Quando comecei a suspeitar quando estava escrevendo minha pergunta, o problema é que o Linux foi instalado usando o MBR, de modo que o grub não conseguiu carregar um EFI Windows 7. Eu reinstalei o Linux, desta vez certificando-me de selecionar o boot UEFI opção para o LiveCD do BIOS. Com o Linux agora instalado com um grup EFI, consegui adicionar uma entrada de menu do grub para o Windows 7 e carregar a cadeia com sucesso.
Eu usei este link para criar a entrada do menu para o Windows 7.
Depois de fazer sudo vi /etc/grub.d/40_custom
e adicionar a entrada do menu ao final do arquivo, não esqueça de executar sudo update-grub
.