相关试卷

材料：生活中的“水上乐园”

周末，小明和家人去水上乐园游玩，体验了多种水上项目，也发现了很多有趣的物理现象：

乐园的大喇叭滑梯是一个巨大的弧形斜面结构，游客从滑梯顶端滑下时，速度越来越快，到达滑梯底部时会被高速甩出，落入下方的水池中。

乐园的游船码头停靠着几艘观光游船，游客上船后，船身会下沉一些，船底受到水的压力也会增大。工作人员告诉大家，游船从淡水区驶入海水区时，船身会略微上浮。

小明还发现，游船的船底设计成了流线型，这样可以减小航行时的阻力，同时船底的压强也能保持稳定，避免船底受到过大的水压损坏。

请根据材料内容，回答下列问题：

国际单位制的由来和演变

说起国际单位制，大家并不陌生，在生活中人们经常会接触到米、千克、秒等计量单位。国际单位制与每个人的生活都息息相关，是世界上普遍采用的计量单位制，是构成国际计量体系的基石，也是促进人类不断进步的基础性工具。

国际单位制是国际计量大会采纳和推荐的一种一贯单位制。在国际单位制中，将单位分成三类：基本单位、导出单位和辅助单位。7个严格定义的基本单位是：长度单位：米、质量单位：千克、时间单位：秒、电流单位：安培、热力学温度单位：开尔文、物质的量的单位：摩尔和发光强度的单位：坎德拉。基本单位彼此独立，导出单位很多，都是由基本单位组合起来而构成的。辅助单位只有两个，纯系几何单位。当然，辅助单位也可以再构成导出单位。各种物理量通过描述自然规律的方程及其定义而彼此相互联系。为了方便，选取一组相互独立的物理量，作为基本量，其他量则根据基本量和有关方程来表示，称为导出量

下面给大家介绍一下长度和质量的国际单位的由来和演变。

国际单位制的长度单位“米”起源于法国。1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米，1791年获法国国会批准。为了制造出表征米的量值的基准器，在法国天文学家捷梁布尔和密伸的领导下，于1792~1799年，对法国敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测量结果制成一根3.5毫米×25毫米矩形截面的铂杆，以此杆两端之间的距离定为1米，并交法国档案局保管，所以也称为“档案米”。这就是最早的米定义。1983年起，米的长度被定义为“光在真空中于$\frac{1}{299792458}$秒内行进的距离”。

质量的国际单位制是千克，最初是规定1立方分米纯水在4摄氏度时的质量为“1千克”，这是因为当时的科学家发现，水在4摄氏度时的密度最为稳定。然而，以水为标准的质量使用起来并不方便，所以1889年千克被批准由一块39毫米高、底面直径也为39毫米的铂铱合金圆柱体来定义。其中铂含量为90%、铱含量为10%，不仅稳定性强，还具有极强的抗氧化性和抗化学腐蚀性。这个圆柱体学名为“国际千克原器”，被人们亲切称为“大K”。

2018年11月16日，第26届国际计量大会在凡尔赛召开，国际单位制迎来了自1960年创立以来最重大的变革。国际计量大会通过了关于修订国际单位制的决议。国际单位制7个基本单位中的4个，即千克、安培、开尔文和摩尔将分别改由普朗克常数、基本电荷、玻尔兹曼常数和阿伏加德罗常数来定义；另外3个基本单位在定义的表述上也做了相应调整，以与此次修订的4个基本单位相一致。这意味着国际单位制重新构建在我们当前对自然法则的最高认知上，同时消除了国际单位制与基于实物元器件定义之间的关联，国际单位制实现量子化变革。2019年5月20日起，最后一件实物基准千克原器“大K”正式退出历史舞台。

失重现象

在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降。同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同就等干物体所受的重力：而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力。”小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲，他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台。如图乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示（已知小勇的实际质量为$60\text{kg}$ ， g取$10\text{N}/\text{kg}$）。课后小勇和同学们查资料还了解到：若电梯能更快向下加速时，体重秤的示数为零，即说明他对体重秤的压力为零，我们称这种现象为完全失重现象。