高三物理电子的发现与汤姆孙模型教案21。

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么，你知道教案要怎么写呢？下面是小编帮大家编辑的《高三物理电子的发现与汤姆孙模型教案21》，但愿对您的学习工作带来帮助。

第二章原子结构
第一节电子的发现与汤姆孙模型
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解阴极射线及电子发现的过程；
（2）知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。
2、过程与方法：培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。
3、情感、态度与价值观：理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程，根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说。人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。
教学重点：阴极射线的研究。
教学难点：汤姆孙发现电子的理论推导。
教学方法：实验演示和启发式综合教学法。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。
（一）引入新课
很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。
（二）进行新课
1、阴极射线
气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。
问题：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？
史料：科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之为阴极射线。对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。
（1）电磁波说：代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。
如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，如果出现其他什么样的现象就可以认为这是一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。

2、汤姆孙的研究
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。实验装置如图所示，从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A＇上。

（1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。
（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。
在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件：时，则阴极射线不发生偏转。则：
（3）根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：
又因为：
且
则：
根据已知量，可求出阴极射线的比荷。
思考：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？
汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测是正确的。汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。
电子的电荷量e＝1.60217733×10－19C
第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。电子的质量m＝9.1093897×10－31kg
课堂例题
例题1：一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：（）
A．导线中的电流由A流向B
B．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向
来实现
D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关
例题2：有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
（1）金属板AB的长度
（2）电子穿出电场时的动能

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高三物理核力与核能教案28

第一节核力与核能
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用；
（2）知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小；
（3）理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损；
（4）知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。
2、过程与方法
（1）会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能；
（2）培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。
3、情感、态度与价值观
（1）使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力；
（2）认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。
教学重点：质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。
教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。
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。
（一）引入新课
提问1：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?（两者相差1036倍）
提问2：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散？会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢？今天就来学习这方面的内容。
（二）进行新课
1、核力与四种基本相互作用
提示：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。
基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。
提问1：那么核力有怎样特点呢？
（1）核力特点：
第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。
第二、核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m之内。
第三、核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。
总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。
（2）四种基本相互作用力：
弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：
①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力；
②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力；
③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体→长程力；
④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状→长程力。

2、原子核中质子与中子的比例
随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。
思考：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系？（随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多）
思考：为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数？
提示：学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。
总结：
若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了；
若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。
由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。

3、结合能
由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。
从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生。相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能。
原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
那么如何求原子核的结合能呢？爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。

4、质量亏损
（1）质量亏损
科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来。
回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
（2）爱因斯坦质能方程：E＝mc2
相对论指出，物体的能量（E）和质量（m）之间存在着密切的关系，即E＝mc2式中，c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。
（3）核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△mc2
物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来？从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系：△E=Δmc2
单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量，与同等数量的质子、中子的质量之和相比较，看一看两条途径得到的质量之差，就能推知原子核的结合能。
说明：
①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。
②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。
③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律。
④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
阅读原子核的比结合能，指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。

巩固练习
已知：1个质子的质量mp=1.007277u，1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.这里u表示原子质量单位，1u=1.660566×10-27kg.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。（28.3MeV）

高三地理工业的区位因素与区位选择21

俗话说，凡事预则立，不预则废。教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，使教师有一个简单易懂的教学思路。教案的内容具体要怎样写呢？小编为此仔细地整理了以下内容《高三地理工业的区位因素与区位选择21》，相信能对大家有所帮助。

第二部分人文地理
第四章工业地域的形成与发展
第1节工业的区位因素与区位选择
一、选择题
(2010浙江金华)读工业区位选择模式示意图，完成1～2题。
1．下列工业部门与工业模式二对应的是()
A．时装设计B．炼铝厂C．电视机装配D．水果罐头厂
解析：模式二原料所占比重最大，水果罐头厂要有充足的原料，因此选择D；时装设
计是技术指向型工业，炼铝厂是能源指向型工业，电视机装配是劳动力指向型工业。
考查工业的主导因素分类。
答案：D
2．关于工业模式三的叙述，正确的是()
A．产品运输成本较高，布局宜靠近市场
B．因大气污染严重，宜布局在郊外
C．目前该产业在我国由沿海向内陆转移
D．该模式的工业在布局时受科技影响较大
解析：模式三为劳动力指向型工业，劳动力的成本对工业生产影响大，东部沿海随经济
的发展，劳动力工资低优势丧失，内陆优势大，故向内陆转移。考查工业的主导因素对
工业区位的影响。
答案：C
读工业部门产品成本比例示意图，完成3～4题。
3．在我国，发展甲类工业最具优势条件的地区是()
A．闽南三角地带B．长江三角洲C．山东半岛D．辽东半岛
解析：在工业部门产品成本比例示意图中，甲类工业产品的科技投入所占比重较大，
该类工业应该在我国科技较发达的长江三角洲地区发展。
答案：B
4．下列工厂布局与乙类工业的区位要求不相符的是()
A．在广州建棉纺织厂B．在上海建钢铁厂
C．在南京建石油化工厂D．在舟山建水产品加工厂
解析：在工业部门产品成本比例示意图中，乙类工业产品的原料运输成本较高，说明
本地缺乏该类工业原料。舟山本地就有渔场，水产品加工厂的原料就近可以得到供应，
原料运输成本低。
答案：D
(2010山东莱芜)动漫产业是指以“创意”为核心，以动画、漫画为表现形式，包含动漫图书、报刊、电影、电视、音像制品、舞台剧和基于现代传播技术手段的动漫新品种等动漫直接产品的开发、生产、出版、播出、演出和销售，以及与动漫形象有关的服装、玩具、电子游戏等衍生产品的生产和经营的产业。据此完成5～6题。
5．动漫产业属于()
A．劳动力指向型B．技术指向型C．原料指向型D．市场指向型
6．现阶段，下列地区比较适宜发展动漫产业的是()
A．长江三角洲B．东北平原C．塔里木盆地D．云贵高原
解析：动漫产业是以电子计算机技术为基础的设计和生产产业，投资大，技术要求高，
为技术指向型产业，第5题选B。长江三角洲技术水平最高，社会协作条件最好，资金
雄厚，因此第6题选择A。
答案：5.B　6.A
读某食品厂在某城市及其附近地区土地、运输和劳动力等成本曲线图，假设土地、运输成本只与市中心距离和交通通达度有关，完成7～9题。
7．表示土地成本、运费、劳动力成本的曲线依次是()
A．a、b、cB．a、c、bC．c、a、bD．b、c、a
解析：由题意，在市中心土地成本最高，运费最低，故a为运费曲线，b为劳动力成本
曲线，c为土地成本曲线。
答案：C
8．据图判断，不正确的说法是()
A．②与④两处运费的差异主要由交通通达度造成
B．①和②两处土地成本差异的主要因素是交通通达度
C．距城市中心远近对劳动力成本影响最小
D．该城市西侧交通通达度比东侧高
解析：①和②两处土地成本差异主要是两者距市中心的远近导致的。
答案：B
9．如果综合考虑土地、运输、劳动力等成本因素，该工业部门的工厂应布局在()
A．①B．②C．③D．④
解析：分别读出①～④四处的三种成本因素，加在一起最小的是②处。
答案：B
(2010福建厦门质检)下表为我国两种工业生产布局的变化，完成10～11题。
甲工业乙工业
1990年主要生产省份上海、广东、北京、天津、山东、安徽、河南、江苏、四川
2008年主要生产省份山东、安徽、河南、四川、江西、湖北北京(29%)、上海(25%)、广东(22%)
10．按主导因素考虑，甲工业属于()
A．原料导向型B．劳动力导向型
C．动力导向型D．市场导向型
11．决定乙工业集中分布在京、沪、粤三地的最主要因素是()
A．原料因素B．环境因素
C．技术因素D．劳动力因素
解析：1990年和2008年甲工业主要分布在人口密集、劳动力资源丰富的省份，应属接
近有大量廉价劳动力的地方。乙工业集中分布在经济发达、技术力量强的京、沪、粤
三地，其主要因素应是技术因素，该产业应属技术导向型工业。
答案：10.B　11.C
(2010安徽马鞍山预测)读“某类工业收益空间界限的区位模型图”，完成12～13题。
12．该工业布局的最佳区位是()
A．aB．cC．dD．f
解析：工业布局的原则是花费最低的成本获得最高的经济收益。由图中两折线(平均费
用、价格)的对比可判定d点的利润最高。
答案：C
13．为了吸引投资者投资，当地政府出台了相关补贴政策，那么下列说法正确的是()
A．e点所在区域范围扩大B．企业利润增多，但分布范围减小
C．平均费用的最低值会升高D．图中a与b点间的距离会增加
解析：图中a、b两点之间为净利润区，补贴政策的出台，使企业的投资费用相应减少，
利润空间更大。
答案：D
二、综合题
14．20世纪80年代，香港劳动密集型企业大量北移，“珠三角”形成了“前店后厂”工业
分布格局。90年代中后期，这种分布格局逐渐改变，据此并结合图分析回答问题。
(1)试用工业区位原理分析形成“前店后厂”工业分布格局的原因。
(2)90年代以来，“珠三角”工业区位条件发生了什么深刻的变化而导致“前店后厂”
格局逐渐改变？
答案：(1)香港经济以工业和第三产业为主，经济发达，劳动力、土地等成本较高，
劳动密集型企业失去优势；“珠三角”劳动力、土地成本比香港低，因而形成香港大
量劳动密集型企业北移，“珠三角”成为香港产品的加工基地，而产品运往香港销售
的格局。
(2)“珠三角”地区对外开放政策进一步放宽、放灵活；随着“珠三角”地区工业的发
展，劳动力、土地等成本不断上升，产业的升级调整便成为必然的选择，从而导致“珠
三角”的“前店后厂”格局逐渐变化。
15．图甲是中国、日本、韩国三国经济要素互补性图，图乙是日本与韩国企业在我国城市
投资办厂示意图，读图完成下列各题。
(1)写出图甲中的国家名称。
A．________，B.________，C.________。
(2)比较说明图乙两家工厂的原料地、加工地和产品市场的异同点。
(3)简要说明青岛、大连、上海等地吸引日本、韩国等国家的企业来华办厂共同具有的
区位优势条件。
解析：日本经济发达，所以资本/劳动力的比值最高，为A；中国人口最多、经济欠发
达，所以资本/劳动力的比值最低，为C；韩国位于中间，为B。读图乙可知，两家工
厂相同的是它们的原料(配件)都来自自己国家，加工地都在中国；不同的是日本企业投
资的纺织厂产品市场在日本，韩国企业投资的汽车厂产品市场在中国。青岛、大连、
上海都在中国的东部沿海地区，水陆交通便利；有大量素质较高的劳动力；工业基础
较好，技术力量雄厚；销售市场广阔，利于吸引日、韩等国企业来华办厂。
答案：(1)日本　韩国　中国
(2)相同点：原料地都在各自国家，加工地都在中国。
不同点：纺织厂的产品市场在日本，汽车厂的产品市场在中国。
(3)均位于中国东部沿海地区，水陆交通便利；有大量价廉质优的劳动力；市场广阔；
工业基础好，技术力量雄厚。
16．(2010江苏徐州)北部湾经济圈包括广西、广东、海南沿北部湾地区。是我国继长三角、
珠三角和环渤海三大沿海经济圈后的又一沿海区域经济区。读北部湾经济区图，回答
下列问题。
(1)据图分析北部湾经济圈的区位优势。
位置优势：_________________________________________________________________。
交通优势：_________________________________________________________________。
(2)若在海南岛西部建设一座大型钢铁厂，仅从全年盛行风向角度考虑，该钢铁厂布局
最佳区位选择应是()
(3)南宁重点规划发展铝加工产业，试分析该产业发展的优势条件_________________
________________________________________________________________________。
(4)近年来，广西承接了大量由珠江三角洲转移的产业，促进当地工业化的迅速发展，
这对珠江三角洲经济发展有何积极意义？
解析：(1)北部湾经济圈的位置优势，从图中可判读：临海，紧邻东南亚，是大西南出
海通道，并与发达的珠三角相临。交通优势，海陆交通便利，港口优良，铁路、公路、
航空等与内地、珠三角、东南亚等地相通。(2)海南岛夏季为东南季风，冬季为东北季
风，严重大气污染的重工业应分布在偏西部，D最合理。(3)铝加工产业需要充足的原
料；便利的交通；铝矿冶金需丰富能源；该区域矿产、水能资源丰富，廉价而便利；
人口众多，市场消耗大，农业为工业提供充足的农副产品和原料。(4)广西承接珠三角
的产业转移，珠三角和广西地区都有影响，珠三角地区能源紧张，环境压力大，通过
产业转移，缓解压力，为它进一步产业升级提供机会，提供空间，为珠三角提供支持，
成为它的腹地。考查区域工业发展的区位及区位因素，能运用知识描述地理事物。
答案：(1)位置优势：临近海洋，面向东南亚，背靠大西南，邻近港澳，是我国西南、
中南等地区的出海大通道
交通优势：多优良港口，海岸线长，临近印度洋—太平洋航线；有多条铁路与内地、
珠三角、东南亚各国相通
(2)D
(3)铝矿资源丰富；水能资源丰富；交通便利；市场广阔；劳动力资源丰富；农业基础
较好等
(4)为珠三角提供了广阔的经济腹地；缓解了珠三角资源的紧张状况；缓解了珠三角的
环境压力；为珠三角产业升级提供了机会。

高三生物教案：《生物模型的构建》教学设计

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助教师更好的完成实现教学目标。你知道怎么写具体的教案内容吗？下面是小编精心收集整理，为您带来的《高三生物教案：《生物模型的构建》教学设计》，仅供参考，大家一起来看看吧。

本文题目：高三生物教案：生物模型的构建

2012高考第二轮复习专题——解题技巧之生物模型的构建

一、考纲要求

新的课程标准对生物模型的构建和应用提出了较高的要求，如要求学生理解所学知识，并能够构建知识网络，能利用文字图表以及数学方式准确表达生物学信息，领悟建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用。

二、考题规律

构建模型的题目因其文字阅读量小，信息量大，直观明了，形式灵活，而广泛地出现在各个知识点的考查过程中，内容广，变化多。旨在考查学生获取和处理信息的能力、图文转换能力、对生物学基础知识之间关系的把握能力。

三、考向预测

在理综试卷中，生物学科考查题目较少，利用模型的构建命制的题目，具有广泛考查学生生物学知识和能力的优势。因此，这种题型在今后的一段时间内将继续出现。考查形式方面，判断模型归类的问题出现的可能性不大，一般是给出模型，并提供解题信息或解题背景来考查学生。

模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的定性或定量描述。有的借助于具体的实物或其他形象化的手段来表达，有的则通过抽象的形式来表达。

模型分三类：物理模型、概念模型、数学模型。

1. 概念模型：以文字、符号等抽象概念代替原型进行研究的方法，显示事物的生命活动规律、机理，展示概念间的层级结构。如达尔文的自然选择学说的解释模型，血糖的来源与去向模型等。特点是直观化、模式化，信息表达简明、清楚。

概念模型类题目的解题技巧：找出“题眼”，准确、规范地进行知识迁移，判断选项具体指向，分析作答。

2. 物理模型：以实物或图画形式直观反映认识对象的形态结构或三维结构，这类实物或图画即为物理模型。如真核生物的三维结构模型、DNA双螺旋模型，叶绿体结构模型等，又如橡皮泥模拟染色体等。

3. 数学模型：用符号、公式、图象等数学语言表现生物学现象、特征和状况的方法称为生物数学模型法。如酶的活性随温度变化而变化的曲线，豌豆实验中9：3：3：1的比例关系，减数分裂过程中染色体数量变化曲线、种群增长的曲线等。

(1)坐标曲线型：关注曲线趋势、特殊点(折点、交点)、横纵坐标的含义、自变量和因变量的关系。

(2)表格分析型：关注数据之间的关联、数据变化的规律。

(3)柱(条)形坐标图(或坐标直方图)：重点关注纵轴表示的含义。

聚焦热点1：概念模型和物理模型

例1 下列①～③分别是根据甲乙丙作出的判断，其中正确的是( )

①若甲中a和b分别代表乳酸菌和蓝藻，则c代表细菌，d代表原核生物

②若乙中3个圆圈代表3种生物生存的空间范围时，则最容易灭绝的生物是b

③若丙中a和b代表应激性和反射这两个概念，则a表示反射，b表示应激性

A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③

思路分析：甲图中，a乳酸菌属于c细菌，b蓝藻不属于细菌，二者同属于d原核生物。乙图中，c的生存空间最大，最不容易灭绝。a、b的空间范围接近，但a的生活范围完全与c重合，竞争更激烈，因此a更容易灭绝。应激性是生物对内外刺激发生的反应，包含神经系统参与的反射活动。

答案：B

点评：本题考查细胞的结构、生存能力判断、应激性与反射等概念之间的从属关系。

例2 下图为人体和人体细胞内某些信息传递机制的模式图，图中箭头表示信息的传递方向。下列叙述中，不正确的是( )

A. 如果该图表示细胞中遗传信息的表达过程，则e过程发生在核糖体上

B. 如果a表示抗原，b表示吞噬细胞和T细胞，c为B细胞，则该过程属于体液免疫过程

C. 如果该图表示反射弧，则其中的信息是以局部电流的形式传导的

D. 如果图中a为下丘脑，b为垂体，c为肾小管和集合管，则d和e为同一种物质

思路分析：遗传信息的表达过程遵循中心法则，a：DNA，b：信使RNA，c：蛋白质，d：转录(细胞核)，e：翻译(核糖体)。抗原经吞噬细胞呈递给T细胞，T细胞将产生淋巴因子刺激B细胞，这是体液免疫的过程。反射弧中兴奋的传导方式为电信号和化学信号。抗利尿激素由下丘脑神经内分泌细胞产生，通过垂体释放，作用于肾小管和集合管。

答案：C

点评：概念模型方法中，利用文字、箭头指向提供的信息，准确找到相关的知识进行解读是解题的关键。

例3 图甲、乙分别表示同一细胞的部分结构，下列判断不正确的是 ( )

A. 该细胞可表示神经元细胞

B. 图甲的分泌物一定是在细胞核糖体上合成后，最后由高尔基体分泌的

C. 图乙所示的兴奋传导形式是电信号，②表示兴奋部分

D. 图甲将化学信号转化为电信号在图乙部分继续传导

思路分析：由乙图判断该细胞可能为神经细胞，神经细胞分泌的物质是神经递质，其化学本质不一定就是蛋白质，而核糖体上合成的是蛋白质(多肽)。

答案：B

点评：本题考查的是神经细胞结构和兴奋传导的物理模型。

例4 下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在细胞膜上的分布。在图示结构上( )

A. 生物膜为叶绿体内膜

B. 可完成光合作用的全过程

C. 发生的能量转换是：光能→电能→活跃化学能

D. 产生的ATP可用于植物体的各项生理活动

思路分析：根据叶绿体中的光合色素分布判定该生物膜为类囊体的薄膜，只能完成光反应过程，实现光能→电能→活跃化学能的能量转换，产生的ATP和NADPH(还原剂氢)只用于暗反应，而植物其他各项生理活动则需要呼吸作用产生的ATP直接供能。

答案：C

点评：本题借用膜结构的物理模型，考查与光合色素相关的生理活动。

例5 下图是有关神经和内分泌细胞的结构示意图，请据图回答：

(1)若该图为人体血糖含量降低时的调节过程，则下丘脑接受刺激后，促使_______分泌激素，主要作用于________(靶器官)，使血糖含量升高。

(2)若该图为人体受到寒冷刺激时的调节过程，则下丘脑接受刺激后，通过有关神经促进______分泌甲状腺激素，导致靶细胞内的________(用反应式表示)过程增强，以增加产热量。

思路分析：(1)调节升高血糖的激素主要是胰高血糖素、肾上腺素等，主要作用于肝脏，促进肝糖原分解。(2)在寒冷的条件下，机体的神经系统感知刺激并促使体液调节的发生，参与的激素主要是肾上腺素和甲状腺激素，促进机体代谢，产热增加。

答案：(1)肾上腺和胰岛A细胞 肝脏 (2)甲状腺 C6H12O6+6O2+6H2O 12H2O+6CO2+能量

点评：以图画形式考查生命活动调节过程中的神经-体液调节的相互协调。

聚焦热点2：数学模型

例1 下列与图示模型生物学现象或过程不相符的是( )

A. 若横坐标表示时间，纵坐标表示种类数量，则曲线b可表示种子萌发过程中的一段时间内有机物种类的变化，曲线a表示种子中有机物总量的变化

B. 若横坐标表示时间，纵坐标表示数量，则曲线a、b可表示在植物突然停止光照后，一段时间内叶肉细胞叶绿体中C5和C3的变化趋势

C. 若横坐标表示时间，纵坐标表示浓度，则曲线b可表示置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，一段时间内细胞液浓度随着时间推移的变化，曲线a则表示液泡体积的变化

D. 若横坐标表示生物种类，纵坐标表示稳定性，则曲线a可表示生态系统的抵抗力稳定性，曲线b可表示生态系统的恢复力稳定性

思路分析：在种子萌发过程中，种子通过呼吸作用形成的各种中间产物增加，有机物的种类增加，但消耗有机物造成总量减少;在光合作用过程中，突然停止光照，光反应停止，C3的还原停止，而CO2继续和C5结合形成C3，所以C3的含量会上升，C5的含量下降;细胞渗透失水，细胞液的浓度增加，液泡的体积减小;生态系统中生物的种类越多，抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱。

答案：D

点评：本题是常见的坐标曲线模式图。通过改变横纵坐标的含义，进而表示不同的生物学过程。解题的要点是把曲线的变化趋势与坐标含义相结合。

例2 科学家对某草原生态系统的能量流动进行了研究，获得下表数据。下列有关叙述不正确的是 ( )

营养级 从上一个营养级流入的能量数[kJ/(m2?y)] 呼吸消耗的能量数[kJ/(m2?y)]

Ⅰ 501.2

Ⅱ 141.0 79.1

Ⅲ 15.9 13.2

Ⅳ 0.9 0.5

分解者 221.7 192.6

A. 该生态系统从第Ⅱ营养级到第Ⅲ营养级的能量传递效率为11.28%

B. 第Ⅰ营养级固定的太阳能总量是863.9 kJ/(m2?y)

C. 各营养级之间的信息交流是双向的

D. 该生态系统遭受火灾后，发生的群落演替属于次生演替

思路分析：第Ⅱ营养级与第Ⅲ营养级的能量传递效率为15.9/141.0=11.28%;221.7中的能量共来自四个营养级，为501.2+141.0+221.7=863.9，显然不是第Ⅰ营养级固定的全部太阳能。火灾后发生的演替属于次生演替。

答案：B

点评：本题考查生态系统的能量流动、信息传递和群落演替。

例3 下图是据一个物种中的两个亚种种群(种群数量较大)的某一性状的测量结果绘制的曲线图。如果将这两个亚种置于同一生态系统中，并使之随机交配而进行基因交流，在进行了相当长时间的基因交流后，下列有四种根据预测的结果绘制成的曲线，你认为比较合理的是( )

思路分析：两个亚种种群(种群数量较大)置于同一生态系统中，随机交配而进行基因交流，二者的基因库将逐渐融合，性状趋于一致。

答案：B

点评：考查生物进化过程中基因交流的作用。

1. 熟记课本中的所有图例，包括图例中所有的结构名称及图形特征，它们是解决模型问题的基础。

2. 解决概念模型、物理模型问题的图解及图示题的方法：

(1)抓图：理解图中的具体过程，识别各部分名称。作出从局部到整体再到局部的变换。

(2)迁移：寻找模式图例中涉及的基础知识、基本规律，进行图文转换。

(3)推理判断：规范答题，准确、严密、完整。

3. 数据类模型问题的分析判断方法：

(1)能找到表格数据与曲线之间的转换点。

(2)对于表格数据，能进行纵横坐标比较，找出数据的变化规律;关注其中的极值，尝试分析极值出现的原因。

(3)柱状图中，横坐标在横向上一般没有顺次关系，可能只是某几个相似量的堆积。纵坐标的数值至关重要，一般需进行多向比较，提炼信息。

(答题时间：45分钟)

一、选择题

1. 某些生物学概念之间具有一定的包含关系，下列选项所示a、b、c所代表的物质中，符合图示关系的有 ( )

A. 主动运输 自由扩散 胞吐

B. 原核生物 细菌 酵母菌

C. 生态系统 群落 种群

D. 体液调节 激素调节 免疫调节

2. 图中E、F代表两种生物，如果H代表生物的生活条件，箭头代表营养流动方向，则可表示寄生关系的是 ( )

*3. 下图中甲表示人体不同体液间的物质交换，乙表示生态系统的碳循环过程，以下说法正确的是 ( )

A. 人体出现过敏反应时，甲图中的c增加引起水肿

B. 乙图中的c可以说是生态系统的基石

C. 甲图中d处的CO2浓度最高

D. 乙图中b所处营养级贮存的能量最少

4. 下图是某生物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是 ( )

A. 若图甲中的2和6表示两条Y染色体，则此图可以表示次级精母细胞

B. 图乙中①上某位点有基因B，则②上相应位点的基因可能是b

C. 图乙细胞中染色体、染色单体、DNA数量分别为2、0、4

D. 该生物体细胞中染色体数最多有16条

**5. 下图表示不同条件下，人体内某些物质含量变化的趋势，其中正确的是( )

*6. 依据所学的生物学知识，分析下列直方图，其中错误的是 ( )

7. 分析下图曲线，下列说法不正确的是( )

A. 进行海洋渔业捕捞至c时对应的种群数量为宜

B. c～d段种群数量下降

C. 该种群数量在e点达到K值

D. 该种群数量呈“S”型增长

8. 切除正常幼年狗的垂体后，短期内该狗血液中三种激素——促甲状腺激素释放激素(a)、促甲状腺激素(b)、甲状腺激素(c)的含量随时间的变化曲线最可能是( )

*9. 下图表示某生态系统在发展过程中生物总能量(A)和生产者所固定的太阳能(B)的变化，下面是据图得出的几个结论，其中不正确的是 ( )

A. 第10～20年是该生态系统向营养结构复杂化发展的时期

B. 该生态系统的自动调节能力30～40年比20～30年期间强

C. 从a点开始，曲线B下降的主要原因是消费者数量不断增加

D. 该生态系统在40～60年期间的生物种类比60～80年期间要多

*10. 阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。如下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，此曲线说明 ( )

A. “光斑”照射前，光合作用无法进行

B. “光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加

C. “光斑”照射后，氧气释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用

D. 图示实线AB段的变化说明进行暗反应与光照无关

*11. 下列各选项与所给模型相符的是( )(“-”表示抑制，“+”表示促进)

① X ②

A. 若X表示植物细胞的吸水能力增大，则①可能代表质壁分离

B. 若X表示第一营养级拥有的能量总量增加，则①可能代表次级消费者的数量增加

C. 若X表示消耗ATP，则②可能代表小肠上皮细胞吸收胆固醇

D. 若X表示新物种形成，则②可能代表地理隔离

12. 下列有关生态系统中的碳循环和人体体液中物质交换的示意图的描述中，正确的是( )

A. 乙图中的D是生态系统中的主要成分

B. 人体内氧气浓度最高的是甲图中的B

C. 人体出现过敏反应时，甲图中的A增加导致组织水肿

D. 在因捕食关系建立的食物链中，能量最少的是乙图中的B所处的营养级

13. 下图表示某植物细胞内的代谢过程，下列有关叙述不正确的是( )

A. X、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸

B. ①、④过程可以产生ATP，②过程需要消耗ATP

C. ①过程发生在线粒体基质中，④过程发生在细胞质基质中

D. ①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气

*14. 经调查，某生态系统中Y、X、Z分别为第一、第二和第三营养级，每个营养级不同物种的个体数量如图甲所示(图中每一柱条代表一个物种)。一段时间后个体数量发生变化，结果如图乙所示。

下列叙述正确的是( )

A. X营养级的生物被捕食的压力明显增加

B. Z营养级生物个体数量的增加是由捕食对象专一引起的

C. Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选择的结果

D. X营养级的生物之间存在明显的竞争关系，且其中某种生物处于竞争劣势

*15. 如图是细胞亚显微结构示意图，某同学观察此图后，作出了四项判断，你认为他的结论有几项是正确的 ( )

①该细胞取自低等植物

②用纤维素酶和果胶酶除去8后，剩余结构可称为原生质体

③含有核酸的细胞器有3种

④此细胞一般不通过渗透作用吸收水分

A. 一项 B. 两项 C. 三项 D. 四项

16. 下列有关神经细胞的叙述中，错误的是( )

A. 上图可表示突触小泡等各种膜结构

B. 静息电位的形成可能与膜上的b物质有关

C. 假设这是突触后膜，则突触间隙位于图示膜的上部

D. 将神经细胞膜的磷脂层平展在水面上，c与水面接触

17. 下图中甲、乙、丙、丁分别表示某人体内的几种细胞，它们的形态结构和功能各不相同的根本原因是( )

A. DNA的结构不同 B. 信使RNA不同

C. 遗传物质不同 D. 线粒体结构不同

18. 下列是有关生态系统的概念图，其中的①②③④分别是( )

A. 生态系统的结构 生态系统的种类 食物链和食物网 信息传递

B. 生态系统的结构 生态系统的成分 食物链和食物网 信息传递

C. 生态系统的种类 生态系统的成分 生态系统的稳定性 物质循环和能量流动规律

D. 生态系统的成分 生态系统的结构 食物链和食物网 物质循环和能量流动规律

19. 下图表示不同的生物或成分，下列说法错误的是( )

A. 若M表示遗传多样性，a、b、c、d表示四种不同的植物，则在剧烈变化的环境中生存能力最强的是b

B. 若M表示化合物含量，a、b、c、d表示细胞中的4种有机物，则脂质是d

C. 若M表示a、b、c、d四种元素质量的相对含量，则代表氧元素的为b

D. 若M表示a、b、c、d四种野生生物的种群密度，其中d是科学家在某原始森林中发现的一个新物种，则其价值主要表现为间接使用价值

*20. 以虫治虫是生态农业的重要内容，下图表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量。假设这四种生物只构成一条食物链。请问在一段时间内，如果甲的种群数量增加，其可能引起的后果是( )

A. 乙和丁的种群数量都增加

B. 乙和丁的种群数量都减少

C. 乙和丙的种群数量都减少

D. 乙和丙的种群数量都增加

二、非选择题

1. 图示为哺乳动物(或人体)神经和激素分泌的调节过程，请据图回答下列问题：

(1)下丘脑参与内环境水分平衡调节的途径是(用数字和箭头表示)________，此时的靶细胞是________。

(2)若某人的食物中缺碘，垂体分泌________增加，从而使________增生。

(3)下丘脑参与血糖调节的途径是(用数字和箭头表示)__________________。

(4)为了验证胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，请你根据给出的实验材料和用具，完善实验步骤，并预测实验结果。

①材料和用具：年龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠若干只，胰高血糖素溶液，生理盐水，注射器，血糖测量仪等。

②方法与步骤

A. 将实验鼠随机分为数量相等的甲、乙两组，并分别用给出的仪器，测定并记录它们的________。

B. 用注射器给甲组鼠注射________，给乙组鼠注射 。

C. 一定时间后分别测定并记录两组小鼠的血糖含量。

③结果预测：_______________________________________________________________。

④实验结论：_______________________________________________________________。

2. 豌豆的黄色子叶(Y)对绿色子叶(y)为显性，高茎(D)对矮茎(d)为显性，红花(C)对白花(c)为显性。这三对性状能够自由组合。下图是一次豌豆杂交实验的结果。请据此完成下列问题：

(1)写出这次杂交实验中双亲的基因型

①________×②________;

(2)指出这次杂交实验结果中，所有豌豆的基因型和表现型分别是多少种?___、___;

(3)现有显性纯合和隐性纯合两种豌豆，请你用最简捷的方法，获取这次杂交实验中的两个亲本：

获取亲本①的方法：___________________________________________________;

获取亲本②的方法：___________________________________________________。

3. 取出枪乌贼完整无损的粗大神经纤维并置于适宜环境中，进行如下图所示的实验,G表示灵敏电流计,a、b为两个微型电极，阴影部分表示开始发生局部电流的区域。

请据图分析回答下列各题：

(1)静息时，神经纤维膜内外的电位状况是： 。

(2)如果将a、b两电极置于神经纤维膜外，同时在c处给予一个强刺激(如图)，电流计的指针会发生两次方向 (填“相同”或“相反”)的偏转。若将b电极置于d处膜外(ab—bd)，a电极位置不变，则刺激c处后，电流计是否偏转? 。

4. 有一位生态学家，对5个生态系统中的生物群落的组成情况进行了调查，调查结果如下表：表中种1、种2……代表不同的物种;A、B……代表不同的生物群落;表中的数据表示每个物种的种群密度(单位：个体数100/m2)

生物群落 种1 种2 种3 种4 种5 种6 种7 种8 种9 种10

A 0 900 40 0 0 30 20 0 0 0

B 0 220 240 200 210 100 10 20 0 0

C 700 200 50 50 0 0 0 0 0 0

D 560 400 40 0 0 0 0 0 0 0

E 5 5 1 2 3 4 30 50 800 100

请对上述数据仔细分析后回答下列问题：

(1)上述5个生物群落中，当同时受到大规模虫害袭击时，你认为受影响最小的是___。

(2)在生物群落E中，若物种1是由物种2进化来的，在进化过程中_________成为必要的条件。

(3)根据你对上述调查数据的分析，你认为建立一个人工生态林应注意的问题是____，其目的是_________________。

一、选择题

1. C 2. B

3. C

解析：作为内环境的模式图，c为血浆、a为组织液、b为淋巴、d为细胞内液。过敏反应使a组织液中水分增多引起水肿;二氧化碳是细胞代谢过程中产生的废物，所以细胞内液中含量最高，然后通过自由扩散的方式排出。在生态系统的组成中，a生产者和b分解者是联系生物群落和d无机环境的纽带，生产者(a)才是生态系统的基石，消费者(c)不是;分解者不属于食物链，不属于任何一级营养级。

4. B

5. D

解析：甲状腺激素有增加产热的功能，因此受到寒冷刺激时，下丘脑就能合成并分泌促甲状腺激素释放激素，进而刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素又能促进甲状腺激素含量的增多，从而促进新陈代谢，抵御寒冷，A错;正常人在神经-体液的调节作用下，血糖含量维持在80～120 mg/dL，且空腹状态下，糖尿病患者的血糖浓度比正常人高，B错;进食后，人体内胰岛素含量增加，降低血糖。胰高血糖素减少，二者相互拮抗，C错。

6. A

解析：衰退型种群中，老年个体多，幼年个体少。

7. B 8. B

9. D

解析：该生态系统中生物总能量不断增加，说明生态系统在往结构复杂的方向发展，生物种类越来越多。

10. C

解析：“光斑”照射前，氧气释放量=二氧化碳的吸收量，说明“光斑”照射前，植物进行弱的光合作用，“光斑”照射开始后，光反应比暗反应增加快。“光斑”移开，光反应速率迅速变小，进而使暗反应速率下降，因此，暗反应与光照有关。

11. D

解析：植物细胞质壁分离过程中，细胞失水，细胞液的浓度增大，细胞的吸水能力增大;反之，细胞的吸水能力减小。若①代表次级消费者的数量增加，则第一营养级生产者的数量增加。小肠上皮细胞吸收胆固醇的方式是自由扩散，不消耗能量。长期的地理隔离会导致生殖隔离，产生新物种。

12. C 13. C

14. A

解析：由题意可知，存在Y→X→Z食物链。若每一营养级从左到右的柱条依次标记为1、2、3、4、5。据图可知，Z2数量增多，X2数量减少，Y1、Y2数量减少，Y5数量增多，所以该生态系统中应该存在 这样的关系。X营养级的其他两种生物数量没有大的变动，所以竞争关系不明显，D错;Z即可以捕食X，也可以捕食Y，B错;Y5数量的增加，一方面是由于捕食者X2的减少导致的，可以看作是捕食者对于捕食对象有选择的结果，另一方面Y1、Y2的减少也可能是在与Y5的竞争中处于劣势导致的，C错。X营养级的生物数量减少，被捕食的压力明显增加，A对。

15. D

解析：①低等植物含中心体;②去壁的植物细胞称为原生质体;③含有核酸的细胞器是1，3，9;④具有中央的植物细胞，能通过渗透作用吸收水分。

16. A 17. B 18. B 19. D

20. D

解析：根据四种生物所含有机物的总量得出食物链为丙→丁→甲→乙。如果甲的种群数量增加，乙的种群数量随之增加，丁的种群数量随之减少，导致丙的种群数量增加。

二、非选择题

1. (1)①→⑦(或①→②→⑦) 肾小管和集合管细胞

(2)促甲状腺激素 甲状腺 (3)⑥→④

(4)②血糖含量 适量的胰高血糖素溶液 等量的生理盐水

③甲组鼠血糖含量升高，乙组鼠血糖含量不变

④胰高血糖素有升高血糖的作用

2. (1)YyDdCc YyddCc (2)18种 8种 (3)选择显性纯合和隐性纯合两种豌豆进行杂交，所产生的F1即是所需的亲本 选择上面的F1和隐性纯合豌豆进行测交，那么测交子代中，具有黄色子叶、矮茎和开红花的植株就是所需的亲本②

3. (1)外正内负 (2)相反 偏转

4. (1)B (2)生殖隔离(或隔离，写地理隔离不给分) (3)不要用单一的树种营造人工林，而应该选择适宜在该地区生长的多个树种混合栽培，营造人工混交林 使生态系统的营养结构复杂，提高其抵抗力稳定性

高三物理教案：《核力与核能》教学设计

核力与核能

1、知识与技能

(1)知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用;

(2)知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小;

(3)理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损;

(4)知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。

2、过程与方法

(1)会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能;

(2)培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。

3、情感、态度与价值观

(1)使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力;

(2)认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。

教学重点：质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。

教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。

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。

(一)引入新课

提问1：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?(两者相差1036倍)

提问2：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容。

(二)进行新课

1、核力与四种基本相互作用

提示：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。

基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。

提问1：那么核力有怎样特点呢?

(1)核力特点：

第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。

第二、核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内。

第三、核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。

总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。

(2)四种基本相互作用力：

弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：

①弱力(弱相互作用)：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力;

②强力(强相互作用)：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力;

③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液 体和固体→长程力;

④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状→长程力 。

2、原子核中质子与中子的比例

随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。

思考：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系?(随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多)

思考：为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数?

提示：学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。

总结：

若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了;

若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。

由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。

3、结合能

由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。

从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生。相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能。

原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。

那么如何求原子核的结合能呢?爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。

4、质量亏损

(1)质量亏损

科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来。

回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

(2)爱因斯坦质能方程： E=mc2

相对论指出，物体的能量(E)和质量(m)之间存在着密切的关系，即E=mc2式中， c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。

(3)核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△m c2

物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来?从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系：△E=Δmc2

单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量，与同等数量的质子、中子的质量之和相比较，看一看两条途径得到的质量之差，就能推知原子核的结合能。

说明：

①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。

②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。

③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律。

④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

阅读原子核的比结合能，指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。

巩固练习

已知：1个质子的质量mp=1.007 277u，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u. 这里u表示原子质量单位，1 u=1.660 566×10-27 kg. 由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。(28.3MeV)