题目内容

2.释放化学能的过程不断地发生在人体内,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.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)某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2000kJ”,该标识的含义与以下物理量含义类似C.    
 A.热量    B.内能   C.热值   D.比热容
(2)小华同学质量为50kg,正常情况下步行上一层楼需要12s,他克服重力做多少功?他克服重力做功的功率是多少?(每层楼高3m)
(3)跳绳测试之前,小华同学吃了一块净含量50g的上述巧克力,如果他从巧克力获得的能量全部用于跳绳,若他每次跳起高度为5cm,他需要跳起多少次才能将这块巧克力的能量消耗完?

分析 (1)热值表示1kg燃料完全燃烧时放出的热量;
(2)功的计算公式为W=Gh;功率的计算公式为P=$\frac{W}{t}$;代入题目提供的信息可求功和功率;
(3)根据巧克力提供的能量,即跳绳所做的功,再运用W=Gh变形后可求总高度h,进而求跳绳的次数.

解答 解:(1)巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2000kJ”,该标识的含义为每100g巧克力能够提供的能量为2000kJ;
则1kg提供的能量为20000kJ,即2×107J,可表达为:2×107J/kg;
可见其含义与热值相似;热值表示1kg燃料完全燃烧时放出的热量;故选C;
(2)克服重力做功为:
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×3m=1500J;
克服重力做功的功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1500J}{12s}$=125W;
(3)50g(即0.05kg)的巧克力提供的能量为:
E=2×107J/kg×0.05kg=106J;
从巧克力获得的能量全部用于跳绳,则所做的功为:W=E=106J;
由W=Gh可得,提高完成的总高度为:
h总=$\frac{W}{G}$=$\frac{W}{mg}$=$\frac{{10}^{6}J}{50kg×10N/kg}$=2000m;
每次跳绳高度为h=5cm=0.05m,故跳绳次数为:
n=$\frac{{h}_{总}}{h}$=$\frac{2000m}{0.05m}$=40000次.
答:(1)C;
(2)他克服重力做1500J的功;他克服重力做功的功率是125W;
(3)他需要跳起40000次才能将这块巧克力的能量消耗完.

点评 深入理解热值的概念,明确巧克力中提供信息的含义;熟练运用功和功率的公式以及变形公式,是解答此题的关键.

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