2020届人教版高中物理选修3-5教学案：第十九章 第6节 核裂变含答案
第6节核_裂_变
1．核裂变：重核分裂为质量较小的核，释放出核能
的反应。
2．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。
3．链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于临界
体积，或裂变物质的质量大于临界质量。
一、核裂变
1．核裂变
重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程。
2．铀核裂变
用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是235 92U ＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n。
3．链式反应
当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应。
4．链式反应的条件
发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量。
二、核电站
1．核能释放的控制
通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆。
2．慢化剂
反应堆中，为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化
剂有石墨、重水和普通水。
3．控制棒
为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入深一些，多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做控制棒。
4．能量输出
核燃料裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电。
5．核能发电的效益
(1)一座百万千瓦级的核电站，每年只消耗30吨左右的浓缩铀，而同样功率的火电站，每年要烧煤250万吨。
(2)核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电不相上下。
(3)作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提供的能量，比煤、石油等所提供的能量大15倍左右，核电对环境的污染比火电小。
6．核污染的处理
为阻止射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成放射性污染，在反应堆外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制容器，深埋地下。
1．自主思考——判一判
(1)铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去。(√)
(2)铀核裂变时能释放出多个中子。(√)
(3)控制棒是通过吸收中子多少来控制链式反应速度的。(√)
(4)核裂变释放的大量核能是通过在反应堆内外循环流动的液体传输出去的。(√)
(5)核电废料难以处理，对环境的污染比火电大。(×)
2．合作探究——议一议
(1)铀核的裂变是一种天然放射现象吗？
提示：不是。铀核在受到中子轰击后才发生裂变，不是天然放射现象，属于核反应。
(2)铀核裂变的核反应方程是唯一的吗？
提示：不是。铀核裂变的生成物并不确定，所以其核反应方程不是唯一的。
(3)慢化剂的作用是什么？是为了减慢裂变速度吗？
提示：慢化剂的作用是使快中子减速，以便于中子与铀核作用发生链式反应，不是为了减慢裂变速度，而是为了提高中子的利用率。
对铀核裂变和链式反应的分析
1．铀核的裂变和裂变方程
(1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状。
(2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2或3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能。
(3)常见的裂变方程：
①235 92U＋10n→139 54Xe＋9538Sr＋210n。
②235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n。
2．链式反应的条件
(1)铀块的体积大于临界体积。
(2)铀块的质量大于临界质量。
以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足。
3．裂变反应的能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量。一个铀235核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温。
4．铀235比铀238更易发生链式反应
在天然铀中，主要有两种同位素，99.3%的是铀238，0.7%的是铀235，中子能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子发生作用的情况不同。
(1)铀235：俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘获低能量的中子发生裂变的概率大。
(2)铀238：只有俘获能量大于1 MeV的中子才能发生裂变，且裂变的几率小。能量低于1 MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞，不引起裂变。因此，为了使链式反应容易发生，最好利用纯铀235。
[典例] 1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线。下列关于这个实验的说法中正确的是( )
A．这个实验的核反应方程是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋10n
B．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和
C．这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算
D．实验中产生的γ射线穿透能力极强
[思路点拨]
(1)核反应方程必须满足质量数守恒和核电荷数守恒。
(2)核反应为放能反应时反应前粒子的质量之和一定大于反应后粒子的质量之和。
[解析] 根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：235 92U＋10n―→144 56Ba ＋8936Kr＋310n，选项A不正确；铀核裂变过程中产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确。
[答案] D
对重核裂变的两点理解
(1)重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核，使之分裂成中等质量的原子核，同时释放大量的能量，放出更多的中子的过程。
(2)重核的裂变是放能核反应，原因是核反应前后质量有亏损，根本原因是重核的比结合能相比中等质量的核的比结合能要小。所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量，而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量。
1．关于重核的裂变，以下说法正确的是( )
A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量
B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应
C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少
D．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能
解析：选D 核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损，是核能转化为其他形式能的过程，其能量远大于俘获中子时吸收的能量，A错，D对；发生链式反应是有条件的，铀块的体积必须大于其临界体积，否则中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则不会发生链式反应，B错；重核裂变时，核子数守恒，C错。
2．(多选)关于铀核裂变，下列说法正确的是( )
A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核
B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子
C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用铀235而不用铀238
D．铀块的体积对产生链式反应无影响
解析：选BC 铀核受到中子的轰击，会引起裂变，放出2～3个中子，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，只是裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，A错误，B 正确。铀235受慢中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的
中子才能引起裂变，且裂变的几率小，C正确。而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积，故D错误。
3．核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料。
235
92U受一个中子轰击后裂变成144
56Ba和
89
36Kr两部分，并产生________个中子。要使链式反应发
生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。
解析：核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：23592U＋10n→14456Ba ＋8936Kr＋310n，即产生3个中子。临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积。
答案：3 大于
核电站的工作原理及核力发电的优点
1．反应堆工作原理
(1)热源：在核电站中，核反应堆是热源，如图19-6-1所示为简化的核反应堆示意图：铀棒是燃料，由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成，石墨(重水)为慢化剂，使反应生成的快中子变为慢中子，便于铀235的吸收，发生裂变，慢化剂附在铀棒周围。
图19-6-1
(2)控制棒：镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，所以也叫控制棒。控制棒插入深一些，吸收中子多，反应速度变慢，插入浅一些，吸收中子少，反应速度加快，采用电子仪器自动调节控制棒插入深度，就能控制核反应的剧烈程度。
(3)冷却剂：核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水、液态钠等作冷却剂，在反应堆内外循环流动，把内能传输出去，用于推动蒸汽机，使发电机发电。
发生裂变反应时，会产生一些有危险的放射性物质，很厚的水泥防护层可以防止射线辐射到外面。
2．核电站发电的优点
(1)消耗的核燃料少。
(2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大。
(3)对环境的污染要比火力发电小。
[典例] 在所有能源中核能具有能量密度大、区域适应性强的优点，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。
(1)核反应方程式235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，10n 为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________。以m U、m Ba、m Kr分别表示235 92U、141 56Ba、9236Kr核的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________。
(2)有一座发电能力为P＝1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能ΔE ＝2.78×10－11 J，铀核的质量m U＝390×10－27 kg，求每年(1年＝3.15×107 s)消耗的235 92U的质量。
[解析] (1)依据电荷数守恒和质量数守恒可判断X为10n，a为3，由质能方程知释放的能量为
ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2。
(2)因核电站的核能转化效率为40%，故核电站消耗核能的功率为P′＝P
40%＝
106
40%
kW＝
2.5×106 kW。
则核电站每年所需核能为
E＝P′t＝2.5×109×3.15×107 J＝7.875×1016 J。
产生这些能量消耗的铀核的数目：
n＝
E
ΔE＝
7.875×1016
2.78×10－11
≈2.83×1027(个)
故每年消耗235 92U的质量为
M＝nm U＝2.83×1027×390×10－27 kg＝1 103.7 kg。[答案] (1)10n 3 (m U－m Ba－m Kr－2m n)c2
(2)1 103.7 kg
(1)裂变核反应方程满足电荷数和质量数守恒。
(2)核电站向外输送的能量是一个个核反应释放核能累加的结果，故n＝E
ΔE，M＝n·m U。
1．(多选)关于核反应堆，下列说法正确的是( )
A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能
B．镉棒的作用是控制反应堆的功率
C．石墨的作用是吸收中子
D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能
解析：选ABD 铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故A正确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控制反应速度，即控制反应堆功率，故B正确；慢中子最容易引发铀核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速，石墨的作用是使中子减速，故C错误；水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却，控制温度，故D正确。
2．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由四部分组成( )
A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统
B．原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C．原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统
D．原子燃料、中子源、原子能存聚系统和输送系统
解析：选A 原子反应堆里用的核燃料是用浓缩铀(铀235占2%～4%)制成的铀棒；铀235易俘获慢中子，不易俘获快中子，必须使用减速剂(如石墨、重水、普通水)，让快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中子；控制调节系统是用于调节中子的数目以控制反应速度，它是由镉做成的置放在铀棒之间的一些控制棒及计算机调节系统组成；冷却系统靠水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全。
3．铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n
(1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量。
(235 92U、141 56Ba、9236Kr、10n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u)
(2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能？它相当于燃烧多少煤释放的能量？(煤的热值为2.94×107 J/kg)
解析：(1)裂变反应中的质量亏损为
Δm＝(235.043 9－140.913 9－91.897 3－2×1.008 7) u＝0.215 3 u
一个铀235原子核裂变释放的能量为
ΔE＝0.215 3×931.5 MeV＝200.6 MeV。
(2)1 kg铀235中铀核的个数为
N＝
1
235.043 9×1.660 6×10－27
＝2.56×1024(个)
1 kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量为
E＝NΔE＝2.56×1024×200.6 MeV＝5.14×1026 MeV＝8.2×1013 J 设q为煤的热值，M为煤的质量，则有E＝qM，所以
M＝E
q
＝
8.2×1013
2.94×107
kg＝2.8×103 t。
答案：(1)200.6 MeV (2)8.2×1013 J 2.8×103 t
1．(多选)当一个重核裂变时，它能产生的两个核( )
A．一定是稳定的
B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少
C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量
D．可以是多种形式的两个核的组合
解析：选BD 重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获中子的能量大，C错误。中子数会减少，故B正确。重核裂变的产物是多种多样的，故A错误，D正确。
2．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是( )
A．使用浓缩铀
B．改变铀块的临界体积
C．通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变中子数
D．利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度
解析：选C 控制铀235核裂变反应速度的方法是控制中子的数量，其有效方法是用吸收中子能力很强的镉棒插入铀燃料周围，镉棒插入的深度不同，就会控制中子的数目，达到控制核反应的目的，C正确。
3．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染。人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病。下列叙述错误的是( )
A．铀238的衰变方程式：238 92U→234 90Th＋42He
B.235 92U和238 92U互为同位素
C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变
D．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性
解析：选D 铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A正确。铀238和铀235质子数相同，互为同位素，B正确。核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因
之一，C正确。贫铀弹的穿甲力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D错。
4．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( )
A．铀块的质量是重要因素，与体积无关
B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子
C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生
D．能否发生链式反应与铀块的质量无关
解析：选C 要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积或铀块的质量大于临界质量，只要组成铀块的体积小于临界体积或质量小于临界质量就不会产生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积则发生链式反应，由此知A、B、D错误，C正确。
5．我国秦山核电站第三期工程中有两组60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于235 92 U的裂变，现有四种说法：
①235 92U原子核中有92个质子，143个中子；
②235 92U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核反应方程为235 92 U＋10n→139 54Xe＋9538Sr＋210n；
③235 92U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；
④一个235 92U裂变能放出200 MeV的能量，合3.2×10－11 J。
以上说法中完全正确的是( )
A．①②③B．②③④
C．①③④D．①②④
解析：选D 由235 92U的质量数和电荷数关系易知①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素干扰，故③错误；因为200 MeV＝200×106×1.6×10－19 J＝3.2×10－11 J，所以④正确，故答案为D。
6．(多选)下面是铀核裂变反应中的一个：235 92U＋10n―→136 54Xe＋9038Sr＋1010n
已知铀235的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶90的质量为89.907 7 u，氙136的质量为135.907 2 u，则此核反应中( )
A．质量亏损为Δm＝235.043 9 u＋1.008 7 u－89.907 7 u－135.907 2 u
B．质量亏损为Δm＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7)u C．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7)×(3×108)2J
D．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7)×931.5 MeV
解析：选BD 计算亏损质量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，B对；质量单位为“u”时，可直接用“1 u的亏损放出能量931.5 MeV”计算总能量，故D对；对质量单位为“kg”时直接乘以(3.0×108)2，总能量单位才是焦耳，故C错。
7．2011年3月11日日本福岛核电站发生核泄漏，使居住在附近的人都遭受到了不同程度的影响，在核泄漏后，该地区存在着各种不同的放射性射线。假设其中有一种是由铀核238 92U衰变成234 90Th，并释放一种粒子产生的。
(1)写出238 92U衰变为234 90Th的方程式；
(2)已知铀核质量为3.853 131×10－25 kg，钍核的质量为3.786 567×10－25 kg，α粒子的质量为6.646 72×10－27 kg，求衰变释放的能量。
解析：(1)反应方程为238 92U→234 90Th＋42He。
(2)ΔE＝Δmc2＝(m U－m Th－mα)c2，代入数据得ΔE＝8.7×10－13 J。
答案：(1)238 92 U→234 90Th＋42He (2)8.7×10－13 J
8.235 92U受中子轰击时会发生裂变，产生144 56Ba和8936Kr，同时放出200兆电子伏特的能量。现要建设发电能力是50万千瓦的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料。假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多大？(阿伏加德罗常数取6.02×1023个/摩尔)
解析：核电站每一天的发电量为E＝Pt＝50×104×103×24×3 600 J＝4.32×1013 J。
据题意知，核电站一天的发电量就等于发电站在一天时间内铀235裂变所释放的总能量，故核电站每天所消耗的铀235核的个数为
n＝
E
200×106×1.6×10－19 J
＝4.32×1013
3.2×10－11
＝1.35×1024(个)。
故发电站每一天需要的纯铀235的质量为
m＝n
N A
·M＝
1.35×1024
6.02×1023
×235×10－3 kg＝0.527 kg。
答案：0.527 kg
高三《原子核》教学案(四)
第二十二章《原子核》 课题四 裂变 制订人 殷裕华 【教学目标】1.理解核子平均质量曲线，知道释放核能的两条途径—重核裂变和氢核聚变 2、知道铀裂变及其链式反应的原理 3、了解核反应堆和核电站的基本原理 【教学重点】铀裂变及其链式反应的过程 【教学难点】核子平均质量曲线及其意义 【授课时数】1-2课时 【教学过程】 ［预习导读］ 【知识要点】○、复习&引入 上一节我们学习了一个重要的关系——爱因斯坦质能方程，并由此解释了核反应过程中能量是怎样生成的。 那么，是不是所有的核反应，质量都是亏损的，都会对应核能的释放呢？ 要质量有亏损，是利用核能的先决条件。 启发：同学们，核反应前物质的核子数和反应后的核子数有什么关系？ ☆学生：相等。 继续启发：要实现“反应后的质量＜反应前的质量”，如果我们引进“核子平均质量”，则核反应前核子平均质量和反应后的核子平均质量有什么关系？ ☆学生：较大。 介绍：科学家们经过定量研究，发现组成各种元素的核子平均质量不尽相同，而且已经得出各种元素的核子平均质量曲线，见教材P74图22-13 。 同学们针对这个曲线观察一下，并总结：a 、谁的平均质量最小？b 、怎样才能获得质量亏损的核反应？c 、哪一类核反应的质亏损比较“快”？ ☆学生：a 、F e 的平均质量最小；b 、轻核聚变和重核裂变；c 、轻核聚变。 *对于两种利用核能的途径还可以这样理解：决定原子核的稳固程度的积极因素是核力，消极因素是库仑斥力，而只有平均落实到每个核子上的积极因素与消极因素的比值最大的核才是最稳固的。毫无疑问，当核反应从稳固程度小的核往稳固程度大的核变化时，会释放多余的能量，反之，则需要外界补充能量。我们还应该注意一个事实，那就是核力是短程力，只会对邻近的几个核子起作用，而库仑斥力是长程力，会对几乎每一个核子都起作用。对于轻核而言，由于核子数太少，核力对每个核子基本上都是有作用的，甚至还添加几个，．．．．．．．．可能都还会起作用，所以可以视为这种积极作用还没有发挥到最大．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ，所以并不是最稳固的。对于重核而言，由于核子数太多，核力必然只能对周边几个核子发挥作用，对大部分核子则．．．．．．．没有作用，故平均到每个核子时，这种积极作用就显得很弱了．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ，所以也不是稳固的。（在刚才的比较中，我们没有谈到库仑斥力，因为它是长程力，可以认为对于大小不等的核，平均到每个核子的消极作用是近似相等的。）所以，“中等程度”的核就比较稳固了。这种稳固程度的量化表示，事实上就是所谓的“平均结合能”，或者对应教材解释的核子平均质量。 我们还可以打这样一个不太恰当的比喻（来形容稳固程度、消极因素与积极因素的发
如何提高高中物理课堂教学的有效性 吴海东
如何提高高中物理课堂教学的有效性吴海东 发表时间：2015-05-25T12:03:41.217Z 来源：《中学课程辅导.教学研究》2015年第3期（中）供稿作者：吴海东 [导读] 有效教学是指教师在遵循教学活动的客观规律下，以尽可能少的时间和精力，取得尽可能大的教学效果。 吴海东 摘要：在当前的物理教学中重结果轻过程，重知识传授轻能力培养的教学方式普遍存在，传统教学模式主要强调教师的讲授，在一定程度上忽视了学生的积极参与，把学生的头脑当成被动地接受知识的容器，严重地束缚了学生的个性和创造能力的发展。结果是教师教得很苦，学生学得很累，学生的学习能力并没有得到应有的发展。因此，在全面倡导以创新教育为核心的素质教育的今天，新课程改革继续深入发展之际，探讨如何增强教师课堂教学行为的有效性，成为教育工作者亟待研究的课题。 关键词：高中物理；课堂教学；课堂有效性；建议 有效教学是指教师在遵循教学活动的客观规律下，以尽可能少的时间和精力，取得尽可能大的教学效果。高中物理课堂教学是高中物理教学中最基本最重要的构成部分，是学生获得知识和提高学习能力的主要渠道。如何上好物理课，提高高中物理课堂教学的有效性是每一位高中物理教师首要解决的问题。结合自身的高中物理教学经验，下面笔者提出个人对如何提高高中物理课堂教学的有效性的几点建议。 一、激发学生学习动机和兴趣 教学不仅仅是一个认知过程，同时也是师生情感交流的过程。只有在高中物理教学的同时，调动学生积极的心理因素，激发学生学习动机和学习兴趣，才能挖掘学生的学习潜力，提高高中物理的课堂教学的效率。学习动机是推动学生学习的内部动力，即，学生的求知欲。在教学时教师必须采取适当措施，激发学生学习动机和强烈的求知欲。如通过教学让学生体会到知识在实际生活中很有用，激发强烈的求知欲望。例如：在教学《牛顿第三定律》时，教师先创设一个故事情景：话说三国时期刘、关、张桃园结义，决定通过比力气排座次，看谁能够把自己拔起来就算谁胜利。让每一个学生开动脑，初步感知受力分析。教学效果取决于学生的兴趣。有兴趣的学习不仅能使学生全神贯注，积极思考，甚至达到废寝忘食的境地。所以教学中要千方百计地调动学生强烈的求知欲望和学习热情。在教学实际中，教师可根据教材内容选择性的组织一些活动调动学生的学习兴趣。例如：在教学《机械能守恒》时，这节课开始时通过过山车来引入，以学生喜欢的、常见生活事例和现象来吸引学生的注意力，调动学生的学习兴趣。 二、建立平等和谐的师生关系 教师要热爱自己的事业,要以高度的敬业精神、良好的工作态度和方法影响学生、感化学生；教师要真诚、不带一丝杂念地爱护学生，教师要转变观念,从师道尊严的威严中走出来；教师要将自己的真实情感融入到日常教学活动中，要与学生建立起平等和谐的关系，更好地与学生进行互动，教师可以以学生的身份参加到学生的讨论过程中，发表自己的意见，肯定学生的想法，使师生在高中物理课堂教学活动中共同进步，提高学生学习物理的学习兴趣。 三、加强实验教学 高中学生对新鲜事物、奇特的东西有一种非常好奇的心理特点，并且表现出极强的执著精神和强烈的探秘需求，多数学生对物理实验抱有浓厚的兴趣，乐于探索物理世界的奥秘，都希望自己能够掌握一些实验操作技能。在高中物理教学过程中教师应充分利用这个积极的心理因素，创造条件，加强实验教学。可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具；可以使用我们日常生活中的现有物品进行实验，经常使学生身边的熟悉的物品做实验，更有利于学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密，学生的学习兴趣自然得到很好的激发。在教学过程中，有机结合教材内容，巧妙安排现象明显、富有趣味性的物理实验，对激发学生学习兴趣的效果不言而喻。还可以改进实验教学方式，将演示实验改为学生实验或学生演示实验，将验证性实验改为探索性实验，发挥教师主导作用，突出学生的主体地位，变被动学习为主动探索物理知识，让学生零距离接触实验器材，观察仪器的构造，体会工作原理，分析实验现象，记录实验数据，归纳实验结论，得出物理规律、原理、公式，体验物理世界的奥秘，消除对物理知识的神秘感，认识丰富多彩的物理世界，逐步培养学生对物理知识的直接兴趣和操作兴趣，使学生想学、善学、易学、乐学。还可以成立物理实验小组，开展课外活动，进行小实验、小制作，搭建学生之间交流、学习、讨论问题的平台。 四、适当的练习和多元化评价 学生在学习中进行适当的练习，可以加深对物理概念的理解，巩固学生在课堂上所学的知识，培养学生分析问题和解决问题的能力，但习题不能未经思考就随便布置，习题要精选精练，并及时反馈。教师应选择能起到揭示规律作用的经典例题，讲解时切忌面面俱到，要把分析和解题的思路教给学生，培养他们解题的技能、技巧，引导学生能够灵活运用所学的知识，创造性地解决问题。学生的练习也应该精心选择，所选习题应联系实际，对激发学生兴趣、培养学生思考能力能起到促进作用。 五、提高教师素质 教师是知识与学生之间的桥梁，高中物理教师的水平会直接影响高中物理课堂教学效果。因此，在实际的教学过程中，教师应当积极查阅相关资料，认真钻研教材，分析学生的接受能力，学习新的知识，更新教育理念，提高自身的能力与素养。教师要充分认识和把握物理课程中的课程理念、课程实施等理论；教师在具备一定的理论知识后，要积极对这些知识进行实践，从而在实践中验证理论的正确与否，并积累一定的教学经验；教师要积极对教学效果进行总结，在课堂教学中总结实践经验，提升自己的理论知识水平和课程创新能力。高中物理教师要利用一切可以利用的机会对自己进行专业培训，使得自己的教学思想与教学方法保持在教学前沿水平，利用最新最有效的教学手段来实现学生学习语文能力的提高。另外，学校还要建立起正确的教育观，规范老师在校的教学行为，使其教育活动的随意性降低，提高高中语文教学的教育质量。 六、创设问题情境，提高物理课堂提问的有效性 教师富有启发性的课堂提问，可以把学生分散的注意力和兴趣集中到物理学习上，激起学生分析问题、解决问题的积极性，从而提高课堂效率和教学质量。教师在课堂是引导者，学生才是课堂的主体，教师要引导启发学生自己去发现，去摸索，去思考，去探究出问题的答案，同时总结解决问题的方法，学会自主学习。对于有不同争议或学生不能解决的问题教师应引导学生大胆质疑和探究，合作讨论，最
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全 第一章 静电场 第1课时 库仑定律、电场力的性质 考点1.电荷、电荷守恒定律 自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体 1. 元电荷：电荷量c e 191060.1-?=的电荷，叫元电荷。说明：任意带电体的电荷量都是 元电荷电荷量的整数倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。 考点2.库仑定律 1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。 2. 公式：叫静电力常量）式中,/100.9(2 292 21C m N k r Q Q k F ??== 3. 适用条件：真空、点电荷。 4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。 考点3.电场强度 1.电场 ⑴ 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场强度 ⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。
⑵ 定义式： q F E = E 与 F 、q 无关，只由电场本身决定。 ⑶ 单位：N/C 或V/m 。 ⑷ 电场强度的三种表达方式的比较 定义式 决定式 关系式 表达式 q F E /= 2/r kQ E = d U E /= 适用 范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场 说明 E 的大小和方向与检验电荷 的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q ：场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差 d ：两点沿电场线方向的距离 （5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。 （6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的矢量叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。 考点4.电场线、匀强电场 1. 电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。 ⑶ 任意两条电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。 ⑸ 沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线）。 3. 匀强电场 ⑴定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。 ⑵特点：匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在
重核裂变教案讲课讲稿
重核裂变教案
第六节 重核的裂变 （陈武杰） 一、教学目标 1、知道重核的裂变反应； 2、知道链式反应发生的条件； 3、了解裂变反应堆得工作原理，了解常用裂变反应堆的类型； 4、知道核电站的工作模式； 二、教学过程 主线：沿重核裂变 链式反应 核反应堆（可控链式反应） 核电站展开 1、核裂变 重核裂变 （1）、产生机制（课本图）：中子打进铀235后，形成一个新的处于不稳定 状态的核，由于其中核子的剧烈运动，核子间的距离增大，核力迅速 减小，不足以克服质子之间的库仑力，核就分裂成两部分。 （2）、常见裂变方程式：n Kr Ba n U 1089361445610235 923++?→?+ n Sr Xe n U 109038134 541023592++?→?+ n Y I n U 109339131 531023592++?→?+ 遵循质量数守恒和电荷数守恒 （3）、特点：a 、裂变过程中能释放出巨大的能量，如果1Kg 铀全部裂变， 它释放的能量相当于2800t 优质煤完全燃烧时释放的化学 能；
b、裂变的同时能放出2—3个（或更多个）中子； c、裂变的产物不是唯一的； 链式反应 （1）、定义：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，叫做核裂变 的链式反应。 （2）、发生条件：临界体积（临界质量） 铀-235原子分裂时会（根据分裂方式的不同）释放出两个或三个中子。如果附近没有铀-235原子，那么这些中子将会以中子射线的方式飞走。如果铀-235原子是一块铀的一部分——那么附近就有其他铀原子——于是将会发生下面三种情况： ·如果，平均起来，击中另一个铀-235原子的自由中子少于一个，那么这块质量就是亚临界的。最终，物质的诱发裂变会终止。 ·如果，平均起来，每次裂变正好有一个自由中子击中另一个铀-235原子核并使它发生裂变，那么这块铀的质量就被认为是临界的。其质量将维持一个稳定的温度。核反应堆必须被维持在临界状态。（应用于核电站、核潜艇等提供核动力源） ·如果，平均起来，有超过一个自由中子击中了另一个铀-235原子，那么这块铀的质量就是超临界的。铀会热起来。(应用于核弹) 燃料中铀-235的含量（浓缩水平）和燃料块的形状决定了铀的临界状况。可以想象，如果燃料是细薄的片状，那么多数自由中子将会飞出去而不
高中物理 19.6核裂变详解
高中物理| 19.6核裂变详解 核反应：在核物理学中，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。 研究表明 原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系。其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：核子的平均质量是：原子核的质量/核子数。 01 裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。 铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡（Ba）和氪（Kr）或者锑（Sb）和铌（Nb），同时放出2～3个中子。铀核还可能分裂成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。 铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是： 铀核的裂变1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是：
裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能为: 在这个反应中释放的能量可以计算如下： 反应中释放的能量：△E= △mc2=141MeV.说明：如果1克铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。 铀核裂变时，同时释放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他U235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。 1链式反应 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应。 由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。
高中物理 裂变、聚变教案
高中物理裂变、聚变教案 课题引入 1、核反应有些释放能量，有些吸收能量，人们想利用核能，当然必须选那些释放核能的核反应。什么样的核反应能释放核能呢？利用天然放射性放射性元素的衰变行吗？例如 U 238在α衰变时放出的α粒子具有4.18MeV的能量，但它的半衰期很长，达4.49亿年，衰变非常缓慢，功率太小。利用人工转变行吗？例如 ①可放出能量5.6MeV； ②可放出能量4.8MeV； 但粒子击中原子核的概率太低，只有百万分之一、二。实在得不偿失！有哪些核反应才真正具有实用价值呢？ 2、说明有些重核分裂成中等质量的核，有些轻核结合成中等质量的核都能发生质量亏损放出巨大能量。物理学中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫裂变，把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫聚变。本节（包括课本第六节、第七节）介绍裂变和聚变。 重难点分析 1、裂变和聚变 精确的研究表明原子核中核子的平均质量跟原子序数的关系，如人教社教材中图24-11所示，这个图线是解释那些核反应释放能量的根据。这个图线表达了原子核组成的重要规律。按图线分析可知，怎样的反应有质量亏损是释放能量的，从而明确：裂变是重核分裂为质量较小的核，释放核能的反应；聚变是轻核结合为质量较大的核释放出核能的反应. 2、铀核的裂变 铀核的裂变，一般分裂为两个中等质量的核，叫二分裂，产物是多种多样的，一种典型的反应如下述核反应方程所示： （也有三分裂、四分裂现象，但出现的概率极低，约为二分裂的千分之三和万分之三。） 这个核反应的结果中，又释放出2-3个中子，这些中子又会引起其他原子核的裂变，形成链式反应，使裂变继续下去。当然维持链式反应是要有一定条件的，这个条件是，每次裂变产生的中子，至少平均有一个能再度引起裂变反应。这些中子，有的可能被杂质吸收，有可能穿出裂变物质体外，因而不能引起新的裂变发生。为维持链式反应要减少裂变物质
人教版高中物理选修3-1知识点归纳总结
物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律 一、电荷守恒定律 表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个 物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。 二、电荷量 1、电荷量：电荷的多少。 2、元电荷：电子所带电荷的绝对值1.6×10－19 C 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。 第一章 第2节 库仑定律 一、电荷间的相互作用 1、点电荷：带电体的大小比带电体之间的距离小得多。 2、影响电荷间相互作用的因素 二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方 成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2 2 1r Q Q k F 注意（1）适用条件为真空中静止点电荷 （2）计算时各量带入绝对值，力的方向利用电性来判断 第一章 第3节 电场 电场强度 一、电场 电荷（带电体）周围存在着的一种物质，其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。 二、电场强度 1、检验电荷与场源电荷 2、电场强度 检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷q 的比值。 q F E = 国际单位：N /C 电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。 三、点电荷的场强公式 2r Q k q F E == 四、电场的叠加 五、电场线 1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小，
曲线上某点的切线方向表示场强的方向。 2、几种典型电场的电场线 3、电场线的特点 （1）假想的 （2）起----正电荷；无穷远处 止----负电荷；无穷远处 （3）不闭合 （4）不相交 （5）疏密----强弱 切线方向---场强方向 第一章 第4节 电势能 电势 一、电势能 1、电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意：系统性、相对性 2、电势能的变化与电场力做功的关系 3、电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功 二、电势 1.电势：置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势 q E 电= ? 单位：伏特（V ） 标量 2.电势的相对性 3.顺着电场线的方向，电势越来越低。 三、等势面 1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2、等势面的特点 a:在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功。 b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 c:电场线总是与等势面垂直。 第一章 第5节 电势差 电场力的功 一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值 B A AB U ??-= 电电电电电电）＝－－＝－（－＝E E E E E W A B B A AB ?)(电势能为零的点点电＝A A W E
高中物理： 核裂变练习
高中物理：核裂变练习 夯基达标 1.关于重核的裂变，以下说法正确的是（ ） A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B.中子从铀块中通过时，一定发生链式反应 C.重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小 D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 思路解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程.因而释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量.链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积.如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生.在裂变反应中核子数是不会减小的，如 U 23592 裂变为Sr 9038和Xe 136 54的核反应，其核反应方程为 n 10Xe Sr n U 1013654903810235 92 ++→+, 其中各粒子质量分别为 m U =235.043 9u,m n =1.008 67 u, m Sr =89.907 7 u,m Xe =135.907 2 u, 质量亏损为 Δm =(m U +m n )-(m Sr +m Xe +10m n )=0.151 0 u 可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子数是不会减少的，因此选项A 、B 、C 均错.重核裂变为中等质量的原子核时，由于平均质量减小，必然发生质量亏损，从而释放出核能. 综上所述，选项D 正确. 答案：D 2.利用重核裂变释放核能时选用铀235核，主要原因是（ ） A.它裂变放出核能比其他重核裂变多 B.它可能分裂成三部分或四部分 C.它能自动裂变，与体积无关 D.它比较容易发生链式反应 思路解析：铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的几率更大，D 项正确. 答案：D 3.在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是（ ） A.使用浓缩铀 B.改变铀块的临界体积 C.通过自动控制装置改变镉棒插入的深度，以改变中子数 D.利用石墨与中子的碰撞，来改变中子的速度 思路解析：控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实现的. 答案：C 4.下列核反应中，表示核裂变的是（ ） A. He Th U 4 22349023592 +→ B. n 3Kr Ba n U 1089361445610235 92++→+
《核裂变》同步练习1
《核裂变》同步练习 【课前预习练】 1．重核裂变 重核被______轰击后分裂成两块质量________的新原子核，释放出______的反应。用_ _____轰击铀核，铀核发生裂变，铀核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和 氪，同时放出3个中子．核反应方程式为：235 92U＋________→141 56 Ba＋ 89 36 Kr＋310n. 2．链式反应：当一个______引发一个铀核裂变后，反应释放出的______又轰击其他原子核产生裂变，……这样的反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的______反应．临界体积和临界质量：通常把裂变物质能够发生链式反应的________叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须__________临界体积，或裂变物质的质量必须__________临界质量． 3．(1)核电站：是利用核能发电，它的核心设施是________，它主要由以下几部分组成： ①燃料：______； ②慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用________、____________作慢化剂； ③控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉__________的特性，就可以容易地控制链式反应的速度。 (2)工作原理：核燃料______释放能量，使反应区温度升高． (3)能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外__________，把反应堆内的热量传输出去，用于发电． (4)核污染的处理：为避免________对人体的伤害和____________对水源、空气和工作场所造成的放射性污染，在反应堆的外面需要修建很厚的________，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的________，需要装入特制的容器，________。 【课堂探究练】 【概念规律练】 知识点一重核的裂变 1．关于重核的裂变，下列说法正确的是() A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应 C．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少 D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 2.23592U吸收一个慢中子后，分裂成13654Xe和9038Sr，并生成下列什么粒子()
高中物理有效教学策略文献综述.
高中物理有效教学策略的文献综述 雷伟 (西北师范大学教育学院甘肃兰州 730070摘要:目前我国高中新课程改革已经 进入全面实施和调整阶段,本文研究了新课程标准实施以来基于新课标下高中物理 课堂有效教学策略诸多文献,从国内和国外的研究现状出发对新课改实施中高中物 理课堂有效教学策略进行了梳理和思考,希望有助于广大教师正确理解新课程理念,树立创新的课程观、教学观、教材观,用科学有效的方法,去应对新课程的变化促进高中物理教育健康深入发展。 关键字:物理课堂;有效教学;策略;文献综述; 一、问题提出 新课程实施以来,随着新的教学理念的传播,新的教学方法和技术手段的使用,再加上广大教师的改革热情,我们的中小学课堂发生了诸多喜人的变化。但课堂教学 实践中高耗低效的现象依然存在。[1]部分教师仍将把让学生掌握知识和技能作为 教学的唯一目标,从而使得教师教得累,学生学得苦,导致中学物理课堂失去了生机和活力,变得死气沉沉,导致学生学习兴趣不高;有的课堂的确很“活跃”， 但只是形式上追实际上教师的教学目标并不明确,时间观念不强,而且对教学内容处理随意求“热闹”， 性很大,导致学生学不到真正的东西。这些现象或做法不仅造成了课堂教学的无效 或低效,而且漠视了学生的生命成长和健康发展,同时也不利于教师自身的发展和改 革的顺利进行。[2]2001年6月教育部印发的《<基础教育课程改革纲要>(试行》中为我们设计的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维一体目标就是要我们关注学生的全面发展,[3]因此,有必要对近期探讨在新课程背景下如何构建有效 的物理课堂教学的文献做一综述,以方便广大物理教育工作者特别是一线教师进行 该方面的研究。 本人在CNKI中模糊搜索从2000年至今的关于“高中物理课堂有效教学策略”的论文有总共22篇(包括10篇硕士论文、期刊11篇结果如下图所示。选择新课标
高中物理选修全套教案(人教版)
高二物理选修3-4教案 11、1简谐运动 一、三维目标 知识与技能 1、了解什么就是机械振动、简谐运动 2、正确理解简谐运动图象得物理含义,知道简谐运动得图象就是一条正弦或余弦曲线过程与方法 通过观察演示实验,概括出机械振动得特征,培养学生得观察、概括能力 情感态度与价值观 让学生体验科学得神奇,实验得乐趣 二、教学重点 使学生掌握简谐运动得回复力特征及相关物理量得变化规律 三、教学难点 偏离平衡位置得位移与位移得概念容易混淆;在一次全振动中速度得变化 四、教学过程 引入:我们学习机械运动得规律,就是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂得运动——简谐运动 1、机械振动 振动就是自然界中普遍存在得一种运动形式,请举例说明什么样得运动就就是振动？ 微风中树枝得颤动、心脏得跳动、钟摆得摆动、声带得振动……这些物体得运动都就是振动。请同学们观察几个振动得实验,注意边瞧边想:物体振动时有什么特征？ [演示实验] (1)一端固定得钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上得塑料球[见图1(e)] 提问:这些物体得运动各不相同:运动轨迹就是直线得、曲线得;运动方向水平得、竖直得;物体
各部分运动情况相同得、不同得……它们得运动有什么共同特征？ 归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体得一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动就是机械振动得简称。 2、简谐运动 简谐运动就是一种最简单、最基本得振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子得振动 讨论:a.滑块得运动就是平动,可以瞧作质点 b.弹簧得质量远远小于滑动得质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧得另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力得理想条件下弹簧振子得运动。 (2)弹簧振子为什么会振动？ 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置得力,这个力得作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力就是根据力得效果命名得,对于弹簧振子,它就是弹力。 回复力可以就是弹力,或其它得力,或几个力得合力,或某个力得分力,在O点,回复力就是零,叫振动得平衡位置。 (3)简谐运动得特征 弹簧振子在振动过程中,回复力得大小与方向与振子偏离平衡位置得位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置得位移简称为位移。 3、简谐运动得位移图象——振动图象 简谐运动得振动图象就是一条什么形状得图线呢？简谐运动得位移指得就是什么位移？(相对平衡位置得位移) 演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线 说明:匀速拉动纸带时,纸带移动得距离与时间成正比,纸带拉动 一定得距离对应振子振动一定得时间,因此纸带得运动方向可以代
高中物理之核裂变知识点
高中物理之核裂变知识点 核反应：在核物理学中，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。 研究表明 原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系。其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：核子的平均质量是：原子核的质量/核子数。 裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。
铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡（Ba）和氪（Kr）或者锑（Sb）和铌（Nb），同时放出2～3个中子。铀核还可能分裂成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。 铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是： 铀核的裂变1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是： 裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能为:
在这个反应中释放的能量可以计算如下： 反应中释放的能量：△E= △mc2=141MeV.说明：如果1克铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。 铀核裂变时，同时释放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他U235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。
链式反应 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应。 由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。 使裂变物资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。 原子弹 “小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑。在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状
《核能》教学设计
《核能》教学设计 石羔中学彭棠妍 【教学目标】 一、知识和技能 1．知道释放核能的两种方式。 2．了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程。 二、过程与方法 1．通过学生搜集信息、阅读资料、相互交流，判断核能与我们的生活的有关说法是否正确，培养学生信息处理能力。 三、情感态度与价值观 1．从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望。 2．认识科学技术对人类生活的影响，树立将科学服务于人类的意识。 3．初步认识科学与技术对人类生活的影响有两面性，增强学生热爱和平及振兴中华的使命感与责任感。 【重点与难点】 1．重点 裂变和聚变的概念。 2．难点 知道可控链式反应，和平利用核能。 【教学准备】 PPT课件 【教学过程】 一、引入新课 课件引入展示：21世纪我国和世界（煤）能源消耗的曲线图。 化石能源:煤、石油、天然气是现代人类文明所需的主要能源。由于其属于不可再生的资源，随着不断开采逐渐枯竭，所以总有使用殆尽的一天。俗称“能源危机”。 师：大家想一想，长期这样下去，肯定会发生能源危机。我们应该采取什么样的措施来挽救能源危机呢？ （学生讨论、交流并回答） 师：有的同学说要不断开发新能源，有的同学说开发利用取之不尽，用之不绝的太阳能……同学们的意见都很有道理，都是解决人类能源危机的好方法。 20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。今天我们就来学习有望在将来彻底解决人类能源危机的新能源──核能。 二、进行新课 1、首先，请同学们先阅读课文，并完成课前预习内容。 一、原子结构 1、原子由带正电的和带负电的组成。 2、原子核由带正电的和不带电的组成。 二、核能 1、定义：质量较大的原子核发生或者质量较小的原子核相互时释放出
高中物理教学案例
高中物理教学案例文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
化曲为直，用直解曲 ——《平抛运动》案例 临猗三中赵晓轩 【案例背景】：《平抛运动》是普通高中课程标准实验物理教科书(必修2)第五章《曲线运动》第二节的内容。平抛运动作为高中阶段研究的两种典型曲线运动中的一种，它是学生第一次用所学过的直线运动的知识来处理曲线运动的问题，体会分析解决曲线运动问题的方法——运动的合成与分解。在教学中应让学生主动尝试经历应用这种方法来探究平抛物体运动规律的学习过程，体验知识发生的过程，激发学生探究未知问题的乐趣，领悟怎样将复杂的问题化为简单的问题，将未知问题化为已知问题，将曲线运动的问题化为直线运动的问题。让学生真正理解运动的合成与分解这种思想方法的意义，理解为什么平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 【预设思路】：本节课采用演示、引导，学生实验探究，讨论、交流学习成果等方法。让学生通过观察实验，同学之间相互讨论，来体会是如何将一个复杂的曲线运动——平抛运动，等效分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动。为了使学生能主动获取知识、培养能力、学会学习和研究的方法，调动学生学习积极性，使学生获得成就感，应把观察现象、初步分析、猜想、实验研究、推导规律等环节都尽量交给学生自主完成，让教学过程真正成为学生学习的过程，使学生既学到了知识，又培养了科学探究能力，充分体现教师的主导作用和学生主体作用。 【案例描述】： [复习导入]
师：前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运动基本方法——运动的合成与分解，在学习新课之前我们先来回顾一下．物体在什么情况下物体会做曲线运动 生：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。 师：做曲线运动的物体其速度方向是怎样的 生：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 师：对于曲线运动，我们通常会如何处理 生：把它分解为两个方向的运动来研究，两个分运动的共同效果与合运动效果是一样的。 [进行新课] 一、抛体运动与平抛运动 师：阅读教材，理解什么是平抛运动举出生活中物体做平抛动的例子。 将一张小纸团水平抛出，小纸团的运动能否看成是平抛运动 为什么 生：阅读教材，回答出平抛运动的概念，列举生活实例。思考抛出的纸团的运动是不是平抛运动，通过对纸团运动的分析，理解平 抛运动的条件――空气阻力相对物体的重力可以忽略不计。 师：通过实例分析，理解平抛运动的条件。增强学生的感性认识，激发学习物理的兴趣。 二、竖直方向的运动规律 师：演示实验，喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹。 提出问题，引导学生观察：平抛运动的轨迹是一条曲线，我 们如何研究这个曲线运动的规律呢根据物体做平抛运动的条 件，对竖直方向上的运动能否作出猜测 学生活动：认真思考，分组讨论，选出代表回答。 用运动的合成和分解的方法来研究，将平抛运动分解成水平 方向和竖直方向上的两个直线运动，分别研究这两个分运动 的规律，最后再合成。
19.6重核的裂变 教案
19．6 重核的裂变 徐力 （一）知识与技能 1．知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。 2．知道什么是链式反应。 3．会计算重核裂变过程中释放出的能量。 4．知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。 （二）过程与方法 1．通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用 教学图像处理物理问题的能力。 2．通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 1．激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。 2．通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。 3．确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。 ★教学重点 1．链式反应及其释放核能的计算。 2．重核裂变的核反应方程式的书写。 ★教学难点 通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。 ★教学过程 （一）引入新课 教师：大家都知道在国际上有“核威慑”，并且我国在1964年研制出了原子弹并且成功投放。大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。 播放视频，展示我国原子弹爆炸的过程及研制的艰辛。激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。
高中物理-核裂变课后训练
高中物理-核裂变课后训练 基础巩固 1．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法正确的是( ) A．铀块的质量是重要因素与体积无关 B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子 C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生 D．能否发生链式反应与铀块的质量无关 2．关于原子反应堆，下面哪种说法是错误的( ) A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能 B．镉棒的作用是控制反应的速率 C．石墨的作用是吸收中子 D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出内能 3．(天津)一个235 92 U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 235 92U＋1 n→X＋94 38 Sr＋1 2n，则下列叙述正确的是( ) A．X原子核中含有86个中子 B．X原子核中含有141个核子 C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加 D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少 4．1个铀235核吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀 235完全发生核反应放出的能量为(N A为阿伏加德罗常数)( ) A．N A×196 MeV B．235 N A×196 MeV C．235×196 MeV D．N 235 A×196 MeV 5．关于重核的裂变，以下说法正确的是( ) A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．中子从铀块中穿过时，一定发生链式反应 C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小 D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 6．国家重大科技专项示范项目CAP1400核电站，于2013年在山东荣成石岛湾开工建设。核电站与火电站相比较，其优势在于( ) A．核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量 B．就可采储量来说，地球上核燃料资源远多于煤炭 C．核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站 D．核电站比火电站更容易建造 能力提升 7．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于235 92 U的裂变，现有四种说法： ①235 92 U原子核中有92个质子，143个中子； ②235 92U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为235 92 U＋ 1 0n→139 54 Xe＋951 380 Sr+2n; ③235 92 U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短； ④一个235 92 U裂变能放出200 MeV的能量，合3.2×10－11 J。 以上说法中完全正确的是( ) A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
物理选修3-5教学案核聚变教案
第十九章《原子核》 课题七轻核的聚变 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解聚变反应的特点及其条件. 2．了解可控热核反应及其研究和发展. 3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。 （二）过程与方法 通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力 （三）情感、态度与价值观 1．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。 2．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。 ★教学重点 聚变核反应的特点。 聚变反应的条件。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问1：利用核能的两大途径分别是什么？ ☆学生：轻核的聚变核重核的裂变。 复习提问2：利用重核裂变获取核能时，有哪些不利因素？ ☆学生：燃料利用率低，废料处理存在隐患。 复习提问3：什么是核子平均质量？从核子平均质量曲线可以看出，最大效能利用核能的途径是什么？ ☆学生：原子核的质量除以核子总数；轻核聚变。
教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题. 学生：学生认真仔细地听课 点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。 （二）进行新课 1．聚变及其条件 提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？ 学生仔细阅读课文 学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。 投影材料一：核聚变发展的历史进程 提问：请同学们再看看比结合能曲线（图19.5-3），想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能？ 让学生了解聚变的发展历史进程。 学生思考并分组讨论、归纳总结。 学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。 教师归纳补充： （1）氢的聚变反应： 2 1H+2 1H→ 3 1He+ 1 1H+4 MeV、 2 1H+3 1H→ 4 2He+ 1 0n+17.6 MeV （2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍 提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？ 学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。 得出结论 微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。 宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。 点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。 教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。 教师补充说明： （1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估