2024屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)模擬題：第4節(jié)　力學(xué)單位制

第4節(jié)力學(xué)單位制學(xué)習(xí)目標(biāo)要求核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力1.知道力學(xué)中的幾個(gè)基本物理量：質(zhì)量、時(shí)間、長(zhǎng)度，以及它們的基本單位：千克、秒、米。2.知道力學(xué)中其他物理量的單位都是可以用基本單位導(dǎo)出，并會(huì)推導(dǎo)。3.知道單位制和國(guó)際單位制。能通過(guò)物理量的定義和推導(dǎo)過(guò)程掌握各物理量的國(guó)際單位制單位。4.知道物理運(yùn)算過(guò)程中單位的規(guī)范使用和表示方法。1.科學(xué)思維了解基本單位與導(dǎo)出單位的區(qū)別，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的推理。2.關(guān)鍵能力分析推理能力一、基本單位1.物理關(guān)系式的功能：物理學(xué)的關(guān)系式在確定了物理量之間的關(guān)系時(shí)，也確定了物理量的單位之間的關(guān)系。2.基本量與基本單位：只要選定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫作基本量，它們相應(yīng)的單位叫作基本單位。3.導(dǎo)出量與導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量叫作導(dǎo)出量，推導(dǎo)出來(lái)的相應(yīng)單位叫作導(dǎo)出單位。4.單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。二、國(guó)際單位制1.國(guó)際單位制：是一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制。2.力學(xué)基本量和基本單位(1)基本量：長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間。(2)基本單位：米、千克和秒。3.國(guó)際單位制的基本單位物理量名稱(chēng)物理量符號(hào)單位名稱(chēng)單位符號(hào)長(zhǎng)度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時(shí)間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開(kāi)[爾文]K物質(zhì)的量n，(ν)摩[爾]mol發(fā)光強(qiáng)度I，(Iv)坎[德拉]cd【判一判】(1)單位制中的導(dǎo)出單位可以用基本單位來(lái)表示。(√)(2)在力學(xué)中力是基本量，所以力的單位“牛頓”是基本單位。(×)(3)力的單位是牛頓，它是由F＝ma導(dǎo)出的，是導(dǎo)出單位。(√)(4)各物理量都采用國(guó)際單位制的單位，通過(guò)物理公式運(yùn)算的結(jié)果的單位一定是國(guó)際單位制單位。(√)(5)物理公式不僅確定了物理量的數(shù)量關(guān)系，也確定了物理量的單位關(guān)系。(√)探究1單位制的理解1.單位制的意義(1)單位是物理量的組成部分，對(duì)于有單位的物理量，一定要在數(shù)字后帶上單位。(2)同一個(gè)物理量，選用不同單位時(shí)其數(shù)值不同。(3)統(tǒng)一單位，便于人們的相互交流，統(tǒng)一人們的認(rèn)識(shí)。2.單位制的組成【例1】(2020·云南通海三中高二開(kāi)學(xué)考)關(guān)于力學(xué)單位制，下列說(shuō)法中正確的是()A.kg、N、m/s都是導(dǎo)出單位B.kg、m、N是基本單位C.在國(guó)際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是F＝maD.在國(guó)際單位制中，質(zhì)量的基本單位是kg，也可以是g答案C解析千克是質(zhì)量的單位，是基本單位，故A錯(cuò)誤；牛頓是由牛頓第二定律公式推導(dǎo)得出的單位，為導(dǎo)出單位，故B錯(cuò)誤；牛頓第二定律表達(dá)式為F＝kma，只有在國(guó)際單位制中，k才取1，表達(dá)式才能寫(xiě)成F＝ma，故C正確；在國(guó)際單位制中，質(zhì)量的單位只能用kg，故D錯(cuò)誤?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】(2020·陜西省黃陵縣中學(xué)期中)下列各組儀器中，可以用來(lái)測(cè)量國(guó)際單位制規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量的是()A.米尺、彈簧測(cè)力計(jì)、停表 B.米尺、天平、停表C.米尺、測(cè)力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 D.量筒、天平、停表答案B解析國(guó)際單位制規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量是長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間，測(cè)量這三個(gè)物理量的儀器分別為米尺、天平和停表。選項(xiàng)B正確。探究2單位制的應(yīng)用1.簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程的單位表達(dá)：在解題計(jì)算時(shí)，已知量的單位均采用國(guó)際單位制單位表示時(shí)，計(jì)算過(guò)程中不用寫(xiě)出各個(gè)量的單位，只要在數(shù)字計(jì)算式后面寫(xiě)出正確的單位即可。2.推導(dǎo)物理量的單位：物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時(shí)，也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位。3.判斷比例系數(shù)的單位：根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)有無(wú)單位，如公式F＝kx中k的單位為N/m，F(xiàn)＝μFN中μ無(wú)單位，在國(guó)際單位制中F＝kma中k無(wú)單位。4.檢驗(yàn)物理公式和結(jié)果根據(jù)物理公式中各物理量的單位，可以推斷該物理公式計(jì)算結(jié)果的單位，若該單位與該公式所求的物理量的單位相同，則說(shuō)明公式可能是正確的；否則，公式肯定是錯(cuò)誤的?！纠?】質(zhì)量m＝200g的物體以加速度a＝20cm/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于它受到的合力的大小及單位，下列運(yùn)算既簡(jiǎn)潔又符合一般運(yùn)算要求的是()A.F＝200×20＝4000NB.F＝0.2×0.2N＝0.04NC.F＝0.2×0.2＝0.04ND.F＝0.2kg×0.2m/s2＝0.04N答案B解析在物理計(jì)算中，如果各物理量的單位都統(tǒng)一到國(guó)際單位制中，則最后結(jié)果的單位也一定是國(guó)際單位制中的單位。在國(guó)際單位制中m＝0.2kg，a＝0.2m/s2，力F的單位為N。根據(jù)牛頓第二定律知F＝ma＝0.2×0.2N＝0.04N。選項(xiàng)B正確?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】(2020·杭州市長(zhǎng)征中學(xué)高一期末)在國(guó)際單位制中，某物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以表示為t＝eq\r(2)gaxb，其中g(shù)表示重力加速度，x表示長(zhǎng)度，a、b為常數(shù)，根據(jù)力學(xué)單位制，下列正確的是()A.a＝1，b＝1 B.a＝－eq\f(1,2)，b＝eq\f(1,2)C.a＝eq\f(1,2)，b＝－eq\f(1,2) D.a＝2，b＝2答案B解析根據(jù)x＝eq\f(1,2)gt2，則有t＝eq\r(\f(2x,g))＝eq\r(2)g－eq\f(1,2)xeq\s\up6(\f(1,2))，可得a＝－eq\f(1,2)，b＝eq\f(1,2)，選項(xiàng)B正確。1.(單位制的理解)關(guān)于物理量和物理量的單位，下列說(shuō)法正確的是()A.在力學(xué)范圍內(nèi)，國(guó)際單位制規(guī)定長(zhǎng)度、質(zhì)量、力為三個(gè)基本物理量B.后人為了紀(jì)念牛頓，把“牛頓”作為力學(xué)中的基本單位C.1N＝1kg·m·s－2D.“秒”“克”“攝氏度”都屬于國(guó)際單位制的單位答案C解析在國(guó)際單位制中，長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間三個(gè)物理量被選作力學(xué)的基本物理量，故A錯(cuò)誤；力的單位牛頓不是國(guó)際單位制中的基本單位，故B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律F＝ma可知，1N＝1kg·m·s－2，故C正確；“克”“攝氏度”不是國(guó)際單位制中的單位，故D錯(cuò)誤。2.(單位制的理解)(多選)關(guān)于國(guó)際單位制，下列說(shuō)法正確的是()A.國(guó)際單位制是世界各國(guó)統(tǒng)一使用的一種通用的單位制B.各國(guó)均有不同的單位制，國(guó)際單位制是為了方便交流而采用的一種單位制C.國(guó)際單位制是一種基本的單位制，只要在物理運(yùn)算中各物理量均采用國(guó)際單位制中的單位，則最后得出的結(jié)果的單位必然是國(guó)際單位制中的單位D.國(guó)際單位制中的基本單位所對(duì)應(yīng)的物理量是長(zhǎng)度、能量、時(shí)間答案ABC解析國(guó)際單位制中，規(guī)定了七種基本量與基本單位，即長(zhǎng)度(m)、質(zhì)量(kg)、時(shí)間(s)、電流(A)、熱力學(xué)溫度(K)、物質(zhì)的量(mol)、發(fā)光強(qiáng)度(cd)。國(guó)際單位制就是各國(guó)都要統(tǒng)一采用的通用單位制，故選項(xiàng)A正確；國(guó)際單位制的重要作用之一，就是便于世界各國(guó)在政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化等領(lǐng)域中的交流，故選項(xiàng)B正確；為了物理運(yùn)算的簡(jiǎn)捷、方便，才有了國(guó)際單位制的統(tǒng)一規(guī)定，只要運(yùn)算過(guò)程中各量均采用國(guó)際單位制中的單位，最終得到的結(jié)果的單位也必然是國(guó)際單位制中的單位。這是國(guó)際單位制的又一重要作用，故選項(xiàng)C正確；國(guó)際單位制中規(guī)定的基本量中沒(méi)有“能量”，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(單位制的應(yīng)用)聲音在空氣中的傳播速度v與空氣的密度ρ、壓強(qiáng)p有關(guān)。下列速度的表達(dá)式(k為比例系數(shù)，無(wú)單位)中正確的是()A.v＝keq\f(p,ρ) B.v＝eq\r(\f(kp,ρ))C.v＝eq\r(\f(kρ,p)) D.v＝eq\r(kpρ)答案B解析國(guó)際單位制中p的單位是N/m2，1N＝1kg·m/s2，ρ的單位是kg/m3，代入eq\r(\f(kp,ρ))可得eq\r(\f(kg·m/s2,m2·kg/m3))＝eq\r(\f(m2,s2))＝eq\f(m,s)，即為速度v的單位，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。4.(單位制的應(yīng)用)(多選)(2020·江西南昌十中高一期末)在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，取相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，測(cè)得相鄰時(shí)間間隔內(nèi)位移差的平均值Δx＝1.2cm，若還測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為500g，則下列關(guān)于加速度、合外力的大小及單位的計(jì)算中，既正確又符合運(yùn)算要求的是()A.a＝eq\f(1.2,0.12)m/s2＝120m/s2B.a＝eq\f(1.2×10－2,0.12)m/s2＝1.2m/s2C.F＝500×1.2N＝600ND.F＝0.5×1.2N＝0.6N答案BD解析計(jì)算中各物理量的單位要統(tǒng)一用相同單位制，只有這樣才能直接得到某物理量的單位。加速度和時(shí)間用的是國(guó)際單位，位移差也應(yīng)該用國(guó)際單位m，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；加速度、位移差、時(shí)間都是用國(guó)際單位，用勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論公式正確，故選項(xiàng)B正確；力和加速度用的是國(guó)際單位，質(zhì)量也應(yīng)該用國(guó)際單位kg，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；加速度、質(zhì)量都是用國(guó)際單位，用牛頓第二定律公式正確，故選項(xiàng)D正確。課時(shí)定時(shí)訓(xùn)練(限時(shí)20分鐘)題組一單位制的理解1.下面哪一組單位屬于國(guó)際單位制中的基本單位()A.m、N、kg B.m/s2、s、NC.m/s、kg、N D.m、kg、s答案D解析牛頓是由牛頓第二定律公式推導(dǎo)得出的單位，為導(dǎo)出單位，m/s2是由加速度的定義式a＝eq\f(Δv,Δt)推導(dǎo)得出的單位，為導(dǎo)出單位，m/s是由v＝eq\f(Δx,Δt)推導(dǎo)得出的速度單位，為導(dǎo)出單位，故A、B、C錯(cuò)誤；力學(xué)中基本物理量分別是長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間，它們的單位分別為m、kg、s，故D正確。2.物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，要用到很多測(cè)量?jī)x器，下列哪種儀器測(cè)量的不是國(guó)際單位制中的基本量()答案C解析長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量是三個(gè)力學(xué)基本物理量，刻度尺是測(cè)量長(zhǎng)度的儀器，天平是測(cè)量質(zhì)量的儀器，停表是測(cè)量時(shí)間的儀器，彈簧測(cè)力計(jì)是測(cè)量力的儀器，力不是基本物理量，故選項(xiàng)C正確。3.給出以下物理量或單位，請(qǐng)按要求填空。A.米B.牛頓C.加速度D.米/秒2E.質(zhì)量F.千克G.時(shí)間H.秒J.位移K.厘米2L.千克/米3M.焦耳(1)屬于基本單位的是__________________________________________。(2)屬于導(dǎo)出單位的是__________________________________________________。(3)屬于物理量的是____________________________________________________。答案(1)AFH(2)BDKLM(3)CEGJ4.2020年7月9日20時(shí)11分0秒，我國(guó)用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射亞太6D衛(wèi)星，發(fā)射重量約5550kg，通信總?cè)萘窟_(dá)到50GBPS，在軌服務(wù)壽命15年，該衛(wèi)星在載荷重量、通信容量等方面，刷新了國(guó)內(nèi)同類(lèi)通信衛(wèi)星的紀(jì)錄。在這則新聞中涉及了質(zhì)量、時(shí)間和通信總?cè)萘考捌鋯挝唬韵屡袛嗾_的是()A.新聞中涉及的單位“年”是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位B.“千克米每二次方秒”被定義為“牛頓”，“牛頓”是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位C.秒是國(guó)際單位制中力學(xué)三個(gè)基本物理量之一D.所有的物理量都有單位答案B解析“年”是時(shí)間的一個(gè)單位，但不是國(guó)際單位制中的單位，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；“千克米每二次方秒”是由F＝ma推導(dǎo)出來(lái)的，是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位，為了紀(jì)念牛頓把它定義為牛頓，選項(xiàng)B正確；國(guó)際單位制中力學(xué)三個(gè)基本物理量是長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間，而秒只是時(shí)間的單位，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；有單位的物理量要注明單位，但并不是所有物理量都有單位，如動(dòng)摩擦因數(shù)μ就沒(méi)有單位，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。題組二單位制的應(yīng)用5.已知物理量λ的單位為“m”、物理量v的單位為“m/s”、物理量f的單位為“s－1”，則由這三個(gè)物理量組成的關(guān)系式正確的是()A.v＝eq\f(λ,f) B.v＝λfC.f＝vλ D.λ＝vf答案B解析eq\f(λ,f)的單位是eq\f(m,s－1)＝m·s，與v的單位“m/s”不相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；λf的單位是m·s－1，與v的單位“m/s”相同，選項(xiàng)B正確；vλ的單位是m·s－1·m＝m2·s－1，與f的單位“s－1”不相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；vf的單位是m·s－1·s－1＝m·s－2，與λ的單位“m”不相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.雨滴在空中下落，當(dāng)速度比較大的時(shí)候，它受到空氣阻力與其速度的二次方成正比，與其橫截面積成正比，即F阻＝kSv2，則比例系數(shù)k的單位是()A.kg/m4 B.kg/m3C.kg/m2 D.kg/m答案B解析表達(dá)式F阻＝kSv2中F阻、S、v單位分別為N、m2、m/s，因?yàn)?N＝1kg·m/s2，則kg·m/s2＝km2·m2/s2，所以k的單位是kg/m3。選項(xiàng)B正確。7.在解一道由字母表達(dá)結(jié)果的計(jì)算題時(shí)，一個(gè)同學(xué)解得位移x＝eq\f(F,2m)(t1＋t2)，用單位制的方法檢查，這個(gè)結(jié)果()A.可能是正確的B.一定是錯(cuò)誤的C.如果用國(guó)際單位制，結(jié)果可能正確D.用國(guó)際單位制，結(jié)果錯(cuò)誤，如果用其他單位制，結(jié)果可能正確答案B解析可以將右邊的力F、時(shí)間t和質(zhì)量m的單位代入公式，看得到的單位是否和位移x的單位一致，還可以根據(jù)F＝m