Question

3．阅读短文，回答问题
沸水也能结冰？
沸水也能结冰吗？在地球表面自然环境中的确不可能，但人为改变外界环境因素后一切皆有可能．科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封（如图甲），用抽气机向外抽气，奇怪的现象发生了：杯子中的水沸腾了，继续抽气，杯子中上层水仍在沸腾，下层水开始结冰，最终水全部结成了冰．原来随着玻璃罩中的空气被抽出，玻璃杯中水面上方的气体压强越来越小，水的沸点降低，一直降到室温，故杯中的水沸腾了．研究表明晶体的熔点（或凝固点）也与压强有关，压强越小，晶体的熔点（或凝固点）越高，所以当玻璃罩中气体压强减小到足够低时，水的凝固点升高到室温，故沸腾的水很快结冰了．

（1）由于能量的转移和转化具有方向性，所以地球表面自然环境中，杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象不可能（可能/不可能）存在；
（2）如图乙．在温度较低的环境中将一根两端拴有重物的细金属丝，挂在一个粗大的冰块上．一段时间后，钢丝穿冰块而过，而冰块完整无缺．使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大（钢丝对冰块的）压强，从而使冰的熔点降低（降低/提高/保持不变），所以细金属丝下方的冰块熔化，由于环境温度较低，熔化而成的水又很快凝固（填写物态变化名称）故钢丝穿冰块而过且不留缝隙；
（3）滑冰运动员所穿滑冰鞋都带有冰刀，如图丙所示，在滑冰过程中，冰刀通过做功的方式使得冰的内能变大，同时增大（增大/减小）了对冰面的压强，从而改变了冰的熔点，使得冰刀划过的冰面容易熔化，最终能起到减小摩擦力的作用．

Answer 1

分析 结合材料中的叙述，运用能量转化、增大压强的现象、物态变化、做功改变物体的内能、减小摩擦力的方法等知识，可对题干中的问题逐一做出解答．

解答 解：（1）结合材料和生活经验可知，由于能量的转移和转化具有方向性，所以地球表面自然环境中，杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象不可能存在；
（2）图乙中，钢丝穿冰块而过，而冰块完整无缺．这一现象中，使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大（钢丝对冰块的）压强，前者减小了受力面积，后者增大了压力；
当压强增大时，可使冰的熔点降低，所以细金属丝下方的冰块熔化；由于环境温度较低，熔化而成的水又很快凝固，故钢丝穿冰块而过且不留缝隙；
（3）如图丙，在滑冰过程中，冰刀通过做功的方式使得冰的内能变大，同时增大了对冰面的压强，从而改变了冰的熔点，使得冰刀划过的冰面容易熔化，最终能起到减小摩擦力的作用．
故答案为：（1）方向性；不可能；
（2）增大（钢丝对冰块的）压强；降低；凝固；
（3）做功；增大；减小摩擦力．

点评 本题通过自然界中的一些现象的思考，考查了与力学、热学等相关的多个知识点，体现了物理知识在生活中的应用，值得我们关注．