1.我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法：先后用泥土制作“模骨”，干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸，在油蜡上雕刻各种图案，然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后，外施火力炙化其中油蜡，油蜡流出形成空腔，在空腔中倒入铜液，待铜液冷却后，钟鼎成矣。下列说法正确的是()。

A.“炙化其中油蜡”是升华过程
B.“炙化其中油蜡”是液化过程
C.铜液冷却成钟鼎是凝固过程
D.铜液冷却成钟鼎是凝华过程

C

【分析】
要解答本题，需先明确各物态变化的定义，再结合题目描述的两个核心过程逐一判断选项：首先回忆物态变化类型：升华是固态直接变为气态，液化是气态变为液态，凝固是液态变为固态，凝华是气态直接变为固态；题目中“炙化油蜡”是油蜡从固态变为液态，“铜液冷却成钟鼎”是铜从液态变为固态，据此分析选项对错。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：“炙化其中油蜡”是油蜡由固态变为液态，属于熔化过程，而非升华（升华是固态直接变气态），A错误。
选项B：液化是气态变为液态，油蜡是固态变液态，不属于液化，B错误。
选项C：铜液为液态，冷却后变成固态的钟鼎，物质由液态变为固态的过程是凝固，C正确。
选项D：凝华是气态直接变为固态，铜液冷却成钟鼎是液态变固态，不属于凝华，D错误。
【答案】
C
【知识点】
物态变化（熔化、凝固）
【点评】
本题考查物态变化的基础概念，需准确区分熔化、凝固、液化、升华、凝华的定义，结合题目实际过程分析即可，属于对核心概念的直接考查，难度较低。
【难度系数】
0.6

2. 为保证青藏铁路冻土区路基的稳定性，铁路两侧安装了许多封闭的中空热棒。如图所示，热棒下端插在冻土中，内部填充低沸点的液态氨，利用氨的物态变化给冻土降温，把冻土中的热量“搬运到”热棒上端，通过散热片向空中放热，从而使冻土保持稳定。下列说法正确的是（）。


A.氨在热棒下端发生的物态变化是汽化
B.氨在热棒上端发生的物态变化是凝固
C.应使用隔热性能好的材料制作热棒
D.为降低成本，可以使用液态水替代液态氨

A

【分析】
要解决这道题，需先明确热棒的工作原理：热棒下端的液态氨吸收冻土热量发生物态变化，上端的气态氨向外界放热发生物态变化，核心是利用物态变化的吸放热实现热量转移。再逐一分析每个选项，结合物态变化的定义、吸放热特点及材料性质判断正误。
【解析】
A选项：热棒下端的液态氨需吸收冻土的热量，从液态变为气态，该物态变化是汽化，汽化过程吸热，能为冻土降温，故A正确；
B选项：热棒上端的气态氨通过散热片向空中放热，从气态变为液态，该物态变化是液化，而非凝固（凝固是液态变为固态），故B错误；
C选项：热棒的作用是传递冻土的热量到上端散热，应选用导热性能好的材料，若隔热性能好则无法完成热量传递，故C错误；
D选项：液态氨沸点低，易汽化吸热，而水的沸点为100℃，常温下难以汽化，无法有效吸收冻土热量，不能用液态水替代，故D错误。
【答案】
A
【知识点】
物态变化、热传递
【点评】
本题结合青藏铁路热棒的实际应用，考查物态变化的相关知识，侧重对汽化吸热、液化放热特点的理解，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.3

3. 由于全球变暖，世界各地许多冰川开始快速消融。为了保护蕴含丰富地质学信息的四川达古冰川，科学家正在探索如何为冰川盖上“被子”以减小太阳辐射对冰川消融的影响。市场上有同种规格的白色、灰色、黑色三种颜色的纳米纤维布，选谁做“被子”呢？请你设计一个可操作的选择方案。
4. 我国的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路，在冻土区的铁路两侧安装有许多热棒，如图甲所示。热棒是封闭的中空长棒，上端装有散热片，下端插在冻土中。里面填充低沸点的液态氨作为制冷剂，如图乙所示。液态氨通过与气态氨的相互变化过程，带走冻土层的热量，使冻土层保持低温而不会熔化。请根据以上信息回答下列问题。
(1)热棒中填充液态氨的原因。
(2)简述氨在热棒中是如何循环工作制冷的。

甲 乙

解：
3. 选择方案：
取三块完全相同的烧杯，分别加入等质量、温度相同的碎冰，将白色、灰色、黑色三种同规格的纳米纤维布分别完全覆盖在烧杯口，再将三个烧杯同时放在同一处阳光直射的位置；
静置相同时间后，称量三个烧杯中剩余碎冰的质量，剩余碎冰质量最大的烧杯对应的布料，即为最适合做冰川“被子”的材料。
4. (1) 液态氨的沸点很低，很容易发生汽化，汽化过程需要吸收大量的热，能够高效带走冻土层的热量，满足制冷需求。
(2) 位于热棒下端的液态氨吸收冻土层的热量，发生汽化变为气态氨，气态氨密度较小向上运动到热棒上端；气态氨通过上端的散热片向外界空气放热，发生液化重新变为液态氨；液态氨受重力作用向下流回热棒下端，上述过程不断循环，持续将冻土层的热量导出，使冻土层始终保持低温不会熔化。

【分析】
第3题：要选择适合做冰川“被子”的纳米纤维布，需探究不同颜色布料对太阳辐射的吸收能力，利用控制变量法，控制其他条件相同，仅改变布料颜色，通过观察冰的消融情况判断布料的隔热效果，剩余冰质量越大，说明布料吸收太阳辐射越少，隔热效果越好，越适合作为“被子”。
第4题：热棒的制冷原理基于物态变化，结合液态氨沸点低的特点，分析其循环过程中热量的转移，从而实现保持冻土层低温的目的。
【解析】
第3题：
取三块完全相同的烧杯，分别加入等质量、温度相同的碎冰，将白色、灰色、黑色三种同规格的纳米纤维布分别完全覆盖在三个烧杯口，再将三个烧杯同时放在同一处阳光直射的位置；静置相同时间后，称量三个烧杯中剩余碎冰的质量，剩余碎冰质量最大的烧杯对应的布料，其吸收太阳辐射的热量最少，隔热效果最好，即为最适合做冰川“被子”的材料。
第4题：
(1) 液态氨的沸点很低，很容易发生汽化，汽化过程需要吸收大量的热，能够高效带走冻土层的热量，满足制冷需求，因此热棒中填充液态氨。
(2) 热棒工作时，位于下端的液态氨吸收冻土层的热量，发生汽化变为气态氨，气态氨密度较小向上运动到热棒上端；气态氨通过上端的散热片向外界空气放热，发生液化重新变为液态氨；液态氨受重力作用向下流回热棒下端，上述过程不断循环，持续将冻土层的热量导出，使冻土层始终保持低温不会熔化。
【答案】
3. 取三块完全相同的烧杯，分别加入等质量、温度相同的碎冰，将白色、灰色、黑色三种同规格的纳米纤维布分别完全覆盖在烧杯口，再将三个烧杯同时放在同一处阳光直射的位置；静置相同时间后，称量三个烧杯中剩余碎冰的质量，剩余碎冰质量最大的烧杯对应的布料，即为最适合做冰川“被子”的材料。
4. (1) 液态氨的沸点很低，很容易发生汽化，汽化过程需要吸收大量的热，能够高效带走冻土层的热量，满足制冷需求。
(2) 位于热棒下端的液态氨吸收冻土层的热量，发生汽化变为气态氨，气态氨密度较小向上运动到热棒上端；气态氨通过上端的散热片向外界空气放热，发生液化重新变为液态氨；液态氨受重力作用向下流回热棒下端，上述过程不断循环，持续将冻土层的热量导出，使冻土层始终保持低温不会熔化。
【知识点】
控制变量法、汽化与液化、热传递
【点评】
第3题结合实际问题考查控制变量法的应用，体现物理知识解决实际问题的价值；第4题结合青藏铁路热棒实例，考查物态变化知识在工程中的应用，注重知识的实际运用，难度适中，符合初中物理的考查要求。
【难度系数】
0.6