1.详细分析，故宫金匾在冬至被照亮的原因，原描述其过程。
①“乾清宫内‘正大光明’匾额在冬至日前被点亮，与乾清宫的建筑布局、太阳高度角、金砖地面的反射、太阳东升西落的规律、屋檐出挑做法等多个因素密切相关。”
②乾清宫坐北朝南，有利于采光。冬至日，太阳直射南回归线，太阳光对北半球最倾斜，太阳高度角最小。北京当日的太阳高度角约为27度，而故宫古建筑屋檐起翘的斜度一般在26度至30度之间，阳光近似与屋檐“平行”，因此能照射到乾清宫内的金砖上。金砖光亮如镜，使阳光产生镜面反射，反射的光束汇聚到“正大光明”匾额及下方的五条金龙上，使其发出夺目的金光。
③“冬季太阳东南升，西南降落，阳光照射方向是由西北到东北，故匾额自西向东依次被点亮”。太阳高度角在冬至日后逐渐变大，北京夏至日的太阳高度角约为73度，大于故宫古建筑屋檐起翘的斜度，故屋檐能将阳光遮挡在室外，保证夏日室内凉爽。
2.故宫冬季取暖的措施及其加热过程。
①故宫建筑内主要靠“火地”取暖，相当于现在的地暖。“火地”由位于窗户外的地下操作口、窗户里的地下炉腔、室内地面砖下面的火道、室外台基侧面的出烟口组成。
②服务人员从操作口将木炭放入地下炉腔内，炭火产生的热源沿着火道扩散，加热地砖，被加热的地砖将热量向上传导，保持室内温暖。这一过程中产生的少量烟尘则从出烟口排出火道。
③热量沿着主烟道向室内深处扩散，再沿着支烟道向两侧扩散，将热量均匀送到室内。因主、支烟道的结构像蜈蚣，故称“蜈蚣道”。火源位置位于室内最低点，主烟道从火源位置向室内延伸，高度逐渐上升，剖面呈斜坡状。这样，热量就能由下向上迅速扩散到室内。
3.详细说明故宫夏季冰鉴的使用及其影响。
夏天用冰时少不了“冰鉴”，这是古代的冰箱。据文献记载，冰鉴在周朝时就已出现，用于冷冻食物。到明清时，冰鉴依旧是故宫里最主要的消暑工具。冰鉴由箱体与箱座两部分组成，周乾介绍说，其使用方法很简单：在箱体内放入冰块，冰块上放架空搁板，搁板上可放西瓜、荔枝、葡萄等夏令水果，盖上面板密封。箱体内的冰块融化，产生凉气，由面板上的钱纹孔向上冒出，散发到室内以降温。冰块融化后的水，则从出水孔流出，进入箱座架子下放置的水盆里。这样，冰鉴既能“冰镇”水果，又能给室内降温。
