Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh lớp 12 THPT ban KHTN giải bài tập chương hạt nhân nguyên tử giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề(LV00418)

7 B GIO DC V O TO TRNG I HC S PHM H NI Hoàng Trung Hiếu Xây dựng hệ thống tập hướng dẫn học sinh lớp 12 THPT Ban KHTN giải tập chương Hạt nhân nguyên tử giúp học sinh nắm vững kiến thức bản, góp phần phát triển lực giải vấn đề LUN VN THC S GIO DC HC H NI, 2010 Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí phòng Sau Đại học trường Đại học Sư phạm Hà nội thầy, cô giáo tận tình giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành khoá học Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS : Nguyễn Thế Khôi, người quan tâm, động viên hướng dẫn giúp đỡ tận tình trình nghiên cứu Xin cảm ơn Ban giám hiệu, tập thể giáo viên vật lí trường THPT A Duy Tiên, THPT B Duy Tiên, THPT C Duy Tiên, giúp đợt TNSP Tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp quan tâm động viên giúp đỡ nhiệt tình tạo điều kiện giúp suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Hà Nội, tháng 09 năm 2010 Tác giả Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết điều tra luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Nếu sai hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, tháng 09 năm 2010 Tác giả luận văn Hoàng Trung Hiếu 10 MụC LụC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở ĐầU NộI DUNG 12 Chương 1: Cơ sở lý luận thực tiễn đề tài 12 1.1 Quan niệm BTVL 12 1.2 Tác dụng BTVL dạy học 12 1.3 Phân loại BTVL 16 1.4 Nguyên tắc lựa chọn BTVL cho chương, phần sách 18 giáo khoa VL THPT 1.5 Mối quan hệ giải BTVL nắm vững kiến thức, phát triển 18 lực giải vấn đề hoạt động giải BT HS 1.6 Các hình thức sử dụng BT hoạt GV tiết học VL 22 1.7 Hoạt động HS trình tìm kiếm lời giải BTVL 23 1.8 Các kiểu hướng dẫn HS phỏ thông giải BTVL 25 1.9 Thực trạng dạy giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN số trường 28 THPT thuộc tỉnh Hà Nam Chương 2: Xây dựng hướng dẫn HS lớp 12 Ban KHTN giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử 32 11 2.1 Vị trí, nhiệm vụ thời lượng chương Hạt nhân nguyên tử 32 2.2 Cấu trúc chương Hạt nhân nguyên tử 33 2.3 Mục tiêu dạy học chương Hạt nhân nguyên tử 34 2.4 Xây dựng hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử 40 chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN 2.5 Hướng dẫn giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN giúp HS nẵm vững kiến 57 thức phát triển lực GQVĐ Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 76 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.2 Quá trình thực nghiệm sư phạm 77 3.3 Kết thực nghiệm sư phạm 79 3.4 Xử lí đánh giá kết thực nghiệm 79 KếT LUậN 91 TàI LIệU THAM KHảO PHụ LụC 12 Danh mục chữ viết tắt Viết tắt BT BTVL GQVĐ GV HS KHTN THPT VL Viết đầy đủ Bài tập Bài tập vật lí Giải vấn đề Giáo viên Học sinh Khoa học tự nhiên Trung học phổ thông Vật lí 13 Danh mục bảng Bảng 1.1 Phân loại BTVL Bảng 2.1 Sơ đồ cấu trúc logic chương Hạt nhân nguyên tử Bảng 2.2 Dạng công thức xác định đại lượng tượng phóng xạ Bảng 3.1 Danh sách GV dạy môn KHTN lớp TN lớp ĐC Bảng 3.2 Kết kiểm tra thực nghiệm sư phạm Bảng 3.3 Tổng hợp kết thực nghiệm sư phạm Bảng 3.4 Bảng phân phối tần số Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất Bảng 3.6 Bảng phân phối tần suất lũy tích 10 Bảng 3.7 Bảng tổng hợp số liệu xác định tham số đặc trưng Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 3.1 Đồ thị đường phân bố tần suất Hình 3.2 Đồ thị đường lũy tích 14 Mở đầu Lí chọn đề tài Đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam từ nước nông nghiệp trở thành nước công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố định thắng lợi công công nghiệp hoá đại hoá hội nhập quốc tế người đảm bảo số lượng chất lượng sở mặt dân trí nâng cao Yêu cầu đòi hỏi ngành Giáo dục phải đổi mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện nhằm tạo người có đủ kiến thức, lực sáng tạo phẩm chất đạo đức tốt làm chủ đất nước Sự phát triển nhanh với tốc độ mang tính bùng nổ khoa học công nghệ, dẫn đến học vấn mà nhà trường trang bị cho người học thâu tóm hết tri thức mong muốn Bởi vậy, cần phải coi trọng việc trang bị cho người học phương pháp tự lực chiếm lĩnh tri thức loài người, sở tiếp tục tự học suốt đời Người học không tái tri thức dạng có sẵn mà chủ yếu phải có lực chiếm lĩnh sử dụng tri thức từ kĩ phát đến giải vấn đề (GQVĐ) Hiện nay, coi trọng nghiên cứu đổi dạy học trường phổ thông theo hướng đảm bảo phát triển lực sáng tạo học sinh (HS), bồi dưỡng tư khoa học, lực tự tìm tòi chiếm lĩnh tri thức, lực tự GQVĐ thích ứng với thực tiễn sống phát triển kinh tế tri thức Hội nghị BCH TW Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII rõ : Đổi phương pháp dạy học tất cấp, bậc học, áp dụng phương pháp giáo dục bồi dưỡng cho HS lực tư sáng tạo, lực GQVĐ đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Một biện pháp quan trọng để thực đường lối đưa HS vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, 15 thông qua hoạt động tự lực thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển lực trí tuệ Việc bồi dưỡng lực sáng tạo GQVĐ cho người học thực tất môn chương trình Trung học phổ thông(THPT) Trong dạy học VL, giúp HS nâng cao chất lượng học tập phát triển lực GQVĐ nhiều biện pháp, phương pháp khác Một số giải tập vật lí (BTVL) Giữ vai trò phương pháp dạy học, giải BTVL có tác dụng tích cực khả nắm vững kiến thức, vận dụng vào thực tế bồi dưỡng lực làm việc độc lập HS Bên cạnh đó, số lượng BT sách giáo khoa, sách BT tài liệu tham khảo nhiều đa dạng Điều gây khó khăn cho nhiều GV việc lựa chọn hướng dẫn hoạt động giải BT cho HS Vì vậy, cần phải có lựa chọn, phân loại, xếp lại loại BT theo hệ thống tối ưu phù hợp với chương trình giáo dục thời gian dành cho HS lớp học nhà Bởi cần phải nghiên cứu BTVL dựa mối quan hệ với nắm vững kiến thức phát triển lực GQVĐ, từ đề cách hướng dẫn họ tự lực giải BT cách hiệu Đã có nhiều công trình nghiên cứu BTVL nước nước, nêu lên tác dụng BTVL dạy học, cách phân loại, soạn thảo hệ thống BTVL đề xuất phương pháp giải BT, kiểu hướng dẫn học sinh tìm kiếm lời giải BTVL, [5], [6], [7], [8], [11], [15], [19], tác giả X E Camennetxki, V P Orekhop, Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Thế Khôi, Ngoài ra, có số luận án, luận văn nghiên cứu cách phân loại BTVL, nghiên cứu mối quan hệ giải BTVL với phát triển lực GQVĐ hay bồi dưỡng lực sáng tạo, phát triển tính tích cực lực tự chủ dạy học Phạm vi nghiên cứu gắn với chương, phần chương trình VL THPT, phần kiến thức chưa quan tâm mức phân loại 16 hướng dẫn giải BT chương: Hạt nhân nguyên tử chương trình VL lớp 12 THPT Khoa học tự nhiên(KHTN) Chính vậy, triển khai đề tài: Xây dựng hệ thống BTvà hướng dẫn học sinh lớp 12 THPT Ban KHTN giải BT chương Hạt nhân nguyên tử giúp học sinh nắm vững kiến thức bản, góp phần phát triển lực GQVĐ Mục đích nghiên cứu Trên sở nghiên cứu lí luận BTVL, tìm hiểu thực trạng dạy học giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử, nghiên cứu nội dung xác định mục tiêu dạy học chương mà xây dựng, hướng dẫn HS giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử giúp HS lớp 12 THPT Ban KHTN nắm vững kiến thức bản, góp phần phát triển lực GQVĐ Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Nghiên cứu sở lý luận việc lựa chọn hướng dẫn HS giải BTVL dạy học 3.2 Điều tra thực trạng dạy học giải BT chương Hạt nhân nguyên tử chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN 3.3 Nghiên cứu nội dung, xác định mục tiêu dạy học chương Hạt nhân nguyên tử chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN 3.4 Lựa chọn, phân loại, đề phương pháp giải cách hướng dẫn HS giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN nhằm giúp HS nắm vững kiến thức phát triển lực GQVĐ 3.5 Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi hiệu hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN xây dựng cách hướng dẫn hệ thống BT nhằm giúp HS nắm vững kiến thức phát triển lực GQVĐ Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu 100 TàI LIệU THAM KHảO Bộ Giáo dục Đào tạo (2007), Bài tập vật lí12 Nâng cao, NXB Giáo dục Bộ Giáo dục Đào tạo (2007), Những vấn đề chung đổi giáo dục Trung học phổ thông, NXB Giáo dục Bộ Giáo dục Đào tạo (2007), Vật lí 12 Nâng cao, NXB Giáo Dục Bộ Giáo dục Và Đào tạo (2007), Sách giáo viên vật lí 12 Nâng cao, NXB Giáo dục Camenetxki X E Ôrêkhôp V P (1975), Phương pháp giải tập Vật lí, NXB Giáo dục Nguyễn Văn Khải (chủ biên), Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai (2008), Lí luận dạy học Vật lí trường phổ thông, NXB Giáo dục Nguyễn Thế Khôi (1995), Một phương án xây dựng hệ thống tập phần Động lực học lớp 10 THPT nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức bản, góp phần phát triển lực giải vấn đề, Luận án phó tiến sĩ Khoa học Sư phạm - Tâm lí Muraviep A.V (1974) Dạy học cho học sinh tự lực nắm vững kiến thức vật lí, NXB Giáo dục Vũ Thanh Khiết (2007), Một số phương pháp chọn lọc giải toán vật lí sơ cấp (tập 2), NXB Hà Nội 10 Vũ Thanh Khiết (2008), Tuyển tập toán nâng cao Vật lý trung học phổ thông (tập 3), NXB Đại Học Quốc gia Hà Nội 11 Lê Nguyên Long (2001), Giải toán vật lý nào?, NXB Giáo dục 12.Trần Thanh Minh, Nguyễn Hữu Tiến (2004), Luyện kĩ giải tập vật lí lớp 12, NXB Giáo dục 13 Lê Thị Oanh (1997), Phương pháp thống kê toán học khoa học giáo dục, Bài giảng chuyên đề cao học phương pháp giảng dạy Vật lí 101 14 Nguyễn Đức Thâm (2006), Chiến lược dạy học VL trường trung học sở, Tài liệu tham khảo cho cao học VL 15 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm 16 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1999), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học vật lý trường phổ thông, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 17 Lê Văn Thông (2005), 270 toán vật lí, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 18 Phạm Hữu Tòng (2007), Dạy học vật lí trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học, NXB Đại học sư phạm 19 Phạm Hữu Tòng (2001), Lí luận dạy học vật lí trường trung học, NXB Giáo dục 20 Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Xuân Quế (2006), Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên trung học phổ thông, chu kì III, NXB Đại học sư phạm 21 Văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần IX (2001) NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội 22 Văn kiện Đại hội VIII Đảng Cộng sản Việt Nam (1996) NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội 102 Phụ lục PHIếU TRAO ĐổI ý KIếN VớI GIáO VIÊN Họ tên: .Địa công tác Xin thầy (cô) vui lòng trao đổi ý kiến với số điều sau dạy học chương Hạt nhân nguyên tử (đánh dấu X vào ô mà thầy, cô chọn) Thầy (cô) có sử dụng tập để hình thành kiến thức không ? Đólà kiến thức nào? Có , kiến thức: Không Khi sử dụng tập để củng cố kiến thức cho học sinh, thầy (cô) thường lấy từ Sách giáo khoa sách tập Hệ thống tập soạn ( lựa chọn) Khi giao tập nhà cho học sinh, thầy (cô) thường lấy từ Sách giáo khoa sách tập Hệ thống tập soạn ( lựa chọn) Thầy (cô) có xác định rõ kế hoạch mục đích sử dụng tập không ? Có Có chưa rõ ràng Không Theo thầy (cô), việc xây dựng hệ thống tập với mục đích kế hoạch sử dụng rõ ràng, để xây dựng kiến thức củng cố kiến thức cho học sinh có cần thiết không ? Rất cần thiết Cần thiết Không cần thiết Những thuận lợi khó khăn dạy học giải BT chương Hạt nhân nguyên tử Theo kinh nghiệm thầy (cô), học sinh thường gặp khó khăn sai lầm giải tập chương? Những kinh nghiệm rút trình hướng dẫn HS giải BT chương Hạt nhân nguyên tử Xin chân thành cảm ơn ý kiến trao đổi thầy(cô)! 103 Phụ lục Đáp số hướng dẫn hệ thống tập Dạng 1: Tìm đại lượng đặc trưng hạt nhân nguyên tử Bài 1.1 A = 82 +125 = 207; Z = 82 m N A = 7,826.1022 A m Bài 1.3 Số ntron = (A-Z).N = (A-Z) N A = 4,4.1025 A Bài 1.2 Số prôton = Z.N = Z Bài 1.4 a A= 226 A-Z = 226-88= 138 nơtron b Mmol= M.NA 0,022582kg c Khối lượng riêng hạt nhân Ra là: D M V (1) r A (2) Và khối lượng hạt nhân Ra M = A.mp(coi mp mn) (3) Trong thể tích hạt nhân là: V R3 = (hoặc lấy M ý b) Thay (2)(3) vào (1) ta có: D 3m p r03 1,45.1017kg/m3 Bài 1.5 Wlk Eo E m.c =(m0 -m).c2 =[Z.m p + (A-Z).m n m].c = 2,17971 MeV Bài 1.6 Wlkr Wlk = 8,79 MeV/nuclon A Bài 1.7 mx= 19,98695u Bài 1.8 W= m.c2=0,0078u c2=0,0078.931 MeV c =7,26MeV C2 (Chú ý: Nếu cung cấp lượng lớn giá trị nêu hạt có thêm động chuyển động.) Bài 1.9.W= NA W=2,7.109J Dạng Tìm lượng chất phóng xạ, số nguyên tử (hay số hạt nhân), độ phóng xạ t Bài 2.1 m m0 T 1.2 N Bài 2.3 t N0 10 0, 25 g N2 = N0 (1 - e-t)= 2,74.1019(1- e Bài 2.2 N2= N0 N0 t T = 12,5% (cũn li) t N0 2T 0,693 365 950 )=0,64.1019 104 Bài 2.4 N0 = 4.108 nguyờn t Bài 2.5 NU m 206 U 19 N Pb mPb 338 Bài 2.6 a N= 4,214.1020 nguyên tử b Số nguyên tử chì tạo thành thời gian t số nguyên tử pôlôni bị phân rã Do lượng chì tạo thành là: mPb Bài 2.7 N APb =0,144g NA N1 N 1 T T (2 T ) ( ) N0 N0 Bài 2.8 t 5, 42.1021 1,92.1021 2 0, 693 0, 693 b Độ phóng xạ H N = N 1, 91.1021 4, 05.1015 ( Bq) T 3,8.86400 4, 05.1015 Theo đơn vị Ci: H = 1,1.105 Ci 3, 7.1010 a N = N0 T = 5,42.10-21 2-1,5= Bài 2.9 a t 917 ngày b Độ phóng xạ sau khoảng thời gian t: : H = H0e-t = H0 t 2T H T : H = 10 1,53.1011Bq 28 H T t2= 34,5 ngày = : H = 10 1,4.1011Bq 24 H T t1= 69 ngày = : H = 10 1,18.1011Bq 22 t1= 17,25 ngày = c m0= 10mg - Khối lượng pôlôni lại sau t = 6624 = 276 ngày = 2T m = m0e-t= m0 = 2,5 mg 2t / T - Số hạt nhân pôlôni lại liên hệ với độ phóng xạ theo hệ thức: H = N N H = H T 7,17.1018 hạt ( H = 4,17.1011Bq) 0, 693 105 m = 3,49.10-22kg N m 4 - Ta biết: (dựa vào kí hiệu hạt nhân) m mPo 6,65.10-24kg 210 mPo 210 - Khối lượng hạt nhân pôlôni là: mPo= - Trong 2,5 mg pôlôni có N hạt nhân Trong 210g (1mol)pôlôni có số hạt nhân là: A= 210.N 6,02.1023hạt nhân; A số A-vô-ga-đ-rô 2, 5.103 Bài 2.10 a T = ngày t T 0, 693 N 0, 693 92.1020 b H N H N = 1,15.1015 ( Bq ) T 8.86400 Bài 2.11 Điều kiện cân phóng xạ là: H1= H2 hay 1.N1 N N1 N T1 T2 T1= 6.10-5.4,5.109= 2,7.105năm H Bài 2.12 = =12,5% H0 Dạng Tìm chu kì bán rã (hay số phóng xạ) thời gian phân rã (và thời gian tồn mẫu phóng xạ) t t Bài 3.2 T 1,5 Bài 3.1 T 86, năm Bài 3.3 t=2.T=16ngày Bài 3.4 a ln 0, 693 1,65.10-3s-1; b t= 47phút T T Bài 3.5 t = 1,18 109 năm ln1,05 T 3.108 19 ln ln t t H Bài 3.7 H H 0e T e e T t H Bài 3.6 t T ln 8, 22 nm Bài 3.8 a N= 6,02.1024(1-e-0,693.1,5)=1,074.1020 b Theo cho ta có: N01= N02= N0 số hạt nhân tạo thành trái đất (t = 0) 235 92 U - Số hạt nhân U lại là: N N e t 235 92 U thời điểm ln = 0,154.10-9 T1 ln với = 0,972.10-9 T2 t - Số hạt nhân 238 với 92U lại là: N1 N e 238 92 106 - Xét tỉ số N1 N e t t = ln = 6, 2.109 năm N2 N1 Dạng 4: Viết phương trình phản ứng hạt nhân Tìm vận tốc hạt xác định lượng phản ứng hạt nhân Bài 4.1 24 He ; 11H Bài 4.2 W = 0,23u.c2 = 214(MeV) Bài 4.3 Wtp = N.W.1,6.10-19(J) 82.109(J) Bài 4.4 Urani 238phân rã thành Thori theo chuỗi phóng xạ sau: 238 92 U Th Pa U Th a Phương trình phản ứng hạt nhân 238 92 U 24 He 234 90Th ; b 238 92 U Ta có 206 82 234 90 Th 10 e 234 91 Pa ; 234 91 Pa 10 e 234 92 U ; 234 92 U 24 He 230 90Th Pb n 24 He m 10 e 238 206 n 9282 n m n 8; m c W=N.215=5,51.2026MeV=5,51.1026.1,,6.10-13=8,817.1013(J) Bài 4.5 a (1) A= 2; Z = 1; (2) A = 4; Z = 2; (3) A = 1; Z = b (2) W = 2,38 MeV >0 phản ứng toả lượng; (3) W = -1,6MeV phản ứng thu lượng Bài 4.6 a t 917 ngày b Wtc= N.W = 1,55.1020MeV = 2,48.107J c Tính động vận tốc hạt hạt nhân - Năng lượng toả phân rã hạt nhân W biến thành động hạt nhân W WPb Ta có: W = W + WPb (1) 107 Theo định luật bảo toàn động lượng: PPo P PPb ban đầu hạt nhân pôlôni P PPb P PPb (2) đứng yên nên: Mặt khác, công thức liên hệ động động lượng là: Wd Từ (1) (2 (3) W p2 (3) 2m 206 W = 5,297 MeV= 5,297.1.6.10-13 8,4752.10-13J 206 WPb W W = 0,103 MeV 0,1648 10-13J - Tính vân tốc hạt con: Ta có: W m.v2 v WPb 2.W = m 2.WPb = m.vPb vPb mPb Bài 4.7 a A = 20; Z = 10 b W= 2,379 MeV 2,38MeV >0 nên phản ứng toả lượng c WNe W W 2,38 3, 4,9 MeV p mHe mNe 20 Bài 4.8 a A = 4; Z = hạt nhân thu 42 He 2 b WHe [Wp mLi m p 2.mHe c ] = [1, 0, 0187 931] 9,5MeV c Độ hụt khối phản ứng là: m mLi m p 2.mHe = 0,0187u > Vậy phản ứng toả lượng: W = m.c (*) W= 0,0187u.c2 = 0,0187.(931)MeV = 17,4 MeV Theo (*) lượng toả không phụ thuộc động prôtôn d Theo cho: Q = 2WHe mà W p mLi m p c 2.WHe mHe c Q Wp W Vậy Q phụ thuộc vào động prôtôn Q= 1,6 + 2.(9,5)=20,6 MeV 108 Bài 4.9 a W = (mo m)c2 [(mn mLi ) (mT mHe )].c = - 0,8 MeV NX: m > m0 phản ứng thu lượng b Theo định luật bảo toàn động lượng: pn p X p - Vì v vX p p X , áp dụng quy tắc cộng véc tơ ta có pn2 p X2 p2 - Biến đổi ta có: mn Wn m p W p mX WX (1) - Theo định luật bảo toàn lượng: W WX Wn W 0,8( MeV ) (2) Từ (1) (2) ta có: W 0, 2MeV ; WX 0,1MeV Bài 4.10 a A = 17, Z = nên X hạt nhân 178O b Năng lượng phản ứng: W = (mo m)c2 [(m mN ) (mO m p )].c = -7,917MeV NX: m > m0 phản ứng thu lượng c Theo định luật bảo toàn động lượng: p p p pO m v m p v p mO vO - Vì v v p , áp dụng quy tắc cộng véc tơ ta có p2 p 2p pO2 m v m v m v - Nhân vế với ta có m m p p p mO O O 2 2 - Hay m W m p W p mO WO (1) - Theo định luật bảo toàn lượng: W W W p WO (2) m W W m p Từ (1) (2) ta có: WO 3,6MeV mO mP Suy ra: vO Bài 4.11 2.WO = 6,4.106m/s mO 109 a Z = 2; A = 4; X hạt nhân nguyên tử 24 He b Theo định nghĩa độ hụt khối ta có: mT = mp+ 2.mn- mT mT= mp+ 2.mn- mT (1) mD = mp+ mn- mD mD= mp+ mn- mD (2) mHe = 2.mp+ 2.mn- mHe mHe= 2.mp+ 2.mn- mHe (3) - Theo biểu thức định nghĩa lượng phản ứng ta có: W= (mT + mD- mHe- mn).c2 (4) Thay (1),(2),(3) vào (4) ta được: W= ( mHe - mT - mD ).c2= 18,06 MeV > Vậy phản ứng toả lượng 18,06 MeV c Ta có 1m3 nước thiên nhiên nặng 1000kg, khối lượng nước nặng chiếm 0,015% m = 0,015%.1000 = 0,15kg = 150g - Số hạt nhân đơtơri có 150g D2O là: N = m 150 N A .6, 023.10 23 = 90,345.1023hạt AD2O 20 N số phản ứng xảy dùng hết m3 nước thiên nhiên làm nhiên liệu cho phản ứng nói Khi lượng toả là: WTC= N.W = 16,32.1025 MeV= 2,61.1010(kJ) Dạng Nhà máy điện hạt nhân Bài 5.1 a Năng lượng mà nhà máy sản sinh năm là: Wci = Pci.t W W P t H ci (%) Wtp ci ci = 9,46.1015(J) - Từ công thức: Wtp H H 235 - Vì lượng toả phân hạch hạt nhân 92U là: W = 200MeV= 3,2.10-11J Nên số hạt nhân cần dùng cho năm để thu lượng Wtp là: N Wtp W 2, 96.1026 - Khối lượng urani cần dùng năm là: m AU N = 1160kg NA 110 Pci, Pci' ' b Từ công thức H , (%) Ptp Ptp H ' ' ' 15 ' với Wtp P t = 2,52.10 (J) m Wtp ' q = 8,4.108kg Bài 5.2 Công suất nhà máy điện: PCi = 1,25.105 kw Bài 5.3 Hiệu suất nhà máy H = 20% 111 Phụ lục Các đề kiểm tra thực nghiệm đề kiểm tra số Hình thức kiểm tra: Trắc nghiệm - Thời gian làm bài: 15 phút Câu Một hạt nhân nguyên tử có kí hiệu ZA X Thông tin sau đúng? A Z có giá trị số điện tích nguyên tố hạt nhân B A tổng số prôtôn có hạt nhân C Số nơtron hạt nhân Z D Hạt nhân nguyên tố X có số nuclon (A+Z) Câu Số prôtôn 15,9949 gam 168 O A 4,82.1024 B 6,023.1023 C 96,34.1023 D 14,45.1024 Câu Biết hạt nhân nguyên tử gồm prôton nơtron lượng liên kết hạt nhân 26,3MeV Cho khối lượng prôton; nơtron; electron mp= 1,00728u; mn= 1,00867u; me= 0,00055u u = 931,5MeV/c2 Khối lượng nguyên tử A 5,0126u B 5,1126u C 5,2406u Câu Cho biết khối lượng riêng hạt nhân D 5,4406u O 1,5.1017kg/m3 Coi hạt 16 nhân nguyên tử có dạng hình cầu, khối lượng prôton xấp xỉ khối lượng nơtron (mp mn= 1,67493.10-27kg) Thể tích bán kính hạt nhân Oxi 16 O A V 1,8.10-43(m3); R 4,24.10-15(m) B V 1,8.10-43 (m3); R 3,5.1015 (m) C V 1,8.10-44(m3); R 4,24.10-15(m) D V 1,8.10-44(m3); R 3,5.10-15(m) Câu Phát biểu sau sai? A Phóng xạ trường hợp riêng phản ứng hạt nhân B Một số chất phóng xạ có sẵn tự nhiên 112 C Phóng xạ tượng hạt nhân bị kích thích phóng xạ gọi tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác D Có chất đồng vị phóng xạ người tạo Câu Công thức sau không dùng để tính độ phóng xạ? A H = H0 t T B H = H0e-t C H = mN A A D H = m0 N A A Câu Theo định luật phóng xạ sau chu kỳ bán rã, số hạt nhân chất phóng xạ giảm còn: A số hạt nhân ban đầu B số hạt nhân ban đầu C số hạt nhân ban đầu D số hạt nhân ban đầu Câu Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T thời điểm ban dầu có N0 hạt nhân Sau khoảng thời gian T/2, 2T 3T, số hạt nhân lại A N0/2, N0/4, N0/9 B N0/2, N0/6, N0/16 C N0/ , N0/2, N0/4 D N0/ , N0/4, N0/8 Câu Radium C có chu kỳ phóng xạ 20 phút Một mẫu Radium C có khối lượng 2g Sau 40 phút, lượng chất phân rã A 0,0625g B 1,9375g C 1,250g D Một kết khác Câu 10 Đồng vị phóng xạ đồng 2966Cu có thời gian bán rã T = 4,3 phút Sau thời gian t = 12,9 phút đồng vị phóng xạ giảm xuống %? A 85% B 87,5% C 82,5% D 80% 113 đề kiểm tra số Hình thức kiểm tra: Tự luận - Thời gian làm bài: 45 phút Câu Năng lượng liên kết hạt nhân 1020 Ne 160,64MeV Biết mp= 1,00728u; mn= 1,00866u; me= 5,486.10-4u Hãy xác định khối lượng nguyên tử 1020 Ne ? Câu Đầu năm 1978, phòng thí nghiệm nhận mẵu quặng chứa chất phóng xạ xêdi kỳ bán rã 137 55 137 55 Cs Khi độ phóng xạ mẫu H0= 3,2.109Bq Biết chu Cs 30 năm a Tính khối lượng 137 55 Cs chứa mẫu quặng b Tính độ phóng xạ mẫu quặng vào đầu năm 2008 c Tính thời gian để độ phóng xạ mẫu quặng 8.108Bq Câu Hạt nhân X sản phẩm trình đồng vị phóng xạ 226 88 Ra phân rã Biết động hạt 4,78 MeV Cho m =4u; 1u = 931MeV/c2 a Tìm số prôtôn số nơtron hạt nhân X b Xác định lượng toả phản ứng Câu Cho hạt nhân có động MeV va chạm với hạt nhân nhôm 1327 Al đứng yên Sau phản ứng có hai hạt sinh hạt nhân X hạt nơtron Hạt nơtron chuyển động vuông góc với phương chuyển động hạt Cho biết khối lượng hạt nhân là: mHe=4,0015u; mAl=26,974u; mX=29,97u; mn= 1,0087u a.Viết phương trình phản ứng hạt nhân Phản ứng toả hay thu lượng? b.Tính động hạt nhân X động hạt nơtron sinh sau phản ứng Câu Mt ht nhn Urani 235 phõn hch to nng lng 200MeV Bit hiu sut nhà máy l 17% S Avụgarụ l NA= 6,02.1023.Tớnh lng Urani tiờu th 24 gi bi mt nh mỏy in nguyờn t cú cụng sut 5000KW? 114 Phụ lục Một số hình ảnh thực nghiệm [...]... kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực GQVĐ 39 Chương 2: Xây dựng và hướng dẫn HS lớp 12 ban khtn giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử 2.1 Vị trí, nhiệm vụ và thời lượng dạy học chương Hạt nhân nguyên tử 2.1.1 Vị trí của chương Hạt nhân nguyên tử Là chương thứ IX trong chương trình VL 12 THPT Ban KHTN 2.1.2 Nhiệm vụ của chương Hạt nhân nguyên tử Nhiệm vụ chính của chương là đề cập đến... trọng của giải BT trong quá trình HS nắm vững kiến thức cơ bản, rèn luyện năng lực GQVĐ 7.2 Đóng góp về mặt thực tiễn: - Lựa chọn và hướng dẫn giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử nhằm giúp HS nắm vững kiến thức cơ bản, rèn luyện năng lực GQVĐ - Làm tài liệu tham khảo cho GV và HS trong quá trình dạy học chương Hạt nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN 8 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở... cứu chương trình, sách giáo khoa, sách BT, sách GV các tài liệu tham khảo để xây dựng hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử nhằm giúp HS lớp 12 THPT Ban KHTN nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ 5.2 Điều tra thực trạng hoạt động dạy học giải BTVL ở trường THPT nhằm thu thập thông tin, phân tích và tổng hợp để đánh giá các giải pháp mà GV đã sử dụng để giúp HS nắm vững kiến thức và phát triển. .. khoa học Trong dạy học chương Hạt nhân nguyên tử, nếu GV xây dựng được hệ thống BT thích hợp và đề ra cách hướng dẫn HS tự lực, tích cực hoạt động tư duy khi giải BTVL thì chất lượng nắm vững kiến thức cơ bản của HS lớp 12 THPT được nâng cao, đồng thời góp phần phát triển năng lực GQVĐ cho họ 18 7 Đóng góp của đề tài 7.1 Đóng góp về mặt lý luận: Hệ thống lại một số cơ sở lí luận về BTVL góp phần khẳng... - Nguyên tắc lựa chọn hệ thống BT cho một chương, phần trong chương trình VL phổ thông và các kiểu hướng dẫn HS phổ thông giải BTVL - Hot ng ca GV và HS trong các tit hc v vt lí, nêu được quan hệ giữa giải BTVL với sự nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ, biểu hiện của năng lực GQVĐ trong hoạt động giải BTVL - Thực trạng dạy học giải bài tập VL nói chung và BT chương Hạt nhân nguyên tử Ban. .. Ban KHTN nói riêng ở một số trường THPT tại tỉnh Hà Nam Từ đó phát hiện ra những khó khăn chủ yếu, sai lầm phổ biến mà HS hay gặp phải trong học tập chương này Dựa vào những cơ sở lí luận, thực tiễn trên và việc xác định mục tiêu dạy học chương Hạt nhân nguyên tử, chúng tôi sẽ xây dựng hệ thống BT cho việc dạy học chương này và đề ra cách hướng dẫn HS giải nó nhằm giúp HS nắm vững kiến thức cơ bản, góp. .. tài liệu tham khảo và phụ lục nghiên cứu, đề tài gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2: Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 12 Ban KHTN giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 19 Nội dung Chương 1 CƠ Sở Lý LUậN Và THựC TIễN của đề tài 1.1 quan niệm về BTVL Trong thực tiễn dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn, được giải quyết nhờ những... động dạy học giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử của giáo viên (GV) và HS lớp 12 THPT, Ban KHTN 4.2 Phạm vi nghiên cứu: Dạy học giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử lớp 12 THPT, Ban KHTN ở một số trường THPT huyện Duy Tiên Tỉnh Hà Nam 5 Phương pháp nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu các tài liệu lí luận về giải BTVL, thông qua hoạt động dạy học để làm sáng tỏ về mặt lí luận các vấn đề có... trọng nhất của hạt nhân Đó là về cấu tạo hạt nhân, hiện tượng phóng xạ và phản ứng hạt nhân ứng dụng của các kiến thức này rất quan trọng trong khoa học và kỹ thuật cũng như trong cuộc sống 2.1.3 Thời lượng dạy học chương Hạt nhân nguyên tử Chương Hạt nhân nguyên tử được trình bày trong 06 bài Theo [2] thời lượng dạy học chương này là 12 tiết, trong đó có 03 tiết luyện tập giải BT, Bài 52.(2 tiết)(86-87... được [15, tr128] 28 Sự biểu hiện của năng lực thể hiện ở sự khác biệt giữa các cá nhân về kĩ năng kĩ xảo khi thực hiện một hoạt động cụ thể Năng lực được hình thành trong quá trình học tập, lao động và giao lưu của các cá nhân 1.5.2.2 Quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GQVĐ Biểu hiện của năng lực GQVĐ trong hoạt động giải BTVL * Quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GQVĐ Vấn đề chỉ