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力学单位制——2025-2026学年高一物理人教版(2019)必修一同步课时作业
一、单选题
1.在力学范围内,国际单位制规定了三个物理量作为基本量,测量这三个基本量可用的仪器分别是( )
A.刻度尺、天平、秒表 B.量筒、天平、秒表
C.刻度尺、测力计、秒表 D.刻度尺、测力计、打点计时器
2.下列单位中,哪一个是能量的单位( )
A.焦耳 B.秒 C.千克 D.米
3.2024年安徽新能源汽车产量首次突破百万大关,达168.4万辆,同比增长94.5%。某品牌电动汽车的电耗为每公里218.9W·h,其中单位“W·h”(瓦时)对应的物理量是( )
A.能量 B.位移 C.电流 D.电荷量
4.最新的质量单位“千克”用普朗克常量h定义。根据能量子的定义和国际单位制中的力学基本单位,h的单位可表示为( )
A. B. C. D.
5.不属于功率单位的是( )
A.W B. C. D.
6.三星的OLED屏幕通过微型像素点技术提高了亮度均匀性,其亮度功率的单位是瓦特每平方微米().改用国际单位制的基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
7.下列属于国际单位制中导出单位符号的是( )
A.N B.K C.m D.s
8.下列说法正确的是( )
A.牛顿提出了万有引力定律
B.第谷提出的相对论全面否定了牛顿力学
C.根据开普勒定律可知所有行星均绕地球转动
D.亚里士多德通过扭秤实验测量出万有引力常量
9.比冲是航天动力领域描述火箭引擎燃料利用效率的物理量,英文缩写为Isp,是每千克(kg)推进剂产生的冲量,比冲的单位可表示为( )
A.N·s B.N/kg C.m/s D.kg·m/s
10.2024年6月27日,吉利汽车发布的最新一代“刀片式”磷酸铁锂电池——神盾短刀电池。质量能量密度提升至,体积利用率提升50%,适配性更广泛。下列用国际单位制来表示质量能量密度的单位,正确的是( )
A. B. C. D.
11.在物理学中,只要等式成立,方程的两边应该具有相同的量纲,利用量纲分析,有时不用具体求解问题,就可以分析导出物理关系.通常,一个物理量的量纲表达为四个基本量:M(质量)、L(长度)、T(时间)和K(温度)的量纲.任意物理量x的量纲被记为[x],如速度v的量纲可表示为.根据以上描述,以质量、长度、时间和温度的量纲来表示普朗克常量h,其形式应为( )
A. B. C. D.
二、多选题
12.关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A.基本单位和导出单位一起组成了一个单位制
B.加速度是物理学中基本单位所对应的物理量
C.、、N都是导出单位
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是
13.关于物理量或物理量的单位,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、时间为三个导出物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.根据牛顿第二定律可知,
D.“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的单位
14.下列单位中属于国际单位制中的基本单位是( )
A.N B.kg C.s D.km
15.下列关于单位制及其应用的说法中正确的是( )
A.基本单位和导出单位一起组成了单位制
B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同
C.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
D.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的
三、实验题
16.一根能承受最大拉力的绳索悬于窗口,质量为的消防队员借助这根绳子下滑到地面.他在下滑时必须控制自己握绳的力, 使其下滑加速度不能小于何值 (不计空气阻力, )
17.风洞被称为“航空航天飞行器的摇篮”,被世界各国视为重要的战略资源。风洞实验室为我国载人航天、深空探测等提供了先进的地面试验手段。在某高超声速低密度风洞实验室中,风速的大小是一个重要参数,利用风压(空气流动产生的压强)来确定风速。通过压力传感器,测出不同风速情况下,风力产生的压强,数据如下表所示
1 2 3 4 5 6 7
风速v(m/s) 3.00 4.50 6.80 7.00 8.40 9.60 10.80
风速的平方 9.00 20.25 46.24 49.00 70.56 92.16 116.64
风压p/Pa 5.41 12.17 27.75 29.38 44.30 55.31 70.00
(1)根据以上数据,若能直观的反应风压与风速的关系,在直角坐标系中以风压(p)为纵坐标,横坐标用_______(填“v”或“”)表示,作出的图像接近一条直线;
(2)图像的斜率k的单位是_______(用国际单位制中的基本单位的字母表示),说明斜率一定与空气的_______有关。
(3)若风压为135 Pa,可推得风速为_______。(保留三位有效数字)
四、计算题
18.国际上对单位作出了统一规定,建立了国际单位制。请证明:1伏特=1特·米2/秒。
19.小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积,他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为。小红说,从单位关系上看,这个公式肯定是错误的。她的根据是什么?
20.在初中已经学过,如果一个物体在力F的作用下沿力的方向移动了一段距离l,所用的时间t,这个力对物体做的功,t时间内力F的平均功率。我们还学过功率的单位是瓦特(W)。请结合所学知识导出瓦特与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系。
参考答案
1.答案:A
解析:在力学范围内的三个基本物理量为长度、质量、时间,它们对应的直接测量仪器分别为刻度尺、天平、秒表,所以符合题意的只有A故选A。
2.答案:A
解析:A.焦耳是功和能量的单位。故A正确;B.秒是时间的单位。故B错误;C.千克是质量的单位,故C错误;D.米是长度的单位,故D错误。故选A。
3.答案:A
解析:瓦(W)是功率的单位,小时(h)是时间单位,因此“”表示功率与时间的乘积。根据公式,功或能量的单位应为功率单位(瓦)与时间单位(秒)的乘积,即焦耳(J)。1瓦时()=1瓦×3600秒=3600焦耳,属于能量单位。位移的单位是米(m),电流的单位是安培(A),电荷量的单位是库仑(C),均不符合题意。故选A。
4.答案:A
解析:根据动能表达式可知能量的单位用国际单位制中的基本单位可表示为;根据而频率的单位为所以普朗克常量的单位用国际单位制中的基本单位可表示为。故选A。
5.答案:D
解析:D不属于功率单位故D错误
6.答案:A
解析:根据单位的推导可知
故选A。
7.答案:A
解析:A.N(牛顿)是由基本单位B.KC.mD.s于导出单位,故A符合题意;B.KC.mD.s国际单位制中温度的基本单位,故B不符合题意;C.m(米)是国际单位制中长度的基本单位,故C不符合题意;D.s(秒)是国际单位制中时间的基本单位,故D不符合题意。故选A。
8.答案:A
解析:A.牛顿提出了万有引力定律,故A正确;
B.相对论由爱因斯坦提出,且并未全面否定牛顿力学,牛顿力学适用于在低速宏观物体的运动,故B错误;
C.开普勒定律基于行星绕太阳运动的规律,而非绕地球,故C错误;
D.卡文迪什通过扭秤实验测量出万有引力常量,故D错误。
故选A。
9.答案:C
解析:比冲定义为每千克推进剂产生的冲量,即冲量I的单位为牛秒(N·s),质量m的单位为千克(kg),因此比冲的单位为,将牛顿N转换为基本单位代入得,即单位为米每秒(m/s),故选C。
10.答案:A
解析:能量密度为
故选A。
11.答案:A
解析:由得,ε的单位是J,ν的单位是Hz,根据,可得h的单位等同于,可得.故A正确.
12.答案:AD
解析:A.国际单位制由基本单位和导出单位组成,故A正确;
B.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m、kg、s,加速度不是物理学中基本单位所对应的物理量,故B错误;
C.kg是基本单位,m/s、N是导出单位,故C错误;
D.牛顿第二定律表达式为
只有在国际单位制中,k才取1,表达式才能写成
故D正确。
故选AD。
13.答案:CD
解析:A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量,故A错误;B.牛顿是根据牛顿第二定律推导出来的单位,所以牛顿是导出单位,不是基本单位。故B错误;C.根据牛顿第二定律可知故C正确;D.“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的单位,其中“米”、“秒”是基本单位,“牛顿”是导出单位。故D正确。故选CD。
14.答案:BC
解析:米(m)、千克(kg)、秒(s)是国际单位制的基本单位,km是常用单位,牛顿(N)是导出单位。
故选BC。
15.答案:ABD
解析:A.基本单位和导出单位一起组成了单位制,A正确;
B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同,B正确;
C.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,同时也确定单位关系,C错误;
D.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的,D正确。
故选ABD。
16.答案:
解析:由牛顿第二定律得.
17.答案:(1)
(2);密度
(3)
解析:(1)通过分析数据可知风压与风速的平方成正比,因此横坐标为
(2)根据
可知,则
这个单位是密度的单位,因此斜率一定与空气的密度有关。
(3)利用表中数据可得斜率
因此风速。
18.答案:
解析:由法拉第电磁感应定律可知
所以
19.答案:见解析
解析:体积的单位是,在公式中,π没有单位,R的单位是m,h的单位也是m,所以对应的单位是,所以从单位关系上看,这个公式肯定是错误的。
20.答案:
解析:根据、、,有
即
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