Question

6．閱讀短文，回答文后的問題．
                                     體脂率
脂肪是人體的重要成分，主要分布在內臟周圍和皮膚下面，脂肪供給維持生命必需的能量，氧化熱值約為3.8×10⁷J/kg，皮下脂肪還能防止熱量散失，脂肪過量使人肥胖、并導致一些慢性疾病，人體脂肪率表示脂肪含量的多少、簡稱體脂率，是人體中脂肪質量與人體總質量的百分比，脂肪的密度約為0.9g/cm³、肌肉、骨骼等人體其他成分的精密度為1.1g/cm³，只要測出人體組織密度就可以算出體脂率，人體阻值密度可以采用水下稱重法測量：先測出受試人的肺活量V，然后用稱量設備測出人的重力G₁，受試人進入，浸沒在水面下盡力呼氣，此時體內剩余氣體約為肺活量的$\frac{1}{4}$，用稱量設備測量體重的重力為G₂，水的密度為ρ_水．由此可以計算出人體阻值密度和體脂率，另外，因為脂肪幾乎不含水分，其導電性和其他成分不同，所以還可以用測量人體電阻的辦法來計算體脂肪率．
（1）1kg脂肪氧化最多可以釋放的熱量為3.8×10⁷J．
（2）比較脂肪和人體其他成分的物理屬性，下列說法錯誤的是D．
A．密度較小    B．導熱性較差  C．導電性較差   D．比熱容較大
（3）人體組織密度的表達式為ρ_人=$\frac{\frac{{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{1}-{G}_{2}}{{ρ}_{水}g}-\frac{1}{4}V}$（不用化簡）．
（4）對過于肥胖無法自行浸沒在水面下的人，可以采取什么措施進行水下稱重？

Answer 1

分析 （1）知道脂肪的質量和氧化熱值，根據Q=mq求出脂肪氧化最多可以釋放的熱量；
（2）根據題目中提供的信息及所學知識即可判斷各選項得出答案；
（3）根據G=mg求出受試人的質量，再利用稱重法F_浮=G₁-G₂和阿基米德原理求出受試人排開水的體積表達式，
進而得出人體組織的體積，然后根據ρ=$\frac{m}{V}$即可得出人體組織密度的表達式；
（4）對于上浮的物體，要采取“助沉法”．

解答 解：（1）1kg脂肪氧化最多可以釋放的熱量：
Q=mq=1kg×3.8×10⁷J/kg=3.8×10⁷J．
（2）A、脂肪的密度約為0.9g/cm³，肌肉、骨骼等人體其他成分的精密度為1.1g/cm³，
所以脂肪比人體其他成分密度小，故A正確；
B、皮下脂肪能防止熱量散失，說明脂肪的導熱性差，故B正確；
C、因為脂肪幾乎不含水分，所以其導電性較差，故C正確；
D、因為題目中沒有介紹脂肪與肌肉、骨骼等人體其他成分比熱容，所以無法比較比熱容的大小，故D錯誤．
故選：D．
（3）用稱量設備測出人的重力G₁，
則受試人的質量m_人=$\frac{{G}_{1}}{g}$，
受試人浸沒在水面下受到的浮力：
F_浮=G₁-G₂，
由F_浮=ρ_水gV_排得，受試人排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{G}_{1}-{G}_{2}}{{ρ}_{水}g}$，
此時體內剩余氣體約為肺活量的$\frac{1}{4}$，即：V_氣體=$\frac{1}{4}$V，
則人體組織的體積：
V_人=V_排-V_氣體=$\frac{{G}_{1}-{G}_{2}}{{ρ}_{水}g}$-$\frac{1}{4}$V，
所以人體組織密度的表達式：
ρ_人=$\frac{{m}_{人}}{{V}_{人}}$=$\frac{\frac{{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{1}-{G}_{2}}{{ρ}_{水}g}-\frac{1}{4}V}$．
（4）要測量過于肥胖無法自行浸沒在水面下的重力，可以采取的措施是：抱著能使其下沉的重物．
故答案為：（1）3.8×10⁷；
（2）D；
（3）$\frac{\frac{{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{1}-{G}_{2}}{{ρ}_{水}g}-\frac{1}{4}V}$；
（4）抱著能使其下沉的重物．

點評 本題考查了熱值公式、稱重法測浮力、阿基米德原理、排水法測固體體積（上浮的借用助沉法），涉及到的知識點多，從題目中找出有用的信息并結合所學的知識是正確解題的關鍵，有一定的難度．