4. 核裂变与核聚变（培优考点练）物理人教版选择性必修第三册

4.核裂变与核聚变 目录 题型分组练 1 题型01 核裂变 1 题型02 核聚变 2 创新拓展练 3 新题速递 4 题型分组练 题型01 核裂变 1．（2026·山西部分学校·二模）关于近代物理知识，下列说法中正确的是（　　） A．一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁最多能产生2种频率的光子 B．铀核裂变的一种核反应方程为 C．原子核的结合能越大，原子核越稳定 D．光电效应现象说明光具有波动性 2．（2026·四川广安·二模）核反应堆是核电站的心脏，人们目前能够控制的核反应为核裂变。下列属于核裂变的是（　　） A． B． C． D． 3．（2026·福建·适应性练习）漳州核电站是全球最大的“华龙一号”核电基地。核电站的能量来源于原子核的裂变，其中一个典型的核反应方程为，则X为（　　） A． B． C． D． 4．中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 5．（2026·河南T8名校·仿真考试）一种典型的核聚变方程式为，一种典型的核裂变方程式为，下列说法正确的是（　　） A．Y为 B．X为质子 C．核聚变为放热反应，核裂变为吸热反应 D．比Y稳定 题型02 核聚变 6．（2026·长沙长郡中学·二模）2026年，“中国聚变工程实验堆（CFETR）”取得重大突破，首次实现稳态运行。在某核反应中，反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X为 B．核反应中的质量亏损可表示为 C．核聚变需要极高的温度，是为了克服原子核间的万有引力 D．半衰期为12.46年，现有10个氚原子核，经过12.46年后剩下5个氚原子核 7．BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度，为实现可控核聚变的实际应用又迈进一步。下列说法正确的是（　　） A．燃料会发生链式反应 B．聚变反应吸收能量而不是释放能量 C．若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 D．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，从而发生核裂变 8．氘核与氚核聚变反应方程。下列说法正确的是（　　） A．X为质子 B．射线是电子流 C．氦核比结合能更小 D．可用于制造氢弹 9．2021年5月28日，有中国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（）创亿度百秒世界新纪录，相关的核反应方程为，其中X表示的是（    ） A．质子 B．电子 C．中子 D．粒子 10．（2026·海南·模拟预测）自然界中几乎没有天然的钚，人们利用核反应堆中产生的中子轰击铀，生成物衰变后成为钚，核反应方程为。已知钚的半衰期为2.41万年，则（　　） A．X是 B．该反应为核聚变反应 C．温度升高时钚的半衰期将小于2.41万年 D．1g钚经过4.82万年有发生了衰变 创新拓展练 11．2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”，技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x，已知、、和x的质量分别为、、和，1u相当于，阿伏伽德罗常数为，元电荷，下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程为，其中为质子 B．该核反应过程中释放的能量约为 C．氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为 D．要使该核聚变发生，必须使氘核和氚核的距离达到以内，让核力起作用 12．（2026·辽宁县级重点高中协作体·二模）核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程，被视为未来清洁能源的终极解决方案。关于核聚变原理与应用，下列说法正确的是（　　） A．是核聚变反应方程 B．核聚变需要极高的温度，所以核聚变反应又称为热核反应 C．核聚变使用作为主要燃料，反应后产生放射性废料 D．可控核聚变已实现商业化应用，辽宁红沿河核电站采用核聚变技术发电 13．（2026·宁波中学·二模）下列说法正确的是（    ） A．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 B．普通水不能作为核裂变时的慢化剂使用 C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 D．只要光的振动方向不与透振方向平行就无法通过偏振片 14．（2026·浙江·选考）下列说法正确的是（   ） A．变化的电场会产生磁场 B．汽车经过凹形路面最低点时处于超重状态 C．相对论时空观认为运动物体的长度与速度无关 D．秦山核电站通过提取海水中的氘和氚进行核反应获取能量 15．（25-26高三上·天津和平·期末）某极地考察站选用同位素衰变电池作为极夜应急电源，核电池将核反应过程中产生的核能转化为电能输出使用，其核心优点包括长效稳定、环境适应性强、能量密度高等，其衰变方程为：。关于该核反应，下列说法正确的是（　　） A．该核反应也称裂变反应 B．X是由两个质子和两个中子结合成的粒子 C．反应物的结合能总和小于生成物的结合能总和 D．极地的低温会导致的半衰期变短 新题速递 16．“国际热核聚变反应堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最为深远的国际科研合作项目之一，ITER装置俗称“人造太阳”。该装置中发生的核聚变反应方程为。该反应的原料可以从水中提取，1L水中含有的，地球上有138.6亿立方米的水；该反应的原料可以用锂制取，地球上锂的储量有2000亿吨．已知的质量为、的质量为、的质量为、的质量为1.0087u，1u的质量相当于931.5MeV的能量，1L汽油完全燃烧释放的热量为，以下计算结果均取三位有效数字。 (1)核聚变反应方程中释放的核能为多少？ (2)1L水中的与足够的发生核反应，释放出的能量为多少？（的摩尔质量为，阿伏加德罗常数取） (3)1L水中的与足够的发生核反应放出的能量相当于多少升的汽油完全燃烧释放的热量。 17．（25-26高三上·江苏盐城七校联盟·月考）2025年1月，中国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体稳态运行，向着核聚变商业应用迈出坚实一步。一个氘核（）和一个氚核（）聚变成氦核（）和另一粒子，已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，另一粒子质量为。真空中光速为c。则： (1)写出聚变时核反应方程； (2)求发生聚变时释放的核能。 18．原子弹和核反应堆都利用了原子核裂变产生的能量，后者能用来发电为人类造福。用一个中子轰击，可发生裂变反应生成和，并释放出几个中子，已知每个中子的质量，的质量，的质量的质量，质量亏损相当于释放的能量，真空中光速。 (1)请写出上述裂变中的核反应方程； (2)求一个在裂变反应中释放的核能的表达式（用表示）； (3)若某原子弹装料为的，其中大约有发生裂变，真实的裂变情况有很多种，假设发生的都是上述裂变反应，已知阿伏伽德罗常数，铀235的摩尔质量为，求这颗原子弹释放的能量约为多少？（结果保留2位有效数字） 19．（24-25高二下·昆明长水教育集团·质量检测）我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，3月28日，位于四川成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现了原子核和电子温度均突破1亿摄氏度。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量m=1.0087u的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量m氘=2.0141u，氚核质量m氚=3.0161u，氦核质量m氦=4.0026u，根据爱因斯坦的质能方程可知1u的质量相当于931.5MeV的能量。取阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量为。 (1)写出该核聚变反应的核反应方程式； (2)求m0=4g的氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能。（计算结果保留2位有效数字） 20．我国自主研发的“华龙一号”核电站采用铀235作为核燃料，其核反应堆工作时通过核裂变释放能量发电。已知一个铀235核（）裂变时可能产生多种产物，其中一种典型的反应是生成氙核（）和锶核（），并放出若干个中子。已知铀235核的质量为235.0439u，氙核的质量为135.9072u，锶核的质量为89.9077u，中子的质量为1.0087u，1u相当于931.5MeV的能量， (1)写出铀235核裂变的核反应方程式，并计算一个铀235核裂变释放的能量（结果保留2位有效数字）。 (2)若核电站发电功率为，效率为40%，且所有铀235均按上述方式裂变，求每年（365天）消耗的铀235的质量（结果保留2位有效数字）。 (3)裂变产生的中子需减速至0.025eV才能被吸收。若裂变产生的中子初动能为2MeV，每次与静止碳核（）发生弹性碰撞后动能减为原来的64%，求需碰撞多少次才能被吸收？（已知，） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.核裂变与核聚变 目录 题型分组练 1 题型01 核裂变 1 题型02 核聚变 3 创新拓展练 6 新题速递 9 题型分组练 题型01 核裂变 1．（2026·山西部分学校·二模）关于近代物理知识，下列说法中正确的是（　　） A．一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁最多能产生2种频率的光子 B．铀核裂变的一种核反应方程为 C．原子核的结合能越大，原子核越稳定 D．光电效应现象说明光具有波动性 【答案】A 【详解】A．一个处于能级的氢原子向基态跃迁，要产生最多频率光子时，跃迁路径为，共产生2种频率的光子，故A正确； B．核反应需满足质量数守恒，左侧质量数总和为，右侧质量数总和为，质量数不守恒，故B错误； C．原子核的比结合能（平均结合能）越大，原子核越稳定，总结合能大的原子核比结合能不一定大，稳定性不一定高，故C错误； D．光电效应现象说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象才能说明光具有波动性，故D错误。 故选A。 2．（2026·四川广安·二模）核反应堆是核电站的心脏，人们目前能够控制的核反应为核裂变。下列属于核裂变的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．该反应为自发释放电子生成，由于原子核自发释放电子，故核反应属于β衰变，而不是核裂变，故A不符合题意； B．该反应为（重核）俘获中子后分裂为、两个中等质量核，同时释放3个中子，核反应属于核裂变，故B符合题意； C．该反应为氘核和氚核两个轻核结合为氦核，核反应属于核聚变，故C不符合题意； D．该反应为原子核俘获电子生成，核反应属于电子俘获(一种放射性衰变)，不属于核裂变，故D不符合题意。 故选B。 3．（2026·福建·适应性练习）漳州核电站是全球最大的“华龙一号”核电基地。核电站的能量来源于原子核的裂变，其中一个典型的核反应方程为，则X为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，据此计算X的电荷数和质量数： 反应前总质量数为，反应后和的质量数之和为，因此2个X的总质量数为，单个X的质量数为； 反应前总电荷数为，反应后和的电荷数之和为，因此2个X的总电荷数为，单个X的电荷数为0。 则X为（中子）。 故选A。 4．中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 【答案】D 【详解】A．核聚变反应是两质量很小的轻核结合成质量较大的核，核反应不属于核聚变反应，A项错误； B．核衰变遵循“统计规律”，对于一个核而言，何时发生衰变完全是随机的，B项错误； C．半衰期与外界状态无关，所以与压强无关，C错误； D．钍基熔盐堆本质上依然属于核裂变反应堆，其依然是利用核裂变来获取核能的，即利用中子轰击引起的链式反应来获取核能，D项正确。 故选 D。 5．（2026·河南T8名校·仿真考试）一种典型的核聚变方程式为，一种典型的核裂变方程式为，下列说法正确的是（　　） A．Y为 B．X为质子 C．核聚变为放热反应，核裂变为吸热反应 D．比Y稳定 【答案】A 【详解】AB．先通过聚变反应确定粒子X：左边总电荷数，总质量数；右边电荷数2、质量数3，因此X电荷数为，质量数为，即X是中子（）。 代入裂变反应：左边总电荷数，总质量数；右边Y的电荷数为，质量数为，即Y为，故A正确，B错误。 C．核聚变和核裂变都存在质量亏损，均释放核能，属于放热反应，故C错误。 D．比结合能越大原子核越稳定，中等质量核的比结合能最大。Y（质量数89）比（质量数144）更接近中等质量，比结合能更大，因此Y更稳定，故D错误。 故选A。 题型02 核聚变 6．（2026·长沙长郡中学·二模）2026年，“中国聚变工程实验堆（CFETR）”取得重大突破，首次实现稳态运行。在某核反应中，反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X为 B．核反应中的质量亏损可表示为 C．核聚变需要极高的温度，是为了克服原子核间的万有引力 D．半衰期为12.46年，现有10个氚原子核，经过12.46年后剩下5个氚原子核 【答案】B 【详解】A．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒可知，故X为中子，故A错误； B．核反应释放的核能等于反应后总结合能减去反应前总结合能，即 由质能方程可得 解得质量亏损，故B正确； C．核聚变需要极高温度，是为了克服原子核间的库仑斥力，原子核间万有引力极小可忽略，故C错误； D．半衰期是对大量原子核的统计规律，对少量原子核不适用，10个氚核经过一个半衰期后剩余数量不确定，故D错误。 故选B。 7．BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度，为实现可控核聚变的实际应用又迈进一步。下列说法正确的是（　　） A．燃料会发生链式反应 B．聚变反应吸收能量而不是释放能量 C．若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 D．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，从而发生核裂变 【答案】C 【详解】A．链式反应是核裂变的特征，核聚变是轻核聚合成较重核的过程，不会发生链式反应，故A错误； B．核聚变反应存在质量亏损，根据质能方程可知聚变反应释放能量，高温是反应发生的条件，并非反应吸收能量，故B错误； C．核反应满足质量数和电荷数守恒，左边总质量数为5，总电荷数为2，右边氦核质量数为4、电荷数为2，中子质量数为1、电荷数为0，总质量数5，总电荷数为2，守恒关系成立，反应方程正确，故C正确； D．高温的目的是使原子核具有足够动能克服库仑斥力发生核聚变，不是核裂变，故D错误。 故选C。 8．氘核与氚核聚变反应方程。下列说法正确的是（　　） A．X为质子 B．射线是电子流 C．氦核比结合能更小 D．可用于制造氢弹 【答案】D 【详解】A．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，反应前总质量数为，总电荷数为；反应后质量数为4、电荷数为2，因此X质量数为，电荷数为，X是中子而非质子，故A错误。 B．射线是高频光子流，电子流是射线，故B错误。 C．该核聚变反应释放能量，生成的氦核更稳定；原子核的比结合能越大，原子核越稳定，因此氦核的比结合能更大，故C错误。 D．氘核与氚核的聚变反应是氢弹的工作原理，可用于制造氢弹，故D正确。 故选D。 9．2021年5月28日，有中国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（）创亿度百秒世界新纪录，相关的核反应方程为，其中X表示的是（    ） A．质子 B．电子 C．中子 D．粒子 【答案】C 【详解】核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒，设粒子X的质量数为A，电荷数为Z：由质量数守恒得 解得 由电荷数守恒得 解得 则X为质量数1，电荷数为0的粒子，故其为中子。 故选C。 10．（2026·海南·模拟预测）自然界中几乎没有天然的钚，人们利用核反应堆中产生的中子轰击铀，生成物衰变后成为钚，核反应方程为。已知钚的半衰期为2.41万年，则（　　） A．X是 B．该反应为核聚变反应 C．温度升高时钚的半衰期将小于2.41万年 D．1g钚经过4.82万年有发生了衰变 【答案】D 【详解】A．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知X的质量数为0，电荷数为，则X是，故A错误； B．核聚变是轻核结合成质量较大的核的反应，该反应是中子轰击重核的人工核转变，不属于核聚变，故B错误； C．半衰期由原子核内部自身性质决定，与温度、压强等外界条件无关，温度升高钚的半衰期仍为2.41万年，故C错误； D．4.82万年为2个半衰期，则1 g钚经过4.82万年剩余未衰变的质量为 可知有发生了衰变，故D正确。 故选D。 创新拓展练 11．2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”，技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x，已知、、和x的质量分别为、、和，1u相当于，阿伏伽德罗常数为，元电荷，下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程为，其中为质子 B．该核反应过程中释放的能量约为 C．氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为 D．要使该核聚变发生，必须使氘核和氚核的距离达到以内，让核力起作用 【答案】BD 【详解】A．根据核反应过程质量数和电荷数守恒可知，核反应方程式为，则为中子，故A错误； B．一个氘核与一个氚核聚变反应的质量亏损为 故该聚变反应释放的能量是，故B正确； C．氘完全参与该核反应时释放出能量 即数量级为，故C错误； D．氘核与氚核发生核聚变时，需要克服原子核间的库仑斥力，间距要达到，让核力起作用，故D正确。 故选BD。 12．（2026·辽宁县级重点高中协作体·二模）核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程，被视为未来清洁能源的终极解决方案。关于核聚变原理与应用，下列说法正确的是（　　） A．是核聚变反应方程 B．核聚变需要极高的温度，所以核聚变反应又称为热核反应 C．核聚变使用作为主要燃料，反应后产生放射性废料 D．可控核聚变已实现商业化应用，辽宁红沿河核电站采用核聚变技术发电 【答案】AB 【详解】A．核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程，常用到氢的同位素，可知，是核聚变反应方程，故A 正确； B．核聚变需要极高的温度，高温下原子核的热运动加剧，核子更容易克服库仑斥力并发生碰撞，从而触发核聚变反应，所以核聚变反应又称为热核反应，故B 正确； C．核聚变使用氢的同位素作为主要燃料，反应后不会产生放射性废料，故C 错误； D．可控核聚变还没有实现商业化应用，辽宁红沿河核电站采用核裂变技术发电，故D错误。 故选AB。 13．（2026·宁波中学·二模）下列说法正确的是（    ） A．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 B．普通水不能作为核裂变时的慢化剂使用 C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 D．只要光的振动方向不与透振方向平行就无法通过偏振片 【答案】AC 【详解】A．霍尔元件利用霍尔效应工作，当通入恒定电流时，产生的霍尔电压与磁感应强度成正比，能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故A正确； B．普通水（轻水）可以作为核裂变反应堆的慢化剂，目前广泛使用的轻水堆就是以普通水作为慢化剂，故B错误； C．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，这是热力学第二定律的核心结论，故C正确； D．只有光的振动方向与透振方向垂直时，才无法通过偏振片；若只是不平行（未垂直），光振动可以分解出平行于透振方向的分量，仍能部分通过偏振片，故D错误。 故选AC。 14．（2026·浙江·选考）下列说法正确的是（   ） A．变化的电场会产生磁场 B．汽车经过凹形路面最低点时处于超重状态 C．相对论时空观认为运动物体的长度与速度无关 D．秦山核电站通过提取海水中的氘和氚进行核反应获取能量 【答案】AB 【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的电场会产生磁场，故A正确； B．汽车经过凹形路面最低点时，根据牛顿第二定律可得 可得 可知此时汽车处于超重状态，故B正确； C．相对论时空观认为运动物体的长度与速度有关，物体的长度会随着物体的速度不同而改变，故C错误； D．通过提取海水中的氘和氚进行核反应属于轻核聚变，而秦山核电站利用重核裂变获取能量，故D错误。 故选AB。 15．（25-26高三上·天津和平·期末）某极地考察站选用同位素衰变电池作为极夜应急电源，核电池将核反应过程中产生的核能转化为电能输出使用，其核心优点包括长效稳定、环境适应性强、能量密度高等，其衰变方程为：。关于该核反应，下列说法正确的是（　　） A．该核反应也称裂变反应 B．X是由两个质子和两个中子结合成的粒子 C．反应物的结合能总和小于生成物的结合能总和 D．极地的低温会导致的半衰期变短 【答案】BC 【详解】A．该核反应属于衰变，不是裂变（裂变是重核分裂成中等质量核，通常有中子释放），故A错误； B．根据反应前后电荷数和质量数守恒，可知X的质量数、电荷数分别为、，可知X为，它由两个质子和两个中子结合而成，故B正确； C．衰变会释放能量，生成物总结合能比反应物结合能大（因为衰变后更稳定），所以生成物结合能总和大于反应物结合能总和，故C正确； D．半衰期与温度、压强等外部条件无关，只由原子核内部结构决定，所以极地低温不会影响半衰期，故D错误。 故选BC。 新题速递 16．“国际热核聚变反应堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最为深远的国际科研合作项目之一，ITER装置俗称“人造太阳”。该装置中发生的核聚变反应方程为。该反应的原料可以从水中提取，1L水中含有的，地球上有138.6亿立方米的水；该反应的原料可以用锂制取，地球上锂的储量有2000亿吨．已知的质量为、的质量为、的质量为、的质量为1.0087u，1u的质量相当于931.5MeV的能量，1L汽油完全燃烧释放的热量为，以下计算结果均取三位有效数字。 (1)核聚变反应方程中释放的核能为多少？ (2)1L水中的与足够的发生核反应，释放出的能量为多少？（的摩尔质量为，阿伏加德罗常数取） (3)1L水中的与足够的发生核反应放出的能量相当于多少升的汽油完全燃烧释放的热量。 【答案】(1) (2) (3)685L 【详解】（1）核聚变的过程中亏损的质量为 代入数据可得 释放的能量 （2）1L水中的的物质的量 1L水中的的原子个数（个） 1L水中的与足够的发生核反应，释放出的能量。 （3）1L汽油完全燃烧释放的热量为，则产生热量需燃烧的汽油体积 17．（25-26高三上·江苏盐城七校联盟·月考）2025年1月，中国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体稳态运行，向着核聚变商业应用迈出坚实一步。一个氘核（）和一个氚核（）聚变成氦核（）和另一粒子，已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，另一粒子质量为。真空中光速为c。则： (1)写出聚变时核反应方程； (2)求发生聚变时释放的核能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据电荷数守恒和质量数守恒可知，“另一粒子”的电荷数为0，质量数为1，是中子（），故聚变时核反应方程为 （2）发生聚变时的质量亏损为 根据爱因斯坦质能方程可知，释放的核能 求得 18．原子弹和核反应堆都利用了原子核裂变产生的能量，后者能用来发电为人类造福。用一个中子轰击，可发生裂变反应生成和，并释放出几个中子，已知每个中子的质量，的质量，的质量的质量，质量亏损相当于释放的能量，真空中光速。 (1)请写出上述裂变中的核反应方程； (2)求一个在裂变反应中释放的核能的表达式（用表示）； (3)若某原子弹装料为的，其中大约有发生裂变，真实的裂变情况有很多种，假设发生的都是上述裂变反应，已知阿伏伽德罗常数，铀235的摩尔质量为，求这颗原子弹释放的能量约为多少？（结果保留2位有效数字） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为 （2）反应前后质量亏损为 根据爱因斯坦质能方程 联立得 （3）一个在裂变反应中的质量亏损 根据爱因斯坦质能方程，可以求出一个在裂变反应中释放的能量为 这颗原子弹中发生裂变的铀235的质量约为 铀235的摩尔质量M约为，所以有 代入数据解得 19．（24-25高二下·昆明长水教育集团·质量检测）我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，3月28日，位于四川成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现了原子核和电子温度均突破1亿摄氏度。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量m=1.0087u的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量m氘=2.0141u，氚核质量m氚=3.0161u，氦核质量m氦=4.0026u，根据爱因斯坦的质能方程可知1u的质量相当于931.5MeV的能量。取阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量为。 (1)写出该核聚变反应的核反应方程式； (2)求m0=4g的氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）该核反应方程式为 （2）该核反应中的质量亏损 一次核聚变反应中释放的核能 4g氘核含有氘核的数目为 4g氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能 代入数据解得 20．我国自主研发的“华龙一号”核电站采用铀235作为核燃料，其核反应堆工作时通过核裂变释放能量发电。已知一个铀235核（）裂变时可能产生多种产物，其中一种典型的反应是生成氙核（）和锶核（），并放出若干个中子。已知铀235核的质量为235.0439u，氙核的质量为135.9072u，锶核的质量为89.9077u，中子的质量为1.0087u，1u相当于931.5MeV的能量， (1)写出铀235核裂变的核反应方程式，并计算一个铀235核裂变释放的能量（结果保留2位有效数字）。 (2)若核电站发电功率为，效率为40%，且所有铀235均按上述方式裂变，求每年（365天）消耗的铀235的质量（结果保留2位有效数字）。 (3)裂变产生的中子需减速至0.025eV才能被吸收。若裂变产生的中子初动能为2MeV，每次与静止碳核（）发生弹性碰撞后动能减为原来的64%，求需碰撞多少次才能被吸收？（已知，） 【答案】(1)， (2) (3)41 【详解】（1）铀235核裂变的核反应方程式为 质量亏损为 一个铀235核裂变释放的能量为 （2）核电站每年输出的能量为 需要的总核能为 一个铀235核裂变释放的能量为 需要的铀235核数为个 每年消耗的铀235的质量为 （3）每次碰撞后中子动能比例为 设需要碰撞次，则有 可得 其中， 联立解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 4.核裂变与核聚变 1 2 3 4 5 6 9 10 A B A D A B C D C D 11 12 13 14 15 BD AB AC AB BC 16.(1)2.80×10-12J (2)2.52×10J (3)685L 17.(1)H+H→He+0n (2)△E=[(m,+m)-(m,+m4)]c2 18.(1)5U+0n→Ba+%Kr+3n (2)m2-m,-m4-2m1)c2 (3)3.7×1026MeV 19.(1)H+H→He+。n (2)2.1×1025MeV(或3.4×102J) 20.(1)23U+0n→56Xe+8Sr+10n,1.4×102MeV (2)1.4×103kg (3)41 1/1