高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系4 力学单位制课后练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系4 力学单位制课后练习题，共4页。试卷主要包含了5×1等内容，欢迎下载使用。

双基巩固 学考突破
1.关于物理量和物理量的单位,下列说法正确的是( )
A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.1 N=1 kg·m·s-2
D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位
答案:C
解析:在国际单位制中,长度、质量、时间三个物理量被选作力学的基本物理量,故A错误;力的单位牛顿不是国际单位制中的一个基本单位,故B错误;根据牛顿第二定律F=ma可知,1N=1kg·m·s-2,故C正确;“摄氏度”不是国际单位制的单位,故D错误。
2.(多选)关于国际单位制,下列说法正确的是( )
A.国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制
B.各国均有不同的单位制,国际单位制是为了方便交流而采用的一种单位制
C.国际单位制是一种基本的单位制,只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位,则最后得出的结果的单位必然是国际单位制中的单位
D.国际单位制中的基本单位所对应的物理量是长度、能量、时间
答案:ABC
解析:国际单位制中,规定了七种基本量与基本单位,即长度(m)、质量(kg)、时间(s)、电流(A)、热力学温度(K)、物质的量(ml)、发光强度(cd)。国际单位制就是各国都要统一采用的通用单位制,故A选项正确。国际单位制的重要作用之一,就是便于世界各国在政治、经济、科技、文化等领域中的交流,故B选项正确。为了物理运算的简捷、方便,才有了国际单位制的统一规定,只要运算过程中各量均采用国际单位制中的单位,最终得到的结果的单位也必然是国际单位制中的单位。这是国际单位制的又一重要作用,故C选项正确。国际单位制中规定的基本量中没有“能量”,故D选项错误。
3.(2019上海期末)下列单位中,属于国际单位制中基本单位的是( )
A.NB.kg
C.m/sD.m/s2
答案:B
解析:质量的单位kg为国际单位制中的一个基本单位。
4.初中物理课中我们学习过一个重要的物理量“压强”,它的单位是“帕斯卡”,符号“Pa”,以下用国际单位制中基本单位表达“帕斯卡”正确的是( )
A.kg/s2·mB.kg/s2·m3
C.kg·m3/s2D.kg·m/s2
答案:A
解析:由压强p=FS得,1Pa=1N/m2=1kg/m·s2,故A正确,B、C、D错误。
5.在下列几组仪器中,用来测量国际单位制中三个力学基本量的仪器是 ( )
A.量筒、天平、停表
B.刻度尺、天平、停表
C.刻度尺、弹簧测力计、停表
D.刻度尺、弹簧测力计、打点计时器
答案:B
解析:长度是用刻度尺来测量的,质量是用天平来测量的,时间是用停表来测量的,所以B正确。
6.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0.1 s,测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx=1.2 cm,若还测出小车的质量为500 g,则关于加速度、合外力的大小及单位,既正确又符合一般运算要求的是( )
A.a=Δxt2= m/s2=120 m/s2
B.a=Δxt2=1.2×10-20.12 m/s2=1.2 m/s2
C.F=ma=500×1.2 N=600 N
D.F=ma=0.5×1.2 N=0.6 N
答案:BD
解析:在应用公式进行数值运算的同时,也要把单位代入运算。带着单位运算时,单位换算要准确,可以把题中已知量的单位都用国际单位表示,计算结果的单位就是用国际单位表示的,这样在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在结果后面写出正确单位即可。选项A中Δx=1.2cm没换算成国际单位,C项中的小车质量m=500g没换算成国际单位,所以A、C均错误,B、D正确。
7.在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题),一个同学解得x=F2m(t1+t2),x是位移,F是力,m是质量,t1、t2是时间,用单位制的方法检验,这个结果( )
A.可能是正确的
B.一定是错误的
C.如果用国际单位制,结果可能正确
D.如果用国际单位制,结果错误;如果用其他单位制,结果可能正确
答案:B
解析:F2m(t1+t2)的单位为Nkg·s=kg·m/s2·skg=m/s,此为速度的单位,而位移x的单位为m,所以结果一定错误,B正确。
8.质量为10 g的子弹,以300 m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹射出的速度是200 m/s。若木板厚度为10 cm,求子弹对木板的平均作用力。
小明同学的做法如下,你同意他的解法吗?如果同意,说明原因;如果不同意,写出正确的解法。
由运动学公式v2-v02=2ax得
a=v2-v022x=2002-30022×10 m/s2=-2.5×103 m/s2
由牛顿第二定律
F=ma=10×(-2.5×103) N=-2.5×104 N。
答案:不同意 正确解法见解析
解析:不同意。单位未统一到同一单位制中。正确解法为
x=10cm=0.1m,m=10g=10-2kg
a=v2-v022x=2002-30022×0.1m/s2=-2.5×105m/s2
F=ma=10-2×(-2.5×105)N=-2.5×103N
负号表示与速度反向。
选考奠基 素养提升
1.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关。根据单位制,检验下列关于空气中声速的表达式(k为比例系数,无单位)可能正确的是( )
A.v=kpρB.v=kpρ
C.v=kρpD.v=kpρ
答案:B
解析:可把p、ρ的单位用基本单位表示,代入进行单位运算,看得出的单位是否是v的单位。p的单位用国际单位制中的基本单位表示,1Pa=1Nm2=1kgm·s2;ρ的单位用国际单位制中的基本单位表示为kg/m3。代入A选项中,单位为m2/s2,显然不是速度的单位,A错;代入B项得单位为m/s,B正确;代入C项为s/m,也不是速度的单位,C错;同理D项单位为kg/(m2·s),D错。
2.有些结论不一定要通过计算才能验证,有时只需通过一定的分析就能判断结论是否正确。根据流体力学知识,喷气式飞机喷出气体的速度v与飞机发动机燃烧室内气体的压强p、气体密度ρ及外界大气压强p0有关。试分析判断下列关于喷出气体的速度的倒数1v的表达式可能正确的是( )
A.1v=ρ2(p-p0)B.1v=2ρp+p0
C.1v=2(p-p0)2ρD.1v=2ρ(p-p0)
答案:A
解析:物理表达式两侧单位要相同,A、B选项右侧单位为kg/m3Pa=kg/m3N/m=s2/m2=s/m,C选项右侧单位是m/s,D选项右侧单位是kg/(m2·s),故C、D均错误;结合实际情况,内外压强差越大,喷气速度越大,显然A符合,B不符合,故A正确,B错误。
3.在物理学中,有7个国际基本单位,通过对单位的分析(称为量纲分析),可以得到很多有用的结论。例如,已知汽车在直线行驶过程中受到的空气阻力取决于空气阻力系数k(其数值与汽车迎风面积、空气密度有关,国际单位kg/m)和车速v,当同一辆汽车速度增大为原来的2倍时,其空气阻力将增大为原来的( )
A.2倍B.22倍C.23倍D.4 倍
答案:D
解析:由题意可知,空气阻力系数k的单位为kg/m,根据力的单位1N=1kg·m/s2可得,1N=1kg·m/s2=1kg/m·(m/s)2;则空气阻力表达式应为F=kv2,当同一辆汽车速度增大为原来的2倍时,其空气阻力将增大为原来的4倍,D选项正确。
4.选定了长度单位m、质量单位kg、时间单位s之后,就足以导出力学中其他所有物理量的单位,但必须依据相关的公式。现有一个物理量A=Gm'r,其中m'是质量,r是长度,又已知G的单位是N·m2·kg-2,据此能否推知A是什么物理量?
答案:速度
解析:根据物理量A的表达式,导出A的单位,就可以知道A是一个什么物理量。与Gm'r相对应的单位为N·m2·kg-2·kgm=N·m·kg-1=kg·m·s-2·m·kg-1=m/s。物理量A的单位是m/s,所以物理量A是速度。
5.质量为1.5 t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的120,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5 s内速度由36 km/h增至54 km/h,g取10 m/s2。求发动机的牵引力的大小。
答案:2 250 N
解析:由题知汽车初速度v0=36km/h=10m/s,汽车的末速度v=54km/h=15m/s。由v=v0+at,得汽车做匀加速直线运动的加速度为a=v-v0t=15-105m/s2=1m/s2,对汽车由牛顿第二定律得F-Ff=ma,解得F=Ff+ma=2250N。