5.3核裂变与核聚变-2024-2025学年高二物理下学期同步培优练（人教版2019选择性必修第三册）

5.3 核裂变与核聚变 一、核裂变 1．（2024·浙江杭州·一模）将铀原料投入核电站的核反应堆中，其中一种核反应是：，已知、、的比结合能分别为、、。则（　　） A．该核反应中的X是质子 B．投入核反应堆后，铀235的半衰期变短 C．1kg铀矿石释放的能量为 D．与的平均核子质量相差约 2．（24-25高二下·全国·课后作业）原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是（　　） A．核的结合能约为14 MeV B．核比核更稳定 C．4个核反应生成核时释放能量 D．核中核子的平均结合能比核中的大 3．由俄罗斯、比利时和德国科学家组成的国际科研小组，首次在实验中观察到了中子衰变的新方式——放射衰变，即一个自由中子衰变成质子（）和电子（）同时放出质量可视为零的反中微子（）。该科研成果对粒子物理的研究有重要意义。已知电子质量，中子质量，质子质量（为光速，不考虑粒子之间的相互作用）。若某次一个静止的中子衰变中放出的质子动量。则（　　） A．强相互作用是中子衰变成质子和电子的原因 B．中子衰变的核反应式为 C．中子衰变过程中电子和反中微子的总动能为0.7468MeV D．中子衰变过程中放出的质子和电子，两者的动量大小相等方向相反 4．（24-25高三上·全国·开学考试）如图，原子核X在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场方向垂直纸面向里。某时刻X突然裂变成Y、Z两个子核，Y的质量大于Z的质量。已知裂变发生后瞬间，Y、Z两子核的运动方向相反，则（  ） A．Y的轨道半径一定比Z的小 B．Y的动量与电荷的比值一定比Z的小 C．裂变发生后，Y、Z两核均沿顺时针方向做圆周运动 D．裂变发生后瞬间，Y、Z的运动方向一定与裂变发生前瞬间X的运动方向平行 5．（2024·浙江·一模）考古中常利用14C的半衰期鉴定文物年份，14C的衰变方程为，其衰变规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．Z粒子是正电子 B．该反应是裂变反应，满足质量数守恒 C．14N的比结合能大于14C的比结合能 D．100个14C经过5700年一定有50个发生了衰变 6．（24-25高三上·山西晋中·阶段练习）2024年位于上海的聚变能源商业公司能量奇点宣布，由能量奇点设计、研发和建造的洪荒70装置成功实现等离子体放电。这是全球首台由商业公司研发建设的超导托卡马克装置。若该装置热核反应方程为、，下列说法正确的是（   ） A．核反应方程中的X为中子 B．核反应方程中的Y为电子 C．核反应过程中满足质量守恒 D．的比结合能大于的比结合能 7．（24-25高三上·广西南宁·阶段练习）我国第四代反应堆——钍基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破。在相关中企发布熔盐反应堆驱动的巨型集装箱船的设计方案之后，钍基熔盐核反应堆被很多人认为是中国下一代核动力航母的理想动力。钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应，其中一个是：。已知核、、、的质量分别为是、、、，根据质能方程，1u物质的能量相当于931MeV。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中的， B．一个核裂变放出的核能约为196.36MeV C．核裂变放出一个光子，若该光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变短 D．核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电 8．（2023·浙江温州·模拟预测）下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头玻璃的颜色是光的干涉造成的 B．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C．在惯性参考系S中，法拉第电磁感应定律成立；在相对S系作匀速运动的参照考系中，则法拉第电磁感应定律不一定成立 D．在有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速率降下来，则应该选用质量较小的原子核 9．（2024·甘肃·模拟预测）恒星内部发生着各种热核反应，其中“氦燃烧”的核反应方程为，是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（　　） A．的衰变需要外部作用激发才能发生 B．经过两个半衰期T，剩下的粒子占开始时的 C．核反应的过程中质量数守恒，可知 D．“氦燃烧”的核反应是聚变反应，反应过程中没有质量亏损 10．（24-25高二下·全国·课后作业）如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其中一种反应方程为，则下列说法正确的是（　　） A．铀核的比结合能比钡核的小 B．该反应为热核反应 C．镉棒插入深一些可增大链式反应的速度 D．铀核的半衰期会受到环境压强的影响 11．（24-25高三上·四川成都·开学考试）如图所示，甲图是铀核裂变，铀核在被中子轰击后分裂成钡和氪，同时释放中子，产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，乙图是反应堆中放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像，丁图为α粒子散射图景，下列判断正确的是（　　） A．甲图，铀核裂变反应方程为 B．乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半 C．丙图，原子核结合能低于 D．丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力 12．（24-25高三上·山西·期中）钍制成燃料棒可以放入增殖反应堆中进行增殖。具体过程是：钍232吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会经历β衰变成为镤233，镤233将再次经历β衰变成为铀233，铀233成为新的增殖铀燃料。下列说法正确的是（　　） A．钍232可能不具有放射性 B．钍233可以一次放出两个β粒子变成铀233 C．钍233比铀233少两个中子 D．钍233比铀233比结合能小 13．（24-25高三上·宁夏银川·阶段练习）如图所示是原子核的平均结合能（也称比结合能）与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如的核子平均结合能约为，的核子平均结合能约为，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A．是铀235核裂变的核反应方程式 B．由图可知两个核结合成核会释放出能量 C．把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约能量 D．把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约能量 二、核聚变 14．（24-25高三上·甘肃白银·阶段练习）钍基熔盐实验堆利用了的增殖反应，该反应和链式反应示意图如图，下列说法正确的是（　　） A．该增殖反应的反应类型也属于核裂变 B．与具有相同的质子数 C．β衰变辐射电子，说明原子核中可能存在电子 D．该反应堆在反应过程中产生的核废料更少，但核废料具有放射性 15．（2024高三·全国·专题练习）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（　　） A．核聚变需要在高温下进行 B．核聚变中电荷不守恒 C．太阳质量不变 D．太阳核反应方程式：U＋n→Ba＋Kr＋3n 16．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（　　） A．“人造太阳”的核反应方程是H＋H→He＋n B．“人造太阳”的核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n C．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多 D．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同 17．（24-25高三上·湖北·阶段练习）关于原子核和核能，下列说法正确的是（    ） A．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 B．对于相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变产生的核能多 C．放射性元素的半衰期与外界的物理条件和所处的化学状态无关 D．比结合能等于结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核越稳定 18．（2024·辽宁鞍山·一模）已知氘核质量为2.0141u，氦核质量为4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则两个氘核结合成一个氦核时（　　） A．释放24MeV的能量 B．释放1852MeV的能量 C．吸收24MeV的能量 D．吸收1852MeV的能量 粒子名称 质子(p) α粒子 正电子(e) 中子(n) 质量/u 1.0078 4.0026 0.0005 1.0087 19．（2024高三·全国·专题练习）太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核（）结合成1个氦核同时放出2个正电子的过程。下表中列出了部分粒子的质量：（取）以下说法正确的是（　　） A．核反应方程为 B．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0276kg C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为 D．聚变反应过程中释放的能量约为 20．（2024·山东烟台·三模）近日，中国科学家在人造太阳领域取得了重大突破，新一代人造太阳“中国环流三号”成功完成了一系列实验，并取得了重大科研进展，标志着我国掌握了可控核聚变高约束先进控制技术。若两个氘核对心碰撞发生核聚变，核反应方程为。其中氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，下列说法中正确的是（　　） A．X为质子 B．该核反应前后核子的总质量相等 C．该核反应释放的核能为 D．氦核的比结合能E2小于氘核的比结合能E1 21．（23-24高二下·甘肃白银·期末）2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。下列关于聚变的说法正确的是（　　） A．两个原子核发生聚变时，其质量数守恒 B．两个轻核结合成质量较大的核，总质量比聚变前的大 C．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 D．核聚变比核裂变更为安全、清洁，它是目前利用核能的主要方式 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.3 核裂变与核聚变 一、核裂变 1．（2024·浙江杭州·一模）将铀原料投入核电站的核反应堆中，其中一种核反应是：，已知、、的比结合能分别为、、。则（　　） A．该核反应中的X是质子 B．投入核反应堆后，铀235的半衰期变短 C．1kg铀矿石释放的能量为 D．与的平均核子质量相差约 【答案】D 【详解】A．根据质量数守恒，X的质量数为 根据质子数守恒，X的质子数为 所以该核反应中的X是中子，故A错误； B．半衰期是原子核自身属性，不随外界的物理化学环境变化而变化，故B错误； C．一个铀原子反应放出的能量 1kg铀含有的原子数 1kg铀矿石释放的能量为 故C错误； D．按照结合能的定义可知 ， 质子的质量与中子的质量接近设为则 所以与的平均核子质量相差为 故D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·全国·课后作业）原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是（　　） A．核的结合能约为14 MeV B．核比核更稳定 C．4个核反应生成核时释放能量 D．核中核子的平均结合能比核中的大 【答案】C 【详解】A．由题图可知核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为4×7 MeV＝28 MeV，故A错误； B．核的比结合能比核的比结合能小，所以核更稳定，故B错误； C．4个核反应生成核，由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量，故C正确； D．核中核子的平均结合能比核中的小，故D错误。 故选C。 3．由俄罗斯、比利时和德国科学家组成的国际科研小组，首次在实验中观察到了中子衰变的新方式——放射衰变，即一个自由中子衰变成质子（）和电子（）同时放出质量可视为零的反中微子（）。该科研成果对粒子物理的研究有重要意义。已知电子质量，中子质量，质子质量（为光速，不考虑粒子之间的相互作用）。若某次一个静止的中子衰变中放出的质子动量。则（　　） A．强相互作用是中子衰变成质子和电子的原因 B．中子衰变的核反应式为 C．中子衰变过程中电子和反中微子的总动能为0.7468MeV D．中子衰变过程中放出的质子和电子，两者的动量大小相等方向相反 【答案】BC 【详解】A．弱相互作用是中子衰变成质子和电子的原因，A错误； B．中子衰变的核反应式为，B正确； C．中子衰变过程中释放的能量为 一个静止的中子衰变过程中放出的质子动能为 中子衰变过程中电子和反中微子的总动能为 C正确； D．中子衰变过程中放出的质子和电子，中子衰变前速度为零，动量为零，衰变后中微子的动量不为零，则质子和电子两者不一定大小相等方向相反，D错误。 故选BC。 4．（24-25高三上·全国·开学考试）如图，原子核X在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场方向垂直纸面向里。某时刻X突然裂变成Y、Z两个子核，Y的质量大于Z的质量。已知裂变发生后瞬间，Y、Z两子核的运动方向相反，则（  ） A．Y的轨道半径一定比Z的小 B．Y的动量与电荷的比值一定比Z的小 C．裂变发生后，Y、Z两核均沿顺时针方向做圆周运动 D．裂变发生后瞬间，Y、Z的运动方向一定与裂变发生前瞬间X的运动方向平行 【答案】D 【详解】AB．洛伦兹力提供向心力 则 裂变发生后瞬间，Y、Z两子核动量等大反向，Y的电荷数不一定大于Z的电荷数，Y的轨道半径不一定比Z的小，Y的动量与电荷的比值不一定比Z的小，故AB错误； C．裂变发生后，Y、Z两核若带同种电荷，一定一个沿顺时针方向做圆周运动，一个沿逆时针方向做圆周运动，故C错误； D．根据动量守恒，裂变发生后瞬间，Y、Z的运动方向一定与裂变发生前瞬间X的运动方向平行，故D正确。 故选D。 5．（2024·浙江·一模）考古中常利用14C的半衰期鉴定文物年份，14C的衰变方程为，其衰变规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．Z粒子是正电子 B．该反应是裂变反应，满足质量数守恒 C．14N的比结合能大于14C的比结合能 D．100个14C经过5700年一定有50个发生了衰变 【答案】C 【详解】A．根据衰变过程电荷数守恒和质量数守恒可知，Z粒子的电荷数为-1，质量数为0，所以Z粒子是电子，故A错误； B．该反应是β衰变反应，满足质量数守恒，故B错误； C．新核比反应核更稳定，则新核的比结合能大于反应核的比结合能，即14N的比结合能大于14C的比结合能，故C正确； D．半衰期是统计规律，只对大量的放射性原子核才成立，故D错误。 故选C。 6．（24-25高三上·山西晋中·阶段练习）2024年位于上海的聚变能源商业公司能量奇点宣布，由能量奇点设计、研发和建造的洪荒70装置成功实现等离子体放电。这是全球首台由商业公司研发建设的超导托卡马克装置。若该装置热核反应方程为、，下列说法正确的是（   ） A．核反应方程中的X为中子 B．核反应方程中的Y为电子 C．核反应过程中满足质量守恒 D．的比结合能大于的比结合能 【答案】D 【详解】AB．根据质量数与电荷数守恒可知X为正电子，Y为质子，AB错误； C．核反应过程中质量数守恒，但是质量有亏损，C错误； D．核反应后的产物更加稳定，比结合能更大，故的比结合能大于的比结合能，D正确。 故选D。 7．（24-25高三上·广西南宁·阶段练习）我国第四代反应堆——钍基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破。在相关中企发布熔盐反应堆驱动的巨型集装箱船的设计方案之后，钍基熔盐核反应堆被很多人认为是中国下一代核动力航母的理想动力。钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应，其中一个是：。已知核、、、的质量分别为是、、、，根据质能方程，1u物质的能量相当于931MeV。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中的， B．一个核裂变放出的核能约为196.36MeV C．核裂变放出一个光子，若该光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变短 D．核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电 【答案】A 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知 解得 ， 故A正确； B．根据质能方程 解得 故B错误； C．根据 光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变长，故C错误； D．在核电站的核反应堆内部，核燃料具有的核能通过核裂变反应转化为内能，然后通过发电机转化为电能，故D错误。 故选A。 8．（2023·浙江温州·模拟预测）下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头玻璃的颜色是光的干涉造成的 B．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C．在惯性参考系S中，法拉第电磁感应定律成立；在相对S系作匀速运动的参照考系中，则法拉第电磁感应定律不一定成立 D．在有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞，以便把中子的速率降下来，则应该选用质量较小的原子核 【答案】ABD 【详解】A．照相机镜头玻璃镀了一层透光的模，其颜色是光的干涉造成的，选项A正确； B．空调在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，则从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项B正确； C．在惯性参考系S中，法拉第电磁感应定律成立，则在相对S系作匀速运动的参照考系中，则法拉第电磁感应定律也一定成立，选项C错误； D．设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为和，碰撞后速度分别为和，碰撞前后的总动量和总能量守恒，以中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得 可见当中子的质量和原子核的质量相等时速度最小，因此一般选择质量较小的原子核，选项D正确。 故选ABD。 9．（2024·甘肃·模拟预测）恒星内部发生着各种热核反应，其中“氦燃烧”的核反应方程为，是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（　　） A．的衰变需要外部作用激发才能发生 B．经过两个半衰期T，剩下的粒子占开始时的 C．核反应的过程中质量数守恒，可知 D．“氦燃烧”的核反应是聚变反应，反应过程中没有质量亏损 【答案】C 【详解】A．衰变是自发的，不需要外部作用激发也能发生，故A错误； B．经过两个半衰期，有的粒子发生衰变，剩下的粒子占开始时的，故B错误； C．根据核反应的过程质量数守恒，则 可知 故C正确； D．该核反应是聚变反应，反应过程中有质量亏损，故D错误。 故选C。 10．（24-25高二下·全国·课后作业）如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其中一种反应方程为，则下列说法正确的是（　　） A．铀核的比结合能比钡核的小 B．该反应为热核反应 C．镉棒插入深一些可增大链式反应的速度 D．铀核的半衰期会受到环境压强的影响 【答案】A 【详解】A．在该核反应中，会释放出大量的能量，生成物更稳定，因为比结合能越大，原子核越稳定，可知铀核的比结合能比钡核的小，故A正确； B．该反应为重核裂变反应，不是热核反应，故B错误； C．要使裂变反应更剧烈一些，应使镉棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，增大链式反应的速度，故C错误； D．铀核的半衰期与环境无关，故D错误。 故选A。 11．（24-25高三上·四川成都·开学考试）如图所示，甲图是铀核裂变，铀核在被中子轰击后分裂成钡和氪，同时释放中子，产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，乙图是反应堆中放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像，丁图为α粒子散射图景，下列判断正确的是（　　） A．甲图，铀核裂变反应方程为 B．乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半 C．丙图，原子核结合能低于 D．丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力 【答案】CD 【详解】A．甲图，铀核裂变反应方程为 故A错误； B．乙图，每过3.8天反应堆中氡的质量减少一半，不是反应堆的质量减少一半，故B错误； C．丙图，原子核比结合能高于，原子核结合能低于，故C正确； D．丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力，故D正确。 故选CD。 12．（24-25高三上·山西·期中）钍制成燃料棒可以放入增殖反应堆中进行增殖。具体过程是：钍232吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会经历β衰变成为镤233，镤233将再次经历β衰变成为铀233，铀233成为新的增殖铀燃料。下列说法正确的是（　　） A．钍232可能不具有放射性 B．钍233可以一次放出两个β粒子变成铀233 C．钍233比铀233少两个中子 D．钍233比铀233比结合能小 【答案】D 【详解】A．原子序数大于82的元素均具有放射性，故A错误； B．一次β衰变只能放出一个β粒子，钍233先β衰变成镤233，镤233再β衰变成铀233，故B错误； C．发生一次β衰变原子核会减少一个中子，因此钍233比铀233多两个中子，故C错误； D．钍233衰变成镤233，镤233衰变成铀233均要放出能量，因此钍233比铀233的比结合能小，故D正确。 故选D。 13．（24-25高三上·宁夏银川·阶段练习）如图所示是原子核的平均结合能（也称比结合能）与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如的核子平均结合能约为，的核子平均结合能约为，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A．是铀235核裂变的核反应方程式 B．由图可知两个核结合成核会释放出能量 C．把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约能量 D．把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约能量 【答案】BD 【详解】A．铀235核裂变的核反应方程式应为，故A错误； B．由图可知核的平均结合能大于核的平均结合能，所以两个核结合成核会释放出能量，故B正确； CD．把分成8个质子和8个中子需要的能量为 把分成4个需要的能量为 所以，把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供的能量约为 故C错误，D正确。 故选BD。 二、核聚变 14．（24-25高三上·甘肃白银·阶段练习）钍基熔盐实验堆利用了的增殖反应，该反应和链式反应示意图如图，下列说法正确的是（　　） A．该增殖反应的反应类型也属于核裂变 B．与具有相同的质子数 C．β衰变辐射电子，说明原子核中可能存在电子 D．该反应堆在反应过程中产生的核废料更少，但核废料具有放射性 【答案】D 【详解】A．增殖反应既不是裂变反应也不是聚变反应，A错误； B．与的质量数相同，但属于不同类型的原子，质子数不同，B错误； C．β衰变产生的电子是中子转化成质子的产物，电子不可能单独存在于原子核内，C错误； D．该反应堆在反应过程中产生的核废料更少，该反应堆中有重核，核废料具有放射性，D正确。 故选D。 15．（2024高三·全国·专题练习）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（　　） A．核聚变需要在高温下进行 B．核聚变中电荷不守恒 C．太阳质量不变 D．太阳核反应方程式：U＋n→Ba＋Kr＋3n 【答案】A 【详解】A．高温时剧烈的热运动使得原子核具有足够的动能，可以克服他们自身相互间巨大的库仑斥力，碰撞时十分接近，从而发生核聚变，故A正确； B．核聚变中电荷是守恒的，故B错误； C．太阳在不停地发生核聚变，放出大量能量，根据质能方程可知太阳质量在不断减小，故C错误； D．太阳核反应应是核聚变反应，而不是核裂变反应，故D错误。 故选A。 16．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（　　） A．“人造太阳”的核反应方程是H＋H→He＋n B．“人造太阳”的核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n C．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多 D．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同 【答案】AC 【详解】AB．“人造太阳”的核反应方程是H＋H→He＋n。故A正确；B错误； C．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应过程质量亏损较大，所以其释放的能量比裂变反应大得多。故C正确；D错误。 故选AC。 17．（24-25高三上·湖北·阶段练习）关于原子核和核能，下列说法正确的是（    ） A．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 B．对于相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变产生的核能多 C．放射性元素的半衰期与外界的物理条件和所处的化学状态无关 D．比结合能等于结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核越稳定 【答案】CD 【详解】A．根据两种衰变的特点可知，同一原子核发生衰变时不一定能同时放出α、β和γ三种射线。故A错误； B．对于相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变产生的核能少。故B错误； C．放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，与外界的物理条件和所处的化学状态无关。故C正确； D．比结合能等于结合能与核子数之比，比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。故D正确。 故选CD。 18．（2024·辽宁鞍山·一模）已知氘核质量为2.0141u，氦核质量为4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则两个氘核结合成一个氦核时（　　） A．释放24MeV的能量 B．释放1852MeV的能量 C．吸收24MeV的能量 D．吸收1852MeV的能量 【答案】A 【详解】两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为 由于两个氘核的总质量大于氦核的质量，所以该反应释放能量，且 故选A。 19．（2024高三·全国·专题练习）太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核（）结合成1个氦核同时放出2个正电子的过程。下表中列出了部分粒子的质量：（取）以下说法正确的是（　　） 粒子名称 质子(p) α粒子 正电子(e) 中子(n) 质量/u 1.0078 4.0026 0.0005 1.0087 A．核反应方程为 B．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0276kg C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为 D．聚变反应过程中释放的能量约为 【答案】ACD 【详解】A．由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得 故A正确； BC．反应中的质量亏损为 故B错误，C正确； D．由质能方程可得聚变反应过程中释放的能量约为 故D正确。 故选ACD。 20．（2024·山东烟台·三模）近日，中国科学家在人造太阳领域取得了重大突破，新一代人造太阳“中国环流三号”成功完成了一系列实验，并取得了重大科研进展，标志着我国掌握了可控核聚变高约束先进控制技术。若两个氘核对心碰撞发生核聚变，核反应方程为。其中氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，下列说法中正确的是（　　） A．X为质子 B．该核反应前后核子的总质量相等 C．该核反应释放的核能为 D．氦核的比结合能E2小于氘核的比结合能E1 【答案】C 【详解】A．根据核反应方程满足电荷数守恒和质量数守恒，可知X为，是中子，故A错误； B．两个氘核对心碰撞发生核聚变，质量亏损释放核能，则反应前的总质量大于反应后的总质量，故B错误； C．核反应释放核能等于生成物结合释放的能量与反应物拆开吸收能量之差，故有 故C正确； D．因氦核的结合释放的能量大于氘核拆开吸收的能量，则氦核的比结合能E2大于氘核的比结合能E1，故D错误。 故选C。 21．（23-24高二下·甘肃白银·期末）2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。下列关于聚变的说法正确的是（　　） A．两个原子核发生聚变时，其质量数守恒 B．两个轻核结合成质量较大的核，总质量比聚变前的大 C．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 D．核聚变比核裂变更为安全、清洁，它是目前利用核能的主要方式 【答案】AC 【详解】A．核反应都遵循质量数守恒和电荷数守恒。故A正确； B．两个轻核结合成质量较大的核，结合时放出能量，出现质量亏损，则总质量比聚变前的小。故B错误； C．两个轻核结合成质量较大的核，放出能量，总的结合能增加，则核子的比结合能增加。故C正确； D．与裂变相比，轻核聚变辐射极少，废物容易处理，更为安全、清洁。但是目前聚变还不能进行控制，目前利用核能的主要方式是裂变。故D错误。故选AC。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$