4.4力学单位制-2026年新高一暑假初高中物理衔接（大单元版）

第四章 运动和力的关系4.4力学单位制每年5月20日为国际计量日。 各国在哪个测量领域单位不统一，国际贸易时应采用什么单位呢？力学领域选了哪三个量作为基本量？提示：国际单位制 长度 时间和质量一、基本单位1．基本量被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位的一些物理量，如力学中有长度、质量、时间．2．基本单位：所选定的基本量的单位．在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位．长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)等．质量的单位有克(g)、千克(kg)等．时间的单位有秒(s)、分钟(min)、小时(h)等．3．导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度的单位“米每秒”(m/s)、加速度的单位“米每二次方秒”(m/s2)、力的单位“牛顿”(kg·m/s2)．4．单位制：基本单位和导出单位一起组成了一个单位制．二、国际单位制1．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制．2．国际单位制中的基本量国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量(n)、发光强度(I)七个量为基本量．3．国际单位制中的力学基本单位长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s.例题1. 下列哪种仪器所测的物理量是国际单位制中的基本物理量（　　）A．B．C．D．【答案】A【解析】A．天平测物体质量，质量是国际制中的基本物理量。故A正确；B．弹簧秤测量力，力不是国际制中的基本物理量。故B错误；C．量筒测量体积，体积不是国际制中的基本物理量。故C错误；D．电压表测量电压，电压不是国际制中的基本物理量。故D错误。故选A。对点训练1.下列单位属于国际单位制中基本单位的是（　　）A．NB．cmC．kgD．m/s【答案】C【解析】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量；它们在国际单位制中的单位为基本单位，分别为m、kg、s、K、A、cd、mol。故选C。例题2. 下列单位不属于国际单位制中的基本单位的是（　　）A．千克B．米C．牛顿D．秒【答案】C【解析】千克、米和秒都属于国际单位制中的基本单位，牛顿属于国际单位制中的导出单位。故选C。对点训练2. 直接测量“国际单位制规定的三个力学基本物理量”，应选择下列哪一组仪器（　　）A．刻度尺、弹簧秤、打点计时器B．刻度尺、天平、秒表C．量筒、测力计、秒表D．量筒、天平、打点计时器【答案】B【解析】国际单位制规定的三个力学基本物理量为长度、质量和时间，所以直接测量的仪器为刻度尺、天平和秒表。故选B。一、单位制1．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制．2．国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位说明　厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位，但不是国际单位制中的单位．二、单位制的四个主要应用1．简化计算过程的单位表达：在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可．2．推导物理量的单位：物理公式确定了各物理量的数量关系的同时，也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位．3．判断比例系数的单位：根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如公式F＝kx中k的单位为N/m，Ff＝μFN中μ无单位，F＝kma中k无单位．4．单位制可检查物理量关系式的正误：根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．例题3. 雷诺数Re是流体力学中表征流体的特征的数之一，它是一个无量纲量（即没有单位的物理量）。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。已知黏性系数μ的单位是，则下列雷诺数的表达式可能正确的是（    ）A．B．C．D．【答案】B【解析】根据，可知A．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为故A错误；B．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为故B正确；C．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为故C错误；D．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为故D错误。故选B。对点训练3. 引力场强度定义为单位质量的质点在该点所受的力，。根据该式可推出引力场强度E的单位，用国际单位制中的基本单位可以表示为（    ）A．B．C．D．N【答案】A【解析】根据则引力场强度E的单位，用国际单位制中的基本单位可以表示为故选A。例题4. 能量密度是指单位体积内所包含的能量，若用国际单位制中的基本单位来表示它的单位，正确的是（　　）A．B．C．D．【答案】D【解析】能量密度是指单位体积内所包含的能量，能量的单位是J，体积的单位是，则故能量密度的单位用国际单位制中的基本单位来表示为。故选D。对点训练4. 2024年4月28日，神舟十七号、神舟十八号航天员乘组在轨举行交接仪式。假设载人飞船在太空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中基本单位来表示，正确的是（    ）A．B．C．D．【答案】B【解析】根据题述，阻力力的单位为N，根据则速度的单位为m/s，则阻力系数k的单位用国际单位制中的基本单位表示为故选B。一、单选题1．下列单位属于国际单位制基本单位的是（　　）A．焦耳（J）B．帕斯卡（Pa）C．赫兹（Hz）D．开尔文（K）【答案】D【解析】开尔文属于国际单位制基本单位，焦耳、帕斯卡和赫兹属于国际单位制导出单位。故选D。2．华为的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．B．C．D．【答案】A【解析】根据功率与功的公式结合牛顿第二定律可知故选A。3．下列工具或仪器中不能用来直接测量国际单位制中基本物理量的是（    ）A．B．C．D．【答案】D【解析】A．该仪器是打点计时器，可以测量国际单位制中基本物理量-时间，选项A不符合题意；B．该仪器是刻度尺，可以测量国际单位制中基本物理量-长度，选项B不符合题意；C．该仪器是电流表，可以测量国际单位制中基本物理量-电流强度，选项C不符合题意；D．该仪器是弹簧测力计，可以测量力，力不是国际单位制中基本物理量，选项D符合题意。故选D。4．在酒泉卫星发射中心发射的我国神舟十八号载人飞船与运载火箭组合体，总质量超过400t，总高度近60m。飞船入轨后，于北京时间2024年4月26日3时32分，成功对接于空间站天和核心舱径向端口。空间站的轨道高度约380～400km，运行速度约7.8km/s。下列说法正确的是（    ）A．速度、高度和质量均为矢量B．“总质量超过400t”中的“t”为导出单位C．研究飞船与空间站天和核心舱对接时，可将飞船视为质点D．“北京时间2024年4月26日3时32分”指的是时刻【答案】D【解析】A．速度为矢量，质量是标量，故A错误；B．“总质量超过400t”中的“t”为质量的常用单位，不是导出单位，故B错误；C．研究飞船与空间站天和核心舱对接时，飞船的形状不能忽略，不能视为质点，故C错误；D．“北京时间2024年4月26日3时32分”指的是时刻，故D正确；故选D。二、多选题5．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。关于动量的单位，下列表示正确的是（　　）A．B．C．D．【答案】AC【解析】动量的表达式为则动量的单位可表示为；根据可知则有可知动量的单位还表示为。故选AC。6．下列有关单位制的说法正确的是（    ）A．国际单位制中，力学的基本单位是牛顿、米、秒B．实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是C．1N是指使质量为1kg的物体产生的加速度所需要的力D．在单位制中，“N/kg”与“”是等价的【答案】BD【解析】A．国际单位制中，力学的基本单位是千克、米、秒，故A错误；B．空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为则可得比例系数k的单位故B正确；C．1N是指使质量为1kg的物体产生的加速度所需要的力，故C错误；D．在单位制中，有故“N/kg”与“”是等价的，故D正确。故选BD。7．人类对天体运动的认识，经历了漫长的发展过程，直到1687年牛顿在其出版的《自然哲学的数学原理》中正式提出万有引力定律，才成功解释了天体运动的规律，其公式为，其中为两个物体的质量，为两个物体间的距离，为引力常量。则的单位是（　　）A．B．C．D．【答案】AC【解析】AB．由可得的单位是，A正确，B错误；CD．若用国际单位制基本单位表示为C正确，D错误。故选AC。8．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．、、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【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F=kma只有在国际单位制中，k才取1，表达式才能写成F=ma故D正确。故选AD。9．下列说法正确的是（　　）A．国际单位制中力学的三个基本单位：长度的单位“米”、时间的单位“秒”、质量的单位“千克”B．伽利略依据逻辑推理把实际实验理想化得出了力不是维持物体运动状态的原因C．亚里士多德认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因D．由声速v与空气压强p和空气密度ρ的关系式，可推知系数k没有单位【答案】ABD【解析】A．国际单位制中力学的三个基本单位：长度的单位“米”、时间的单位“秒”、质量的单位“千克”，故A正确；B．伽利略通过实验和逻辑推理提出物体的运动不需要力来维持，故B正确；C．牛顿提出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C错误；D．对关系式，密度的单位为，压强的单位为，其中的单位为则没有单位，故D正确。故选ABD。10．物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位之间的关系。如关系式既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V（伏）与A（安）和（欧）的乘积等效。现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、W（瓦）、J（焦）、C（库）、F（法）、A（安）、（欧），由它们组合成的单位都与V（伏）等效的是（　　）A．J/CB．W/（m·A）C．N/CD．【答案】AD【解析】A．由电场力做功的公式可知J/C与V（伏）等效，故A正确；B．根据可知W/A与V（伏）等效，故B错误；C．根据可知N/C是电场强度的单位，故C错误；D．根据可知与V（伏）等效，故D正确。故选AD。11．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”在内的四项基本单位定义。若以F表示力，a表示加速度，x表示位移，t表示时间，m表示质量，借助单位制可知速度v表达式，下列可能正确的是（　　）A．B．C．D．【答案】BD【解析】速度单位，位移单位m，加速度单位，力的单位；A．的单位为故A错误；B．的单位为故B正确；C．的单位为故C错误；D．的单位为故D正确。故选BD。12．国际单位制（缩写SI）定义了米（m）、秒（s）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m/s，历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯﹣133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率△v=9192631770Hz定义s；1983年用真空中的光速c=299792458m/s定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义。新SI自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项正确的是（　　）A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性B．用真空中的光速c（m/s）定义m，因为长度l与速度v存在l=vt，而s已定义C．用基本电荷e（C）定义安培（A），因为电荷量q与电流I存在，而s已定义D．因为普朗克常量h（J•s）的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位【答案】ABC【解析】A．由题可知，为了保证了基本单位的稳定性，基本单位全部采用物理常量定义，A正确；B．真空中光速恒定，而时间单位已确定，因此可以利用速度公式确定长度，B正确；C．根据，电量单位为C，而时间单位s已确定，故可以确定电流的单位，C正确；D．根据以及即可确定出质量的单位，D错误。故选ABC。物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克(公斤)kg时间t秒s电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n，(ν)摩[尔]mol发光强度I，(Iv)坎[德拉]cd