第2讲放射性元素的衰变、核能
板块一主干梳理·夯实基础
【知识点1】原子核的组成、放射性、放射性同位素、射线的危害和防护Ⅰ
一、原子核
1．原子核的组成
(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
(2)原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝质子数＋中子数，质子和中子都为一个单位质量。
2．同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子。同位素在元素周期表中的位置相同，具有相同的化学性质。
具有放射性的同位素叫放射性同位素。
例如：2713Al＋42He→3015P＋10n，3015P→3014Si＋01e。
二、天然放射现象
1．天然放射现象
元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构。
2．放射性和放射性元素
物质发射射线的性质叫放射性。
具有放射性的元素叫放射性元素。
3．三种射线
放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。
4．三种射线的比较
5．放射性同位素的应用与防护
(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。
(2)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。
(3)防护：防止放射线对人体组织的伤害。
【知识点2】原子核的衰变、半衰期Ⅰ
1．原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
(2)分类
α衰变：A Z X→A－4
Y＋42He
Z－2
β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋__0－1e
当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。
(3)两个重要的衰变
①23892U→23490Th＋42He；
②23490Th→23491Pa＋0－1e。
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)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
3．α衰变和β衰变的实质
α衰变：核内两个中子和两个质子结合得比较紧密，作为一个整体从较大的原子核内发射出来。
β衰变：核内的一个中子转化为一个质子，同时放出一个电子。
【知识点3】核力、结合能、质量亏损Ⅰ
1．核力
(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。
(2)特点
①核力是强相互作用的一种表现；
②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内；
③每个核子只跟它邻近的核子间才有核力作用。
2．结合能
核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。
3．比结合能
(1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。
(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
4．质能方程、质量亏损
爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2。
【知识点4】裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程Ⅰ
1.重核裂变
(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。
(2)特点
①裂变过程中能够放出巨大的能量；
②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；
③裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小。
(3)典型的裂变反应方程
235
U＋10n→8936Kr＋14456Ba＋310n。
92
(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。
(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
(6)裂变的应用：原子弹、核反应堆。
(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。
2．轻核聚变
(1)定义
两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。
(2)特点
①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大3至4倍。
②聚变反应比裂变反应更剧烈。
③对环境污染较少。
④自然界中聚变反应原料丰富。
(3)典型的聚变反应方程
2
H＋31H→42He＋10n＋17.60 MeV
1
3．核反应
(1)核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
(2)核反应的几点说明
①核反应中应遵循两个守恒规律，即质量数守恒和电荷数守恒。
②核反应通常不可逆，书写核反应方程时，“→”不能写成“＝”。
③核反应类型分为：衰变，人工转变，裂变，聚变。
4．核反应的四种类型比较
板块二考点细研·悟法培优
考点1原子核的衰变半衰期[深化理解]
1．确定衰变次数的方法
(1)设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为
A
X→A′Z′Y＋n42He＋m0－1e。
Z
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m 。
(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。 2．对半衰期的理解
(1)根据半衰期的概念，可总结出公式 N 余＝N 原????12t
τ
，m 余＝m 原???
?12t τ
式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期。
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
例1 (多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注。下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是 ( ) A ．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢
B ．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核
C ．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
D ．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
衰变的快慢由哪些因素决定？
提示：由放射元素原子核内部因素决定，与外界因素及所处状态无关。 (2)β衰变的实质是什么？
提示：原子核内的一个中子转化为一个质子，同时放出一个电子。 尝试解答 选AD 。
衰变的快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A 正确。半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，B 错误。β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，
故C 错误。β衰变的实质是10n →11H ＋
－1e ，D 正确。
总结升华
原子核衰变、半衰期易错点
(1)半衰期是一个统计概念，只有对大量的原子核才成立，对少数的原子核无意义。 (2)经过一个半衰期，有半数原子核发生衰变变为其他物质，而不是消失。
(3)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件及所处化学状态无关。
[跟踪训练] [2017·广东肇庆二模]238 92U 的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成210 83Bi ，然后可以经一次衰变变成210 a X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b 81Ti ，最后都衰变
变成206 82Pb ，衰变路径如图所示。下列说法中正确的是( )
A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
答案 B
解析由于β衰变释放出电子，质量数不变，核电荷数加1，α衰变释放出氦核，质量数减少4，核电荷数减2；过程①中的质量数不变，故它发生的是β衰变，C、D错误；过程③的质量数减少4，故应该是α衰变，过程②的核电荷数减少2，故是α衰变，过程④的核电荷数加1，说明是β衰变，A错误，B正确。
考点2核反应类型与核反应方程[深化理解]
1．核反应类型与核反应方程
(1)核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变。
(2)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头“→”连接并表示反应方向，不能用等号连接。
(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程。
(4)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化。
(5)核反应遵循电荷数守恒。
2．有关核反应方程的题型主要有
(1)判断核反应的生成物。
(2)判断反应类型。
(3)判断反应是否成立。
例2在下列四个核反应中，X表示中子的是哪些？________。在以下核反应中哪些属于原子核的人工转变？________。
A．14 7N＋42He→17 8O＋X
B.2713Al＋42He→3015P＋X
C.21H＋31H→42He＋X
D．235 92U＋X→9038Sr＋136 54Xe＋10X
如何确定哪些是衰变，哪些是人工核转变？
提示：衰变一般是一个核自发的变成两个或两个以上的新核，而人工核转变是两个核中一个是“靶核”，一个是“弹核”，反应后一般生成两个新核。
(2)质量数、中子数与核电荷数的关系。
提示：质量数＝中子数＋电荷数。
尝试解答BCD__AB。
不管什么类型的核反应，都遵守电荷数守恒和质量数守恒，由以上两个守恒规则，可以分别计算出A、B、C、D中X的质量数和电荷数，分别为A中11X，B中10X，C中10X，D中10X，所以X表示中子的是B、C、D；关于人工转变问题，首先应明确核反应的特点：有粒子作“炮弹”轰击作为“靶”的原子核，并且能在实验室中进行，因此人工核转变的有A、B，C叫轻核聚变，D叫重核裂变。
总结升华
核反应方程的书写及理解
(1)熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基础，如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等。
(2)掌握核反应方程遵守的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解、应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律。
(3)生成物中有α粒子的不一定是α衰变，生成物中有β粒子的不一定是β衰变，衰变、裂变、聚变需认清其特点。
[跟踪训练]核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池，就可以让手机不充电使用5000年。燃料中钚(23894Pu)是一种人造同位素，可以通过下列反应合成：①用氘核(21D)轰击铀(23892U)生成镎(Np238)和两个相同的粒子X，核反应方程是23892U＋21D―→23893Np＋2X；
②镎(Np238)放出一个粒子Y后转变成钚(23894Pu)，核反应方程是23893Np―→23894Pu＋Y，则X粒子的符号为________，Y粒子的符号为________。
答案10n0－1e
解析两个核反应是23892U＋21D―→23893Np＋210n，
238
Np―→23894Pu＋0－1e，所以X是10n，Y是0－1e。
93
考点3核能[深化理解]
1．质能方程的理解
(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2。
方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。
(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2。
(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2。2．核能释放的两种途径的理解
中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定。
(1)使较重的核分裂成中等大小的核。
(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量。
3．核反应过程中的综合问题
(1)两个守恒定律的应用
若两个原子核发生核反应生成两种或两种以上的新原子核过程中满足动量守恒的条件，则m1v1＋m2v2＝m3v3＋m4v4＋…
若核反应过程中释放的核能全部转化为新原子核的动能，由能量守恒得
1
2m1v21＋
1
2m2
v22＋ΔE＝
1
2m3
v23＋
1
2m4
v24＋…
(2)原子核衰变过程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁场中的轨迹。
静止核在磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根
据动量守恒m1v1＝m2v2和r＝m v
qB知，半径小的为新核，半径大的为α粒子或β粒子，其特
点对比如下表：
(3)计算核能的两种方法
①根据爱因斯坦质能方程，用核反应过程中亏损的质量乘以真空中光速的平方，即ΔE＝Δmc2，质量的单位为千克；
②根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，得ΔE＝Δm×931.5 MeV，质量的单位是原子质量单位。
例3[2017·山西质监](多选)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。核反应方程式23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用m U、m Ba、m Kr分别表示23592U、14456Ba、8936Kr核的质量，m X 表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是()
A．X为中子，a＝2
B．X为中子，a＝3
C．上述核反应中放出的核能ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－2m X)c2
D．上述核反应中放出的核能ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－3m X)c2
E．只有铀块体积达到临界体积才可能发生链式反应
怎样确定a的大小及X是什么粒子？
提示：在重核裂变中，由一个中子引发链式反应，会产生更多的中子，所以X是中子。由质量数和电荷数守恒可得a的大小。
(2)怎样计算核能？
提示：先计算质量亏损Δm，再由ΔE＝Δmc2，求核能。
尝试解答选BCE。
核反应过程中，质量数守恒，电荷数守恒，在重核裂变反应中，由一个中子轰击铀核会产生3个中子，引发链式反应，所以X粒子为中子，a为3，B正确，A错误。由质能方程可知，释放的核能ΔE＝Δmc2，即ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－2m X)c2，C正确，D错误。要发生链式反应，铀块的体积必须达到临界体积，E正确。
总结升华
计算核能的几种方法
(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。
(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算。因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。
(3)根据平均结合能来计算核能
原子核的结合能＝平均结合能×核子数。
(4)有时可结合动量守恒和能量守恒进行分析计算。
总之，关于结合能(核能)的计算，应根据题目的具体情况合理选择核能的求解方法，且计算时要注意各量的单位。
[跟踪训练][2017·江西南昌模拟](多选)下面的核反应方程是铀核裂变反应中的一个：235
U
92＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n。
已知铀235的质量为235.0439 u，中子质量为1.0087 u，锶90的质量为89.9077 u，氙136的质量为135.9072 u，则此核反应中()
A．质量亏损为Δm＝235.0439 u＋1.0087 u－89.9077 u－135.9072 u
B．质量亏损为Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087) u
C．释放的总能量为ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2 J D．释放的总能量为ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5 MeV 答案BD
解析计算质量亏损时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错误，B正确；当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0×108 m/s)2，总能量单位才是焦耳，C错误；质量单位为“u”时，可直接用“1 u的质量亏损放出能量931.5 MeV”计算总能量，D正确。
2 放射性元素的衰变 记一记 放射性元素的衰变知识体系 1个概念——半衰期 2种衰变——α衰变，β衰变 辨一辨 1.原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．(×) 2．发生β衰变是原子核中的电子发射到核外．(×) 3．γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的．(√) 4．半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间，经过两个半衰期原子核就全部发生衰变．(×) 5．根据半衰期的计算，我们可以知道一个特定的原子核何时发生衰变．(×) 6．半衰期与原子所处的化学状态和外部条件都无关．(√) 想一想 1.半衰期与哪些因素有关？适用条件是什么？半衰期公式是什么？ 提示：半衰期只与物质的种类有关，与物质的物理性质、化学性质无关．适用条件为统计规律下的大量原子核，不适用于单 个原子核．半衰期公式为N 余＝N 原? ????12t τ，m 余＝m 0? ?? ??12t τ. 2．当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？为什么？当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？ 提示：当原子核发生α衰变时，原子核的质子数减小2，中子数减小2，因为α衰变的实质是2个质子和2个中子结合在一起从
原子核中被抛射出来．β粒子为0－1e，发生β衰变时核电荷数增加1，所以原子序数增加1. 思考感悟： 练一练 1.某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是() A．中子数减少8 B．质子数减少2 C．质子数增加2 D．核子数减少10 解析：发生2次α衰变质量数减少8，电荷数减少4，发生6次β衰变质量数不变，电荷数增加6，最终质量数减少8，电荷数增加2，所以核子数减少8，质子数增加2，中子数减少10.选项C 正确． 答案：C 2．[2019·山东济南一模]下列观点正确的是() A．α射线、β射线、γ射线都是高速带电粒子流 B．原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量守恒 C．大量原子核发生衰变时一定同时放出α射线、β射线、γ射线 D．原子核发生衰变时产生的α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的 解析：α射线、β射线都是高速带电粒子流，γ射线不带电，是光子流，A错误；原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，但质量不守恒，B错误；α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核从原子核中辐射出来，β衰变的实质是原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，γ射线伴随α衰变或β衰变的产生而产生，所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的，大量原子核发生衰变时不一定同时放出α射线、β射线、γ射线，C错误，D正确． 答案：D 3．(多选)对天然放射现象，下列说法中正确的是() A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的 B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子
第十九章原子核 新课标要求 1．内容标准 （1）知道原子核的组成，知道放射性和原子核的衰变，会用半衰期描述衰变速度,知道半衰期的统计意义， （2）了解放射性同位素的应用，知道射线的危害和防护， 例1 了解放射性在医学和农业中的应用， 例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性,了解相关的国家标准， （3）知道核力的性质，能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因，会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程， （4）认识原子核的结合能，知道裂变反应和聚变反应，关注受控聚变反应研究的进展，（5）知道链式反应的发生条件，了解裂变反应堆的工作原理，了解常用裂变反应堆的类型，知道核电站的工作模式， （6）通过核能的利用,思考科学技术与社会的关系， 例3 思考核能开发带来的社会问题， （7）初步了解恒星的演化，初步了解粒子物理学的基础知识， 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用， 2．活动建议： （1）通过查阅资料,了解常用的射线检测方法， （2）观看有关核能利用的录像片， （3）举办有关核能利用的科普讲座， 新课程学习 19．2 放射性元素的衰变 ★新课标要求 （一）知识与技能 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,并掌握原子核的衰变规律 3、理解半衰期的概念 （二）过程与方法 1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）
（三）情感、态度与价值观 通过传说的引入,对学生进行科学精神与唯物史观的教育,不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求,从而引领学生进入一个美妙的微观世界， ★教学重点 原子核的衰变规律及半衰期 ★教学难点 半衰期描述的对象 ★教学方法
物理学史 一、力学： 伽利略（意大利物理学家） ①1638年，伽利略用观察——假设——数学推理的方法研究了抛体运动，论证重物体和轻物体下落一样快，并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即质量大的小球下落快是错误的）。 ②伽利略的理想斜面实验：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去。得出结论（力是改变物体运动的原因），推翻了亚里士多德的观点（力是维持物体运动的原因）。 评价：将实验与逻辑推理相结合，标志着物理学的开端。 （在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断。） 奥托··格里克（德国马德堡市长） ①马德堡半球实验：证明大气压的存在。 胡克（英国物理学家） ①提出胡克定律：只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比。 笛卡儿（法国物理学家）①根据伽利略的理想斜面实验，提出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 牛顿（英国物理学家） ①将伽利略的理想斜面实验的结论归纳为牛顿第一定律（即惯性定律）。 卡文迪许（英国物理学家） ①利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。（微小形变放大思想） 万有引力定律的应用 ①1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈（勒维耶）应用万有引力定律，计算并观测到海王星。1930年，美国天文学家汤博用同样的计算方法发现冥王星。 经典力学的局限性 ①20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。 二、电磁学：
19．2 放射性元素的衰变 ★新课标要求 （一）知识与技能 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，并掌握原子核的衰变规律 3、理解半衰期的概念 （二）过程与方法 1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学） （三）情感、态度与价值观 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。 ★教学重点 原子核的衰变规律及半衰期 ★教学难点 半衰期描述的对象 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。 学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。 点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。 教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。 学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？ 点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。
教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？ 学生愕然。 点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。 教师：有（大声，肯定地回答） 学生惊讶，议论纷纷。 点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。 通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。 教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。 点评：及时推出课题。 （二）进行新课 1．原子核的衰变 教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。 学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。 点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。 教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。 学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变？ 点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。 教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He（一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘） 学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？ 点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即：化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。 学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别，并由学生自己表述。 点评：可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。
.精品文档. 2019年高考物理一轮复习试题 测量速度和加速度的方法 【纲要导引】 此专题作为力学实验的重要基础，高考中有时可以单独出题，16年和17年连续两年新课标1卷均考察打点计时器算速度和加速度问题；有时算出速度和加速度验证牛二或动能定理等。此专题是力学实验的核心基础，需要同学们熟练掌握。 【点拨练习】 考点一打点计时器 利用打点计时器测加速度时常考两种方法： （1）逐差法 纸带上存在污点导致点间距不全已知：（10年重庆） 点的间距全部已知直接用公式：，减少偶然误差的影响（奇数段时舍去距离最小偶然误差最大的间隔） （2）平均速度法 ，两边同时除以t，，做图，斜率二倍是加速度，纵轴截距是 开始计时点0的初速。
1. 【10年重庆】某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电频率f=50Hz在线带上打出的点中，选 出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A B、、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： =16.6=126.5=624.5 若无法再做实验，可由以上信息推知： ①相信两计数点的时间间隔为___________ S ②打点时物体的速度大小为_____________ /s（取2位有效数字） ③物体的加速度大小为__________ （用、、和f表示） 【答案】①0.1s②2.5③ 【解析】①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s . ②根据间的平均速度等于点的速度得v==2.5/s . ③利用逐差法：，两式相加得，由于，，所以就有了，化简即得答案。 2. 【15年江苏】（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运
第2节放射性元素的衰变 [随堂巩固] 1．(原子核的衰变)下列说法中正确的是 A．β衰变放出的电子来自组成原子核的电子 B．β衰变放出的电子来自原子核外的电子 C．α衰变说明原子核中含有α粒子 D．γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波 答案 D 2．(原子核的衰变)(多选)238 92U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图19－2－4所示，可以判断下列说法正确的是 图19－2－4 A．图中a是84，b是206 B．Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的 C．Y和Z是同一种衰变 D．从X衰变中放出的射线电离性最强 答案AC 3．(半衰期的理解及计算)下列有关半衰期的说法正确的是 A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快 B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长
C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度 D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度答案 A 4．(半衰期的理解及计算)放射性同位素2411Na的样品经过6小时还剩下1 8没有衰变，它的 半衰期是 A．2小时B．1.5小时 C．1.17小时D．0.75小时 解析放射性元素衰变一半所用的时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩 下1 4，再经一个半衰期这1 4 又会衰变一半，只剩1 8 ，所以题中所给的6小时为三个半衰期的时间， 因而该放射性同位素的半衰期应是2小时。 答案 A [限时检测] [限时45分钟] 题组一对原子核的衰变的理解 1．由原子核的衰变可知 A．放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线 B．放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变 C．α衰变说明原子核内部存在氦核 D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线解析原子核发生衰变时，一次衰变只能是α衰变或β衰变，而不能同时发生α衰变和β衰变，发生衰变后产生的新核往往处于高能级，要向外以γ射线的形式辐射能量，故一次衰变只可能同时产生α射线和γ射线，或β射线和γ射线，A错，D对；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，变成了新核，故化学性质发生了变化，B错；原子核内的2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，因此在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是放射性元素发生了α衰变，C错。 答案 D 2．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在
2019年高考物理必考的热点总结 科学备考 抓基础是原则练套题是方法 高考复习第一轮做题，第二轮做专题，第三轮做真题真卷。模拟考试是为练速度、调整状态，希望同学们认真对待。要想迅速提高自己的应试能力，抓基础是原则，练套题是方法，理清解题思路，熟记典型题目的解题套路，例如把复杂的计算题分解为简单运动分析、受力分析等，养成画图分析的习惯，提高应试能力。 不同学校的学生基础不同，要本着实事求是的态度进行高考二轮复习，不可东施效颦。对于学生基础薄弱的普通高中，不宜一味追求教学容量，一节课围绕高考热点解决一个主要问题即可。高考复习不应都是讲习题，如果一节课内老师滔滔不绝地讲解十几道题，往往吃力不讨好，其教学效果不会太好。学生基础薄弱的学校，到高考前把基础内容复习一遍，这是符合学生实际的正常现象。但也要尽早让学生做近年的高考真题，高考题目最经典，考前冲刺天天练。建议从5月份开始有计划地每周训练一份高考真题。以高考真题为载体讲解基础知识，积累考试经验，提高应试技巧。 解题技巧 联系题目找隐情 本地考生高考失分原因如下：一是学习水平方面的问题，表现出基础不够扎实，审题不够仔细;实验不够重视，分析不够透彻等。二是竞技状态方面的问题，表现出精力不够充沛，头脑不够清醒等。考场如何有效避免失分?一是解题要讲科学、讲方法。要重视过程的分析，重视对问题的推理和总结。仔细读题，把握已知条件，深入挖掘，找
出隐含条件，综合梳理确认，理解题目的要求，理清答题思路。二是不回避旧题，不迷恋难题。若在备考时把教材作为重要的复习材料，平时心中有数，考试就会得心应手。 理性复习 不必迷信名校的模拟题 关于物理复习“专题的分类”，除了按照学科研究领域划分为力学、电学、实验等专题外，还可按照考题的难度进行划分，如基础题专题、中等难度题等。从而掌握一些解题套路，提高应试能力。 临近高考，各种资料满天飞，要学会主动复习，敢于舍弃，快速浏览，看图理思路即可，不必每道题都深究，不要总对照答案。做完题目就立刻对照答案的习惯不利于树立学习的自信心，四月后的日子更要把这个习惯改掉。学会用自己的理解，按照物理高考的十大热点和若干套路评价这些试题。老师和同学都不必过分迷信各名校的模拟试题。 对于每一位考生来说，自己的考试卷和改错本都是最适合自己的复习资料，翻阅、思考、再练习，效果会特别好。通过阅读改错本，做高考套题等方式整理解题方法，逐步“把书读薄”。为提高应试的能力奠定基础。高考注重知识考查的同时，更注重考查能力。所要考查的主要有五大能力：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力、实验能力。其中理解能力是基础。在第二轮复习中，教师应该有针对性的把一些重点实验给学生进行现场演示，或开放物理复习的实验，最好能让学生自己动手，对着实验仪器弄清实验原理，老师和学生都不要认为实验操作复习是浪费复习时间。 考前冲刺
2019-2020年高中物理（SWSJ）教科版选修3-5教学案：第三章第2节放射性衰变(含 答案) (对应学生用书页码P34) 一、天然放射现象的发现 1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。物质放出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。 2．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)、镭(Ra)。 二、三种射线的本质 1．α射线实际上就是氦原子核，速度可达到光速的1 10，其电离能力强，穿透能力较差。在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。 2．β射线是高速电子流，它的速度更大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。 3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。 三、原子核的衰变 1．放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新原子核的变化叫衰变。 2．能放出α粒子的衰变叫α衰变，产生的新核，质量数减少4，电荷数减少2，新核在元素周期表中的位置向前移动两位，其衰变规律是A Z X―→A－4 Z－2 Y＋42He。 3．能放出β粒子的衰变叫β衰变，产生的新核，质量数不变，电荷数加1，新核在元素周期表中的位置向后移动一位，其衰变规律A Z X―→A Z＋1Y＋__0－1e。 4．γ射线是伴随α衰变、β衰变同时产生的。 β衰变是原子核中的中子转化成一个电子，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1。 四、半衰期 1．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的半衰期。 2．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的。 3．跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。 4．半衰期是大量原子核衰变的统计规律。
【知识要点】 一、原子核的衰变 1．衰变：放射性元素原子核放出某种粒子后变成新的原子核。 2．a 衰变：放射性元素放出___________，叫a 衰变。 b 衰变：放射性元素放出___________，叫b 衰变。 3．衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的________和________都守恒。 衰变方程：a 衰变_________________________。 b 衰变____________________________。 二、半衰期： 1．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做半衰期。 2．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。 【典型例题】 例1．铀核23892 U 经过______次a 衰变和_______次b 衰变变成稳定的铅核20682.Pb 例2． 23892 U 核经一系列的衰变后变为20682Pb 核，问： （1）一共经过几次a 变和几次b 衰变？ （2） 20682 Pb 与23892U 相比，质子和中子数各少多少？ （3）综合写出这一衰变过程的方程。 例3．静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核，当它放出一个a 粒子后，其速度方向 与磁场方向垂直，测得a 粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示，则 A ．a 粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反 B ．原来放射性元素的原子核电荷数为90 C ．反冲核的核电荷数为88 D ．a 粒子和反冲粒子的速度之比为1：88 例4．地球的年龄到底有多大？科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的 最古老的岩石中铀和铅含量的测定，推算出该岩石中含有的铀的岩石形成初期的一半，铀238的相对含量随时间的变化关系如图所示，由此可以判断出 A ．铀238的半衰期为90亿年 B ．地球的年龄大致为45亿年 C ．被测定的古老岩石样品在90亿年后的铀、铅比例为1：4 D ．被测定的古老岩石样品在90亿年后的铀、铅比例大于1：3 【课堂检测】 1．关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中正确的是 （ ） A ．g 射线是伴随a 射线或b 射线而发射出来的 B ．某种放射性元素的半衰期不随化学状态、温度等的变化而变化
第一章放射性及其衰变规律 Radioactivity and discipline of disintegrating 学时：io学时 基本内容： ①基本概念：半衰期、衰变常数、放射性核素、放射性、照射量率 ②基础知识：a衰变、B衰变、丫衰变、铀系衰变特点、钍系衰变特点、锕铀系衰变特点、单个放射性核素的衰变规、掌握两个放射性核素的衰变规律及其应用、放射性活度与比活度 的单位、放射性辐射剂量单位、放射性测量的标准源和标准模型。 重点、难点：a衰变、丫衰变、铀系的衰变、单个放射性核素的衰变规律的推导、两个 放射性核素的衰变规律、放射性的测量单位及标准源。 教学思路：先介绍原子核的结构与原子核衰变的有关知识，然后重点讲解三种常见的衰 变类型和三大放射性系列以及放射性的标准源和标准模型。其中，衰变类型和三大放射性系 列等部分详细讲解。 主要参考书： ①程业勋、王南萍等编著，《核辐射场与放射性勘查》，地质出版社，2005. ②吴慧山主编《核技术勘查》，原子能出版社，1998. 复习思考题： 1、1g 238U在一秒钟内放出1.24 104个a粒子，计算238U得半衰期。 2、在一个密封玻璃瓶内，装入1g镭。放置一个氡的半衰期，瓶内积累多少氡？ 3、氡衰变成RaA，现有10毫居里（mCi）氡密封于容器中，经过50h后，氡和RaA各有多少，以活度（Bq）表示。 4、为什么3射线能量是连续谱？ 5、什么是放射性系平衡？什么是放射性动平衡？ 2 22 2 2 2 6、Rn的半衰期是3.825d，试求Rn的衰变常数？每1mg在每秒内放出多少a粒子？合多少贝可？ 7、从镭源中收集氦，假定Ra与各子体达到放射性平衡，而Ra的活度为 10 3.7 10 Bq ,试计算一年内产生多少氦？
测量速度和加速度的方法 【纲要导引】 此专题作为力学实验的重要基础，高考中有时可以单独出题，16年和17年连续两年新课标1卷均考察打点计时器算速度和加速度问题；有时算出速度和加速度来验证牛二或动能定理等。此专题是力学实验的核心基础，需要同学们熟练掌握。 【点拨练习】 考点一打点计时器 利用打点计时器测加速度时常考两种方法： （1）逐差法 纸带上存在污点导致点间距不全已知：（10年重庆） 点的间距全部已知直接用公式：，减少偶然误差的影响（奇数段时舍去距离最小偶然误差最大的间隔） （2）平均速度法 ，两边同时除以t，，做s t t 图，斜率二倍是加速度，纵轴截 距是开始计时点0的初速0v。
1.【10年重庆】某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50H z 在线带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： A S =16.6mm B S =126.5mm D S =624.5mm 若无法再做实验，可由以上信息推知： ① 相信两计数点的时间间隔为__________S ② 打C 点时物体的速度大小为____________m/s(取2位有效数字) ③ 物体的加速度大小为__________(用A S 、B S 、D S 和f 表示) 【答案】①0.1s ②2.5 ③ 【解析】①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1s ． ②根据间的平均速度等于点的速度得v c ==2.5m/s ． ③利用逐差法：,两式相加得,由于 ,，所以就有了,化简即得答案 。 2.【15年江苏】（10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如题11-1图所示，打点计时器的电源为50Hz 的交流电
放射性元素的衰变 ★新课标要求 （一）知识与技能 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，并掌握原子核的衰变规律 3、理解半衰期的概念 （二）过程与方法 1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学） （三）情感、态度与价值观 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。 ★教学重点 原子核的衰变规律及半衰期 ★教学难点 半衰期描述的对象 ★教学过程 （一）引入新课 教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。 学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。 点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。 教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。 学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？ 点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课
教学的顺利进行奠定了基础。 教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？ 学生愕然。 点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。 教师：有（大声，肯定地回答） 学生惊讶，议论纷纷。 点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。 通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。 教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。 点评：及时推出课题。 （二）进行新课 1．原子核的衰变 教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。 学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。 点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。 教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。 学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变？ 点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。 教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He（一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘） 学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？ 点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物
物理记背资料集（4） 近代物理部分 一、波粒二象性·光电效应 复习课本第17章，重点复习第2节“光的粒子性”，完成下列基础知识填空和题目。 1、概念：在光（电磁波）的照射下，从物体表面逸出的 的现象称为光电效应，这种电子被称之为 。使电子脱离某种金属所需做功的 ，叫做这种金属的逸出功，符号为W 0。 2、规律： 提出的“光子说”解释了光电效应的基本规律，光子的能量与频率的关系为 。 ①截止频率：当入射光子的能量 逸出功时，才能发生光电效应，即：0____W hv ，也就是入射光子的频率必须满足v ≥ ，取等号时的______0=ν即为该金属的截止频率（极限频率）； ②光电子的最大初动能：_________k m =E ，由此可知，对同一种金属，光电子的最大初动能随着入射光的频率增加而 ，随着入射光的强度的增加而 ；光电子从金属表面逸出时的初动能应分布在 范围内。 3、实验：装置如右图，其中 为阴极，光照条件下会发出光电子； 为阳极，吸收光电子，进而在电路中形成 ，即电流表的示数。 ①当A 、K 未加电压时，电流表 示数； ②当加上如图所示 向电压时，随着电压的增大，光电流趋于一个饱和值，即 ；当电压进一步增大时，光电流 。 ③当加上相反方向的电压（ 向电压）时，光电流 ；当反向电压达到某一个值时，光电流减小为0，这个反向电压U c 叫做 ，即：使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压，则关于U c 的动能定理方程为 。 【练习】某同学用同一装置在甲、乙、丙光三种光的照射下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如右图所示。则可判断出（ ） A ．甲光的频率大于乙光的频率 B ．乙光的波长大于丙光的波长 C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 【要点总结】 1、基本概念和规律的理解 ①光电效应方程：0m W h νE k -= 理解：能量守恒——k m 0E W h ν+= ②截止频率：h W ν0 0= 理解：0W h ν≥，入射光子能量大于逸出功才可能打出电子 ③遏止电压：m 00k E eU -=- 理解：使最有可能到达阳极的光电子（具有最大初 动能，且速度正好指向阳极）刚好不能到达阳极的反向电压 2、光电效应实验的图象 ①纵截距——不加电压时，也有光电子能够自由运动到阳极形成光电流； ②饱和光电流——将所有光电子收集起来形成的电流； ③横截距——遏止电压：光电流消失时的反向电压。
天然放射现象 一、教学目标 学习目标： 1、了解放射性、放射性元素，并α、β、γ射线的本质及其特性，能正确书写它们的符号； 2、知道几个放射性元素的衰变的情况，能正确根据电荷数和质量数守恒的规律写出衰变方程； 3、知道半衰期的意义。 能力训练目标： 1、能正确写出几种常见的粒子及原子的符号，并能够依据实际情况写出放射性元素的衰变方程； 2、能够通过阅读、讨论、列表、对比等方式进行自学和总结。 德育教育目标： 1、通过介绍相关史料，使学生认识到科学的发现与科学家良好的实验素养和严谨的科学态度间有密切的关系，同时也使学生体会到科学家的献身精神和爱国主义情怀，从而在学习的同时思想品德教育； 2、通过介绍放射线的科普知识，引导学生认识到任何一种科学知识都有其两面性，如何扬长避短是所有有良知的科学工作者的重任，培养学生的社会责任感。 3、通过揭示本课的线索，由宏观现象（天然放射现象）的发现得出微观粒子（原子核）具有复杂的内部结构的结论，引导学生体会自然界的和谐统一美，激发学生的探索自然界的奥秘的兴趣。 二、教学重点： 天然放射现象的规律，用电场的磁场探测放射线的特性和发现天然放射现象的历史意义。 三、教学难点： 用电场和磁场的知识分析天然放射线的实质以及对发现天然放射现象的历史意义的真正理解。 四、教材、学情分析： 本节教材内容较多，篇幅较长，阅读量大。知识点比较抽象，而且能和前面的知识（力学和电学知识）有机结合，对我校学生而言，难度很大。为突破教学难点，在教学过程中，采用计算机辅助教学，设计射线在电场和磁场中偏转并分开的动画，为学生理解该知识点提供感性材料，帮助学生掌握本节知识。针对学生对此部分知识平时很少接触，非常陌生的实际情况，在课前将和放射现象有关的资料（《坏天气带来的好运》，《居里夫妇的故事》等）发给学生，通过对资料的阅读，不仅使学生对这部分内容有初步的了解，也进行科学道德与唯物史观的教育。 五、教具准备： 多媒体教学器材（电脑、投影仪）、教学挂图、印刷资料 六、教学过程：
第二节放射性元素的衰变 教学目标： （一）知识与技能 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，并掌握原子核的衰变规律。 3、理解半衰期的概念。 （二）过程与方法 1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式。 2、能够利用半衰期来进行简单计算。 （三）情感、态度与价值观 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。 教学重点： 原子核的衰变规律及半衰期。 教学难点： 半衰期描述的对象。 教学方法： 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 教学过程： （一）复习回顾，引入新课 师生共同复习上节所学三种射线的成分和性质：射线是由氦核构成，速度可达光速的10分之一，穿透能力很弱，一张薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，但有很强的电离作用，很容易使空气电离。射线是高速电子流，速度可达0.9倍光速，贯穿本领很大，能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱。射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离能力最小。三种射线都是从原子核中放射出来的，当放射性物质衰变时，有时放射射线，有时放射射线，同时伴有射线，因此在射线中同时有、、 三种射线。 引入：放射线的发现揭示了原子核结构的复杂性，促使人们对它做进一步的研究，今天我们要学习的是放射性元素的衰变。
（二）新课教学 1、原子核的衰变 教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。 例：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。这个过程可以用衰变方程式来表示：238 92 U→ 234 90Th+4 2 He 学生活动：学生充分讨论衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区 别。 教师总结：衰变方程式遵守的规律： （1）质量数守恒 （2）核电荷数守恒 举例：α衰变规律：A Z X→A-4 Z-2 Y+4 2 He 教师：钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成234 91 Pa（镤），那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？ 学生活动：学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。 （学生在此会碰到β粒子的表示，教师要及时直接给出结论：β粒子用0 -1 e表示。）投影：钍234核的衰变方程式： 234 90Th→234 91 Pa+0 -1 e 教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子 1 0n→1 1 H＋0 -1 e 这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。 可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。 教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。 2、半衰期 教师引导学生阅读教材半衰期部分，提出问题：放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？ 学生带着问题阅读教材。 教师提供教材上的氡的衰变图的投影：
放射性元素的衰变 （一）知识与技能 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，并掌握原子核的衰变规律 3、理解半衰期的概念 （二）过程与方法 1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学） （三）情感、态度与价值观 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。 ★教学重点 原子核的衰变规律及半衰期 ★教学难点 半衰期描述的对象 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。 学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。 点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。 教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。 学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？ 点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。
教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？ 学生愕然。 点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。 教师：有（大声，肯定地回答） 学生惊讶，议论纷纷。 点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。 通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。 教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。 点评：及时推出课题。 （二）进行新课 1．原子核的衰变 教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。 学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。 点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。 教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。 学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变？ 点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。 教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：238 92U→234 90 Th+4 2 He（一边说一边写， 不要解释，要请学生来分析其中的奥秘） 学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？ 点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即：化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。 学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与
阶段示范性金考卷(十三) 本卷测试内容：选修3－5 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分． 第Ⅰ卷 (选择题，共60分) 一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在第1、3、7、9小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第2、4、5、6、8、10、11、12小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 1. 有关光的本性的说法正确的是( ) A. 关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性 B. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子 C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 D. 在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝则显出波动性，如果光只通过一个缝则显出粒子性 解析：牛顿提出“微粒说”不能说明光的本性，A 错；光既不能看成宏观上的波也不能看成微观上的粒子，B 错；双缝干涉和单缝衍射都说明光的波动性，当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短显示出粒子性，曝光时间长则显示出波动性，D 错误． 答案：C 2. 如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9 eV 之间的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是( ) A. 照射光中只有一种频率的光子被吸收 B. 照射光中有三种频率的光子被吸收 C. 氢原子发射出三种不同波长的光 D. 氢原子发射出六种不同波长的光 解析：氢原子只能吸收特定频率的光子，才能从低能级跃迁到高能级，题中氢原子可能吸收的光子能量有12.75 eV 、12.09 eV 、10.20 eV 三种，选项A 错误、B 正确；氢原子可以吸收大量能量为12.75 eV 的光子，从 而从n ＝1的基态跃迁到n ＝4的激发态，共可发射出C 24＝4×32 ＝6种不同波长的光，选项C 错误、D 正确． 答案：BD 3. 如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的力F 1、F 2分别同时作用于A 、B 两个静止的物体上．已知m A 放射性元素的衰变教案 教学设计： 复习： 1.原子核由什么组成？什么是核子？什么是核力？ 2.原子核的表示方法什么？质量数、质子数、中子数之间有什么关系？核电荷数、质子数、原子序数、核外电子数之间有什么关系？ 引入： 通过上节课的学习我们知道原子核有复杂的结构，原子核能发生变化吗？如果能发生变化，变化的规律有哪些？本节课我们就来学习天然放射现象。 新课教学： 一、天然放射现象 1．天然放射现象 1896年法国物物理学家贝克勒尔，在实验室无意把磷光物质放在包有黑纸的照相底片上，后来在使用这包照相底片时，发现照相底片已经感光，这一定是某种穿透能力很强的射线穿透黑纸式照相底片感光——思维敏捷的贝克勒尔抓住这一意外“事件”进一步探讨，发现了放射现象。揭开了探索原子核结构的序幕。 皮埃尔·居里和玛丽·居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深 入研究，发现了放射性极强的新元素：其中一种为了纪念她的祖国——波兰，而命名为钋（Po）；另一种命名为镭（Ra）。 物质发射射线的性质称为放射性；具有放射性的元素称为放射性元素；物质自发地放射出射线的现象，叫做天然放射现象；研究发现，原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线；原子序数小于83的有些元素，也具有放射性。 2．放射线的研究 阅读课文P64、P67，并回答：研究三种射线的方法、三种射线的组成、性质。 小结： （1）研究三种射线的方法：利用电场和磁场、乳胶照相、威尔逊云室、气泡室、盖革—弥勒计数器等。 （2）三种射线的组成、性质 3．说明 （1）原子放出α射线或β射线后，就变成另一种元素的原子核——发生了核反应，说明原子核还有其内部结构；通常γ射线是伴随着α射线或β射线放出的。α射线或β射线不一定同时放出。 （2）放射性与元素存在的状态无关。 如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。放射性反映的是元素原子核的特性。 二、衰变 研究表明，原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线，而变成另一种元素的原子核，这种现象叫衰变。高中物理选修3-5人教版 19.2《放射性元素的衰变》教案设计
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