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1.食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。从能量转化与守恒角度来说，食物提供的能量会转化为内能和机械能等。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。
（1）瘦猪肉所含“能量”约为“$6× 10^{3}\ \mathrm{J}/100\mathrm{g}$”，其中“能量”的含义跟（选填“内能”“热量”或“热值”）相似。
（2）一个质量为60 kg的中学生，从1楼步行至教学楼4楼，每层楼高3 m，他克服重力做的功为J。如果他上楼消耗的能量完全来自他食用的瘦猪肉，他至少需食用g瘦猪肉。（g取10 N/kg）
（1）瘦猪肉所含“能量”约为“$6× 10^{3}\ \mathrm{J}/100\mathrm{g}$”，其中“能量”的含义跟（选填“内能”“热量”或“热值”）相似。
（2）一个质量为60 kg的中学生，从1楼步行至教学楼4楼，每层楼高3 m，他克服重力做的功为J。如果他上楼消耗的能量完全来自他食用的瘦猪肉，他至少需食用g瘦猪肉。（g取10 N/kg）
答案
解：
(1) 热值
(2) 中学生的重力：
$G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$
从1楼到4楼上升的总高度：
$h = (4-1) × 3\ \mathrm{m} = 9\ \mathrm{m}$
克服重力做的功：
$W = Gh = 600\ \mathrm{N} × 9\ \mathrm{m} = 5400\ \mathrm{J}$
至少需要食用瘦猪肉的质量：
$m = \frac{5400\ \mathrm{J}}{6× 10^3\ \mathrm{J}} × 100\ \mathrm{g} = 90\ \mathrm{g}$
答案依次为：热值；5400；90。
(1) 热值
(2) 中学生的重力：
$G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$
从1楼到4楼上升的总高度：
$h = (4-1) × 3\ \mathrm{m} = 9\ \mathrm{m}$
克服重力做的功：
$W = Gh = 600\ \mathrm{N} × 9\ \mathrm{m} = 5400\ \mathrm{J}$
至少需要食用瘦猪肉的质量：
$m = \frac{5400\ \mathrm{J}}{6× 10^3\ \mathrm{J}} × 100\ \mathrm{g} = 90\ \mathrm{g}$
答案依次为：热值；5400；90。
解析
【分析】
第（1）问需明确各物理量的定义：热值是单位质量的燃料完全燃烧释放的热量，题目中瘦猪肉的“能量”单位为J/100g，即单位质量的能量，与热值含义相似；第（2）问需分步计算：先算中学生重力，再算1楼到4楼的上升高度，接着计算克服重力做的功，最后根据瘦猪肉的能量密度算出所需瘦猪肉的质量，注意楼层高度是3层而非4层。
【解析】
（1）热值是单位质量的燃料完全燃烧时释放的热量，题目中瘦猪肉的“能量”单位为J/100g，即单位质量的能量，与热值含义相似，故填热值。
（2）①计算中学生重力：$G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$；
②计算上升总高度：从1楼到4楼共上升3层，总高度$h = (4-1) × 3\ \mathrm{m} = 9\ \mathrm{m}$；
③计算克服重力做功：$W = Gh = 600\ \mathrm{N} × 9\ \mathrm{m} = 5400\ \mathrm{J}$；
④计算所需瘦猪肉质量：每100g瘦猪肉提供$6×10^3\ \mathrm{J}$能量，故质量$m = \frac{5400\ \mathrm{J}}{6×10^3\ \mathrm{J}} × 100\ \mathrm{g} = 90\ \mathrm{g}$。
【答案】
热值；5400；90
【知识点】
热值的概念、重力与功的计算
【点评】
本题结合生活实际考查基础物理知识，需准确理解热值定义，注意楼层高度的易错点（1到4楼为3层），整体难度适中，适合巩固相关基础知识点。
【难度系数】
0.8
第（1）问需明确各物理量的定义：热值是单位质量的燃料完全燃烧释放的热量，题目中瘦猪肉的“能量”单位为J/100g，即单位质量的能量，与热值含义相似；第（2）问需分步计算：先算中学生重力，再算1楼到4楼的上升高度，接着计算克服重力做的功，最后根据瘦猪肉的能量密度算出所需瘦猪肉的质量，注意楼层高度是3层而非4层。
【解析】
（1）热值是单位质量的燃料完全燃烧时释放的热量，题目中瘦猪肉的“能量”单位为J/100g，即单位质量的能量，与热值含义相似，故填热值。
（2）①计算中学生重力：$G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$；
②计算上升总高度：从1楼到4楼共上升3层，总高度$h = (4-1) × 3\ \mathrm{m} = 9\ \mathrm{m}$；
③计算克服重力做功：$W = Gh = 600\ \mathrm{N} × 9\ \mathrm{m} = 5400\ \mathrm{J}$；
④计算所需瘦猪肉质量：每100g瘦猪肉提供$6×10^3\ \mathrm{J}$能量，故质量$m = \frac{5400\ \mathrm{J}}{6×10^3\ \mathrm{J}} × 100\ \mathrm{g} = 90\ \mathrm{g}$。
【答案】
热值；5400；90
【知识点】
热值的概念、重力与功的计算
【点评】
本题结合生活实际考查基础物理知识，需准确理解热值定义，注意楼层高度的易错点（1到4楼为3层），整体难度适中，适合巩固相关基础知识点。
【难度系数】
0.8
2.《儿童青少年肥胖食养指南(2024年版)》中指出:要养成健康饮食行为,保持合理膳食结构,能量来源比例为碳水化合物55%、蛋白质20%、脂肪25%,早午晚三餐能量比例为3:4:3;应坚持每天运动,保证每天至少60 min以有氧运动为主的中高强度身体活动。请根据下列表格完成下列习题。(为方便计算,题中数据已简化处理)
表1 九年级学生一天的基础代谢
注:基础代谢是指人体在清醒、安静、空腹状态下维持心跳、呼吸、体温等基本生命活动所需的最低能量。
表2 营养物质的生物热价
注:生物热价是指1 g营养物质在人体内氧化产生的热量。
表3 运动项目消耗的能量
(1)九年级男同学小明在一天之内完成了10 min跳绳、30 min跑步和20 min游泳,完成这些运动共计消耗kJ能量,这一天小明总共需要摄入kJ能量才能满足身体的需要。
(2)小明晚餐只吃了一块质量为80 g的方便面,该方便面各营养物质含量如下表所示。此晚餐能够提供kJ能量,(选填“能”或“不能”)达到他这一天所需总能量的30%。营养物质供能比例(选填“合理”或“不合理”),(填营养物质名称)摄入过多了。(假设营养物质在人体内氧化产生的热量被人体完全吸收)
表1 九年级学生一天的基础代谢
注:基础代谢是指人体在清醒、安静、空腹状态下维持心跳、呼吸、体温等基本生命活动所需的最低能量。
表2 营养物质的生物热价
注:生物热价是指1 g营养物质在人体内氧化产生的热量。
表3 运动项目消耗的能量
(1)九年级男同学小明在一天之内完成了10 min跳绳、30 min跑步和20 min游泳,完成这些运动共计消耗kJ能量,这一天小明总共需要摄入kJ能量才能满足身体的需要。
(2)小明晚餐只吃了一块质量为80 g的方便面,该方便面各营养物质含量如下表所示。此晚餐能够提供kJ能量,(选填“能”或“不能”)达到他这一天所需总能量的30%。营养物质供能比例(选填“合理”或“不合理”),(填营养物质名称)摄入过多了。(假设营养物质在人体内氧化产生的热量被人体完全吸收)
答案
解：
(1) 运动共计消耗的能量：
$E_{\mathrm{运动}} = 600\ \mathrm{kJ} + \frac{30\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 500\ \mathrm{kJ} + \frac{20\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 400\ \mathrm{kJ} = 2900\ \mathrm{kJ}$
小明为九年级男生，基础代谢能量为6500kJ，一天总共需要摄入的能量：
$E_{\mathrm{总}} = 6500\ \mathrm{kJ} + 2900\ \mathrm{kJ} = 9400\ \mathrm{kJ}$
(2) 晚餐能够提供的总能量：
$E_{\mathrm{晚}} = 10\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} + 20\ \mathrm{g} × 39\ \mathrm{kJ/g} + 50\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} = 1800\ \mathrm{kJ}$
一天所需总能量的30%为：$9400\ \mathrm{kJ} × 30\% = 2820\ \mathrm{kJ}$，$1800\ \mathrm{kJ} ＜ 2820\ \mathrm{kJ}$，因此不能达到要求。
晚餐各营养物质供能占比：碳水化合物约47.2%、蛋白质约9.4%、脂肪约43.3%，不符合指南规定的55%、20%、25%的合理比例，因此供能比例不合理，脂肪摄入过多。
答案依次为：2900；9400；1800；不能；不合理；脂肪。
答：(1) 运动共消耗2900kJ，全天需摄入9400kJ；(2) 晚餐提供1800kJ能量，不能达到全天总能量30%，供能比例不合理，脂肪摄入过多。
(1) 运动共计消耗的能量：
$E_{\mathrm{运动}} = 600\ \mathrm{kJ} + \frac{30\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 500\ \mathrm{kJ} + \frac{20\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 400\ \mathrm{kJ} = 2900\ \mathrm{kJ}$
小明为九年级男生，基础代谢能量为6500kJ，一天总共需要摄入的能量：
$E_{\mathrm{总}} = 6500\ \mathrm{kJ} + 2900\ \mathrm{kJ} = 9400\ \mathrm{kJ}$
(2) 晚餐能够提供的总能量：
$E_{\mathrm{晚}} = 10\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} + 20\ \mathrm{g} × 39\ \mathrm{kJ/g} + 50\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} = 1800\ \mathrm{kJ}$
一天所需总能量的30%为：$9400\ \mathrm{kJ} × 30\% = 2820\ \mathrm{kJ}$，$1800\ \mathrm{kJ} ＜ 2820\ \mathrm{kJ}$，因此不能达到要求。
晚餐各营养物质供能占比：碳水化合物约47.2%、蛋白质约9.4%、脂肪约43.3%，不符合指南规定的55%、20%、25%的合理比例，因此供能比例不合理，脂肪摄入过多。
答案依次为：2900；9400；1800；不能；不合理；脂肪。
答：(1) 运动共消耗2900kJ，全天需摄入9400kJ；(2) 晚餐提供1800kJ能量，不能达到全天总能量30%，供能比例不合理，脂肪摄入过多。
解析
【分析】
本题需结合表格数据进行能量计算，第(1)问先分别计算各项运动的消耗能量，求和得到运动总消耗，再结合基础代谢能量算出全天需摄入总能量；第(2)问利用营养物质的质量和对应生物热价计算晚餐总能量，再计算全天总能量的30%判断是否达标，最后通过晚餐各营养的供能比例与指南规定对比，判断合理性并找出过量的营养物质。
【解析】
(1) 计算运动总消耗：根据运动项目消耗能量表，跳绳10min消耗600kJ，跑步10min消耗500kJ，游泳10min消耗400kJ。
跳绳消耗：600kJ；
跑步消耗：$\frac{30\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 500\ \mathrm{kJ} = 1500\ \mathrm{kJ}$；
游泳消耗：$\frac{20\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 400\ \mathrm{kJ} = 800\ \mathrm{kJ}$；
运动总消耗：$600\ \mathrm{kJ} + 1500\ \mathrm{kJ} + 800\ \mathrm{kJ} = 2900\ \mathrm{kJ}$。
小明为九年级男生，基础代谢能量为6500kJ，全天需摄入总能量：$6500\ \mathrm{kJ} + 2900\ \mathrm{kJ} = 9400\ \mathrm{kJ}$。
(2) 计算晚餐总能量：根据营养物质生物热价，碳水化合物17kJ/g，蛋白质39kJ/g，脂肪17kJ/g，方便面中碳水10g、蛋白质20g、脂肪50g。
晚餐总能量：$10\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} + 20\ \mathrm{g} × 39\ \mathrm{kJ/g} + 50\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} = 1800\ \mathrm{kJ}$。
全天总能量的30%：$9400\ \mathrm{kJ} × 30\% = 2820\ \mathrm{kJ}$，因$1800\ \mathrm{kJ} ＜ 2820\ \mathrm{kJ}$，故不能达到要求。
计算晚餐各营养供能比例，对比指南规定的碳水55%、蛋白质20%、脂肪25%，可知供能比例不合理，脂肪摄入过多。
【答案】
2900；9400；1800；不能；不合理；脂肪
【知识点】
营养物质能量计算；合理膳食
【点评】
本题结合生活实际考查营养相关的能量计算，需准确提取表格数据，掌握能量计算方法和膳食合理比例，是基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题需结合表格数据进行能量计算，第(1)问先分别计算各项运动的消耗能量，求和得到运动总消耗，再结合基础代谢能量算出全天需摄入总能量；第(2)问利用营养物质的质量和对应生物热价计算晚餐总能量，再计算全天总能量的30%判断是否达标，最后通过晚餐各营养的供能比例与指南规定对比，判断合理性并找出过量的营养物质。
【解析】
(1) 计算运动总消耗：根据运动项目消耗能量表，跳绳10min消耗600kJ，跑步10min消耗500kJ，游泳10min消耗400kJ。
跳绳消耗：600kJ；
跑步消耗：$\frac{30\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 500\ \mathrm{kJ} = 1500\ \mathrm{kJ}$；
游泳消耗：$\frac{20\ \mathrm{min}}{10\ \mathrm{min}} × 400\ \mathrm{kJ} = 800\ \mathrm{kJ}$；
运动总消耗：$600\ \mathrm{kJ} + 1500\ \mathrm{kJ} + 800\ \mathrm{kJ} = 2900\ \mathrm{kJ}$。
小明为九年级男生，基础代谢能量为6500kJ，全天需摄入总能量：$6500\ \mathrm{kJ} + 2900\ \mathrm{kJ} = 9400\ \mathrm{kJ}$。
(2) 计算晚餐总能量：根据营养物质生物热价，碳水化合物17kJ/g，蛋白质39kJ/g，脂肪17kJ/g，方便面中碳水10g、蛋白质20g、脂肪50g。
晚餐总能量：$10\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} + 20\ \mathrm{g} × 39\ \mathrm{kJ/g} + 50\ \mathrm{g} × 17\ \mathrm{kJ/g} = 1800\ \mathrm{kJ}$。
全天总能量的30%：$9400\ \mathrm{kJ} × 30\% = 2820\ \mathrm{kJ}$，因$1800\ \mathrm{kJ} ＜ 2820\ \mathrm{kJ}$，故不能达到要求。
计算晚餐各营养供能比例，对比指南规定的碳水55%、蛋白质20%、脂肪25%，可知供能比例不合理，脂肪摄入过多。
【答案】
2900；9400；1800；不能；不合理；脂肪
【知识点】
营养物质能量计算；合理膳食
【点评】
本题结合生活实际考查营养相关的能量计算，需准确提取表格数据，掌握能量计算方法和膳食合理比例，是基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
