物理-放射性同位素衰变(半衰期)指数衰减图像

考点:科学推理 / 物理-放射性同位素衰变(半衰期)指数衰减图像

问法模型:给出’每隔一定时间质量减为原来一半’的衰减规律,问质量m随时间t变化的图像 → 建立指数衰减模型 m=M₀·(1/2)

推理链

  1. 第1步:提取题干前提——‘每隔一定的时间质量减少为原来的一半’,即半衰期规律,初始质量为M₀,t=0时m=M₀。
  2. 第2步:建立模型——设半衰期为T,则质量满足 m=M₀·(1/2)
  3. 第3步:分析函数性质——随t增大,m单调递减但永远大于0(不与t轴相交),且减少速度越来越慢,曲线为上凸的递减曲线,以时间轴为渐近线。
  4. 第4步:逐项对照——A为直线匀速递减(对应等差减少,不符);C为下凹曲线,递减越来越快且最终与t轴相交(不符);D为阶梯状突变,把连续衰变误作离散跳变(不符)。
  5. 第5步:只有B项起始为M₀、单调递减、变化越来越慢、渐近于t轴,完全符合指数衰减规律,故选B。

最快解法:⚡ 排除法+凹凸性口诀:半衰期衰减’减半越来越慢、永不为零’——先排除A(直线)和D(阶梯突变),再对比B、C:B上凸递减越来越慢,C下凹递减越来越快且触到t轴,选B。

易错点

  • ⚠ 误选D:把’每隔一定时间减半’理解为只在整倍时刻突变,忽略衰变是随时间连续进行的。
  • ⚠ 误选A:把’每段减为一半(等比)‘误当成’每段减少相同量(等差)‘,混淆等比与等差。
  • ⚠ 误选C:只关注’递减’而忽略变化快慢(凹凸性),未发现C曲线递减越来越快且与t轴相交(质量不可能减为零)。

母题抽象

🧩 当题干出现’每隔固定时间减为原来的一半(半衰期/折半衰减)‘特征时,用指数衰减模型m=M₀·(1/2)

同类特征:同位素测年法、每隔一定时间质量减为原来的一半、初始质量M₀、质量随时间变化规律、选择函数图像

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题干

考古学中用同位素测年法测量古生物的年代,每隔一定的时间质量减少为原来的一半。如果以表示的质量,表示时间,的初始质量为,那么的质量随时间的变化规律是下面的      图。

选项

  • A. A
  • B. B ✅
  • C. C
  • D. D

官方解析

每隔时间衰减为原来的一半,则衰减规律满足 。随着的增长,越来越小,且变化越来越慢,结合选项,B项较为符合。

故正确答案为B。

给定材料

(无)