1. 《天工开物》中对炼锌有这样的记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团,冷定毁罐取出.”如图所示,下列有关炼锌的说法正确的是 ()


A.炼锌时用煤炭饼燃烧加热的热效率可以达到100%
B.熔化成液态的金属锌倒入罐子,凝固过程中内能减小
C.炉甘石被烧红是通过做功的方式改变内能的
D.金属锌在冷却的过程中锌原子之间的距离变大

1. B

【分析】本题结合古代炼锌的记载，考查物理相关基础知识，需逐个分析选项，判断各说法的正误，核心涉及热效率、内能变化、内能改变方式、物态变化中原子间距的变化等知识点。
【解析】
选项A：煤炭饼燃烧加热时，热量会向周围环境散失，同时容器也会吸收部分热量，因此热效率不可能达到100%，A错误。
选项B：液态金属锌凝固成固态锌的过程中，需要放出热量，内能减小，B正确。
选项C：炉甘石被烧红是因为煤炭燃烧的热量传递给了炉甘石，是通过热传递的方式改变内能，并非做功，C错误。
选项D：金属锌冷却时，从液态变为固态，锌原子之间的距离会变小（固态物质的原子间距小于液态），D错误。
【答案】B
【知识点】内能的改变、物态变化、分子间作用力
【点评】本题以古代炼锌的记载为背景，将物理知识与实际应用结合，考查学生对基础物理概念的理解，难度适中，属于基础题型。
【难度系数】0.6

2. 万唯原创 如图是我国古籍《天工开物》中描绘的炼锡炉旁劳作的场景，工人将固态的锡放入烧得正旺的炼锡炉中，一段时间后锡的温度明显升高.该过程中锡的内能（选填“增大”“不变”或“减小”），这是通过的方式改变锡的内能，生活中利用该方式改变内能的一个实例是（合理即可）.

2. 增大 热传递 冬天用暖手袋暖手(晒太阳等)

【分析】首先明确同一物体的内能与温度的关系：温度升高时，分子热运动加剧，内能增大；其次区分改变内能的两种方式（做功和热传递），判断本题中锡内能增加的方式；最后结合生活实例列举热传递改变内能的例子。
【解析】1. 锡的温度明显升高，对于同一物体，温度越高内能越大，因此锡的内能增大；2. 锡从高温的炼锡炉吸收热量，内能增加，这种通过热量转移改变内能的方式是热传递；3. 生活中利用热传递改变内能的实例有很多，如冬天用暖手袋暖手、晒太阳取暖等，合理即可。
【答案】增大 热传递 冬天用暖手袋暖手(合理即可)
【知识点】内能的改变 热传递
【点评】本题考查热学基础知识点，难度较低，帮助学生巩固内能与温度的关系及改变内能的方式，结合生活实例理解知识点，实用性较强。
【难度系数】0.3

3. 《天工开物》中记载了多种布料染色工艺，很多流传至今，其中香云纱的制作用到了其中的一些染色工艺，下列说法正确的是（）

A.将薯莨捣碎提取染料的过程中能量不守恒
B.用木柴加热染料时，木柴不完全燃烧，木柴热值变小
C.将丝绸在加热后的染料中浸染可以加快上色，是因为温度越高扩散现象越明显
D.将上色的布料在太阳下晾晒，布料含有的热量变大

3. C

【分析】
本题考查物理基础概念的应用，需逐一分析每个选项对应的物理知识，判断说法是否正确。先回忆能量守恒定律、热值的特性、扩散现象的影响因素、热量的概念，再结合各选项描述判断对错，最终确定正确选项。
【解析】
选项A：能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本规律，任何能量转化或转移过程都遵守能量守恒，提取染料的过程中能量守恒，故A错误；
选项B：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关，木柴不完全燃烧时热值不变，故B错误；
选项C：扩散现象与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散速度越快，因此加热后的染料中浸染丝绸，温度高加快了染料分子向丝绸的扩散，从而加快上色，故C正确；
选项D：热量是过程量，描述的是热传递过程中能量的转移量，不能说物体“含有”热量，只能说吸收或放出热量，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
扩散现象、热值、热量的概念
【点评】
本题结合传统文化中的工艺考查物理基础概念，侧重对易混知识点的辨析，需要准确掌握各物理概念的内涵，难度适中。
【难度系数】
0.7

4. 如图所示为《天工开物》记载的“万人敌”,这是一种守城用的大型爆炸燃烧式武器.它的制造方法是将中空的泥团晒干,再从泥团上预留的小孔装入火药,掺入有毒物质,把火药压实并安装上引信以后,再用木框将其框住.点火时点燃引信,火焰从四面喷射,该过程将能转化为内能;同时会不断旋转,烧灼敌军,旋转的过程与四冲程热机的冲程的能量转化方式相同.

4. 化学 做功

【分析】
要解答本题，需分两步分析能量转化及对应热机冲程：第一步，判断火药燃烧时的能量转化，火药储存化学能，燃烧时释放热量，转化为内能；第二步，分析武器旋转过程的能量转化，旋转是内能转化为机械能，对应四冲程热机中内能转化为机械能的做功冲程。
【解析】
1. 点火时，火药发生燃烧，消耗自身储存的化学能，释放出热量，将化学能转化为内能；
2. 武器旋转的过程中，内能转化为机械能，四冲程热机的做功冲程是将内能转化为机械能，因此该过程与做功冲程的能量转化方式相同。
【答案】
化学；做功
【知识点】
能量的转化、热机的冲程
【点评】
本题结合古代科技发明考查能量转化和热机冲程的知识点，联系实际，难度适中，注重基础应用。
【难度系数】
0.6

5. (定心卷改编)如图所示,《天工开物》记载了菜籽油的榨取过程:“榨具已整理,则取诸麻菜子入釜,文火慢炒……透出香气.”在某次炒菜籽的过程中,需要将10 kg 的菜籽从20 ℃加热到140 ℃,菜籽吸收的热量为 J;若加热这些菜籽需要完全燃烧2 kg 的干木柴,加热菜籽的热效率为. [菜籽的比热容取$1.0×10^3 J/(kg·℃), q_{干木柴}=1.2×10^7 J/kg$]

5. $1.2×10^6$ 5% 【解析】菜籽吸收的热量$Q_{吸}=c_{菜籽}m_{菜籽}(t-t_0)=1.0×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×(140\ ℃-20\ ℃)=1.2×10^6\ \mathrm{J}$;2 kg干木柴完全燃烧放出的热量$Q_{放}=q_{干木柴}m_{干木柴}=1.2×10^7\ \mathrm{J/kg}×2\ \mathrm{kg}=2.4×10^7\ \mathrm{J}$,加热菜籽的热效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}=\frac{1.2×10^6\ \mathrm{J}}{2.4×10^7\ \mathrm{J}}=0.05=5\%$.

【分析】
要解答本题，需分三步思考：首先利用吸热公式计算菜籽吸收的热量，接着利用燃料放热公式计算干木柴完全燃烧放出的热量，最后根据热效率的定义（吸收热量与放出热量的比值）计算加热的热效率。每一步需明确对应物理公式，代入数据时注意单位统一。
【解析】
1. 计算菜籽吸收的热量：
根据吸热公式 $ Q_{吸} = c_{菜籽}m_{菜籽}(t - t_0) $，代入已知数据：
$ c_{菜籽}=1.0×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $，$ m_{菜籽}=10\ \mathrm{kg} $，$ t=140℃ $，$ t_0=20℃ $，
得 $ Q_{吸}=1.0×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×(140℃ - 20℃)=1.2×10^6\ \mathrm{J} $。
2. 计算干木柴完全燃烧放出的热量：
根据放热公式 $ Q_{放}=q_{干木柴}m_{干木柴} $，代入已知数据：
$ q_{干木柴}=1.2×10^7\ \mathrm{J/kg} $，$ m_{干木柴}=2\ \mathrm{kg} $，
得 $ Q_{放}=1.2×10^7\ \mathrm{J/kg}×2\ \mathrm{kg}=2.4×10^7\ \mathrm{J} $。
3. 计算加热菜籽的热效率：
热效率公式为 $ \eta = \frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\% $，代入数据：
$ \eta = \frac{1.2×10^6\ \mathrm{J}}{2.4×10^7\ \mathrm{J}}×100\% = 5\% $。
【答案】
$1.2×10^6$；$5\%$
【知识点】
热量计算；热效率计算
【点评】
本题为基础的热量与热效率计算题，考查学生对吸热公式、放热公式及热效率定义的应用，步骤清晰，计算难度低，是常规的物理基础题型。
【难度系数】
0.7