干簧管（触发距离≤5mm），与书芯内的永磁铁（尺寸5mm×5mm×2mm）配合，翻开时磁铁远离干簧管，电路导通；防水处理：所有电子元件表面涂覆防水胶（道康宁1-2577，厚度0.1mm），导线入口处用硅橡胶密封（填充率≥90%）。3.外观制作（50分钟）：皮革处理：牛皮表面做旧（涂抹咖啡溶液+钢丝球轻擦），边缘削薄至0.8mm，用木槌敲击出自然褶皱；装订工艺：内页用棉线锁线装订（针距10mm），书脊处涂抹骨胶（浓度30%），粘贴纱布（克重30g）增强韧性；装饰细节：在书角安装黄铜包角（厚度0.5mm，表面做旧处理），书脊压印烫金纹饰（温度120℃，压力0.3MPa，时间2秒）。4.测试调整（20分钟）：重量测试：整体称重≤1.2kg（实际控制在1.05kg）；灯效测试：翻开后3秒内亮度从0渐增至300流明（用照度计测量中心位置），10秒后1秒内渐灭；音效测试：用声级计在30cm距离测量，音量65±5dB，无破音；防水测试：用喷雾器持续喷洒30秒（水量500ml），内部无进水（用纸巾擦拭导线接口无湿痕）。三、综合分析题（共30分）某儿童剧《森林探险》需制作一套"魔法植物"道具，包括会"生长"的藤蔓（30秒内从0.5m延伸至2m）、能"发光"的蘑菇（颜色随剧情从绿色渐变为紫色）、会"说话"的树桩（可识别1米内儿童的声音并回应简单语句）。请从材料选择、机构设计、电子控制、安全规范四个维度，撰写详细的制作方案（需包含具体参数）。答案要点：1.材料选择：藤蔓：采用热收缩管（EVA材质，收缩比3:1，初始直径10mm，收缩后直径3mm）+记忆棉条（密度20kg/m³，初始长度0.5m，受挤压可延伸至2m）；表面覆盖人造苔藓（单丝直径0.1mm，抗撕裂强度≥5N）；蘑菇：菌盖使用半透明硅胶（透光率70%，邵氏硬度A30），菌柄为中空ABS（壁厚2mm，密度1.05g/cm³）；内部填充导光纤维（直径0.5mm，数值孔径0.5）；树桩：外壳用聚氨酯泡沫（密度40kg/m³，表面喷涂水性漆），内部支撑为松木框架（含水率8%，尺寸30cm×30cm×20cm）。2.机构设计：藤蔓生长：采用双驱动结构——内部记忆棉条由微型推杆（行程1.5m，推力5N，速度60mm/s）牵引延伸，外部热收缩管通过加热丝（镍铬合金，直径0.2mm，功率5W）加热收缩（温度80℃，收缩时间30秒），实现外层收缩、内层延伸的复合生长效果；蘑菇发光：菌盖内部嵌入RGBLED灯带（2835型号，12颗/米），沿导光纤维螺旋布置（螺距20mm），通过混光实现绿→紫渐变（色坐标从(0.3,0.6)渐变为(0.2,0.1)）；树桩说话：安装麦克风（灵敏度-42dB，指向性全向）和扬声器（4Ω/1W，尺寸40mm），搭载语音识别模块（LD3320，训练5组关键词："你好""这是什么""救命""回家""再见"），响应时间≤1秒。3.电子控制：主控板：ArduinoNano（3.3V供电），集成无线模块（nRF24L01）与总控台同步；电源管理：藤蔓推杆（5V/1A）、加热丝（12V/0.5A）、蘑菇LED（5V/0.3A）、树桩模块（5V/0.2A）分路供电，使用锂电池（7.4V/2000mAh）+DC-DC转换器（效率≥90%）；程序逻辑：藤蔓：接收到"生长"信号后，推杆启动（0-25秒），同时加热丝通电（0-20秒，20秒后断电冷却）；蘑菇：接收到"变色"信号后，LED按预设曲线（256级PWM）渐变（0-15秒绿→蓝，15-30秒蓝→紫）；树桩：持续监听麦克风（每0.5秒采样），识别到关键词后，从SD卡调用对应音频（WAV格式，16kHz采样率），通过扬声器播放（音量限制在75dB以内）。4.安全规范：机械安全：藤蔓推杆最大推力≤5N（避免夹伤），蘑菇菌盖边缘倒