高中物理第十九章原子核第二节放射性元素的衰变预习导航学案新人教选修

2.放射性元素的衰变
预习导航
情境导入课程目标
你知道考古学家靠什么推断古化石的年
代吗？
1.知道放射现象的实质是原子核的衰变。

2．知道两种衰变的基本性质，掌握原子
核的衰变规律及实质。

3．理解半衰期的概念及影响因素。

4．会利用半衰期解决相关问题。

1．原子核的衰变
(1)衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核，这种变化称为原子核的衰变。

(2)衰变的种类和规律：
思考原子核发生α衰变时，新核在元素周期表中的位置发生怎样的变化？
提示：发生α衰变后，新核的电荷数减少2，在元素周期表上的位置前移两位。

2．半衰期
(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

(2)特点：
①不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。

②放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

(3)半衰期的应用：
利用半衰期非常稳定这一特点，可以通过测量其衰变程度来推断时间。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，L1、L2是实验室模拟高压输电线，图中有两电表示数分别是22V和1A。

已知甲图中原、副线圈匝数比为5︰1，乙图中原副线圈匝数比为1︰5，下列说法正确的是
A．甲图中的电表是电压表，输电电压为110V
B．乙图中的电表是电压表，输电电压为220V
C．甲图中的电表是电流表，输电电流是1A
D．乙图中的电表是电流表，输电电流是1A
2．一粒石子和一泡沫塑料球以相同初速度同时竖直向上抛出，泡沫塑料球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比．忽略石子受到的空气阻力，石子和塑料球运动的速度v随时间t变化的图象如图所示，其中可能正确的是( )
A．B．C．D．
3．现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。

质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的6倍。

此离子和质子的质量比约为
A．3 B．9 C．18 D．36
4．一小球沿斜面匀加速滑下，依次经过A、B、C三点．已知AB＝6 m，BC＝10 m，小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是
A．2 m/s，3 m/s，4 m/s
B．2 m/s，4 m/s，6 m/s
C．3 m/s，4 m/s，5 m/s
D．3 m/s，5 m/s，7 m/s
5．一物体静置在平均密度为ρ、半径为R的星球表面上，以初速度v0竖直向上抛去一个物体，该物体上升的最大高是（已知万有引力常量为G）
A．
B．
C．
D．
6．在同一条笔直的公路上行驶的三辆汽车a，b，c，它们的x-t图象如图所示汽车a对应的图象是条抛物线，其顶点坐标为（0，10），下列说法正确的是（）
A．b和c两汽车做匀速直线运动，两汽车的速度相同
B．在内，a，b两汽车间的距离均匀增大
C．汽车c的速度逐渐增大
D．汽车a在5s末的速度为
二、多项选择题
7．如图所示，地球赤道平面内两颗人造卫星a和b，均绕地球做逆时针匀速圆周运动，卫星a、b运动的周期分别为T1、T2，且T2=8T1，关于两颗卫星下列说法正确的是
A．卫星a的动能一定大于卫星b的动能
B．卫星a、b运动轨道半径之比为1︰4
C．卫星b绕地球运动的线速度大于地球第一宇宙速度
D．卫星a、b线速度大小之比为2︰1
8．如图所示，一平台到地面的高度为h=0.45m,质量为M=0.3kg的木块放在平台的右端，木块与平台间的动摩擦因数为=0.2。

地面上有一质量为m=0.1kg的玩具青蛙距平台右侧的水不距离为=1.2m,旋紧发条后释放，让玩具青蛙斜向上跳起，当玩具青蛙到达木块的位置时速度恰好沿水不方向，玩具青蛙立即抱住木块并和木块一起滑行。

巳知木块和玩具青蛙均可视为质点，玩具青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是
A．玩具青蛙在空中运动的时间为0.3s
B．玩具青蛙在平台上运动的时间为2s
C．玩具青蛙起跳时的速度大小为3m/s
D．木块开始滑动时的速度大小为1m/s
9．如图所示，两个相同的细圆环带有等量异种电荷，相隔一定距离同轴平行固定放置，O1、O2分别为两环圆心，一带正电的粒子从很远处沿水平轴线飞来并顺次穿过两环．若粒子只受电场力作用，则在粒子运动过程中( )
A．在O1点粒子的加速度方向向左
B．从O1到O2的过程，粒子电势能一直增大
C．轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点动能最小
D．轴线上O1点右侧、O2点左侧都存在合场强为零的点，且它们关于O1、O2连线中点对称
10．甲、乙两个质点从同一位置开始做直线运动，v-t图象如图所示，两质点在t2时刻相遇，则下列说法
正确的是
A．t1时刻两质点的运动方向相反
B．相遇前两质点一定在t1时刻相距最远
C．t1-t2时间内，一定有某一时刻两质点的加速度相同
D．t2时刻,甲刚好从后面追上乙
三、实验题
11．如图所示，某同学设计一个游戏装置，用弹簧制作的弹射系统将小球从管口P弹出，右侧水平距离为L，竖直高度为H=0.5m处固定一半圆形管道，管道所在平面竖直，半径R=0.75m，内壁光滑。

通过调节立柱Q可以改变弹射装置的位置及倾角，若弹出的小球从最低点M沿切线方向进入管道，从最高点N离开后能落回管口P，则游戏成功。

小球质量为0.2kg，半径略小于管道内径，可视为质点，不计空气阻力，g 取10m/s2。

该同学某次游戏取得成功，试求：
(1)水平距离L；
(2)小球在N处对管道的作用力；
(3)弹簧储存的弹性势能。

12．在厦门集美双龙潭里有一种滑草游乐活动。

如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，经过B点后进入水平的滑道（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。

若此人和滑板的总质量m=60kg，每隔1s通过速度测量仪器测量人的瞬时速度大小，测量数据如下表所示。

时刻t/s 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 速度v/（m•s-1）0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 12.6 7.6 2.6 0
假设滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同，整个运动过程中空气阻力不计。

（g取10m/s2，sin15°=0.26，sin25°=0.42，sin37°=0.60，sin40°=0.64，sin50°=0.76）
求：（1）物体与滑道之间的动摩擦因数μ？
（2）斜坡滑道的倾角θ？
（3）斜坡滑道受到人和滑板所施加作用力F的大小？
四、解答题
13．(1)光滑桌面上有A、B两个小球.A球的质量为0.2kg，以8m/s的速度与质量为0.1kg的静止的B球碰撞。

碰撞后A球的速度变为4m/s，B球的速度变为8m/s，方向与原来相同。

根据这些实验数据，小明同学对这次碰撞的规律做了一个猜想：在碰撞过程中，A球的动能损失了一些，A球通过与B球碰撞而将损失的动能全部转移给了B球.
a. 请通过计算说明，小明同学以上猜想是否正确？
b. 请你猜想：在这次碰撞中，什么物理量守恒？即：在碰撞中A球这个量的损失量恰好等于B球这个量的增加量? 通过计算来验证你的猜想.
(2)如图，质量为m的物体，仅在与运动方向相同的恒力F的作用下，经过时间t，发生了一段位移l，速度由v1增加到v2。

结合图中情景，请猜测并推导：
a. 恒力和其作用时间的累积Ft直接对应着什么物理量的变化？并由牛顿运动定律和运动学公式推导这种关系的表达式.
b. 恒力在其作用空间上的积累Fl直接对应着什么物理量的变化？并由牛顿运动定律和运动学公式推导这种关系的表达式.
14．汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌（如图所示），以提醒后面驾车司机，减速安全通过。

在夜间，有一货车因故障停车，后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，驾驶员只能看清前方50m的物体，并且他的反应时间为0.5s，制动后最大加速度为6m/s2。

求：
（1）小轿车从刹车到停止所用小轿车驾驶的最短时间；
（2）三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A D D B A D
二、多项选择题
7．BD
8．AD
9．ACD
10．BC
三、实验题
11．(1) (2) ，方向竖直向上 (3)
12．（1）物体与滑道之间的动摩擦因数μ为0.5；
（2）斜坡滑道的倾角θ为37°；
（3）斜坡滑道受到人和滑板所施加作用力F的大小为。

四、解答题
13．(1)小明的猜想是错误的 (2)Ft =m v 2mv1, Fl =mv22mv12 14．（1）5s （2）40m
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．下列关于近代物理的说法，正确的是（）
A．玻尔理论成功解释了各种原子发出的光谱
B．能揭示原子具有核式结构的事件是氢原子光谱的发现
C．光的波动说在解释光电效应实验现象时遇到了巨大的困难
D．质能方程揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科学家是卢瑟福
2．双星系统是由两颗恒星组成的，在两者间的万有引力相互作用下绕其连线上的某一点做匀速圆周运动，研究发现，双星系统在演化过程中，两星的某些参量会发生变化.若某双星系统中两星运动周期为T,经过一段时间后，两星的总质量变为原来的m倍，两星的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为
A． B． C． D．
3．A、B两带电小球，电量分别为＋q、＋9q，质量分别为 m l、m2 ，如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时 A、B两球处于同一水平线上，其中O点到A球的间距OA= 2L，∠AOB=90°，∠OAB=60°，C是AB连线上一点且在O点的正下方，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是（）
A．AB间的库仑力为
B．A、B两球的质量之比为1：3
C．C点的电场强度为零
D．若仅互换A、B两球的带电量，则A、B两球位置将不再处于同一水平线上
4．如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A 位置．现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为（）
A．， B．，
C．， D．，
5．如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个质量m=0.5 kg的物块，处于静止状态，以物块所在处为原点，竖直向下为正方向建立x轴，重力加速度g取10 m/s2，现对物块施加竖直向下的拉力F，F随x 变化的情况如图乙所示。

若物块运动至x=0.4 m处时速度为零，则物块在下移0.4 m的过程中，弹簧的弹性势能的增加量为( )
A．5.5 J
B．3.5 J
C．2.0 J
D．1.5 J
6．如图所示是地球的两颗卫量a和b，其中b是地球的同步卫星，下列说法正确的是（）
A．卫星a所受的向心力大于b所受的向心力
B．卫星a运行周期小于24h
C．在地面附近发射卫星b的速度为
D．卫星a的运行速度可能大于
二、多项选择题
7．用氦氖激光器(发出红光)进行双缝干涉实验，已知双缝间的距离d=0.1 mm，双缝到屏的距离L=6.0 m，
测得屏上干涉条纹中相邻两亮条纹的中心间距是3.8 cm，如果将整个装置从空气中转入折射率为的水中，则红光在空气中的波长为________ m，红光在水中的波长为________ m，在水中进行双逢干涉实验时，测得屏上干涉条纹中相邻两亮条纹的中心间距为__________cm。

(结果均保留两位有效数字)
8．关于振动和波动，下列说法正确的是（____）
A．做简谐振动的物体，经过同一位置时，加速度可能不同
B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
C．在波的干涉中，振动加强的点不一定处在波峰或波谷的叠加处
D．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的频率会发生变化
E．在波的传播方向上对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长
9．一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程重物和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立△t时间后再将重物缓慢向上举，至双臂伸直（图丙）。

甲到乙、乙到丙过程重物上升高度分别为h1、h2，经历的时间分别为t1、t2，则
A．地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2+△t)，地面对运动员做的功为0
B．地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2)，地面对运动员做的功为(M+m)g(h1+h2)
C．运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2+△t)，运动员对重物做的功为Mg(h1+h2)
D．运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2)，运动员对重物做的功为0
10．下列说法中正确的是____
A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．光纤通信、医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相近，所以声波很容易产生衍射现象
D．质点做简谐运动时，若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
E. 地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了
三、实验题
11．放在光滑水平面上的质量为5kg的物体在水平拉力F＝10 N的作用下由静止开始运动10m。

试求全程：（g取10 m/s2）
（1）拉力Ｆ所做的功为多少？
（2）拉力的平均功率为多少？
12．某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径
d=_______mm。

另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该工件的长度L=_____cm。

四、解答题
13．如图所示，在平面直角坐标系aOy内，有I、II、III三个区域，各边界均与y轴平行，I、Ⅱ区域存在匀强电场，方向分別沿+x和－y方向，Ⅰ区域电场强度大小为E，Ⅲ区域有垂直xOy平面向里的磁场．三
个区域宽度均为L，一个氕核和一个氘核先后从坐标原点释放，已知与左边界成60°进人磁场，最后恰好与右边界相切离开磁场，H的质量为m，电荷量为q，不计重力．求
（1）第一次离开Ⅱ区的坐标
（2）Ⅲ区域匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）第一次离开磁场位置的坐标
14．如图所示，一足够长的水平传送带以速度v=v0匀速运动，质量均为m的小物块P和小物块Q由通过滑轮组的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长，某时刻物块P从传送带左端以速度2υ0冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平。

已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，运动过程中小物块P、Q的加速度大小之比始终为2:1 ；重力加速度用g表示，不计滑轮的质量与摩擦。

求：
（1）物块P刚冲上传送带时，所受滑动摩擦力的大小和方向；
（2）物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，PQ组成的系统机械能的改变量；
（3）物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，P与传送带间的摩擦力产生的热量是多少？
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C C C B A B
二、多项选择题
7．3×10－7m 4.73×10－7m 2.9cm
8．BCD
9．AC
10．BCE
三、实验题
11．(1)100J；(2)
12．205（3.203-3.207） 5.015
四、解答题
13．(1)；(2) ；(3) 14．（1） 0.25mg 方向向左（2）0（3）。