1.青少年肥胖的主要原因之一是能量摄入与消耗的长期失衡。过量摄入高热量、高脂肪、高糖分的食物会导致脂肪堆积。例如，青少年常因爱吃零食、暴饮暴食或偏好肉类而忽视蔬菜水果，导致膳食纤维和微量营养素摄入不足，进一步降低饱腹感并刺激食欲，形成恶性循环。研究显示，单纯性肥胖的青少年每日能量摄入常超过正常需求的20%，长期积累后将显著增加代谢疾病风险。
运动不足是青少年肥胖的另一主因。研究表明，每日需进行至少60 min中高强度运动才能有效促进脂肪代谢。部分青少年为快速减重选择极端节食，如跳过早餐或大幅削减热量的摄入，这反而可能引发代谢紊乱。青少年处于生长发育关键期，盲目节食易导致营养缺乏，影响骨骼发育、激素分泌及认知功能。
(1)高油脂食物热量高的物理原因是（填字母）。
A.油脂比热容大 B.油脂沸点高
C.油脂热值高 D.油脂密度大
(2)某学生当日摄入热量为2500千卡，基础代谢消耗1400千卡，跑步30 min消耗300千卡，其他活动消耗280千卡。
①1千卡定义为在1个标准大气压下将1 kg水的温度升高1 ℃所需的热量，则1千卡=J，该学生当日能量盈余为J。
$[c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·℃)]$
②消耗1 kg脂肪可以释放约$3.9×10^7 J$热量，若该学生每天保持相同盈余，这些盈余以30%的效率转化为脂肪储存在体内，则该学生30天可能增重kg。
(3)若学生进行匀速跑步练习时，消耗营养物质释放的热量中仅有25%转化为机械能用于运动。运动前期主要消耗糖原(释放热量$1.7×10^4 J/g$)，后期主要消耗脂肪(释放热量$3.9×10^4 J/g$)。两次运动中，营养物质供能占比如下表所示。

①学生20 min运动消耗的化学能为J。
②学生40 min运动消耗的脂肪质量为g。(结果精确到1 g)
③学生若要最大化减脂，应选择（选填“短时间高强度”或“长时间低强度”）运动。

(1)C
(2)①4.2×10³ 2.184×10⁶ ②0.504
(3)①1.44×10⁶ ②30 ③长时间低强度

【分析】
本题围绕能量与运动减脂的物理、生物知识展开，需分小题逐一分析：
1. 第(1)题考查热量相关概念，明确热值的定义即可判断；
2. 第(2)题需掌握热量单位换算（千卡与焦耳的转换），以及能量盈余的计算：盈余=摄入热量-总消耗热量，再结合效率计算脂肪转化量；
3. 第(3)题利用功的公式W=Pt计算机械能，结合转化效率求总化学能，再根据供能占比和不同物质的热值计算质量，最后对比供能占比判断减脂方式。
【解析】
(1) 热值是单位质量的物质完全燃烧释放的热量，高油脂食物热量高是因为油脂热值高，故选C。
(2) ① 根据热量定义，1千卡= $c_{水}mΔt = 4.2×10^3 J/(kg·℃) ×1kg×1℃=4.2×10^3 J$；
总消耗热量=基础代谢+跑步消耗+其他活动消耗=1400+300+280=1980千卡，能量盈余=2500-1980=520千卡，转换为焦耳：$520×4.2×10^3=2.184×10^6 J$；
② 每天盈余热量为$2.184×10^6 J$，30天总盈余热量=$2.184×10^6×30=6.552×10^7 J$；
转化为脂肪的热量=$6.552×10^7×30\%=1.9656×10^7 J$；
脂肪质量=总热量÷每kg脂肪释放热量=$1.9656×10^7 ÷ (3.9×10^7)=0.504 kg$；
(3) ① 20min=20×60=1200s，机械能$W=Pt=300W×1200s=3.6×10^5 J$；
消耗的化学能=机械能÷转化效率=$3.6×10^5 J ÷25\%=1.44×10^6 J$；
② 40min=40×60=2400s，机械能$W=Pt=200W×2400s=4.8×10^5 J$；
消耗的化学能=$4.8×10^5 J ÷25\%=1.92×10^6 J$；
脂肪供能=$1.92×10^6 J×60\%=1.152×10^6 J$；
脂肪质量=$1.152×10^6 J ÷(3.9×10^4 J/g)≈30 g$；
③ 对比两次运动脂肪供能占比：短时间高强度（20min）占30%，长时间低强度（40min）占60%，故最大化减脂选长时间低强度运动。
【答案】
(1)C；(2)①$4.2×10^3$；$2.184×10^6$；②0.504；(3)①$1.44×10^6$；②30；③长时间低强度
【知识点】
热值、能量守恒、功的计算
【点评】
本题结合生活实际（青少年肥胖、运动减脂），综合考查物理中热值、热量单位换算、功的计算，以及能量转化的应用，需要学生准确理解概念、细心进行单位换算和数值计算，难度适中，注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.5

2.燃油汽车和电动汽车是两种不同类型的汽车。
以下是它们之间的一些主要区别。
动力来源:燃油汽车使用内燃机和汽油或柴油来驱动汽车,而电动汽车则使用电动机和电池作为动力来源。
能源效率:内燃机的效率通常为20%~40%,而电动机的能量转换效率可以达到80%~90%,这意味着电动汽车在能量利用方面更加高效。
排放:燃油汽车在燃烧汽油或柴油时会产生大量的二氧化碳、一氧化碳等气体,对环境造成严重影响。相比之下,电动汽车在运行过程中几乎不产生尾气,只在充电过程中有少量碳排放。
噪声:电动汽车在行驶过程中通常比燃油汽车更安静,因为电动机没有内燃机的那种轰鸣声。
维护成本:由于电动汽车的结构相对简单,零部件较少,因此维修和保养的成本通常低于燃油汽车。
续航里程:燃油汽车的续航里程通常比电动汽车更长,因为电动汽车的电池容量有限,而燃油汽车的油箱可以携带更多的燃料。
补能时间:快速充电站可以在30 min内为电动汽车充满80%的电量,而燃油汽车只需几分钟即可加满油。
(1)燃油汽车与电动汽车在能量转化效率方面差异较大,主要原因是(填字母)。
A.燃油汽车的发动机结构复杂
B.热机的能量损失(如废热)更多
C.电动汽车的电池容量更大
D.电能可以直接转化为动能
(2)燃油汽车的能量转化过程:化学能→→机械能,这一能量转化过程主要存在于冲程。
(3)油电混合动力汽车作为新能源汽车的一种,其主要动力来源于汽车蓄电池,当电力不足时,可以使用汽油。当汽车使用蓄电池行驶时,电动机将能转化为能。
(4)电池是电动汽车的核心部件之一,“能量密度”是电池的一个重要参数,指电池在单位体积或单位质量下所能储存的能量多少。某款电动汽车所用的三元锂电池的能量密度为200 (W·h)/kg,从物理意义的角度分析,能量密度相当于物理学中的(选填“效率”“功率”或“热值”)。该车的电池容量为100 kW·h,则其电池的总质量为kg。已知其充满一次电可以行驶630 km,若电能的转化效率为91%,则该车行驶时受到的平均阻力为N。

(1)B (2)内能 做功 (3)电 机械
(4)热值 500 520

【分析】
本题围绕燃油汽车与电动汽车的能量转化相关知识展开，需结合热机、电动机的工作原理，以及相关物理量的概念和计算解题：
(1) 明确燃油汽车发动机是热机，热机效率低的核心原因是能量损失多，据此判断选项；
(2) 回忆内燃机的能量转化过程，确定对应冲程；
(3) 直接应用电动机的能量转化规律；
(4) 先对比能量密度与热值的物理意义，再通过公式计算电池质量，最后利用功和效率的关系计算平均阻力。
【解析】
(1) 燃油汽车的发动机属于热机，热机工作时，燃料燃烧释放的能量大部分以废热形式散失（如废气带走热量、机械摩擦损失等），导致能量转化效率低；而电动机能量损失少、效率高，因此差异主要原因是热机的能量损失更多，故选B。
(2) 燃油汽车中，汽油燃烧将化学能转化为内能，再通过内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能，故依次填内能、做功。
(3) 电动机工作时，消耗电能获得机械能，因此将电能转化为机械能。
(4) 能量密度是单位质量储存的能量，热值是单位质量燃料完全燃烧释放的热量，二者物理意义相似，故相当于热值；
电池总质量：电池容量为100 kW·h=100000 W·h，能量密度为200 W·h/kg，因此质量m=100000 W·h ÷200 W·h/kg=500 kg；
电能转化的机械能$W=100 kW·h ×91%=91 kW·h=91×3.6×10^6 J=3.276×10^8 J$，行驶距离$s=630 km=6.3×10^5 m$，由W=Fs得牵引力$F=W/s=3.276×10^8 J ÷6.3×10^5 m=520 N$，汽车匀速行驶时平均阻力等于牵引力，故阻力为520 N。
【答案】(1)B (2)内能 做功 (3)电 机械 (4)热值 500 520
【知识点】热机效率、能量转化、热值
【点评】本题结合生活中常见的燃油与电动汽车，考查热学、电学的基础知识点，兼顾概念理解与简单计算，联系实际应用，难度适中。
【难度系数】0.6