A、二氧化碳用作灭火剂，是利用了二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大的性质，既利用了其物理性质，又利用了其化学性质，故选项错误．
B、二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料，是利用了二氧化碳与水反应生成碳酸的性质，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项错误．
C、二氧化碳参与绿色植物光合作用，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项错误．
D、干冰用作人工降雨，是利用了干冰升华时吸热的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项正确．
故选D．