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2019-2020年高三物理《放射性的應用與防護 核反應》導學案 【學習目標】 1.了解放射性同位素的特點與應用。 2.知道原子核的人工轉變，知道核能、質量虧損的概念，會應用質能方程進行有關的計算。 3.了解重核的裂變與輕核的聚變特點。 【學習重點和難點】 1. 放射性同位素的特點與應用。 2. 知道核能、質量虧損的概念，會應用質能方程進行有關的計算。 【使用說明及學法指導】 本學案包括《放射性的應用與防護》、《核反應 核能》、《裂變》、《輕核的聚變》四節(jié)課的內容。建議第一課時教師先指導學生認真閱讀教材，初步理解本學案的有關知識，第二、三課時通過探究展示課加深對本部分重點和難點知識的理解。 【文本研讀案】 一、知識點一、放射性同位素 1.放射性同位素：具有_____________的同位素叫做放射性同位素。 例如，用α粒子轟擊鋁箔時，就得到具有放射性的同位素P，該過程的核反應方程為：________________________，P像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時放出正電子（），衰變反應方程可寫為：________________________________。 2. 人造放射性同位素與天然放射性的物質相比，有以下三大主要特點： (1）_________________容易控制。 (2)可以制成各種所需的____________。 （3）__________比天然放射性物質短而容易處理其廢料。 以上三大特點是在生產(chǎn)及科研中用到射線時，只用人造放射性同位素的原因。 3. 放射性同位索的應用：一類是利用它的_________，另一類是作為_______________。 （1）利用放射性同位素的射線，主要是利用射線的________本領、________作用及射線的物理、化學和生物作用。例如：射線探傷、消除靜電、培養(yǎng)出新的優(yōu)良品種、防治害蟲、消毒滅菌、治療惡性腫瘤等。 （2）作為示蹤原子，主要是利用放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的_____性質的特點，以及放射性同位素容易檢測的特點。例如：跟蹤農作物對化肥的吸收情況、跟蹤人體對藥物的吸收情況等。 二、知識點二、核反應 核能 1. 在核物理學中，原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生_________________的過程，稱為核反應。 2．常見的核反應分為衰變、人工轉變、裂變和聚變等幾種類型。 3．幾種典型的核反應： （1）盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為：_____________________________ （2）查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為：______________________________ 4.核能 （1）核反應中放出的_____________稱為核能。 （2）質量虧損：原子核的質量小于組成它的___________質量之和,稱為質量虧損。 （3）愛因斯坦質能方程：質量和能量的關系__________________， 核能與質量虧損的關系：____________________________。 三、知識點三、裂變和聚變 1. 重核的裂變：核物理中把____________________________,并釋放出的核能的反應叫裂變，重核的裂變又叫做___________反應。典型的裂變反應是：__________________________。 2. 輕核的聚變：核物理中把輕核結合成質量較大的核，并釋放出的核能的反應叫輕核的聚變，輕核的聚變又叫做___________反應，典型的輕核聚變?yōu)椋篲______________________________。 3. 輕核聚變反應釋放能量較重核裂變反應釋放的能量_______，在當今的和平利用核能中，________________反應是可控制的，_________________反應還無法控制。 【課內探究案】 已知Cl核的質量為36.95658 u，Ar核的質量為36.95691 u，e的質量為0.00055 u，1 u質量對應的能量為931.5MeV。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為（ ） A、0.82 Me V B、0.31 MeV C、1.33 MeV D、0.51 MeV 2.探究二、質子、中子和氘核的質量分別為ｍ１、ｍ２、ｍ３，質子和中子結合成氘核時，發(fā)出γ射線，已知普朗克恒量為ｈ，真空中光速為ｃ，則γ射線的頻率υ為多少？ 3.探究三、眾所周知，地球圍繞著太陽做橢圓運動，陽光普照大地，萬物生長。根據(jù)學過的知識試論述說明隨著歲月的流逝，地球公轉的周期，日、地的平均距離及地球表面的溫度的變化趨勢。 【當堂檢測案】 1. 靜止在勻強磁場中的U核，發(fā)生衰變后生成Th核，衰變后的粒子速度方向垂直于磁場方向，則以下結論中正確的是( ) A.方程可表示為：U Th+He B.衰變后的Th核和粒子的軌跡是兩個內切圓，軌道半徑之比為1:45 C. Th核和粒子的動能之比為2:17 D.當 粒子在磁場中運轉了117圈時，Th核在磁場中運轉了90圈 2.下列關于原子結構和原子核的說法正確的是（ ） A.盧瑟福在粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結構 B .天然放射性元素在衰變過程中電荷數(shù)和質量數(shù)守恒，其放射線在磁場中不偏轉的是射線 C .由圖可知，原子核A裂變變成原子核B和C要放出核能 D .由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收核能 3.下列說法正確的是 A.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的裂變反應 B.盧瑟福的a粒子散射實驗可以估算原子核的大小 C.玻爾理論是依據(jù)a粒子散射實驗分析得出的 D.氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，電勢能增大，總能量增大 4.為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將xx年定為“國際物理年”。對于愛因斯坦提出的質能方程E=mc2，下列說法中不正確的是（ ） A．E=mc2表明物體具有的能量與其質量成正比 B．根據(jù)ΔE＝Δmc2可計算核反應的能量 C．一個質子和一個中子結合成一個氘核時釋放能量，表明此過程出現(xiàn)了質量虧損 D．E=mc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的核能 5.xx年北京奧運會場館周圍80％～90％的路燈利用太陽能發(fā)電技術，奧運會90％的洗浴熱水采用全玻真空太陽能集熱技術。太陽能的產(chǎn)生是由于太陽內部所發(fā)生的一系列核反應形成的，其主要的核反應過程可表示為（ ） A． B． C． D． D． 7.關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的是（ ） A. 作為示蹤原子是利用了放射性同位素的貫穿能力很強的性質 B. 作為示蹤原子是利用了放射性同位素放出射線可被儀器探測的特點 C. γ射線探傷利用了γ射線貫穿能力很強的性質 D. γ射線探傷利用了γ射線電離能力很強的性質 8.有關放射性同位素P的下列說法中正確的是（ ） A. P與X互為同位素 B. P與其同位素具有相同的化學性質 C. 用P制成化合物后它的半衰期變短 D. 含有P的磷肥釋放正電子，可用來作示蹤原子，以便觀察磷肥對植物的影