实验探究01 测定某种食物中的能量（解析版）

实验探究01测定某种食物中的能量01实验梳理02实验点拨03典例分析01实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟【实验原理】通过测量食物燃烧放出热能（热量）的多少来测定食物中的能量。该实验中所选择的食物是易燃烧的。1毫升水每升高1ºC，需要吸收4.2焦的热量。【材料用具】温度计、酒精灯、天平、花生仁、大米、核桃仁、黄豆、镊子、解剖针、锥形瓶、量筒、滴管、火柴。【方法步骤】①取一只锥形瓶（50mL），注人25mL水，再将它固定在铁架台上。②锥形瓶里放入一支温度计（温度计的下端要浸入水中，但不要接触锥形瓶的瓶底）。③参照下图安装好实验装置，并测定水温。④称出花生仁、大米、核桃仁、黄豆种子的质量，分别将这些种子放到火焰上点燃。⑤将刚刚燃烧的种子尽快放到锥形瓶瓶底部。待这粒种子完全燃烧后，测量水温。【实验结论】食物名称花生仁大米核桃仁黄豆质量/g10101010水/ml25252525温度上升/。C1.10.61.50.7以上食物燃烧后留下的灰烬属于无机物以上食物燃烧后留下的灰烬属于无机物。该实验的唯一变量是食物（食物种类）。从小组的实验结果可以看出，花生仁、大米、核桃仁、黄豆四种食物中，含能量最多的是核桃仁。测量一次实验结果不够准确，为了减小实验误差，提高实验数据的准确性，应该设置重复实验，实验结果取各组数据的平均值。实际测量结果总是小于理论上该食物所含的能量，原因是食物燃烧不充分，有些热量没有被释放出来（有热量的散失；仪器吸热等）。实验中，锥形瓶外面套易拉罐的目的是减少食物燃烧时的热量散失。【典例01】食物燃烧时释放的热量可以使水温上升。某兴趣小组对如表中的食品所含能量进行测定，据表可知含能量最多的食品是（）食品名称大米黄豆核桃仁花生仁质量（克）20202020水（毫升）50505050水温上升（℃）1.31.43.02.2A．大米 B．黄豆 C．核桃仁 D．花生仁【答案】C【详解】根据分析可知，相同质量的种子，同样的水（50毫升），温度上升（℃）越高，表明含能量越多。而表格中相同质量的大米、黄豆、核桃仁、花生仁燃烧后，使水温度上升最高的是核桃仁，水温上升了3℃；因此从该小组的实验结果可以看出，花生仁、黄豆、核桃仁、大米四种食物中，含能量最多的是核桃仁。由此可见，ABD错误，C正确。故选C。【典例02】某生物兴趣小组利用如题图所示装置，对大米、花生仁、核桃仁和黄豆四种食物中的能量进行了测定，记录并计算数据如下表。

食物名称大米花生仁核桃仁黄豆质量（克）202020a水（毫升）50b5050温度上升（℃）1.32.231.4请分析回答下列问题：(1)该兴趣小组探究的问题是：。(2)表格中a为克，b为毫升，原因是需要控制，本实验的变量是。(3)为减少实验误差，实验应重复多次求。(4)实验应尽量减少食物燃烧中热量的散失，使实验结果更准确。下列不能够减少热量散失的做法是____A．火焰尽量靠近锥形瓶中央 B．将食物点燃后迅速放入锥形瓶底C．使用烧杯代替锥形瓶盛清水 D．将加热装置置于一个空的剪孔易拉罐中(5)在锥形瓶里放入一支温度计。温度计的下端浸入水中，但（填“要”或“不要”）接触瓶底，否则处理数据不准确。(6)从实验结果可以看出，几种食物中，含能量最多的是。(7)食物中能够燃烧的物质是有机物，燃烧后留下的灰烬是。【答案】(1)不同食物中含有的能量是否相同（不同食物中含有的能量相同吗？）(2)2050单一变量食物种类(3)平均值(4)C(5)不要(6)核桃仁(7)无机盐【详解】（1）某生物兴趣小组利用如图所示装置，对大米、花生仁、核桃仁和黄豆四种食物中的能量进行了测定，记录并计算数据，该兴趣小组探究的问题是：不同食物中含有的能量是否相同（不同食物中含有的能量相同吗？）。（2）本实验只有四种食物种类不同，其它量都相同，原因是需要控制单一变量。因此，表格中a为20克，b为50毫升，本实验的变量是食物种类。（3）要排除偶然因素影响，减少实验误差，应该设置重复组，多测几次求平均值。（4）ABD．火焰尽量靠近锥形瓶中央，将食物点燃后迅速放入锥形瓶底；将加热装置置于一个空的剪孔易拉罐中都能够减少热量散失，ABD不符合题意。C．使用烧杯代替锥形瓶盛清水，C的做法不能够减少热量散失，反而可能增加热量散失，C符合题意。故选C。（5）在锥形瓶里放入一支温度计。温度计的下端浸入水中，但不要接触瓶底，否则处理数据不准确。（6）在实验中，在质量相同，水的体积相同条件下，几种食物燃烧后核桃仁使水温上升最高，因此几种食物中，含能量最多的是核桃仁。（7）食物中能够燃烧的物质是含碳的有机物，不能燃烧的是无机物，所以燃烧后留下的灰烬是无机物（无机盐）。1．（2023下·山西晋中·七年级统考期中）某生物兴趣小组为“测定某种食物中的能量”的探究实验选取材料，下列实验材料中不合适的是（

）A．花生种子 B．鲜西红柿 C．玉米粒 D．核桃仁【答案】B【详解】ACD．花生种子、玉米粒、核桃仁都富含有机物，容易燃烧，都适合作为“测定某种食物中的能量”的探究实验的材料，ACD错误。B．鲜西红柿含水分太多，不易燃烧，不适合作为“测定某种食物中的能量”的探究实验的材料，B正确。故选B。2．（2023下·湖南永州·七年级统考期中）在做“食物中含有无机盐”实验时，用解剖针的尖端挑起一粒干的花生种子，放在酒精灯上燃烧，观察到花生种子燃烧后产生灰，灰的主要成分是（）A．脂肪 B．蛋白质 C．无机盐 D．糖类【答案】C【详解】有机物如蛋白质、淀粉等糖类、脂肪都能够燃烧释放出能量，其中绝大部分能量转化为热量；种子中的水在种子燃烧的过程中，被气化成水蒸气，剩余的灰烬就是无机盐，因此用解剖针的尖端挑起一粒干的花生种子，放在酒精灯上燃烧，观察到花生种子燃烧后产生灰，灰的主要成分是无机盐，C符合题意，ABD不符合题意。故选C。3．（2023下·广西贵港·七年级统考期末）关于“探究不同食物中贮存能量的差异”的实验，下列说法错误的是（

）A．测定食物中的能量可以用燃烧的方法B．不同食物中所贮存的能量是相同的C．食物燃烧时应尽量减少热量的散失D．设置重复组可减少实验误差【答案】B【详解】A．测定某种食物中的能量，可以用燃烧的方法，每克食物完全氧化燃烧时所释放的热量叫做热价，A正确。B．据科学家测定，糖类、脂肪、蛋白质在体内分解所放出的热量分别是：每克糖类平均为17.15千焦，每克脂肪平均为38.91千焦，每克蛋白质平均为17.15千焦。脂肪的热价最高，因此若进食的量相同，脂肪提供的能量最多，B错误。C．通过测量食物燃烧放出的热能来测定食物中能量的多少，食物燃烧时应尽量减少热量的散失，C正确。D．为了尽量减少实验结果的误差，提高实验结果的可信度，因此应该设置重复实验（或重复组），多做几次，然后取平均值，D正确。故选B。4．（2023下·广东中山·七年级校联考期中）如图是测定花生仁和核桃仁能量的实验。下列有关的叙述，错误的是（）

A．可通过水温的变化来比较两种食物所含的能量B．花生仁和核桃仁的重量可以不一致C．重复实验3次，取平均值可以使实验结果更准确D．若实验过程中不注意挡风，会使测量结果偏小【答案】B【详解】A．实验是通过水温变化比较两种食物所含的能量的多少，释放的能量多，水温高，A正确。B．科学探究要遵循的一般原则：单一变量原则和对照原则。单一变量原则：控制其他因素不变，只改变其中一个因素(要研究的因素)，观察其对实验结果的影响，花生仁和核桃仁的重量应当一致，B错误。C．重复实验3次，取平均值的目的是为了避免实验偶然性，使实验结果更准确，C正确。D．食物燃烧时，会向周围散失热量，给锥形瓶加罩可以减少热量的损失。实验中若不注意挡风，会使测量结果偏小，D正确。故选B。5．（2021·北京昌平·统考一模）某兴趣小组利用右图装置测定不同食物中的能量，实验结果如下表，下列叙述错误的是食物名称花生仁黄豆大米质量（克）202020水（毫升）50①50温度上升（℃）2.21.41.3A．选材都是双子叶植物 B．①处应添加水50毫升C．水的初始温度应相同 D．花生仁贮存能量最多【答案】A【详解】A．花生、黄豆是双子叶植物，水稻是单子叶植物，A错误。B．实验自变量是不同的种子，除自变量外，其他条件要保持相同，B正确。C．实验自变量是不同的种子，除自变量外，其他条件要保持相同，C正确。D．花生仁这一组，水温上升最多，说明花生仁含的能量最多，D正确。故选A。6．（2023下·内蒙古赤峰·七年级统考期末）某生物小组在探究“测定某种食物中的能量”中，他们准备测定的食物是花生、大豆和玉米。实验装置设计如图所示，请你回答下列问题。

(1)本小组要探究的问题是?(2)根据探究的问题作出的假设是。(3)实验中易拉罐的作用是。(4)如果我们食用花生仁，将从中获得。(5)这个实验只做一次，实验结果可靠吗?应该怎样做?。【答案】(1)不同的食物含有的能量一样多吗(2)不同的食物含有的能量是不同的(3)减少热量散失(4)营养物质和能量(5)不可靠，设置重复组，取平均值【详解】（1）某生物小组在探究“测定某种食物中的能量”中，他们准备测定的食物是花生、大豆和玉米。可见，本小组要探究的问题是不同的食物含有的能量一样多吗？（2）作出假设是在观察和知识经验的基础上，参考有关资料，对提出的问题作出肯定或否定的回答。因此，本实验的假设可以是：不同的食物含有的能量是不同的。（3）该实验中，通过在锥形瓶外罩一保温装置，如有比锥形瓶略大的空易拉罐，可以减少热量的流失，使测量结果更加准确。（4）花生仁富含蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养成分，可以为人体提供能量和各种必需的营养物质。可见，食用花生仁可以获得其中所含的营养物质和能量。（5）通过重复实验可以减少偶然误差的影响，提高实验数据的可信度和可靠性。这个实验只做一次的话，实验结果不够可靠。所以，为了提高实验的可靠性，可以设置重复组，进行多次实验，并取平均值来得出更准确的结果。7．（2023下·河南洛阳·七年级统考期中）根据图1中对话内容，完成有关实验探究相关问题。做探究实验时，通常要经过几个步骤：“提出问题-作出假设-制定计划-实施计划-得出结论”。(1)若对图1中c同学的疑问做一探究实验，你提出的问题是：。(2)若对b同学的疑问做一探究实验，你作出假设是：制定计划：针对（1）中所做假设，制定探究计划，可以参考图2的实验装置和实验步骤。①取一只锥形瓶（50mL）注入30mL水再将它固定在铁架台上。②在锥形瓶里垂挂入一支温度计，温度计的下端浸入水中，切记：不要触及瓶底。③参照图2安装好实验装置，并测定水温。④各称出一份经干燥后用于实验的等量生花生种子和鲜核桃种子。⑤先将生花生种子放到火焰上点燃，将刚刚点燃的生花生种子迅速放到锥形瓶底部，待这粒种子完全燃烧后，测量锥形瓶内的水温并记录。接着换用等量的鲜核桃种子，重复上述实验并记录，然后利用相关公式计算出各自所含的能量。(3)实施计划：按照制定的计划进行探究实验，并及时统计和分析数据。这个实验只做一次，结果可靠吗？。最终科学测量数据结果如下表：种子能量（千焦）生花生1247鲜核桃1368(4)得出结论：参考上表实验结果，可得出的结论是：。【答案】(1)等量的花生仁和核桃仁中含有的能量哪个更多？(2)食物中真的含有能量（或食物中真的不含有能量）(3)不可靠(4)等量的鲜核桃种子比生花生种子中含有的能量更多【详解】（1）对图1中c同学的疑问做一探究实验。根据“我想知道花生仁和核桃仁哪个所含能量多”提出的问题是：等量的花生仁和核桃仁中含有的能量哪个更多?（2）假设是对问题肯定或否定的解答。根据“我想知道食物中是否确实含有能量”作出假设是：食物中真的含有（或不含有）能量。（3）为了尽量减少实验结果的误差，提高实验结果的可信度，因此应该设置重复实验（或重复组），多做几次，然后取平均值。所以这个实验只做一次，结果不可靠。（4）依据表中的数据，参考上表实验结果，推测核桃仁燃烧比花生仁燃烧可以让同样多的水升温更高一些，因而可以得出结论：等量的核桃种子比花生种子中含有的能量更多。8．（2023下·宁夏吴忠·七年级校考期中）“兵马未动，粮草先行”，军粮的供应往往在行军打仗中占据重要的位置。某兴趣小组想探究粮食中是否含有能量，于是点燃等量干燥的小麦和花生后，分别加热甲、乙两支试管中的水，水的温度变化如下表：试管编号实验操作水（mL）起始水温(℃)最终温度(℃)甲点燃花生202045乙点燃小麦①2035分析实验并回答以下问题：(1)本小组要研究的问题是：花生和小麦含有的能量相同吗？作出的假设是：。(2)表中①处应该为mL，原因是。(3)实验表明，燃烧花生和小麦粒都能使水的温度(填“升高”或“降低”)。从实验结果可以看出，等质量的花生、小麦中，含能量较多的是。测定的热量值一般会（填“大于”或“小于”）种子实际所含能量。(4)实验需要在相同条件下重复做三次，并取三个重复组的值，其目的是。(5)花生中含有的主要能源物质是，小麦中含有的主要能源物质是。【答案】(1)花生比小麦含有的能量多。（合理即可）(2)20控制单一变量(3)升高花生小于(4)平均减小实验误差(5)脂肪淀粉【分析】探究实验应遵循的基本原则：1．对照性原则：科学、合理地设置实验对照，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。2．单一变量原则：即控制其它条件不变，而只改变其中一个条件，观察其对实验结果的影响。3．多个参与原则（或实验重复多次原则）：采取多个个体参与实验或实验重复多次进行，避免偶然因素的发生，实验数据取平均值减少误差，使实验结果更可靠。【详解】（1）作出假设是在观察和知识经验的基础上，参考有关资料，对提出的问题作出肯定或否定的回答。本探究提出的问题是：花生和小麦含有的能量相同吗？故本探究可作出的假设是：花生比小麦含有的能量多。（合理即可）（2）对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验。为确保实验组、对照组实验结果的合理性，对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态，这样做的目的是控制单一变量，便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。本实验的变量是粮食的种类，则水的体积应相同都是20mL。故表中①处应该为20mL，原因是控制单一变量。（3）由实验表格可知，最终温度高于起始水温，故燃烧花生和小麦粒都能使水的温度升高。由实验表格可知，花生燃烧后水温上升25℃，小麦燃烧后水温上升15℃，故等质量的花生、小麦中，含能量较多的是花生。因为种子燃烧时会散失部分能量，不是全部用于升高水温，故测定的热量值一般会小于种子实际所含能量。（4）探究实验要遵循多个参与原则（或实验重复多次原则）：采取多个个体参与实验或实验重复多次进行，避免偶然因素的发生，实验数据取平均值减少误差，使实验结果更可靠。故实验需要在相同条件下重复做三次，并取三个重复组的平均值，其目的是减小实验误差。（5）将花生种子的种皮去掉后，放在白纸上挤压，白纸上出现透明的油迹，这说明了花生的种子中含有脂肪。小麦种子的营养物质储存在胚乳中，主要是淀粉。故花生中含有的主要能源物质是脂肪，小麦中含有的主要能源物质是淀粉。9．（2023下·云南昆明·七年级统考期末）在“测定某种食物中的能量”时，实验小组利用A装置对花生进行检测，发现测得的每克花生热量与“常见的食物成分表”中的数据差异较大。同学们认为出现差异的原因主要有：①花生燃烧放出的热量散失到周围环境；②花生燃烧不充分。为减少实验误差，该小组设计了如图B、C装置进一步探究（测定食物中能量的方法与教材实验相同）。分析回答下列问题。

(1)花生中含有较多的脂肪。贮存在人体内的脂肪是重要的物质。(2)与教材实验相同，该实验通过测量花生燃烧放出的多少来测定花生中的能量。实验测得的数据往往存在误差，因此需要设置，以排除偶然因素对实验结果的影响。(3)与A装置相比，B、C装置通过减少，来减少了实验误差。分析实验结果可知，利用B、C装置测出的热量均比A装置测出的高，且C装置比B装置测出的热量多了焦/克，说明C装置热量的散失相对较（填“多”或“少”）。(4)该实验还可以通过使花生的燃烧更充分来减少实验误差，改进的方法是（答出一点即可）。【答案】(1)备用能源(2)热能重复组(3)热量散失2100少(4)在花生的燃烧时通入氧气，使花生充分燃烧【详解】（1）花生中含有较多的脂肪，其在人体内消化的场所是小肠，贮存在人体内的脂肪是重要的备用能源物质。（2）与教材实验相同，该实验通过测量花生燃烧放出热能的多少来测定花生中的能量。科学实验的数据，往往存在误差，因此需要设置重复组，也就是相同试验在相同的条件下要重复做几次，以排除误差的影响，科学实验的数字结果，应当取各组的平均值。（3）同学们认为出现差异的原因主要有：花生燃烧放出的热量散失到周围环境；花生燃烧不充分。结合题图可知，与A装置相比，B、C装置通过易拉罐的保温作用，减少热量散失，减少了实验误差。分析实验结果可知，利用B、C装置测出的热量均比A装置测出的高，且C装置比B装置测出的热量多了：10500-8400═2100焦/克，说明C装置热量的散失相对较少。（4）为了尽量减少测定结果与实际数据之间的误差，该实验还可以通过使花生的燃烧更充分来减少实验误差，改进的方法是在花生的燃烧时通入氧气，使花生充分燃烧。（写1条，合理即可）1．（2021·山东滨州·统考中考真题）食物所含能量的多少可以用热价表示，食物的热价是指1克食物氧化分解或在体外燃烧时所释放的热量，小明同学对几种不同食物的热价进行测定，实验结果如表，以下说法你不赞同的是（）食物名称花生仁黄豆核桃仁大米质量（克）202020A水（毫升）50505050温度上升（℃）2．21．531．2A．表中的A处应为20B．不同食物的热价差异较大C．实验测得的食物热价与实际热价完全相符D．图示装置中，用锡箔纸把加热和受热部分围起来，可以减少热量散失【答案】C【详解】A．探究某种食物中含有能量的多少，食品的质量必须相同，因此实验中，A应该为20克，A正确。B．食物的热价是指1克食物氧化分解（或在体外燃烧）时所释放的热量，食物所含能量的多少可以用热价表示，表格中不同食物使水温度上升温度各不相同，说明不同食物的热价不同，B正确。C．实验过程中部分热量散失到周围环境中；食物燃烧不充分，有些热量没有被释放出来；加热过程中试管也吸收一部分热量等，实验所测出的食物的热价与它的实际热价要小，C错误。D．图示装置中，用锡箔纸把加热和受热部分围起来，可以减少热量散失，以减少实验误差，D正确。故选C。2．（2021·四川凉山·统考中考真题）生物兴趣小组用“食物燃烧放出的热能使水温升高”的方法去探究不同食物中含有的能量多少，实验结果如下表。以下说法错误的是（

）食物名称花生仁黄豆核桃仁大米质量（克）20202020水（毫升）30303030温度上升（℃）2．21．431．1A．每组食物燃烧前的水温应该保持相同B．每组食物必须燃烧完全后测量水温C．同质量的以上食物，大米中能量最多D．为了减少实验误差，应设置重复组【答案】C【详解】A．对照实验只有一个变量，除探究条件不同外，其他条件都相同。为了保证变量的唯一，每组食物燃烧前的水温应该保持相同，正确。B．为了使数据准确，要待每组食物完全燃烧后，测量水温，正确。C．同样的水（30毫升），温度上升（℃）越高，表明含能量越多；而温度上升最高的是核桃仁3（℃）。因此从该小组的实验结果可以看出，花生仁、黄豆、核桃仁、大米四种食物中，含能量最多的是核桃仁，错误。D．为了尽量减少实验结果的误差，应该设置重复实验，正确。故选C。3．（2020·湖南娄底·统考中考真题）小明和小红一起测定花生种子中的能量，不科学的是（

）A．可以通过测量花生种子燃烧时水温的变化来计算其中的能量B．两人只做了一次实验，就计算得出一粒花生种子中的能量C．花生种子必须燃烧完全D．测定花生种子中的能量不需要作出假设【答案】B【详解】A．花生种子在体外充分燃烧时释放的热量能反映出花生种子中储存能量的多少。但无法直接测量出种子中的能量和种子充分燃烧的能量，因此可以通过测量花生种子燃烧时水温的变化来计算其中的能量，A不符合题意。B．实验测得的数据往往存在误差，则需要多次重复实验，减少误差。因此两人只做了一次实验，就计算得出一粒花生种子中的能量，这是不科学的，B符合题意。C．如果花生种子没有完全燃烧而测定出的能量要远低于花生种子中的能量，因此花生种子必须燃烧完全，C不符合题意。D．作出假设是指根据自己已有的知识和生活经验对提出问题作出肯定或否定的回答，而测定花生种子中的能量是对种子中的能量情况的测定，无法假设，则不需要作出假设，D不符合题意。故选B。4．（2017·山东威海·中考真题）某小组的同学尝试测定一粒核桃仁中含有的能量．首先，取一粒核桃仁，称其重量为5克，切取一部分用做实验材料，称其重量为0.5g，然后，组装了如图所示的实验装置．（1）用点燃的核桃仁给锥形瓶中的水加热，水量多少合适呢？水量过多，温度变化过小，不易读数；水量过少，则可能出现现象，从而造成较大的误差．所以，将水量定为20毫升。（2）为了尽可能减小误差，可为这套装置增设一个防止热量散失的部件，请在如图所示装置上画出该部件的示意图．（能够简单表达设计意图即可）（3）要获得较为准确的测量结果，什么时候将燃烧后的核桃仁从锥形瓶下移开，并记录温度计上显示的温度呢？经过讨论，形成了以下三种不同意见，其中最为科学合理的是（填字母）。A．火焰熄灭时B．核桃仁灰烬凉透时C．温度计显示的温度不再升高时（4）已知1毫升水每升高1℃，需要吸收4.2焦的能量．测定锥形瓶中水的温度升高了10℃，请计算这粒核桃仁中含有的能量（不考虑能量散失造成的误差）焦。（5）从这粒核桃上再取相似大小的两块，分别用相同的装置、同样的做法重复测量，计算出这粒核桃仁中含有的能量分别是8544焦、8610焦。根据这三次计算的结果，确定最接近这粒核桃仁含有能量真实的数值。【答案】沸腾C84008518【详解】（1）用点燃的核桃仁给锥形瓶中的水加热，水要适量（20毫升）