Giáo án gộp Vật lí 12 chân trời sáng tạo kì II

Bài 10: Lực từ. Cảm ứng từ

Bài 11: Thực hành đo độ lớn cảm ứng từ

Bài 12: Hiện tượng cảm ứng điện từ

Bài 13: Đại cương về dòng điện xoay chiều

Tổng kết

GIÁO ÁN WORD CHƯƠNG 4. VẬT LÍ HẠT NHÂN

Bài 14: Hạt nhân và mô hình nguyên tử

Bài 15: Năng lượng liên kết hạt nhân

Bài 16: Phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch và ứng dụng

Bài 17: Hiện tượng phóng xạ

Bài 18: An toàn phóng xạ

Tổng kết

BÀI MẪU

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 16: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH, PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH VÀ ỨNG DỤNG

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân và phương trình phản ứng hạt nhân đơn giản.

• Nêu được vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu của GV đưa ra.

• Năng lực giao tiếp hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm, trao đổi và chia sẻ ý tưởng của nội dung học tập.

• Năng lực giải quyết vấn đề: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế.

Năng lực vật lí:

• Viết được đúng phương trình phân rã hạt nhân đơn giản; nêu được sự phân hạch và sự tổng hợp hạt nhân.

• Giải thích được các quá trình hạt nhân xảy ra trong tự nhiên và trong phòng thí nghiệm.

• Thảo luận để đánh giá được vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống.

3. Phẩm chất

• Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập vật lí.

• Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập.

• Cẩn thận, chặt chẽ trong suy luận.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

• SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.

• Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh phản ứng phân hạch khi hạt nhân nặng được bắn phá bởi neutron,…

• Máy chiếu, máy tính (nếu có).

2. Đối với học sinh:

• SGK, SBT Vật lí 12.

• Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Từ ví dụ thực tiễn trong đời sống, giúp HS bước đầu xác định được vấn đề của bài học, đưa ra được những ý tưởng ban đầu về phản ứng hạt nhân.

b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về nội dung mở đầu trong SGK, từ đó định hướng HS vào nội dung của bài học.

c. Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV nêu vấn đề: Các phản ứng hạt nhân đang diễn ra hằng ngày trong lò phản ứng của các nhà máy điện hạt nhân, cung cấp điện năng phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Ngoài ra, phản ứng hạt nhân cũng xảy ra trong lõi Mặt Trời trong hàng tỉ năm, góp phần vào quá trình hình thành và duy trì sự sống trên Trái Đất. Các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân và trong lõi của Mặt Trời lần lượt là phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch. Việc hiểu rõ các tính chất của các phản ứng hạt nhân này là rất quan trọng để có thể kiểm soát và sử dụng hiệu quả, phục vụ cho sự phát triển của nhân loại.

- GV đặt câu hỏi: Năng lượng Mặt Trời có nguồn gốc từ đâu? Nhà máy điện hạt nhân khai thác năng lượng từ quá trình gì?

- GV có thể gợi ý thêm câu hỏi sau để HS suy nghĩ và thảo luận: 

+ Mặt Trời đã toả sáng hơn 4 tỉ năm và được dự báo sẽ tiếp tục toả sáng hơn 4 tỉ năm nữa. Mặt Trời sử dụng “nhiên liệu” gì để toả sáng?

+ Bộ phận quan trọng nhất trong nhà máy điện hạt nhân là lò phản ứng, nơi người ta bố trí các thanh nhiên liệu. Phản ứng toả nhiệt xảy ra trong các thanh nhiên liệu có phải là phản ứng hoá học không? Vì sao?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, nhớ lại kiến thức, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét và ghi nhận ý kiến của HS.

- GV chưa chốt kiến thức mà dẫn dắt vào bài mới: Năng lượng Mặt Trời và năng lượng được khai thác ở các nhà máy điện hạt nhân có nguồn gốc từ các quá trình biến đổi hạt nhân gọi là phản ứng hạt nhân. Để biết thêm về nội dung này,chúng ra cùng tìm hiểu bài học mới: Bài 16: Phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch và ứng dụng.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1.  Tìm hiểu khái niệm và phân loại phản ứng hạt nhân 

a. Mục tiêu: HS viết được đúng phương trình phân rã hạt nhân đơn giản và nêu được hai loại phản ứng hạt nhân. 

b. Nội dung: HS đọc SGK, thảo luận để nêu khái niệm phản ứng hạt nhân, viết đúng phương trình phân rã hạt nhân đơn giản và nêu được hai loại phản ứng hạt nhân. 

c. Sản phẩm: HS nêu được khái niệm phản ứng hạt nhân, phương trình phân rã hạt nhân đơn giản, hai loại phản ứng hạt nhân.

d. Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 2. Tìm hiểu về định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân

a. Mục tiêu: 

- HS viết được đúng phương trình phân rã hạt nhân đơn giản. 

- HS áp dụng được định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích để hoàn thiện một số phương trình phản ứng hạt nhân.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối trong phản ứng hạt nhân và viết phương trình phân rã hạt nhân đơn giản.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân.

d. Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 3. Tìm hiểu về phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch

a. Mục tiêu: 

- HS nêu được sự phân hạch và sự tổng hợp hạt nhân.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về phản ứng phân hạch hạt và sự tổng hợp hạt nhân (nhiệt hạch).

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được phản ứng phân hạch hạt nhân và sự tổng hợp hạt nhân (nhiệt hạch).

d. Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 4. Đánh giá vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống

a. Mục tiêu: HS đánh giá được vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống.

b. Nội dung: HS thảo luận để đánh giá vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống.

d. Tổ chức thực hiện:

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Áp dụng được các kiến thức về phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch và ứng dụng.

b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch và ứng dụng.

c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức của GV.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm:

Nhiệm vụ 1: Khoanh tròn vào câu trả lời đúng:

Câu 1: Phản ứng hạt nhân là gì?

A. Là quá trình biến đổi hạt nhân này thành hạt nhân khác.

B. Là quá trình biến đổi của các nguyên tố hóa học.

C. Là sự phân hủy hạt nhân trong nguyên tử.

D. Là sự biến đổi của proton và neutron trong nguyên tử.

Câu 2: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về phản ứng phân hạch hạt nhân?

A. Phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.

B. Phản ứng phân hạch dây chuyển tỏa ra năng lượng rất lớn.

C. Để xảy ra phản ứng phân hạch, cần có nhiệt độ rất cao.

D. Sản phẩm phân hạch có số khối trung bình và bền vững hơn so với hạt nhân ban đầu.

Câu 3: Cho phương trình phản ứng . Hạt nhân X là

A.

B.

C.

D.

Câu 4: Sự phân hạch của các nguyên tố nặng được khám phá thực nghiệm vào tháng 12 năm 1938. Lí thuyết về phản ứng nhiệt hạch bắt đầu được xây dựng vào thập niên 1920. Cho đến nay, con người đã có những tiến bộ rất lớn trong việc tìm hiểu và ứng dụng những phản ứng hạt nhân này. Nhận định nào sau đây là đúng? 

A. Phản ứng phân hạch xảy ra trong lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân. 

B. Phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong lõi của Trái Đất, nó là nguồn gốc của năng lượng địa nhiệt của Trái Đất. 

C. Phản ứng phân hạch toả năng lượng, còn phản ứng nhiệt hạch thu năng lượng. 

D. Cho đến nay, con người chưa điều khiển được phản ứng phân hạch để phát điện. 

Câu 5: Hệ thức nào sau đây không đúng trong phản ứng hạt nhân

?

A. A₁ + A₂ = A₃ + A₄.

B. Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄.

C. Z₁ + Z₂ + Z₃ +Z₄ = 0.

D. (A₁ – Z₁) + (A₂ – Z₂) = (A₃ – Z₃) + (A₄ – Z₄).

Nhiệm vụ 2: Câu trắc nghiệm đúng sai. 

Trong mỗi ý a), b), c), d), ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 1. Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 1 920 MW, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân với hiệu suất 33%. Lấy mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra năng lượng khoảng 200 MeV. Cho biết số Avogadro là hạt/mol.

a) Năng lượng toàn phần nhà máy cần sử dụng cho một năm là J.

b) Số hạt nhà máy cần dùng là khoảng: hạt.

c) Khối lượng nhà máy cần dùng là khoảng: 1,2 tấn.

d) Biết năng suất toả nhiệt của than đá là 20 MJ/kg. Khối lượng than đá mà nhà máy điện cần dùng để tạo ra lượng năng lượng trên là khoảng tấn.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học và hiểu biết thực tế của bản thân về để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập:

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu đáp án khác (nếu có).

Bước 4: 

- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập và chuyển sang nội dung vận dụng.

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Vận dụng được kiến thức về phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch và ứng dụng.

b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Vận dụng.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV hướng dẫn HS làm việc cá nhân và theo nhóm, hoàn thành nội dung Bài tập (SGK – tr110): 

1. Chọn câu đúng về phản ứng phân hạch hạt nhân.

A. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt sản phẩm sau phân hạch luôn bằng tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phân hạch.

B. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt sản phẩm sau phân hạch luôn lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phân hạch.

C. Tổng số proton của các hạt sau phân hạch luôn bằng tổng số proton của các hạt trước phân hạch.

D. Tổng số nucleon của các hạt sau phân hạch luôn bằng tổng số nucleon của các hạt trước phân hạch.

2. Quá trình đầu tiên trong chuỗi phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở Mặt Trời là quá trình tổng hợp H từ hai proton (sản phẩm sau phản ứng còn có hạt positron e và neutrino v_e, được học trong Bài 17). Hãy viết phương trình phản ứng nhiệt hạch này.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

 - HS thực hiện nhiệm vụ theo GV đã hướng dẫn.

- GV theo dõi, động viên, hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- HS nộp sản phẩm cho GV vào tiết học tiếp theo.

*Trả lời Bài tập (SGK – tr110)

1. Đáp án: D.

2. Phương trình phản ứng:

- Các nhóm khác nhận xét, đánh giá.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá sản phẩm của HS.

- GV tổng kết nội dung chính và hướng dẫn HS tự đánh giá sau bài học.

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

- Xem lại kiến thức đã học ở bài 16.

- Hoàn thành các bài tập trong Sách bài tập Vật lí 12.

- Xem trước nội dung Bài 17: Hiện tượng phóng xạ.