摘要:
**基本信息**
本同步练习围绕力学单位制,通过基础概念识别、单位推导应用到综合情境分析的三层设计,强化物理观念与科学思维,适配新授课知识巩固需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|基本单位与物理量识别|以单选考查核心概念,如第1-4题直接辨识国际单位制基本单位及物理量|
|进阶层|单位运算与导出单位推导|结合公式推导单位关系,如第5-8题规范单位换算及导出单位(N、能量单位)推导|
|综合层|单位制综合应用与实际问题解决|通过多选(第9-12题)和计算(第13题)实现跨情境应用,如飞行动压公式推导、功率谱密度单位转换,体现科学推理与模型建构|
内容正文:
第7节 力学单位制 课时练习
一、选择题
1.下列属于国际单位制基本单位符号的是( )
A.s B.N C.F D.T
2.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3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 kg·m·s-2
D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位
3.导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是( )
A.加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的
B.加速度的单位是m/s2,由公式a=可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的
C.加速度的单位是m/s2,由公式a=可知,它是由N、kg两个基本单位组合而成的
D.以上说法都是正确的
4.有关下面的物理量和单位的归属情况正确的是( )
①密度;②牛顿;③米/秒;④加速度;⑤长度;⑥质量;⑦千克;⑧时间。
A.属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧
B.属于国际单位制中基本单位的是⑦
C.属于国际单位制中基本单位的是②③⑦
D.属于国际单位制中基本单位的是④⑤⑥
5.一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2的加速度,求该物体的质量。下列有几种不同的求法,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===20 kg
D.m== kg=20 kg
6.下列描述符合事实的是( )
A.伽利略根据理想实验,提出力不是维持物体运动的原因
B.力属于国际单位制中的基本物理量,对应基本单位是牛顿
C.牛顿运动定律不仅能准确描述宏观物体的运动规律,还能准确描述微观粒子的运动规律
D.速度越大的物体惯性越大
7.(2025海安开学考试)任何人类活动都离不开能量。若用国际单位制的基本单位表示,能量的单位为( )
A.kg·(m/s)2 B.J
C.W·s D.N·m
8.安培通过实验研究,发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为Δl1和Δl2、电流大小分别为I1和I2的平行直导线间距为r时,相互作用力的大小可以表示为ΔF=k。比例系数k的单位是( )
A.kg·m/(s2·A) B.kg·m/(s2·A2)
C.kg·m2/(s3·A) D.kg·m2/(s3·A3)
9.如图所示,运-20是我国自主研发的战略重型运输机,已知运输机的升力为L=CLpS(其中p为飞行动压、S为机翼面积,CL是一个无单位升力系数)。若用ρ表示空气的密度,m表示飞机的质量,v表示飞行速度,F表示飞机发动机推力,你可能不会计算飞机飞行时的飞行动压p,但你可根据所学的物理知识和方法进行分析,判断出下列飞行动压p的表达式合理的是( )
A.p= B.p=
C.p= D.p=
10.某公司的Wi-Fi6+采用了芯片级协同、动态窄频宽技术,大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度(PSD),带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每纳米(W/nm),改用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A.kg·m/s3 B.kg·m/s4
C.kg·m/s2 D.kg·m/s
11.(多选)用国际单位制验证下列表达式,可能正确的是( )
A.s=at(s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)
12.(2025·四川卷)(多选)若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示,则下列各式可能表示能量的是( )
A. B. C. D.
二.计算题:(计算要有必要的文字说明和解题步骤,有数值的要注明单位)
13.滑雪是我国东北地区冬季常见的体育运动。如图(a),在与水平面夹角θ=14.5°的滑雪道上,质量m=60 kg的滑雪者先采用两滑雪板平行的滑雪姿势(此时雪面对滑雪板的阻力可忽略),由静止开始沿直线匀加速下滑x1=45 m;之后采取两滑雪板间呈一定角度的滑雪姿势,通过滑雪板推雪获得阻力,匀减速继续下滑x2=15 m后停止。已知sin 14.5°=0.25,sin 37°=0.6,取重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。
(1)求减速过程中滑雪者加速度a的大小;
(2)如图(b),若减速过程中两滑雪板间的夹角α=74°,滑雪板受到沿雪面且垂直于滑雪板边缘的阻力均为F,求F的大小。
参考答案:
1.解析:选A时间单位符号s是国际单位制中的基本单位符号,其余N、F、T是导出单位的符号,故A正确。
2.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错误;根据牛顿定义,1 N=1 kg·m·s-2,C正确;“克”“摄氏度”不是国际单位,D错误。
3.解析:选A 在力学中选长度、时间、质量的单位为基本单位,而m/s、N都是导出单位,所以B、C、D错误。
4.解析:选B 密度、加速度、长度、质量和时间是物理量名称,不是单位(基本单位或导出单位)的名称,选项A、D错。国际单位制中基本单位有七个,其中力学部分有3个:米、千克、秒,本题所列名称中,只有千克是国际单位制中的基本单位,选项B正确。国际单位制的单位是由基本单位和导出单位组成的,牛顿是力的单位,其定义是:使质量是1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,叫作1 N,于是可知,牛顿这个单位是由牛顿第二定律F=ma和基本单位导出的,是国际单位制中的单位,同理,米/秒是由公式v=及基本单位导出的,是国际单位制中速度的单位,选项 C不正确。故选B。
5.解析:选D 统一单位,F=2 N,a=10 cm/s2=0.1 m/s2,
由牛顿第二定律得m== kg=20 kg,
D项运算既正确,又规范简洁。
6.解析:选A伽利略根据理想实验,提出力不是维持物体运动的原因,故A正确;力是导出物理量,其单位牛顿(N)是导出单位,不属于国际单位制中的基本单位,故B错误;牛顿运动定律仅适用于宏观、低速的物体,无法准确描述微观粒子的运动规律,故C错误;惯性大小仅由物体质量决定,与速度无关,故D错误。
7.解析:选A 国际单位制的基本单位是kg、m、s,能量单位与功的单位相同,根据公式W=Fs,F=ma,联立可得1 J=1 kg·m/s2·m=1 kg·(m/s)2,故选A。
8.解析:选B 根据题干公式ΔF=k整理可得k=,代入相应物理量单位可得比例系数k的单位为==kg·m/(s2·A2),故选B。
9.解析:选B 由L=CLpS可得p=,可知飞行动压p的国际单位是==·,只有选项B等式右边的单位与p的单位符合,故B正确。
10.解析:选A 根据题意可知,功率谱密度的单位是==109 kg·m/s3,所以国际单位制中其单位应为kg·m/s3,故A正确。
11.解析:选BD 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。
12.解析:选AC 根据题意可知的单位为= kg·(m/s)2,结合动能公式Ek=mv2可知 kg·(m/s)2为能量单位;同理的单位为=kg2·m/s2,的单位为=kg·(m/s)2;的单位为=,根据分析可知,C选项单位为能量单位,B、D选项单位不是能量单位,故选A、C。
13.答案 (1)7.5 m/s2 (2)500 N
解析 (1)由静止开始沿直线匀加速下滑的过程有2a1x1=v2
mgsin θ=ma1
代入数据得v==15 m/s
匀减速继续下滑的过程有2ax2=v2
代入数据得a==7.5 m/s2
(2)若减速过程中两滑雪板间的夹角α=74°,根据牛顿第二定律有
2Fsin-mgsin θ=ma
解得F==500 N。
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