1、力学单位制(15分钟30分)一、单项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)1.2019年5月20日是第20个世界计量日,该世界计量日的主题是“国际单位制(SI)根本性飞跃”。下列选项中都属于国际单位制中的基本单位的是()A.质量长度时间B.牛千克秒C.厘米克秒D.千克秒米【解析】选D。本题要求选国际单位制中的基本单位,其中A选项中都为物理量,不是单位,A错误;B中的牛是国际单位制中的导出单位,B错误;C中的克和厘米都不是国际单位制,C错误;只有D中的千克、秒和米都是国际单位制中的基本单位。2.下列关于单位制及其应用的说法中,不正确的是()A.基本单位和导出单位一起组成了单位制B.选用的基
2、本单位不同,构成的单位制也不同C.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制的单位表示,只要正确应用物理公式,其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示D.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系【解析】选D。A、B选项为单位制的一般性描述,是正确描述;在物理计算中,物理公式既确定了各物理量间的数量关系,又同时确定了其单位关系,故错误的说法为D。【补偿训练】关于单位制,下列说法中不正确的是()A.在力学中,力是基本概念,所以力的单位“牛顿”是力学单位中的基本单位B.因为力的单位是牛顿,而1 N=1 kgm/s2,所以牛顿是导出单位C.各物理量采用国际单位,通过物理
3、公式运算的结果的单位一定为国际单位D.物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系【解析】选A。“力”虽然是力学中的一个最基本的概念,但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位。力学中的基本单位是千克、米、秒,其他皆为导出单位。物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量之间的单位关系。已知量采用国际单位,通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位,单位制在力学计算中的意义正在于此。3.磁浮列车高速运行时,受到的空气阻力与其速度的二次方成正比,即Ff=kv2,则比例系数k的单位是()A.kg/m2B.kg/m3C.kg/mD.kg/m4【解析】选C。由Ff
4、=kv2可得k=,故k的单位是kg/m,故选项C正确,选项A、B、D错误。4.关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是()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 kgms-2D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制中的基本单位【解析】选C。力学中的三个基本物理量为长度、质量、时间,A错误;“牛顿”是为了纪念牛顿而作为力的单位,但不是基本单位,B项错误;根据“牛顿”的定义,1 N=1 kgms-2,C项正确;“克”“摄氏度”不是基本单位,D项错误。二、非选择题(本题共10分。要有必要的文字说明和解题步
5、骤,有数值计算的要注明单位)5.质量为1.5 t的汽车在前进中受到的阻力是车重的,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。求汽车发动机的牵引力的大小。(g取10 m/s2)【解析】计算时把各物理量的单位统一到国际单位制中。因v=v0+at,F-F阻=ma,故F=ma+F阻=+0.05mg,已知v0=36 km/h=10 m/s,v=54 km/h=15 m/s,t=5 s,m=1.5 t=1.5103 kg,代入以上数据,计算得F= N+0.051.510310 N=2.25103 N。答案:2.25103 N(10分钟20分)6.(6分)2018年
6、11月16日第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议,正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义,新国际单位体系采用物理常数重新定义质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”和物质的量单位“摩尔”。以F表示力,v表示速度,a表示加速度,x表示位移,t表示时间,m表示质量,借助单位制可知下列表达式可能正确的是()A.x=B.t=C.v=D.a=【解析】选B。x单位为m,单位为=m/s,故等号左右单位不同,A项错误;t单位为s,单位为=s,B项正确;v单位为m/s,的单位为=,C项错误;a的单位为m/s2,的单位为,D项错误。7.(14分)一列列车的质量为103 t,列车牵引力为3.5105 N,运动中所受阻力为车重的1%。列车由静止开始做匀加速直线运动,速度变为180 km/h需多少时间?(g取10 m/s2)【解析】列车总质量m=103 t=106 kg,总重G=mg=107 N,运动中所受阻力Ff=0.01 G=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-Ff=ma则列车的加速度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答案:200 s- 4 -
