人教版 高中物理 选择性必修 第三册 5.2 放射性元素的衰变（第2课时）素养提升学案 （教师版+学生版）

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修三素养提升学案 第五章 原子核 5.2 放射性元素的衰变（第1课时） 一、新课标要求 1.了解衰变的概念，知道衰变时质量数和电荷数都守恒。知道衰变和衰变的规律及实质，并能熟练书写衰变方程。 2.知道半衰期及其统计意义，学会利用半衰期解决相关问题。 3.知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程。 4.了解放射性同位素及其应用，知道射线的危害和防护。 5.了解放射性同位素带来的辐射与安全问题。 二、科学素养要求 1.物理观念：知道衰变、半衰期及原子核衰变的规律，了解核反应及放射性同位素应用的基本观念和相关实验证据。 2.科学思维：理解原子核的衰变规律及半衰期的计算方法，掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用，培养分析、推理能力。 3.科学探究：通过学习科学家对放射性元素衰变的探究，学会观察和思考，提高科学探究的能力。 4.科学态度与责任：坚持实事求是的科学态度，体验科学家探索科学规律的艰辛，激发学习兴趣。 三、教材研习 要点一、原子核的衰变 原子核自发地放出粒子或粒子，由于核电荷数变了，它在元素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①。原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。 要点二、半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期②。放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。 【自主思考】 ①（1）原子核发生衰变时放出的粒子是电子，可知原子核内一定存在着电子，这种说法对吗？为什么？ （2）放射性元素能不能一次衰变同时产生射线和射线？射线又是怎样产生的？ 答案：（1）不对。原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个电子，粒子（电子）是由原子核内的中子转化而来。 （2）一次衰变只能是衰变或衰变，不能同时发生衰变和衰变。放射性元素的原子核在发生衰变、衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出光子。 ②某放射性元素的半衰期为4天，若有10个这样的原子核，经过4天后还剩5个，这种说法对吗？ 答案：半衰期是放射性元素的大量原子核衰变时所遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况，因此，经过4天后，10个原子核有多少发生衰变是不能确定的，所以这种说法不对。 四、名师点睛 1.两种衰变 （1）衰变：原子核放出粒子的衰变。放出一个粒子，质量数减少4，电荷数减少2，的衰变方程：。 （2）衰变：原子核放出粒子的衰变。放出一个电子后，质量数不变，电荷数增加1，的衰变方程：。 2.半衰期的理解 （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无关。 （3）半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。 五、互动探究 探究点一、原子核的衰变 情境探究 如图为衰变、衰变示意图 （1）当原子核发生衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？ （2）当发生衰变时，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？ 答案：（1）发生一次衰变，质子数减少2，中子数减少2。 （2）发生一次衰变，核电荷数增加1。新核在元素周期表中的位置向后移动一位。 探究归纳 1.衰变实质 （1）衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个粒子，并在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，反应方程为。 （2）衰变：原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内，同时放出一个电子，即粒子放射出来，反应方程为。 2.衰变规律 原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数、质量数、动量、能量守恒。 3.衰变方程通式 （1 ... ...