【活动背景】过量饮食、为了瘦身而盲目节食、缺乏运动等行为对青少年的健康成长非常不利。通过查阅资料，某校物理学习小组的同学们了解到，人体在新陈代谢的过程中，食物通过在人体内“缓慢燃烧”，将储存的化学能转化为人体所需要的能量，因此可以将食物看作一种燃料。
1 BMI(身体质量指数)是国际上常用的衡量人体胖瘦程度和健康风险的简易指标，计算公式为BMI=$\frac{体重(\mathrm{kg})}{身高^2(\mathrm{m}^2)}$。中国成人BMI分类标准如表所示：

某质量80 kg，身高1.8 m的成年男性，其身体质量评估为（填“体重过低”“体重正常”“超重”或“肥胖”）。

1. 超重
【解析】该成年男性的BMI=$\frac{80\ \mathrm{kg}}{(1.8\ \mathrm{m})^2}\approx24.7\ \mathrm{kg/m}^2$,因为24.0＜24.7＜27.9,属于超重。

【分析】
要判断该成年男性的体重分类，需先利用BMI计算公式算出其BMI值，再对照表格中的BMI分类标准确定对应的体重类别。具体步骤：①代入体重和身高计算BMI；②将计算结果与表格中的区间对比，得出分类结论。
【解析】
根据BMI的计算公式：$BMI=\frac{体重(\mathrm{kg})}{身高^2(\mathrm{m}^2)}$，代入数据得：
该男性的BMI = $\frac{80\ \mathrm{kg}}{(1.8\ \mathrm{m})^2} \approx \frac{80}{3.24} \approx 24.7\ \mathrm{kg/m^2}$。
对照表格的BMI分类标准，$24.0 ＜ 24.7 ＜ 27.9$，对应的体重分类为超重。
【答案】
超重
【知识点】
BMI计算、体重分类
【点评】
本题考查BMI指数的计算及实际应用，难度较低，核心是正确运用公式计算BMI并对照表格判断分类，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7

2 物理学习小组的同学们想通过“燃烧法”比较单位质量的食物能提供的热量的多少。如图所示，他们选取干燥的花生和薯片作为实验材料，设计了两组相同的实验装置，他们在空易拉罐顶部的中央剪了一个圆孔，圆孔周围及罐底四周剪若干个孔洞，以便通风，取两只锥形瓶注入相等质量的水放入易拉罐中，将食物放在锥形瓶下面并点燃食物。
(1)小梦同学观看了设计的实验装置后，发现少了一个很重要的测量器材，你认为缺少的器材是。

(2)为了比较食物燃烧时的放热能力，所取的两种食物应保证相等。本实验是通过测量来间接比较食物燃烧放出的热量的多少，这种探究方法叫做。
(3)小组同学在实验时发现食物很难被点燃，于是同学们将干燥的食物碾碎，并将食物与助燃剂酒精充分混合后再点燃。为了不影响实验结果，对两种食物中加入的酒精应满足的条件。

2.(1)温度计 (2)质量 水升高的温度 转换法
(3)质量相等
【解析】(1)该实验通过水升高温度的多少来体现食物燃烧时的放热能力，则必须测量水的温度，所以实验中缺少测量温度的器材，即温度计。(2)为了比较食物燃烧时放出的热量多少，所取的两种食物应保证质量相等。本实验是通过测量水升高的温度来间接比较食物燃烧放出热量的多少，此实验方法为转换法。(3)为了不影响实验结果，对两种食物加入的酒精应满足质量相等的条件。

【分析】
本题是探究不同食物单位质量放热能力的实验，需结合控制变量法、转换法分析实验设计：(1)实验通过水的温度变化反映食物放热多少，需测量温度的器材；(2)比较单位质量食物的放热，要控制食物质量相同，通过水升高的温度间接比较放热，属于转换法；(3)加入酒精助燃时，需控制酒精质量，避免其放热干扰实验结果。
【解析】
(1)本实验利用水吸收热量后温度的变化来体现食物燃烧放出热量的多少，因此需要测量水的温度，缺少的器材是温度计。
(2)要比较单位质量食物的放热能力，需保证两种食物的质量相等；实验中通过测量水升高的温度来间接比较食物燃烧放出热量的多少，这种将不易直接测量的热量转换为易测量的温度变化的方法是转换法。
(3)为防止酒精燃烧放出的热量干扰实验结果，两种食物中加入的酒精质量应相等。
【答案】
(1)温度计 (2)质量；水升高的温度；转换法 (3)质量相等
【知识点】
热值、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查探究食物单位质量放热的实验，重点考查实验器材选择、实验方法的应用，需理解控制变量和转换法的作用，难度适中。
【难度系数】
0.5

3 食物也是一种“燃料”，在人体内释放出的化学能可为细胞提供生命活动所需的能量，这种过程没有火焰，但化学能同样可以转化为内能，因此人的体温保持在$37\ °\mathrm{C}$左右。过量饮食和为了瘦身而盲目节食，对青少年的健康都不利。
(1)一盒标有“能量:360 kJ/100 mL”的牛奶，其中“能量”的含义与（填“内能”“热量”或“热值”）相似。
(2)初中生每天正常生活需要的热量为$1.0× 10^7$ J。某款巧克力的营养成分表上标有“能量:2 000 kJ/100 g”，初中生每天最多可以通过巧克力摄入10%的能量，则初中生每天可以吃多少克的巧克力？
(3)人体摄入过多的能量往往通过运动消耗掉，小华同学吃了一块净含量为75 g的上述巧克力，如果她从巧克力获得的能量的20%用于克服重力做功，则她要爬多少层楼才能消耗掉？（每层楼高3 m，小华重50 kg，g取10 N/kg）

3.【解】(1)“能量:360 kJ/100 mL”从单位可以看出其与热值相似,故答案为热值。
(2)初中生每天最多可以通过巧克力摄入的能量$E=1.0×10^7\ \mathrm{J}×10\% = 1.0×10^6\ \mathrm{J}$;$2\ 000\ \mathrm{kJ}/100\ \mathrm{g}=2×10^4\ \mathrm{J/g}$,初中生每天最多可以摄入这种巧克力的质量 $m_{\mathrm{巧克力}}=\frac{1.0×10^6\ \mathrm{J}}{2×10^4\ \mathrm{J/g}}=50\ \mathrm{g}$。
(3)吃一块净含量为75 g的上述巧克力获得的能量 $Q=2×10^4\ \mathrm{J/g}×75\ \mathrm{g} = 1.5×10^6\ \mathrm{J}$;小华爬一层楼做的功 $W=Gh=mgh=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×3\ \mathrm{m}=1\ 500\ \mathrm{J}$;如果她从巧克力获得的能量的20%用于克服重力做功,则她爬楼的层数 $n=\frac{Q×20\%}{W}=\frac{1.5×10^6\ \mathrm{J}×20\%}{1\ 500\ \mathrm{J}}=200(\mathrm{层})$。

【分析】
本题分三小问，第(1)问需明确热值的定义：单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时释放的热量，其单位为J/kg或J/m³等，题目中牛奶的能量标注为“360 kJ/100 mL”，单位形式与热值类似，据此判断；第(2)问需先计算初中生每天最多摄入的能量，再结合巧克力的能量密度（单位质量的能量）计算可摄入的巧克力质量；第(3)问需先算出巧克力的总能量，再求出用于克服重力做功的能量，接着计算爬一层楼做的功，最后通过总功与每层功的比值得到爬楼层数，过程中注意单位统一。
【解析】
(1) 热值是单位质量（或体积）的燃料完全燃烧释放的热量，单位为J/kg或J/m³等，题目中“能量:360 kJ/100 mL”的单位形式与热值相似，故答案为热值。
(2) 初中生每天最多通过巧克力摄入的能量：$E = 1.0×10^7\ \mathrm{J}×10\% = 1.0×10^6\ \mathrm{J}$；
巧克力的能量密度：$\frac{2000\ \mathrm{kJ}}{100\ \mathrm{g}} = \frac{2×10^6\ \mathrm{J}}{100\ \mathrm{g}} = 2×10^4\ \mathrm{J/g}$；
初中生每天最多摄入巧克力的质量：$m_{\mathrm{巧克力}} = \frac{E}{\mathrm{能量密度}} = \frac{1.0×10^6\ \mathrm{J}}{2×10^4\ \mathrm{J/g}} = 50\ \mathrm{g}$。
(3) 75g巧克力的总能量：$Q = 2×10^4\ \mathrm{J/g}×75\ \mathrm{g} = 1.5×10^6\ \mathrm{J}$；
爬一层楼克服重力做的功：$W = Gh = mgh = 50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×3\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J}$；
用于克服重力做功的能量：$W_{\mathrm{总}} = Q×20\% = 1.5×10^6\ \mathrm{J}×20\% = 3×10^5\ \mathrm{J}$；
爬楼层数：$n = \frac{W_{\mathrm{总}}}{W} = \frac{3×10^5\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}} = 200$（层）。
【答案】
(1) 热值；(2) 50 g；(3) 200层
【知识点】
热值、能量计算、功的计算
【点评】
本题结合生活实际（饮食健康、运动消耗能量）考查物理知识的应用，涉及热值概念、能量换算、功的计算等基础知识点，要求学生掌握单位换算和公式的灵活运用，体现了物理与生活的紧密联系，同时渗透健康知识的教育。
【难度系数】
0.6