4．核裂变与核聚变（分层作业）物理人教版选择性必修第三册

4．核裂变与核聚变 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、核裂变力 1 二、反应堆与核电站 3 三、核聚变 5 【拓思维·重难突破】 7 【链高考·精准破局】 9 1、 核裂变 1．(多选)铀核裂变的产物是多样的，其中的一种裂变反应是U＋n→Xe＋Sr＋2n。关于铀核裂变，下列说法正确的是(　　) A．上述方程也可以写成U→Xe＋Sr＋n B．铀块的大小，是链式反应能否进行的重要因素 C．原子弹、核电站都是可控核裂变反应的应用 D.Xe、Sr的比结合能都比U的比结合能大 2．(多选)当一个重核裂变时，它所产生的两个核(　　) A．含有的质子数比裂变前重核的质子数少 B．含有的中子数比裂变前重核的中子数少 C．核裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量 D．可能是多种形式的两个核的组合 3．关于重核的裂变，以下说法正确的是(　　) A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应 C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少 D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 4．关于原子核、核反应，下列说法正确的是（　　） A．为衰变，放出的射线有很强的穿透性 B．氪不稳定，衰变成为锆需经过2次衰变 C．会放出能量，是目前核电站的主要核反应 D．已知中子、质子和氘核的质量分别为、和，则氘核的比结合能为 5．下列4个核反应方程中，为核反应中产生的粒子，下列说法正确的是（　　） ① ② ③ ④ A．核反应①和④为核裂变反应 B．X粒子和Y粒子均带负电 C．核反应④中，的比结合能小于的比结合能 D．核反应③中，有中子转化成了质子和电子 二、反应堆与核电站 6．下列关于核电站的说法中正确的有（　　） A．核电站直接将核能转换为电能 B．反应堆中减速剂是控制核反应速度的 C．核反应的快慢是由控制棒来控制的 D．目前我国核电站所用的核燃料为浓缩铀 7．核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它的主要组成部分是（　　） A．原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统 B．原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统 C．原子燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统 D．原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统 8.如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。下列关于核反应堆工作中的说法正确的是（　　） A．正常运行的反应堆，水泥防护层外能检测到大量粒子 B．中子速度越快越容易发生链式反应 C．通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度 D．铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关 三、核聚变 9．2025年10月1日，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部——杜瓦底座在安徽合肥成功落位安装，标志着项目主体工程建设步入新阶段，预计在2030年前后实现核聚变发电示范。核聚变燃料主要是氢的同位素，氘和氚在高温高压下聚变生成氦核，并释放巨大能量。下列说法正确的是（　　） A．该聚变反应方程式为： B．氘原子和氚原子互为同位素，它们的化学性质不同 C．氘原子核内有1个中子，氚原子核内有1个中子 D．聚变生成的氦核核内有2个核子 10．月球上有大量的氦3，因此获取氦3是开发月球的重要目标之一。已知一个氘核和一个氦3聚变的生成物是氦4和一个未知粒子，H的质量为m1，He的质量为m2，He的质量为m3，未知粒子的质量为m4，则（　　） A．未知粒子是质子 B．该核反应属于原子核的人工转变 C．反应物和生成物的质量关系是m1＋m2＝m3＋m4 D．氦4的结合能一定小于氦3的结合能 11．月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦－3，2020年12月1日，我国嫦娥五号探测器成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地面供科学研究。核聚变反应方程为或。下列说法正确的是（　　） A．X是中子 B．Y是正电子 C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 D．比的原子核更稳定 12．太阳内部核反应产生的可随太阳风送达月球表面，使月壤中储量丰富。太阳内部核反应可表示为：①；②，则（　　） A．X是质子 B．X是中子 C．①是β衰变 D．②是核聚变 13．科学家发现在月球上含有丰富的，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应方程式为。关于聚变下列表述正确的是（　　） A．聚变反应遵守能量守恒定律，不对外释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核 C．聚变反应没有质量亏损 D．目前大部分核电站都采用聚变反应来发电 14．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个氦核同时放出两个正电子的过程。质子的质量为1.0078u，α粒子的质量为4.0026u，正电子的质量为0.0005u，1u相当于931.5MeV的能量。每次核聚变反应过程中释放的能量约为取（　　） A．2.57MeV B．25.7MeV C．257MeV D．2570MeV 15.（2025·浙江精诚联盟·二模）具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。关于高温气冷堆核电站说法正确的是（　　） A．利用核聚变发电，所以需要高温 B．通过改变温度控制核反应速度 C．利用核裂变时发生“质量亏损”而提供能量 D．核反应堆中镉棒插入是提高核反应速度 16．“氦燃烧”是恒星内部发生的一种热核反应，反应过程中会释放大量能量，其核反应方程为，已知是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的（　　） A．核反应的过程中质量数守恒，可知 B．的衰变速度会随着温度的升高而加快 C．经过两个半衰期，剩下的粒子占开始时的 D．“氦燃烧”的核反应是聚变反应，反应过程中没有质量亏损 17．下列关于核反应方程及其表述均正确的是（    ） A．为重核裂变反应 B．为重核裂变反应 C．为轻核聚变反应 D．为原子核的人工转变 18.（多选）（2025·吉林长春·模拟预测）2025年5月1日，“下一代人造太阳”BEST装置在安徽合肥启动总装，为实现可控核聚变的实际运用又迈进一步，BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度（约1亿摄氏度）。下列说法正确的是（　　） A．若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 B．需要将燃料加热到极高温度说明聚变反应吸收能量而不是放出能量 C．高温的目的是使原子核具有足够大的动能，能够克服库仑斥力进而发生核聚变 D．高温的目的是促使燃料发生链式反应 19.（25-26高三上·四川绵阳·开学考试）“双亿度”！2025年3月28日消息，我国新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，可控核聚变技术取得重大进展，走向应用核心环节。核聚变反应是和聚变生成释放能量，下列说法正确的是（　　） A．中子数为3 B．该聚变的核反应方程是 C．的质量小于组成它的核子的质量之和 D．的比结合能大于的比结合能 20．（2025·福建福州·模拟预测）2025年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”，并且发电成本接近煤电水平，仅为0.18元/度。这一知识涉及高中物理课本中的“核聚变”，属于《原子物理》相关知识。下列关于原子物理相关知识说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．在反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 C．核反应属于α衰变 D．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 21.（2025·湖北·高考真题） PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如：）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。的衰变方程为，其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是（   ） A． X为 B．该反应为核聚变反应 C．1克经110分钟剩下0.5克 D．该反应产生的在磁场中会发生偏转 22．（2024·全国甲卷·高考真题）氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用表示，式中x、y的值分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 23．（2024·浙江·高考真题）已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，相当于。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程式为 B．氘核的比结合能比氦核的大 C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变 D．氘完全参与聚变释放出能量的数量级为 24.（2023·天津·高考真题）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： 25.（2023·湖南·高考真题）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（    ） A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为 C．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D．核聚变反应过程中没有质量亏损 26.（2021·浙江·1月选考）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（　　）    A．聚变又叫热核反应 B．太阳就是一个巨大的热核反应堆 C．高温能使原子核克服核力而聚变 D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4．核裂变与核聚变 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、核裂变力 1 二、反应堆与核电站 3 三、核聚变 5 【拓思维·重难突破】 7 【链高考·精准破局】 9 1、 核裂变 1．(多选)铀核裂变的产物是多样的，其中的一种裂变反应是U＋n→Xe＋Sr＋2n。关于铀核裂变，下列说法正确的是(　　) A．上述方程也可以写成U→Xe＋Sr＋n B．铀块的大小，是链式反应能否进行的重要因素 C．原子弹、核电站都是可控核裂变反应的应用 D.Xe、Sr的比结合能都比U的比结合能大 【答案】BD 【详解】方程中“→”左侧的中子是反应物，右侧的中子是生成物，铀核在中子轰击下发生裂变，裂变后会生成新的中子，因此核反应方程两侧的中子不能消去，A错误；铀块的体积要大于或等于临界体积，链式反应才能进行，故B正确；原子弹是不可控核裂变反应的应用，核电站是可控核裂变反应的应用，C错误；U是重核，裂变产生的Xe、Sr是两个中等大小的原子核，同时释放出核能，即Xe、Sr比U更稳定，则Xe、Sr的比结合能均比U的比结合能大，故D正确。 2．(多选)当一个重核裂变时，它所产生的两个核(　　) A．含有的质子数比裂变前重核的质子数少 B．含有的中子数比裂变前重核的中子数少 C．核裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量 D．可能是多种形式的两个核的组合 【答案】BD 【详解】由于在核裂变反应中吸收一个中子而释放出几个中子，故两个新核的质子数没有发生变化，而中子数减少，A错误，B正确；反应前后质量发生了亏损而释放出能量，并不等于俘获中子时得到的能量，在核裂变反应中，产物并不是唯一的，故C错误，D正确。 3．关于重核的裂变，以下说法正确的是(　　) A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应 C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少 D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 【答案】D 【详解】根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量，链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于或等于其临界体积，在裂变反应中核子数是不会减少的，故选D。 4．关于原子核、核反应，下列说法正确的是（　　） A．为衰变，放出的射线有很强的穿透性 B．氪不稳定，衰变成为锆需经过2次衰变 C．会放出能量，是目前核电站的主要核反应 D．已知中子、质子和氘核的质量分别为、和，则氘核的比结合能为 【答案】C 【详解】A．该反应是轻核聚变而非衰变。且射线穿透性弱，故A错误； B．衰变使原子序数，质量数不变。由变为，原子序数增加4，需4次衰变，而非2次，故B错误； C．该反应为的裂变，是核电站主要反应，故C正确； D．氘核结合能应为，比结合能应为，故D错误。 故选C。 5．下列4个核反应方程中，为核反应中产生的粒子，下列说法正确的是（　　） ① ② ③ ④ A．核反应①和④为核裂变反应 B．X粒子和Y粒子均带负电 C．核反应④中，的比结合能小于的比结合能 D．核反应③中，有中子转化成了质子和电子 【答案】D 【详解】A．①是α衰变（放出氦核），属于自发衰变，不是核裂变；④是典型的核裂变反应，A错误； B． 中，X的核电荷数为0（左右电荷守恒），故X为中子（不带电）；是β衰变，Y为电子（带负电）， B错误； C．核裂变释放能量，生成物越稳定比结合能越大，则的比结合能大于，C错误； D．核反应③中，是β衰变，β衰变本质是中子转化为质子和电子，D正确。 故选D。 二、反应堆与核电站 6．下列关于核电站的说法中正确的有（　　） A．核电站直接将核能转换为电能 B．反应堆中减速剂是控制核反应速度的 C．核反应的快慢是由控制棒来控制的 D．目前我国核电站所用的核燃料为浓缩铀 【答案】CD 【详解】A．核电站通过核反应堆将核能转换为内能，再利用内能使水变成水蒸气，利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电，故A错误； B．反应堆中减速剂的作用是使快中子变为慢中子，利于反应的进行，故B错误； C．核反应堆中插入镉棒，镉棒吸收中子减缓反应速度，插入越深，反应越慢，故C正确； D．目前我国核电站所用的核燃料为浓缩铀，故D正确。故选CD。 7．核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它的主要组成部分是（　　） A．原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统 B．原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统 C．原子燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统 D．原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统 【答案】A 【详解】核反应堆的主要部分包括：①燃料，即浓缩铀235；②慢化剂，采用石墨、重水或普通水；③控制棒，控制链式反应的速度；④冷却系统，水或液态钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆的热量传输出去用于发电。故选A。 8.如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。下列关于核反应堆工作中的说法正确的是（　　） A．正常运行的反应堆，水泥防护层外能检测到大量粒子 B．中子速度越快越容易发生链式反应 C．通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度 D．铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关 【答案】C 【详解】A．正常运行的反应堆主要的辐射有辐射和中子辐射，所以水泥防护层外不可能检测到大量粒子，故A错误； B．中子速度越快越不容易使链式反应发生，故B错误； C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，通过改变镉棒的插入深度，从而改变中子的数量来控制反应速度，故C正确； D．核裂变释放的能量与反应前后质量亏损有关，铀核裂变时会因产物种类不同导致质量亏损不同，释放能量不同，故D错误。故选C。 三、核聚变 9．2025年10月1日，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部——杜瓦底座在安徽合肥成功落位安装，标志着项目主体工程建设步入新阶段，预计在2030年前后实现核聚变发电示范。核聚变燃料主要是氢的同位素，氘和氚在高温高压下聚变生成氦核，并释放巨大能量。下列说法正确的是（　　） A．该聚变反应方程式为： B．氘原子和氚原子互为同位素，它们的化学性质不同 C．氘原子核内有1个中子，氚原子核内有1个中子 D．聚变生成的氦核核内有2个核子 【答案】A 【详解】A．反应式左边质量数2+3=5，电荷数1+1=2；右边质量数4+1=5，电荷数2+0=2，均守恒，故A正确； B．同位素化学性质相同，故B错误； C．氘中子数=2-1=1，氚中子数=3-1=2，故C错误； D．氦核质量数4，核子数为4，故D错误。 故选A。 10．月球上有大量的氦3，因此获取氦3是开发月球的重要目标之一。已知一个氘核和一个氦3聚变的生成物是氦4和一个未知粒子，H的质量为m1，He的质量为m2，He的质量为m3，未知粒子的质量为m4，则（　　） A．未知粒子是质子 B．该核反应属于原子核的人工转变 C．反应物和生成物的质量关系是m1＋m2＝m3＋m4 D．氦4的结合能一定小于氦3的结合能 【答案】A 【详解】A．根据电荷数和质量数守恒， 反应前：氘核电荷数1，质量数2；氦3电荷数2，质量数3；反应后：氦4电荷数2，质量数4； 所以未知粒子电荷数为 ，质量数为 ，电荷数1、质量数1的粒子为质子，故A正确； B．该反应是轻核聚变生成更重核的过程，属于核聚变，而非人工转变，故B错误； C． 核反应中因质量亏损，总质量减少，即 ，故C错误； D．比结合能是衡量原子核稳定性的重要指标，比结合能越大，原子核越稳定。氦4的比结合能大于氦3，因此氦4是更稳定的原子核，其总结合能也更大，故D错误。 故选A。 11．月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦－3，2020年12月1日，我国嫦娥五号探测器成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地面供科学研究。核聚变反应方程为或。下列说法正确的是（　　） A．X是中子 B．Y是正电子 C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 D．比的原子核更稳定 【答案】AC 【详解】AC．根据质量数守恒和电荷数守恒可得：的质量数为 电荷数为，为中子，的质量数为 电荷数为，为质子，故A正确，故B错误； C．核聚变反应过程中，由于质量亏损所以会释放出核能，故C正确； D．质量数越接近中等核的原子核比结合能越大，所以比的比结合能大，也更稳定，故D错误。 故选AC。 12．太阳内部核反应产生的可随太阳风送达月球表面，使月壤中储量丰富。太阳内部核反应可表示为：①；②，则（　　） A．X是质子 B．X是中子 C．①是β衰变 D．②是核聚变 【答案】D 【详解】ABC．根据核反应前后质量数、电荷数守恒可知，X的电荷数为1，质量数为0，故既不是质子，也不是中子，该反应没有放出β粒子，不是β衰变，故ABC错误； D．反应②为核聚变反应，故D正确。故选D。 13．科学家发现在月球上含有丰富的，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应方程式为。关于聚变下列表述正确的是（　　） A．聚变反应遵守能量守恒定律，不对外释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核 C．聚变反应没有质量亏损 D．目前大部分核电站都采用聚变反应来发电 【答案】B 【详解】A．轻核聚变释放出巨大的结合能，原子核出现明显的质量亏损，根据爱因斯坦的质能关系式可知，这块巨大的能量是亏损的这块质量转化而来，所以核聚变反应前后质量不守恒，因为质量转化的这部分能量不再以质量的形式存在了，故A错误； B．核聚变是指由质量轻的原子（主要是指氢的同位素氘和氚）在超高温条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的较重的原子核（氦），并释放出巨大的能量，故B正确； C．轻核聚变释放出巨大的结合能，原子核出现明显的质量亏损，因为质量转化的这部分能量不再以质量的形式存在了，故C错误； D．由于核聚变的链式反应难以控制，目前的技术无法解决这一问题，核聚变核电站处于实验阶段，目前大部分核电站还是通过核裂变发电，故D错误。 故选B。 14．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个氦核同时放出两个正电子的过程。质子的质量为1.0078u，α粒子的质量为4.0026u，正电子的质量为0.0005u，1u相当于931.5MeV的能量。每次核聚变反应过程中释放的能量约为取（　　） A．2.57MeV B．25.7MeV C．257MeV D．2570MeV 【答案】B 【详解】核聚变反应方程为 核聚变反应过程中的质量亏损为 由质能方程可知释放的能量为。故选B。 15.（2025·浙江精诚联盟·二模）具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。关于高温气冷堆核电站说法正确的是（　　） A．利用核聚变发电，所以需要高温 B．通过改变温度控制核反应速度 C．利用核裂变时发生“质量亏损”而提供能量 D．核反应堆中镉棒插入是提高核反应速度 【答案】C 【详解】A．高温气冷堆核电站是将气体作为冷却剂，能够大大提高核电站的安全性。但是目前高温气冷堆核电站采用的是核裂变进行发电，A错误； B．可控核裂变指的是通过隔棒吸收中子，调节参与反应的中子数目以控制反应速度，B错误； C．可控核裂变是利用重核裂变的原理，重核裂变在放出能量的过程中存在质量亏损，C正确； D．核反应堆中镉棒插入吸收中子，降低核反应速度，D错误。 故选C。 16．“氦燃烧”是恒星内部发生的一种热核反应，反应过程中会释放大量能量，其核反应方程为，已知是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的（　　） A．核反应的过程中质量数守恒，可知 B．的衰变速度会随着温度的升高而加快 C．经过两个半衰期，剩下的粒子占开始时的 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】A 【详解】A．根据核反应的过程中质量数守恒，可知，A正确； B．原子核的衰变是由原子核内部自身的因素决定的，跟外界因素无关，B错误； C．经过两个半衰期，剩下的粒子占开始时的，C错误； D．“氦燃烧”的核反应是聚变反应，聚变过程会释放大量的能量，根据爱因斯坦的质能方程可知，有能量释放，就一定有质量亏损，D错误。故选A。 17．下列关于核反应方程及其表述均正确的是（    ） A．为重核裂变反应 B．为重核裂变反应 C．为轻核聚变反应 D．为原子核的人工转变 【答案】C 【详解】A．重核裂变反应方程为 A错误； B．为衰变，B错误； C．为轻核聚变反应，C正确； D．原子核的人工转变方程为，D错误。 故选C。 18.（多选）（2025·吉林长春·模拟预测）2025年5月1日，“下一代人造太阳”BEST装置在安徽合肥启动总装，为实现可控核聚变的实际运用又迈进一步，BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度（约1亿摄氏度）。下列说法正确的是（　　） A．若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 B．需要将燃料加热到极高温度说明聚变反应吸收能量而不是放出能量 C．高温的目的是使原子核具有足够大的动能，能够克服库仑斥力进而发生核聚变 D．高温的目的是促使燃料发生链式反应 【答案】AC 【详解】A．核聚变反应中，和，生成物为和中子，根据质量数和电荷数守恒，反应方程成立，A正确； B．核聚变反应释放能量，加热到极高温度是为了让原子核获得足够动能克服库仑斥力，并非聚变反应吸收能量，B错误； C．高温使原子核有足够大的动能，能克服原子核间的库仑斥力，从而发生核聚变，C正确； D．链式反应是核裂变的特点，核聚变是轻核聚合成重核，不是链式反应，D错误。 故选AC。 19.（25-26高三上·四川绵阳·开学考试）“双亿度”！2025年3月28日消息，我国新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，可控核聚变技术取得重大进展，走向应用核心环节。核聚变反应是和聚变生成释放能量，下列说法正确的是（　　） A．中子数为3 B．该聚变的核反应方程是 C．的质量小于组成它的核子的质量之和 D．的比结合能大于的比结合能 【答案】C 【详解】A．的中子数=质量数−质子数=3−1=2，故A错误。 B．核反应方程需满足质量数和电荷数守恒。左边质量数2+3=5，电荷数1+1=2；右边质量数4+1=5，电荷数2+1=3，电荷数不守恒。正确方程应为，故B错误。 C．核子结合成原子核时发生质量亏损，原子核质量小于单独核子质量之和，故C正确。 D．聚变生成更稳定的原子核（），其比结合能更大。的比结合能小于，故D错误。 故选C。 20．（2025·福建福州·模拟预测）2025年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”，并且发电成本接近煤电水平，仅为0.18元/度。这一知识涉及高中物理课本中的“核聚变”，属于《原子物理》相关知识。下列关于原子物理相关知识说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．在反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 C．核反应属于α衰变 D．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 【答案】B 【详解】A．铀−235吸收中子后裂变为钡和氪，属于核裂变而非核聚变，故A错误； B．核裂变产物的比结合能大于初始重核的比结合能，钡核比铀核更稳定，故B正确； C．该反应是α粒子轰击氮核的人工核反应，并非自发的α衰变，故C错误； D．目前核电站均基于核裂变技术，核聚变尚未商用，故D错误。 故选B。 21.（2025·湖北·高考真题） PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如：）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。的衰变方程为，其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是（   ） A． X为 B．该反应为核聚变反应 C．1克经110分钟剩下0.5克 D．该反应产生的在磁场中会发生偏转 【答案】C 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知，该物质为，故A错误； B．核聚变是轻核结合成重核的过程（如氢弹原理）。本题中的衰变是单个原子核自发转变为另一种原子核，属于放射性衰变（具体为衰变），而非核聚变，故B错误； C．1g该物质经过110min即一个衰变周期，则有一半发生衰变，该物质质量变为0.5g，故C正确； D．不带电，在磁场中不偏转，故D错误。 故选C。 22．（2024·全国甲卷·高考真题）氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用表示，式中x、y的值分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】根据反应前后质量数和电荷数守恒可得 解得， ，故选C。 23．（2024·浙江·高考真题）已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，相当于。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程式为 B．氘核的比结合能比氦核的大 C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变 D．氘完全参与聚变释放出能量的数量级为 【答案】D 【详解】A．核反应方程式为，故A错误； B．氘核的比结合能比氦核的小，故B错误； C．氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到以内，故C错误； D．一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损 聚变反应释放的能量是 氘完全参与聚变释放出能量 数量级为，故D正确。故选D。 24.（2023·天津·高考真题）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： 【答案】A 【详解】A．因为高温时才能使得粒子的热运动剧烈，才有可能克服他们自身相互间的排斥力，使得它们间的距离缩短，才能发生聚变，故A正确； B．核聚变中电荷是守恒的，故B错误； C．因为太阳一直在发生核聚变，需要放出大量能量，根据质能方程可知是要消耗一定的质量的，故C错误； D．核聚变的方程为 题中为核裂变方程，故D错误。 故选A。 25.（2023·湖南·高考真题）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（    ） A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为 C．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D．核聚变反应过程中没有质量亏损 【答案】A 【详解】A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确； B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为 B错误； C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误； D．核聚变反应过程中放出大量能量 26.（2021·浙江·1月选考）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（　　）    A．聚变又叫热核反应 B．太阳就是一个巨大的热核反应堆 C．高温能使原子核克服核力而聚变 D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多 【答案】ABD 【详解】A．聚变又叫热核反应，选项A正确； B．太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项B正确；    C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10-15m以内，核力才能起作用，那么热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即高温能使轻核克服库仑斥力而聚变，但不是能使所有的原子核克服库仑斥力而聚变，选项C错误； D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，选项D正确； 故选ABD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $