对数字不敏感的人的工作总结

2019-2020年高中物理19.2放射性元素的衰变教案新人教版选修3-5★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。教师：衰变方程式遵守的规律：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒（进一步解释：守恒就是反应前后相等）α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He学生进一步理解两个守恒：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒教师：钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa（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？学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。点评：写钍234核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培养学生查阅质料的能力。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0-1e表示。教师：钍234核的衰变方程式：23490Th→23491Pa+0-1e衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1β衰变规律：AZX→AZ+1Y+0-1e学生再一次理解两个守恒：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒点评：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。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10n→11H＋0-1e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。学生更进一步理解两个守恒：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒教师：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（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。学生理解γ射线的本质，不能单独发生。2．半衰期教师：阅读教材半衰期部分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？学生带着问题看书。点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。教师提供教材上的氡的衰变图的投影：m/m0＝(1/2)n学生交流阅读体会：（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。（2）用半衰期来表示。（3）大量的氡核。点评：第三个问题：描述的对象是谁？这个问题学生比较难理解，需要教师做引导和类比。培养学生阅读图象的方法和能力。教师：同学们的回答都很精彩（鼓励）教师总结：半衰期表示放射性元素的衰变的快慢放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识。点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。例如：数学上的概率问题（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。教师：元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。简单介绍：镭226→氡222的半衰期为1620年铀238→钍234的半衰期为4.5亿年学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。点评：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。教师给出课堂巩固练习题例1：配平下列衰变方程23492U→23090Th+(42He)23490U→23491Pa+(0-1e)例2：钍232（23290Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）学生独立分析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：α衰变次数==6.每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：β衰变次数==4点评：这些课堂练习都很基本完全可以由学生自己讨论解决。（三）课堂小结教师引导学生自己进行总结。学生总结，讨论。本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：α衰变、β衰变。γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。（四）作业：布置学生课后看科学漫步探究：如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。点评：留给学生课后思考和学习的空间。★教学体会本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：①主体意识：学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善；②独立意识：学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题；③创新意识：学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想。2019-2020年高中物理19.2放射性元素的衰变课时提升训练（含解析）新人教版选修3-51.(多选)(xx·昆明高二检测)关于天然放射现象,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C.γ粒子是光子,所以γ射线有可能是由原子发光产生的D.α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的【解析】选A、D。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放出,A正确;β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子,然后释放出电子,B错误;γ射线伴随α衰变和β衰变的产生而产生,C错误;三种射线都是从原子核内部释放出来的,D项正确。2.(多选)关于放射性元素的半衰期说法正确的是　()A.是原子核质量减少一半所需的时间B.是原子核有半数发生衰变所需的时间C.与外界压强和温度有关,与原子的化学状态无关D.可以用于测定地质年代、生物年代等【解析】选B、D。原子核的衰变是由原子核内部因素决定的,与一般外界环境无关,C错误。原子核的衰变有一定的速率,每隔一定的时间即半衰期,原子核就衰变了总数的一半,A错,B对。不同种类的原子核,其半衰期也不同。若开始时原子核数目为N0,经时间t剩下的原子核数目为N,半衰期为T,则有关系式:N=N0(。若能测定出N与N0的比值,就可求出时间t的值,依此公式就可测定地质年代、生物年代或考察出土文物存在年代等,D正确。3.(多选)(xx·连云港高二检测)由原子核的衰变规律可知　()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.放射性元素衰变的快慢跟它所处的物理、化学状态无关D.放射性元素发生正电子衰变时,产生的新核质量数不变,核电荷数减少1【解析】选C、D。放射性元素一次衰变只放射一种粒子,但同一物体包含原子数目较多,同一时间不同原子可能发生不同衰变,所以可以看到各种射线同时存在;放出粒子后,原子核变成了新核,所以化学性质改变,故A、B错误;某种元素的半衰期长短由其本身因素决定,与它所处的物理、化学状态无关,C正确;发生正电子衰变时,根据质量数和电荷数守恒知,产生的新核质量数不变,核电荷数减少1,D正确。4.某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变,该元素的半衰期为　()A.11.4天     B.7.6天C.5.7天D.3.8天【解析】选D。根据(=,=3,因为t=11.4天,所以τ=天=3.8天,选项D正确。5.(xx·南京高二检测)建材中的放射物质,衰变成放射性的氡气,会导致肺癌,其中建材中放射性元素中含有很多的是钋222(),它经过多少次β衰变能生成氡222　()A.222次 　B.136次　C.2次　D.86次【解析】选C。钋222衰变成氡222质量数没有变,故仅发生了β衰变,次数为86-84=2次,故A、B、D错,C对。6.下列表示放射性元素碘131I)β衰变的方程是　()AISbHe  BIXeeCIIn  DITeH【解析】选B。β衰变是原子核自发地释放一个β粒子(即电子)产生新核的过程,原子核衰变时质量数与电荷数都守恒,结合选项分析可知,选项B正确。7.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天,会释放β射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变时会辐射γ射线。下列说法正确的是()A.碘131释放的β射线由氦核组成B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C.与铯137相比,碘131衰变更慢D.铯133和铯137含有相同的质子数【解析】选D。β射线由高速的电子流组成,A选项错;γ光子是能量非常高的光子,高于任何可见光的光子的能量,B选项错;半衰期长说明衰变的慢,C选项错;铯133和铯137是同位素,含有相同的质子数,中子数不同,D选项正确。8.天然放射性元素Pu经过________次α衰变和______次β衰变,最后变成铅的同位素________。(填铅的三种同位素PbPbPb中的一种)【解析】发生β衰变释放的是电子,核电荷数发生改变但质量数不会改变,发生α衰变释放α粒子,从而质量数发生改变,因而新、旧核的质量数之差一定是4的整数倍,所以最后变为铅的3种同位素只能是Pb,所以发生α衰变的次数是=8次,发生β衰变的次数94-2×8-82=-4,可知发生4次β衰变。答案:8　4Pb1.(xx·石家庄高二检测)用大写字母代表原子核。E经α衰变成为F,再经β衰变成为G,再经α衰变成为H。上述系列衰变可记为下式:EFGH另一系列衰变如下:PQRS已知P是F的同位素,则　()A.Q是G的同位素,R是H的同位素B.R是E的同位素,S是F的同位素C.R是G的同位素,S是H的同位素D.Q是E的同位素,R是F的同位素【解析】选B。因为P是F的同位素,其电荷数设为Z,则衰变过程可记为Z+2EFGHZPQRS显然E和R的电荷数均为Z+2,则E和R为同位素,Q和G的电荷数均为Z+1,则Q和G为同位素,S、P、F的电荷数都为Z,则S、P、F为同位素,故B正确,A、C、D错。2.A、B两种放射性元素,原来都静止在同一匀强磁场中,磁场方向如图所示,其中一个放出α粒子,另一个放出β粒子,α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直,图中a、b、c、d分别表示α粒子、β粒子以及两个剩余核的运动轨迹,则　()A.a为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹B.b为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹C.b为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹D.a为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹【解题指南】解答本题应把握以下三点:(1)原子核在释放α或β粒子的过程中系统的动量守恒。(2)由左手定则和轨迹的内切和外切判断释放粒子的电性。(3)根据洛伦兹力和牛顿第二定律以及动量守恒定律可知半径和粒子电量的关系。【解析】选C。两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变,由于无外力作用,动量守恒,所以原子核发生衰变后,新核与放出的粒子速度方向相反,若它们带相同性质的电荷,则它们所受的洛伦兹力方向相反,则轨道应是外切圆,故左图应该是原子核发生了α衰变,又因为r=,半径大的应该是电荷量小的α粒子的运动轨迹,A、D错误;若它们所带电荷的性质不同,则它们的轨道应是内切圆。右图所示的轨迹说明是放出了与原子核电性相反的电荷,故应该是发生了β衰变,半径大的应该是电荷量小的电子的运动轨迹,故B错误,C正确。3.约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子,这种粒子是什么?P是P的同位素,被广泛应用于生物示踪技术。1mgP随时间衰变的关系如图所示,请估计4mg的P经多少天的衰变后还剩0.25mg?【解析】由核反应过程中电荷数和质量数守恒,可写出核反应方程PSie,可知这种粒子是正电子。由图像可知P的半衰期为14天,4mg的P衰变后还剩0.25mg,由mt=m0(知=(解得t=56,所以为56天。答案:正电子　56天【总结提升】半衰期公式的灵活应用(1)分析有关放射性元素的衰变数量和时间问题时,正确理解半衰期的概念,灵活运用有关公式进行分析和计算是关键。(2)某种核经过一个半衰期后,剩余的核的数量从微观上讲是“个数变为原来的一半”。当然,这个规律是个统计规律,如果具体到有限的几个、几十个,甚至几百几千个,这个规律就不成立了,因为一摩尔物质所含的微粒数就是阿伏加德罗常数。几百几千个算不上大量。(3)在分析计算时,应注意:经过一个半衰期,剩余的核的质量应该变为反应前的一半,即未衰变的核的质量变为原来的一半,不是反应后质量变为反应前的一半,因为笼统说反应后的质量还包括反应中生成的新核的质量。4.(xx·珠江高二检测)天然放射性铀U)发生衰变后产生钍Th)和另一个原子核。(1)请写出衰变方程;(2)若衰变前铀U)核的速度为v,衰变产生的钍Th)核的速度为,且与铀核速度方向相同,求产生的另一种新核的速度。【解析】(1UThHe。(2)设另一新核的速度为v′,铀核质量为238m,由动量守恒定律得:238mv=234m+4mv′得:v′=v。答案:(1)见解析　(2)v5.如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.500T,MN是磁场的左边界。在磁场中的A点有一静止镭核,A距MN的距离OA=1.00m。D为放置在MN边缘的粒子接收器,OD=1.00m。发生放射性衰变,放出某种粒子x后变为氡,接收器D接收到了沿垂直于MN方向射来的粒子x。(1)写出上述过程中的衰变方程(衰变方程必须写出x的具体符号);(2)求该镭核在衰变为氡核和x粒子时释放的能量。(保留三位有效数字,取mα=1.66×10-27kg,电子电荷量e=1.60×10-19C)【解析】(1)(2)根据题意可知,α粒子在磁场中所做圆周运动的半径R=1.00m,设α粒子的速度为v,带电量为q,则有qvB=p=qBR=1.60×10-19×2×0.500×1.00kg·m/s=1.6×10-19kg·m/sα粒子的动能E1==7.71×10-12J镭核衰变满足动量守恒,设氡核的质量为M,速度为v′,有mαv-Mv′=0氡核的动能E2=Mv′2=E1镭核衰变时释放的能量ΔE=E1+E2=(1+)E1≈7.85×10-12J。答案:(1)　(2)7.85×10-12J