人教版 (2019)必修 第一册4 力学单位制一课一练

这是一份人教版 (2019)必修 第一册4 力学单位制一课一练，共20页。
1．在国际单位制中，下列说法正确的是（ ）
A．力学基本量是长度、质量、时间，所有的物理量都有单位
B．kg、N、m/s都是导出单位
C．根据牛顿第二定律表达式可知：1N=1kg·m/s2
D．米、吨和秒是国际单位制中的基本单位
2．下列实验器材可以用来测量基本物理量的是（ ）
A．B．
C．D．
3．2022年5月14日6时52分，中国自主研发的编号为B-001J的C919大型民用客机在浦东机场起飞，完成持续3小时2分钟的首飞任务，该飞机总长38.9米、翼展33.6米、高度11.9米、总重44.1吨。下列哪个是国际单位制中的基本单位（ ）
A．小时B．分钟C．米D．吨
4．2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即1 kg=。该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后，国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了SI单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是（ ）
A．普朗克常量h是个无单位的常量
B．普朗克常量h的单位等效于N·m·s
C．普朗克常量h的单位等效于kg·m·s-2
D．受外界因素的影响普朗克常量h的数值也会发生细微变化
导出单位
5．（2022·黑龙江· 铁力市马永顺中学校高三开学考试）（多选）物理学中，把物体的质量m与速度v的乘积称为物体的动量，用字母p表示，即p=mv。关于动量的单位，下列各式正确的是（ ）
A．kg·m/sB．N·sC．N·mD．
6．花样滑冰选手往往在优美的音乐和高速的滑行中做各种高难度的动作。选手控制旋转速度与角动量有关，已知角动量的大小为（其中L为角动量的大小，r表示距离的大小，p为动量的大小，为r与p之间的夹角），则角动量的单位用国际制单位的基本单位表示为（ ）
A．B．C．D．
7．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值橡皮筋未受到拉力时的长度L，横截面积S有关，理论与实践都表明其中Y是一个由材料决定的常数，材料学上称之为杨氏模量。在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是（ ）
A．NB．mC．N/mD．Pa
8．（2022·河南郑州·高一期末）在初中我们已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离 l，这个力对物体做的功W=Fl。我们还学过，功的单位是焦耳（J）。下列选项中正确反映了功的单位（J）与基本单位米（m），千克（kg）、秒（s）之间的关系的是（ ）
A．1J=1kg·m²·s-2B．1J=1 kg2·m·s-1
C．1J=1kg·m·sD．1J=1kg·m·s
9．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆后，航天员翟志刚、王亚平、叶光富安全顺利出舱，身体状态良好。假设载人飞船在返回过程中有一段所受空气阻力与速度的三次方成正比，则阻力系数k的单位用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（ ）
A．B．C．D．
10．一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量，下列几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是（ ）
A．m＝＝ kg＝0.2 kg
B．m＝＝＝20 ＝20 kg
C．m＝＝ kg＝20 kg
D．m＝＝＝20 kg
11．（2022·重庆·西南大学附中高三阶段练习）电池是一辆纯电动汽车的“心脏”，质量能量密度是衡量一辆电动汽车电池组性能的重要参数，所谓质量能量密度是指电池所能存储（或释放）的电能与电池自身的质量之比，质量能量密度数值越大，意味着相同质量的电池能存储（或释放）更多的电能，汽车续航里程也就越长。质量能量密度的单位用国际单位制的基本单位符号来表示是（ ）
A．m2/kgB．m2/s2C．J/kgD．W/kg
用量纲分析解题
12．用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是（ ）
A．（为位移、为加速度、为时间）
B．（为加速度、为动摩擦因数、为重力加速度）
C．（为作用力、为质量、v为速度、R为半径）
D．（v为速度、R为半径、g为重力加速度）
13．（2022·山东青岛·高一期末）某同学在解答一道已知量由字母表达结果的计算题时，得到的结果表达式为，根据单位制的知识，下列关于“A”表示的物理量合理的是（ ）
A．位移B．加速度C．速度D．质量
14．利用国际单位制，可以推导出某个未知物理量的单位。已知一个球形物体在空中下落时的动力学方程为：。其中c为一个常量，ρ为密度，r为半径，v为速度。则常量c的国际单位是（ ）
A．没有单位B．C．D．
15．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在其两端加恒定电压，则它会辐射频率为的电磁波，且与成正比，即。已知比例系数仅与元电荷的2倍和普朗克常量有关。你可能不了解此现象的原理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断出比例系数的值可能为（ ）
A．B．C．D．
16．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．
17．物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，则根据单位间的关系可以判断物理关系式是否可能正确。某组同学在探究“声速v与空气压强p和空气密度ρ的关系”时，推导出四个空气中声速的关系式，式中k为比例常数，无单位。则可能正确的关系式是（ ）
A．v=B．v=C．D．
18．在放射医学和人体辐射防护中，辐射剂量的单位有多种衡量模式和计量单位。较为完整的衡量模式是“当量剂量”，“当量剂量”是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量，其国际单位是希沃特，记作Sv。每千克人体组织吸收1焦耳为1希沃特。下面选项中希沃特与国际单位之间的关系正确的是（ ）
A．m2/s2B．W/kgC．J/kgD．Am/s
19．利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图所示（为截面图），旋涡发生体垂直于管道放置，在特定条件下，由于旋涡现象，液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有关。结合物理量的单位分析频率f与v、D之间的关系式可能正确的是（其中k是一个没有单位的常量）（ ）
A．B．C．D．
20．要判断一个物理关系式是否成立，有时不必作复杂的推导，只需分析式中各量的单位，就可判定有些表达式是错误的，在下面的实例中某同学导出了四个不同的关系式，请你根据单位分析，确定其中必定错误的选项例。如图，光滑水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体，它的斜面上有另一质量为m的物块沿斜面下滑。关于下滑过程中物块对斜面压力N、斜面的加速度aM及滑块加速度am，某同学得出的关系式一定错误的是（ ）
A．B．
C．D．
21．近10年来我国大力发展空军和海军，新增舰船是除美国外其他国家的总和。无论是飞机还是战舰设计，都需要复杂的流体力学知识。当流体流动时，根据流动特征可以分成湍流和层流：如果流体质点的轨迹（一般说随初始空间坐标x、y、z随时间t而变）是有规则的光滑曲线（最简单的情形是直线），这种流动叫层流，此时流体分层流动，各层互不混合，没有这种性质的流动叫湍流。不同状态的流体动力学方程不一样。流体力学中用一个无量纲的数--雷诺数Re（Reynldsnumber），来表征流体的这一特征，一般情况下，雷诺数小的时候是层流，雷诺数大的时候是湍流。已知雷诺数由四个变量决定，流体的流速v、流体的密度ρ、特征长度d，黏性系数μ。请根据所学知识对雷诺数的表达式做出判断，以下表达式中可能正确的是：（已知黏性系数μ为流体中相距dx的两平行液层，由于内摩擦，使垂直于流动方向的液层间存在速度梯度，当速度梯度为1个单位，相邻层“单位”接触面S上所产生的黏滞力F(亦称内摩擦力)即黏性系数，以μ表示：/它的单位是Pa·s）（ ）
A．B．C．D．
22．（2022·浙江·高考真题）下列属于力的单位是（ ）
A．B．C．D．
单位制的基本单位表示能量的单位，下列正确的是（ ）
A．B．C．D．
24．（2017·浙江·高考真题）下列均属于国际基本单位的是
A．m，N，JB．m，kg，JC．m， kg， sD．kg，m/s，N
第4节 力学单位制
国际单位与基本单位
1．在国际单位制中，下列说法正确的是（ ）
A．力学基本量是长度、质量、时间，所有的物理量都有单位
B．kg、N、m/s都是导出单位
C．根据牛顿第二定律表达式可知：1N=1kg·m/s2
D．米、吨和秒是国际单位制中的基本单位
【答案】C
【详解】A．在国际单位制中，力学基本量是长度、质量、时间，单位是物理量的组成部分，有单位的物理量要注明单位，但并不是所有物理量都有单位，如前面学过的动摩擦因数μ就没有单位，故A错误；
B．千克是质量的单位，是基本单位，故B错误；
C．根据牛顿第二定律表达式F=ma进行单位运算，可知1N=1kg·m/s2，故C正确；
D．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量，力学的三个基本单位分别是米、千克、秒，故D错误。
故选C。
2．下列实验器材可以用来测量基本物理量的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】A．天平可以测量质量，质量是基本物理量，选项A正确；
B．温度计测量摄氏温度，摄氏温度（℃）不是基本物理量，选项B错误；
C．弹簧测力计测量力，力不是基本物理量，选项C错误；
D．电压表测量电压，电压不是基本物理量，选项D错误。
故选A。
3．2022年5月14日6时52分，中国自主研发的编号为B-001J的C919大型民用客机在浦东机场起飞，完成持续3小时2分钟的首飞任务，该飞机总长38.9米、翼展33.6米、高度11.9米、总重44.1吨。下列哪个是国际单位制中的基本单位（ ）
A．小时B．分钟C．米D．吨
【答案】C
【详解】国际单位制的七个基本单位是：长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流（安培）、热力学温度（开尔文）、物质的量（摩尔）和发光强度（坎德拉）。
故选C。
4．2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即1 kg=。该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后，国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了SI单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是（ ）
A．普朗克常量h是个无单位的常量
B．普朗克常量h的单位等效于N·m·s
C．普朗克常量h的单位等效于kg·m·s-2
D．受外界因素的影响普朗克常量h的数值也会发生细微变化
【答案】B
【详解】ABC．依题意
1 kg=
则
h=6.626 070 15×10-34 kg·m2·s-1
所以h的单位为kg·m2·s-1；由于1 N=1 kg·m·s-2，所以普朗克常量h的单位等效于N·m·s，故B正确，A、C错误；
D．普朗克常量不随外界因素发生变化，D错误。
故选B。
导出单位
5．（2022·黑龙江· 铁力市马永顺中学校高三开学考试）（多选）物理学中，把物体的质量m与速度v的乘积称为物体的动量，用字母p表示，即p=mv。关于动量的单位，下列各式正确的是（ ）
A．kg·m/sB．N·sC．N·mD．
【答案】ABD
【详解】A．由p=mv可知动量的单位为质量、速度单位的乘积，即kg·m/s，A正确；
BC．结合牛顿第二定律可得
1N·s=1kg·m/s2·s=1kg·m/s
B正确，C错误；
D．由牛顿第二定律可得
即
D正确。
故选ABD。
6．花样滑冰选手往往在优美的音乐和高速的滑行中做各种高难度的动作。选手控制旋转速度与角动量有关，已知角动量的大小为（其中L为角动量的大小，r表示距离的大小，p为动量的大小，为r与p之间的夹角），则角动量的单位用国际制单位的基本单位表示为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】由和动量的定义式可得
可知角动量的单位用国际制单位的基本单位表示为
m·kg·m/s=kg·m2/s
故选B。
7．（2022·江苏·南京师大附中模拟预测）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值橡皮筋未受到拉力时的长度L，横截面积S有关，理论与实践都表明其中Y是一个由材料决定的常数，材料学上称之为杨氏模量。在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是（ ）
A．NB．mC．N/mD．Pa
【答案】D
【详解】根据
可得
则Y的单位是
故选D。
8．（2022·河南郑州·高一期末）在初中我们已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离 l，这个力对物体做的功W=Fl。我们还学过，功的单位是焦耳（J）。下列选项中正确反映了功的单位（J）与基本单位米（m），千克（kg）、秒（s）之间的关系的是（ ）
A．1J=1kg·m²·s-2B．1J=1 kg2·m·s-1
C．1J=1kg·m·sD．1J=1kg·m·s
【答案】A
【详解】根据功的概念可得
1J=1N∙m=(1kg·m·s-2)∙m=1kg·m²·s-2
故选A。
9．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆后，航天员翟志刚、王亚平、叶光富安全顺利出舱，身体状态良好。假设载人飞船在返回过程中有一段所受空气阻力与速度的三次方成正比，则阻力系数k的单位用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】根据题述，阻力
力的单位为N，，速度单位为，则阻力系数k的单位用国际单位制的基本单位来表示为
故选A。
10．一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量，下列几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是（ ）
A．m＝＝ kg＝0.2 kg
B．m＝＝＝20 ＝20 kg
C．m＝＝ kg＝20 kg
D．m＝＝＝20 kg
【答案】C
【详解】在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位代入运算，带单位运算时，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，则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，只在数字后面写出正确单位即可。
A．a＝10 cm/s2没有变成国际单位，故A不符合题意；
B．解题过程正确，但不简洁，故B不符合题意；
C．运算正确且简洁而又规范，故C符合题意；
D．数据后面没有单位，故D不符合题意。
故选C。
11．（2022·重庆·西南大学附中高三阶段练习）电池是一辆纯电动汽车的“心脏”，质量能量密度是衡量一辆电动汽车电池组性能的重要参数，所谓质量能量密度是指电池所能存储（或释放）的电能与电池自身的质量之比，质量能量密度数值越大，意味着相同质量的电池能存储（或释放）更多的电能，汽车续航里程也就越长。质量能量密度的单位用国际单位制的基本单位符号来表示是（ ）
A．m2/kgB．m2/s2C．J/kgD．W/kg
【答案】B
【详解】质量能量密度为每千克电池存储的能量
故B正确。
故选B。
用量纲分析解题
12．用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是（ ）
A．（为位移、为加速度、为时间）
B．（为加速度、为动摩擦因数、为重力加速度）
C．（为作用力、为质量、v为速度、R为半径）
D．（v为速度、R为半径、g为重力加速度）
【答案】B
【详解】A． 因为at的单位是m/s2∙s=m/s，而x的单位是m，则表达式错误，选项A错误；
B．因为μ无单位，而a与g的单位相同，则a=μg正确，选项B正确；
C．F的单位是N，而的单位是，选项C错误；
D．因gR的单位是，则选项D错误。
故选B。
13．（2022·山东青岛·高一期末）某同学在解答一道已知量由字母表达结果的计算题时，得到的结果表达式为，根据单位制的知识，下列关于“A”表示的物理量合理的是（ ）
A．位移B．加速度C．速度D．质量
【答案】C
【详解】的是加速度a，而at是速度，可知是速度。
故选C。
14．利用国际单位制，可以推导出某个未知物理量的单位。已知一个球形物体在空中下落时的动力学方程为：。其中c为一个常量，ρ为密度，r为半径，v为速度。则常量c的国际单位是（ ）
A．没有单位B．C．D．
【答案】A
【详解】根据题意
解得
代入单位
故选A。
15．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在其两端加恒定电压，则它会辐射频率为的电磁波，且与成正比，即。已知比例系数仅与元电荷的2倍和普朗克常量有关。你可能不了解此现象的原理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断出比例系数的值可能为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】可用物理量之间的单位量纲关系分析此题
则
其单位为
而的单位为，的单位为，故的单位为
故选B。
16．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
【分析】先根据等式两边单位相同判断；再根据内外压强差越大，喷气速度越大判断．
【详解】先根据等式两边单位相同判断；再根据内外压强差越大，喷气速度越大判断．物理表达式两侧单位要相同，AB选项右侧单位为；C选项右侧单位是m/s，D选项右侧单位也不是s/m，故CD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．故选A.
17．物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，则根据单位间的关系可以判断物理关系式是否可能正确。某组同学在探究“声速v与空气压强p和空气密度ρ的关系”时，推导出四个空气中声速的关系式，式中k为比例常数，无单位。则可能正确的关系式是（ ）
A．v=B．v=C．D．
【答案】A
【详解】因为压强的单位为
而密度单位是，速度单位为，所以表达式的单位是，即为速度的单位，同理可得，表达式、、的单位都不是速度单位。
故选A。
18．在放射医学和人体辐射防护中，辐射剂量的单位有多种衡量模式和计量单位。较为完整的衡量模式是“当量剂量”，“当量剂量”是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量，其国际单位是希沃特，记作Sv。每千克人体组织吸收1焦耳为1希沃特。下面选项中希沃特与国际单位之间的关系正确的是（ ）
A．m2/s2B．W/kgC．J/kgD．Am/s
【答案】A
【详解】每千克人体组织吸收1焦耳为1希沃特，则有
故A正确，BCD错误。
故选A。
19．利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图所示（为截面图），旋涡发生体垂直于管道放置，在特定条件下，由于旋涡现象，液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有关。结合物理量的单位分析频率f与v、D之间的关系式可能正确的是（其中k是一个没有单位的常量）（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】A．根据频率单位为Hz(秒的负一次方)，速度单位为m/s，长度单位为m，可知
故A正确；
B．同理，可得
故B错误；
C．同理，可得
故C错误；
D．同理，可得
故D错误。
故选A。
20．要判断一个物理关系式是否成立，有时不必作复杂的推导，只需分析式中各量的单位，就可判定有些表达式是错误的，在下面的实例中某同学导出了四个不同的关系式，请你根据单位分析，确定其中必定错误的选项例。如图，光滑水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体，它的斜面上有另一质量为m的物块沿斜面下滑。关于下滑过程中物块对斜面压力N、斜面的加速度aM及滑块加速度am，某同学得出的关系式一定错误的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】A．该表达式左边的单位N，右边单位为m/s2单位不同，则A是错误的；
B．该表达式左边的单位N，右边单位也为N，单位相同，则B是正确的；
CD．表达式左边的单位都是m/s2，右边单位也为m/s2，单位相同，则CD是正确的；
故选A。
21．近10年来我国大力发展空军和海军，新增舰船是除美国外其他国家的总和。无论是飞机还是战舰设计，都需要复杂的流体力学知识。当流体流动时，根据流动特征可以分成湍流和层流：如果流体质点的轨迹（一般说随初始空间坐标x、y、z随时间t而变）是有规则的光滑曲线（最简单的情形是直线），这种流动叫层流，此时流体分层流动，各层互不混合，没有这种性质的流动叫湍流。不同状态的流体动力学方程不一样。流体力学中用一个无量纲的数--雷诺数Re（Reynldsnumber），来表征流体的这一特征，一般情况下，雷诺数小的时候是层流，雷诺数大的时候是湍流。已知雷诺数由四个变量决定，流体的流速v、流体的密度ρ、特征长度d，黏性系数μ。请根据所学知识对雷诺数的表达式做出判断，以下表达式中可能正确的是：（已知黏性系数μ为流体中相距dx的两平行液层，由于内摩擦，使垂直于流动方向的液层间存在速度梯度，当速度梯度为1个单位，相邻层“单位”接触面S上所产生的黏滞力F(亦称内摩擦力)即黏性系数，以μ表示：/它的单位是Pa·s）（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】A．如果则其单位为
由于雷诺数是无量纲的，故A错误；
B．如果则其单位为
由于雷诺数是无量纲的，故B正确；
C．如果其单位为
由于雷诺数是无量纲的，故C错误；
D．如果其单位为
由于雷诺数是无量纲的，故D错误。
故选B。
22．（2022·浙江·高考真题）下列属于力的单位是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律有
F = ma
则力的单位为
故选A。
23．（2018·浙江·高考真题）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．B．C．D．
【答案】A
【详解】AB．根据
可得
故A正确，B错误；
CD．N不是国际单位制基本单位而是导出单位，故CD错误。
故选A。
24．（2017·浙江·高考真题）下列均属于国际基本单位的是
A．m，N，JB．m，kg，JC．m， kg， sD．kg，m/s，N
【答案】C
【详解】长度，质量，时间等为基本物理量，基本物理量的单位为基本单位。长度、质量、时间在国际单位制中的基本单位为米、千克、秒即m、kg、s，故C正确，ABD错误。
故选C。