1、力学单位制(15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.在国际单位制中,下列哪些物理量的单位不是导出单位()A.力的单位NB.压强的单位PaC.长度的单位mD.电压的单位V【解析】选C。三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为米、千克、秒。力的单位N是导出单位,1 N=1 kgm/s2,故A项不符合题意;压强的单位Pa是导出单位,1 Pa=1 N/m2=1 kg/(ms2),故B项不符合题意;长度的单位m是基本单位,故C项符合题意;电学中唯一的基本单位为“A”,电压的单位“V”是导出单位,故D项不符合题意。2.2018年12月11日第26届国际计量大会已
2、重新定义千克、安培、开尔文和摩尔等四个基本单位,新定义后7个国际单位制中基本单位有3个没变化,除光强单位坎德拉外,另外两个是()A.米、秒B.秒、库C.米、牛D.牛、库【解析】选A。新定义后7个国际单位制中基本单位有3个没变化,除光强单位坎德拉外,另外两个是米和秒,故A正确,B、C、D错误。【加固训练】下列器材,所测物理量不属于国际单位制中基本量的是()【解析】选B。天平测量质量,质量是力学基本物理量,故A项不符合题意;弹簧测力计测量力,而力不是基本物理量,故B项符合题意;电流表能够测量电流的大小,而电流是基本物理量,故C项不符合题意;秒表测量时间,时间是力学基本物理量,故D项不符合题意。3.
3、有研究发现,轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度。若引入一个新的物理量 “加速度变化率”来表示加速度变化的快慢,那么该物理量的单位应该是()A.m/sB.m/s2C.m/s3D.m2/s【解析】选C。加速度变化的快慢表达式为,则单位等于=m/s3,故C项正确,A、B、D错误。4.声音在空气中的传播速度v与空气的密度、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)正确的是()A.v=B.v=C.v=D.v=【解析】选B。首先把p、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:1 Pa=1 N/m2=1
4、 kg/(ms2),的单位用国际单位制中的基本单位表示:kg/m3。代入A选项中,单位为m2/s2,显然不是速度的单位,故A项错误;代入B项得单位为m/s,故B项正确;代入C项为s/m,也不是速度的单位,故C项错误;同理D项单位为kg/(m2s),故D项错误。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5.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。小明同学的解法如下:由运动学公式:v2-=2ax得:a= m/s2=-2.5103 m/s2由
5、牛顿第二定律:F=ma=10(-2.5103) N=-2.5104 N。你同意他的解法吗?不同意的话给出正确解法。【解析】不同意,原因是单位未统一到同一单位制中,正确解法如下:x=10 cm=0.1 m,m=10 g=10-2 kg,由运动学公式:v2-=2ax得:a= m/s2=-2.5105 m/s2,由牛顿第二定律:F=ma=0.01(-2.5105) N=-2.5103 N。负号表示与速度反向。答案:见解析 (10分钟20分)6.(6分)(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=g(a为加速度、为动摩擦因数、g为重力加速度
6、)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)【解析】选B、D。x为位移,国际单位是m,a为加速度,国际单位是m/s2,t为时间,国际单位是s,所以at的国际单位是m/s,所以x=at是错误的,故A错误;a为加速度,国际单位是m/s2,为动摩擦因数,无单位,g为重力加速度国际单位是m/s2,所以g的国际单位是m/s2,所以a=g可能正确,所以B正确;F为作用力,国际单位是N,m为质量,国际单位是kg,v为速度,国际单位是m/s,R为半径,国际单位是m,1 N=1 kgm/s2,所以m的国际单位是kg/s,所以F=m错误,故C错误;v为速度
7、,国际单位是m/s,g为重力加速度,国际单位是m/s2,R为半径,国际单位是m,的国际单位是m/s,所以v=可能正确,所以D选项是正确的。7.(14分)一列质量为103 t的列车,机车牵引力为3.5105 N,运动中所受阻力为车重的0.01倍。列车由静止开始做匀加速直线运动,速度变为180 km/h需多长时间?此过程中前进了多远距离?(g取10 m/s2)【解析】列车质量m=103 t=106 kg,重力G=mg=10610 N=107 N,运动中所受阻力Ff=0.01G=0.01107 N=1105 N。设列车匀加速运动的加速度为a,由牛顿第二定律得F牵-Ff=ma,则列车的加速度为a= m/s2=0.25 m/s2。列车由静止加速到v=180 km/h=50 m/s所用时间为t= s=200 s。此过程中列车的位移为x= m=5103 m=5 km。答案:200 s5 km
