高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 力学单位制练习

第四章　4

A组·基础达标

1．下列有关力学单位制的说法正确的是(　　)

A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制，不能采用其他单位制

B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度

C．力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米和牛

D．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达

【答案】D

【解析】在有关力学的分析和计算中，可以采用任何一种单位制，只要单位统一即可，但是为了方便，常常采用国际单位制，所以A错误；在力学单位制中，选用长度、质量和时间三个物理量作为基本单位的物理量，相对应的单位是米、千克和秒，所以B、C错误；按照单位制的概念，导出单位都可以用基本单位来表达，如1 N＝1 kg·m/s2，所以D正确．

2．下列属于国际单位制中的基本单位的是(　　)

A．米　　 B．千米　

C．米/秒　 D．牛

【答案】A

【解析】力学的国际单位是长度的单位m、质量的单位kg、时间的单位s，其他单位属于导出单位．单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔，故A正确．

3．用国际单位制的基本单位表示能量的单位，下列正确的是(　　)

A．kg·m2/s2 B．kg·m/s2

C．N/m D．N·m

【答案】A

【解析】根据W＝FS，F＝ma，可得J＝kg·m/s2·m＝kg·m2/s2，故A正确，B、C、D错误．

4．关于物理量或物理量的单位，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、速度为三个基本物理量

B．“m”“kg”“N”都是国际单位制的单位

C．1 N/kg＝9.8 m/s2

D．后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位

【答案】B

【解析】在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、米为三个基本物理量，故A错误．“m”“kg”“N”都是国际单位制的单位，故B正确．根据牛顿第二定律F＝ma得F的单位是N，m的单位是kg，a的单位是m/s2，则知1 N＝1 kg·m/s2，得1 N/kg＝1 m/s2，故C错误．后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力的单位，但不是力学基本单位，故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(长度、质量、时间)的仪器是(　　)

A．刻度尺、弹簧测力计、秒表

B．刻度尺、弹簧测力计、打点计时器

C．刻度尺、天平、秒表

D．量筒、天平、秒表

【答案】C

【解析】国际单位制中的基本物理量是长度、时间和质量，测量长度用刻度尺、质量用天平、时间用秒表．故C正确，A、B、D错误．

6．(多选)有几个同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小同其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中一定错误的是(　　)

A．x＝ B．x＝

C．x＝Ft D．x＝

【答案】ABC

【解析】把各物理量的单位都用基本单位表示，v的单位为m/s，a的单位为m/s2，F的单位为kg·m/s2，x的单位为m.由此可解出A、B、C、D的单位分别为s、m2/s、kg·m/s、m，故A、B、C一定错误，D可能正确．

7．(多选)用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是(　　)

A．x＝at(x为位移、a为加速度、t为时间)

B．a＝μg(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度)

C．F＝m(F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径)

D．v＝(v为速度、R为半径、g为重力加速度)

【答案】BD

【解析】将等式两边各物理量的国际单位制单位代入后进行单位运算，经过验证可知选项B、D可能正确．

8．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·m)　 B．kg/(s2·m3)　　

C．kg·m3/s2　 D．kg·m/s2

【答案】A

【解析】1 Pa＝1 ＝1 ＝1 kg/(s2·m)，故选A.

9．为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某高速公路的最高限速v＝120 km/h，假设前方车辆突然停止，汽车司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t＝0.50 s，刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的0.40倍，则该高速公路上汽车间的安全距离x至少为多少？重力加速度g取10 m/s2.

【答案】156 m

【解析】v＝120 km/h＝ m/s，在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离x1＝vt.设刹车时汽车的加速度大小为a，汽车的质量为m，有a＝＝＝0.40g＝4 m/s2，从刹车到停下，汽车运动的距离x2＝，则所求距离x＝x1＋x2＝vt＋＝×0.50 m＋ m≈156 m.

B组·能力提升

10．下列图中仪器所测量的物理量不是国际单位制(SI)中基本量的是(　　)

A B

C D

【答案】B

【解析】托盘天平是测量质量的仪器，质量是基本物理量，所以托盘天平测量的是力学基本量；测力计是测量力的仪器，力不是基本物理量，所以测力计不是测量力学基本量；秒表是测量时间的仪器，时间是基本物理量，所以秒表测量的是力学基本量；安培表是测量电流的仪器，电流是基本物理量，所以安培表测量的是基本量．故选B.

11．在第26届国际计量大会上，通过了用普朗克常数(h)重新定义质量的国际单位“千克”，国际千克原器将于2019年5月20日正式“退役”．经科学家研究发现，国际千克原器比130年前质量减少了5×10－5 kg，用国际千克原器作为1千克标准，现在定义的力的国际单位1 N比130年前定义的1 N(　　)

A．减少了5×10－5 N B．减少了5×10－4 N

C．增加了5×10－5 N D．增加了5×10－4 N

【答案】A

【解析】用国际千克原器作为1千克标准，1 N＝1 kg·1 m/s2；因为国际千克原器比130年前质量减少了5×10－5 kg，如果还用国际千克原器作为1千克的标准，即1 N＝(1－5×10－5) kg·1 m/s2；所以现在定义的力的国际单位1 N比130年前定义的1 N减少了1 kg·1 m/s2－(1－5×10－5) kg·1 m/s2＝5×10－5 N，A正确．

12．物理学中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的表达式正确的是 (　　)

A.＝ B.＝

C.＝ D.＝

【答案】A

【解析】C项右侧单位＝＝＝m/s，不是速度的倒数的单位，故C错误；D项右侧单位＝＝＝kg/(s·m2)，不是速度的倒数的单位，故D错误；A、B选项右侧单位为＝＝＝s/m；是速度的倒数的单位；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．

13．2018年11月16日第26届国际计量大会通过《修订国际单位制》的决议，正式更新质量单位“千克”等四项物理量的基本计量单位．“千克”由量子力学中普朗克常数为基准进行了重新定义．请用你学过的知识判断下列质量表达式(其中a、b为无单位常数；f为频率，单位为s－1；h为普朗克常量，单位为kg·m2·s－1；g为重力加速度，v为速度)可能正确的是(　　)

A．m＝　 B．m＝

C．m＝　 D．m＝

【答案】A

【解析】选项等式左边的单位都为kg.A项右边的单位是＝kg，故A正确；B项右边的单位是＝kg·s/m，故B错误；C项右边的单位是＝kg·s2/m，故C错误；D项右边的单位是kg·m2·s－1·＝kg·m，故D错误．

14．(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、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是(　　)

A．a＝＝ m/s2＝120 m/s2

B．a＝＝ 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】选项A中Δx＝1.2 cm没变成国际单位，C项中的小车质量m＝500 g没变成国际单位，所以A、C错误，B、D正确．

15．物理公式在确定物理量关系的同时，也确定了物理量的单位关系．下面给出的关系式中，l是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量都用国际单位制单位．试判断下列表达式的单位，并指出这些单位所对应的物理量的名称．

(1)单位________，物理量名称________.

(2)单位________，物理量名称________.

(3)m单位________，物理量名称________.

【答案】(1)s　时间　(2)m/s2　加速度　(3)N　力

【解析】将各量的单位代入得

(1)＝＝s，故对应物理量为时间．

(2)＝m/s2，对应物理量为加速度．

(3)＝kg·m/s2＝N，对应物理量为力．

16．一辆质量为4×103 kg的汽车在水平地面上匀速行驶．某个时刻关闭发动机，经过20 s滑行40 m而停止下来，求汽车所受阻力为多大？

【答案】800 N

【解析】选汽车为研究对象，设汽车减速运动的加速度大小为a，则根据速度公式和位移公式可得0＝v0－at

根据位移公式，得x＝v0t－at2

由以上两式解得a＝

这时，只要正确确定已知量单位(要统一)，可以不把各量单位代入，则a＝ m/s2＝0.2 m/s2

根据牛顿第二定律知汽车所受阻力大小

F＝ma＝4×103×0.2 N＝800 N.