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物理选择性必修三5.4 核裂变与核聚变同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了7000万摄氏度高温下1056秒长脉冲高参数等离子体运行，打破了自己保持的世界纪录，标志着我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。托卡马克内部发生的主要核反应的方程可能是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；核裂变与核聚变；原子核的人工转变
【解析】【解答】属于α衰变反应，所以A错误；
属于人工合成核反应，所以B错误；
是卢瑟夫发现质子的核反应方程，所以C错误；
属于核聚变反应方程，故D错误；
故选D。
【分析】本题主要考查核反应方程的分类，按规律进行分析比较，如一个原子核变成两个原子核属于衰变方程。
2．我国正计划建造核动力航母，核动力航母的动力来自于核裂变释放的能量，有一种核裂变的方程为→X++ 10，则关于X，下列说法正确的是（　　）
A．核子数为78 B．核子数为54
C．中子数比质子数多24个 D．中子数比质子数多26个
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】AB．根据质量数守恒，可知X的核子数为
AB不符合题意；
CD．根据电荷数守恒可知X的质子数为
则中子数为
则中子数比质子数多24个，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据质量数守恒，可知X的核子数，质子数，中子数比质子数多24个。
3．2021年10月，安徵合肥科研机构自主研发的“人造太阳”打破新的记录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行。火造太阳内的核反应是轻核聚变，下列核反应属于轻核聚变的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】A是α衰变方程；B是原子核的人工转变方程；C是轻核聚变方程；D是β衰变方程。
故答案为：C。
【分析】分清各种衰变方程和人工核反应以及聚变裂变方程。
4．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列方程中，正确的核聚变反应方程是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【知识点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】核聚变反应是两轻核反应变成中等质量的核。
A． ，是轻核聚变，A符合题意；
B． ，此核反应反应物只有一个原子核且生成物由氦核，属于 衰变，B不符合题意；
C． ，此反应反应物和生成物都有中子，构成链式反应，且生产物至少有两个中等质量的核，故属于重核裂变，C不符合题意；
D． ，此反应是用 粒子轰击生成了同位素磷，是人工核转变，发现同位素磷和正电子的方程，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】聚变反应：轻核聚变，某些轻核结合成质量较大的和反应过程.
裂变反应：重核裂变，重核俘获一个中子后裂变成两个或多个中等质量核的反应过程，重核裂变的同时会放出几个中子.
α衰变发生后，原子核的质量数会减少4个单位，其原子序数也会减少了2个单位。
人工转变是用人工方法，即用一种粒子轰击原子核，使原子核转变为另一种原子核的过程. 一般无法自发发生的。
5．“快中子增殖反应堆”是一种利用快中子进行核裂变链式反应的反应堆，简称“快堆”。中国实验快堆工程（CEFR）已经成功并网发电，这标志着国家“863”计划重大项目目标的全面实现。中国实验快堆采用钚（）作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（）；钚-239裂变释放出的快中子，被再生区内的铀-238吸收，铀-238转变为成铀-239，铀-239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚-239，从而实现核燃料的“增殖”。关于中国实验快堆，下列说法正确的是（　　）
A．铀-239转变为钚-239，经过了3次衰变
B．铀-239发生衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子
C．铀-239发生衰变过程中，电荷数守恒，质量也守恒
D．钚（）裂变生成为两个中等质量的核，钚核的比结合能大于生成的两个核的比结合能
【答案】B
【知识点】核裂变与核聚变；质量亏损与质能方程
【解析】【解答】A．铀-239转变为钚-239，质量数不变，质子数增大2，则经历了2次衰变，A不符合题意；
B．铀-239发生的衰变为衰变，实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子，B符合题意；
C．铀-239发生衰变过程中，电荷数守恒，质量数守恒，质量不守恒，C不符合题意；
D．核反应过程中，生成物的比反应物稳定，则钚（）裂变生成为两个中等质量的核，钚核的比结合能小于生成的两个核的比结合能，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】钚-239经历一次衰变，电荷数增加1，质量数保持不变。衰变，原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子。比结合能越大，粒子越稳定，生成物的比反应物稳定， 钚核的比结合能小于生成的两个核的比结合能 。
6．小物通过微信公众号“胜哥课程”知道了核反应方程的书写。下列属于聚变的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【知识点】原子核的人工转变；α、β、γ射线及特点；核裂变；核聚变
【解析】【解答】A、核聚变的定义：两个轻核结合成质量较大的核的反应。该核反应是放射性元素发生β衰变，不是核聚变，故A错误；B、该核反应是轻核结合成较重的原子核，属于核聚变，故B正确；
C、该核反应是高能粒子轰击原子核使之转变为另一种原子核，属于原子核的人工转变，不是核聚变，故C错误；
D、该核反应是重核分裂成两个质量较小的原子核，属于核裂变，不是核聚变，故D错误；
故选：B。
【分析】根据轻核聚变的原理分析。
7．锂元素是一种具有独特性质和广泛应用前景的金属元素。随着科技进步和新能源产业的快速发展，应用非常广泛，对核反应方程，该核反应放出热量，则（　　）
A．X为 B．X为
C．核反应前后结合能变小 D．核反应前后结合能不变
【答案】A
【知识点】原子核的人工转变；结合能与比结合能
【解析】【解答】核反应方程遵循质量数守恒（反应前后总质量数相等 ）和电荷数守恒（反应前后总电荷数相等 ）。
已知反应方程：
左边总质量数 = 12+1=13
右边已知质量数 = 7+4=11，剩余2X 总质量数 = 13-11=2，故单个X 质量数 = 2÷2=1 。
左边总电荷数 = 6+1=7
右边已知电荷数 = 3+2=5，剩余2X 总电荷数 = 7-5=2，故单个X 电荷数 = 2÷2=1 。
因此，X的质量数为1、电荷数为1，对应粒子是（氢核 ）。
A、由上述守恒计算，X 质量数1、电荷数1，符合 ，A正确；
B、 质量数为0，但X 质量数需为1，B错误
C、释放能量说明反应后原子核更稳定，结合能增大，C错误；
D、反应释放能量，结合能不可能不变，D错误；
故答案为：A。
【分析】本题围绕核反应方程，结合质量数守恒、电荷数守恒（判断未知粒子X ），以及结合能与核反应能量变化的关系（释放能量时，结合能变化 ）展开分析，通过守恒定律推导粒子种类，依据能量变化判断结合能变化。
A．通过质量数、电荷数守恒，推导X。
B．由质量守恒和电荷守恒，得到X粒子的质量数和电荷数均为1，则X为，选项A正确，B错误。
C．核反应释放能量，反应后结合能变大，而非变小 。
D．结合能随核反应能量变化而改变，释放能量时结合能增大 。
8．锂元素作为新能源汽车电池的关键材料，其来源可追溯至宇宙射线中的高能粒子与星际物质原子核发生的核反应，其中一种核反应方程为，式中的X是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】本题考查核反应方程的书写规则，会根据题意进行准确分析解答。由核反应前后电荷数守恒可得X的电荷数为
由核反应前后质量数守恒可得X的质量数为
所以X是。
故选C。
【分析】根据质量数和电荷数守恒计算X的质量数和电荷数，再判断粒子种类。
9．氘核 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式 表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，1 MeV= 1.6×10–13J，则M约为（　　）
A．40 kg B．100 kg C．400 kg D．1 000 kg
【答案】C
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】氘核 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式
则平均每个氘核聚变释放的能量为
1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，可以放出的总能量为
由 可得，要释放的相同的热量，需要燃烧标准煤燃烧的质量
故答案为：C
【分析】结合题目给出和核反应方程求解1kg海水中含有的氘核释放的能量，根据煤炭的热值求解煤炭的质量即可。
10．原子弹是利用重核裂变的链式反应制成的，在极短的时间内能够释放大量的核能，发生猛烈爆炸。1964年10月16日中国自行制造的第一颗原子弹爆炸成功，有力地打破了西方国家的核垄断和核讹诈，提高了中国的国际地位。下列核反应方程式中属于原子弹爆炸的核反应方程式的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【知识点】α、β、γ射线及特点；核裂变；核聚变
【解析】【解答】A.该核反应是衰变，故A错误；
B.该核反应方程是重核裂变，故B正确；
C.该核反应是一般的核转变，故C错误；
D.该核反应方程是氢核聚变，故D错误。
故答案为：B。
【分析】本题需明确原子弹的核反应类型是重核裂变（链式反应），通过判断各选项的核反应类型来确定正确选项。
11．核反应方程中，则是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】核裂变
【解析】【解答】核反应遵循质量数和电荷数守恒，设X的质量数为A，电荷数为Z；
根据核电荷数守恒92+Z＝56+36+3×0
解得Z＝0
根据质量数守恒235+A＝144+89+3×1
解得A＝1
因此元素X是，故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
【分析】核反应遵循质量数和电荷数守恒，据此求解作答。
12． 图为核电站的反应堆示意图，下列说法正确的是（　　）
A．水泥防护层主要起保温作用
B．镉棒的作用是使快中子变成慢中子
C．反应堆放出的热量可直接全部转化为电能
D．核反应堆中的核废料需要装入特定的容器深埋地下
【答案】D
【知识点】核裂变；反应堆与核电站
【解析】【解答】A、水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，故A错误；
B、镉棒的作用是可以吸收中子，以控制链式反应的速度，故B错误；
C、反应堆放出的热量不可以直接全部转化为电能，故C错误；
D、核反应堆中的核废料需要装入特定的容器深埋地下，故D正确。
故答案为：D。
【分析】水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，镉棒的作用是可以吸收中子，以控制链式反应的速度。核反应堆中的核废料需要装入特定的容器深埋地下。
13．黄旭华是中国核潜艇研究设计专家、核潜艇之父，2019年获国家最高科学技术奖，核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，如图，反应堆的核反应方程式为：，下列说法正确的是（　　）
A．Kr有36个质子，89个中子
B．比的平均结合能小
C．核反应前、后原子核的总质量保持不变
D．镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢
【答案】D
【知识点】核裂变
【解析】【解答】本题主要考查了核反应方程的知识点，解题关键在于在核反应方程中，质量不守恒，但是质量数和电荷数是守恒的。A．Kr有36个质子，中子个数为，A错误；
B．中等质量核的平均结合能比重核大，所以比的平均结合能大，B错误；
C．重核裂变要放出能量，核反应前、后原子核的总质量减少，C错误；
D．镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢，D正确。
故选D。
【分析】由裂变过程中的质量数和电荷数守恒进行分析，同时由链式反应的过程进行分析。
14．聚变能是人类永久解决能源问题的重要途径。地球上并不存在天然氚，氚的供应成为实现受控氘氚聚变反应所必须解决的重要挑战之一、为此，利用高能中子与的氚增殖反应可以实现氚的循环利用，过程如图示。下列相关的核反应方程中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】核聚变
【解析】【解答】解答本题的关键是知道反应过程中电荷数、质量数守恒。A．该核反应方程不满足电荷数守恒，故A错误；
B．该核反应方程不满足电荷数守恒，故B错误；
C．该核反应方程满足质量数和电荷数守恒，故C正确；
D．该核反应方程不满足质量数守恒，故D错误。
故选C。
【分析】根据核反应过程中电荷数、质量数守恒，对各选项逐项分析即可。
15．2025年开年之际，我国大科学装置建设在不断推进，在安徽合肥科学岛，国际唯一的超导托卡马克大科学装置集群，正在加快推动核聚变能源的开发和应用。下列核反应方程属于核聚变的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【知识点】原子核的人工转变；核裂变；核聚变
【解析】【解答】本题主要是考查几种核反应，掌握几种核反应方程的特点即可顺利解答。AB为人工核转变，D为核裂变，C属于轻核聚变。
故选C。
【分析】由两个较轻的核生成一个较重的核的过程属于聚变，根据聚变的特点进行分析。
16．核电池是利用放射性同位素衰变释放能量发电的装置，并应用在“嫦娥四号”的着陆器和月球车上。某种核电池原料为钚的氧化物，核反应方程为。则为(　　)
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】核裂变
【解析】【解答】 核反应方程不同于化学反应方程，书写的时候一律用箭头代替等号，也不需要注明反应条件。所有的核反应都遵循质量数守恒和电荷数守恒。
设X为，根据质量数守恒和核电荷数守恒可知
解得
，
故X为。
故答案为：D。
【分析】根据核反应方程的书写原则，电荷数和质量数守恒进行分析解答。
17．我国可控核聚变技术研发已进入快车道，预计再过30年可以实现商用。下列相关描述正确的是（　　）
A．目前核电站使用的都是核聚变技术
B．核反应是核聚变
C．太阳是一个巨大的核聚变反应堆
D．原子弹是利用核聚变原理制成的
【答案】C
【知识点】核裂变；反应堆与核电站；核聚变
【解析】【解答】A.目前核电站使用的都是核裂变技术，A不符合题意；
B.核反应是重核裂变，B不符合题意；
CD.恒星、氢弹、太阳都是利用核聚变释放能量，而原子弹利用的核裂变，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】理解核聚变和核裂变的区别，了解相关应用。
18．关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际的是（　　）
A．图甲中验电器指针带正电
B．图乙中电磁波在真空中的传播速度比可见光小
C．图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D．图丁中肥皂泡呈现彩色的原因是光的衍射
【答案】A
【知识点】光的干涉；电磁波的周期、频率与波速；光的衍射；光电效应；反应堆与核电站
【解析】【解答】A.图甲中用紫外光灯照射锌板，发生光电效应，锌板失去电子而带正电，锌板与验电器相连，所以图甲中验电器带正电，故A 正确；
B.图乙中电磁波和可见光在真空中的传播速度相同，都是光速C，故 B 错误；
C.图丙中镉棒的作用是吸收中子，通过控制镉棒在反应堆中的长短，来控制链式反应中的中子数数目，从而控制链式反应速度，故 C错误：
D.图丁中肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象（薄膜干涉），故 D 错误。
故选：A。
【分析】图甲中，锌板发生光电效应会有电子逸出，锌板会应为失去电子带正电，与锌板连接的验电器带正电；
图乙中，电磁波在真空中的传播速度与可见光相同，均为光速；
图丙中，中子数越多，链式反应越快，镉棒的作用是吸收中子，通过控制镉棒插入反应堆的长度来控制吸收中子数目，从而控制控制链式反应速度；
图丁中肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，是光的干涉现象。
19．通过对嫦娥五号月壤颗粒中的氦原子进行探测研究，科学家们发现，有大量氦-3气泡被捕获并保存在月壤中钛铁矿颗粒表面的玻璃层。氦-3是优良的核反应原料，它与氘的核反应方程为：，下列说法正确的是（　　）
A．是中子
B．该核反应过程是核裂变过程
C．该核反应过程中核子的总质量增加
D．比的比结合能小
【答案】D
【知识点】质量亏损与质能方程；结合能与比结合能；核聚变
【解析】【解答】 A．由质量数守恒（2+3=4+1）与电荷数守恒（1+1=2+0）可知，Y的质量数为1、电荷数为1，因此Y是质子（），故A错误；
B．该反应是轻核（氘和氚）聚合成较重核（氦）的过程，属于核聚变反应，故B错误；
C．核聚变会释放大量能量，根据爱因斯坦质能方程，反应过程中存在质量亏损，故C错误；
D．由于反应释放能量，生成核（）的比结合能比反应核（）更大，即比更稳定，因此的比结合能小于，故D正确。
故选D。
【分析】1、核反应需满足质量数和电荷数守恒；
2、轻核聚变释放能量，伴随质量亏损；
3、比结合能越大，原子核越稳定，聚变后生成核的比结合能显著提升。
4、易混淆点：质量数守恒不等于质量守恒（实际质量减少，亏损部分转化为能量）；比结合能是原子核稳定性的指标，而非结合能绝对值。
20．2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。为氘与氚的核反应方程，下列说法正确的是（　　）
A．X是 B．与的核反应质量要增加
C．与的核反应要吸收能量 D．的结合能大于的结合能
【答案】A
【知识点】结合能与比结合能；核聚变
【解析】【解答】A．氘核（）：质子数1，中子数1。氚核（）：质子数1，中子数2。反应生成氦核（24 He）和中子（01 n），并释放大量能量，X是，故A正确；
B．核聚变反应中，反应后生成物的总质量小于反应前反应物的总质量（质量亏损），亏损的质量转化为能量释放（），故B错误；
C．与的核反应要放出能量，故C错误；
D．比结合能（结合能/核子数）越大，核越稳定。 的比结合能 ≈ 1.11 MeV。的比结合能 ≈ 2.83 MeV。因此， 的总结合能（约 8.49 MeV）大于 的总结合能（约 2.22 MeV），故D错误。
故选A。
【分析】1、 氘氚聚变生成氦和中子，释放能量 。
2、 氘氚聚变是典型的放能反应（释放能量），而非吸能反应 。
3、 比结合能（结合能/核子数）越大，核越稳定。
21．2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为，已知该反应过程中质量亏损为，则（　　）
A．为电子
B．该反应为衰变
C．该反应放出能量
D．的平均结合能大于的平均结合能
【答案】B
【知识点】质量亏损与质能方程；结合能与比结合能；核聚变
【解析】【解答】A．根据电荷数和质量数守恒，X的质子数为0，质量数为1，可知X为中子，故A错误；
B． 可控核聚变反应，与衰变完全不同。衰变是放射性衰变的一种，而这是人工核聚变。故B错误；
C． 题目明确给出"质量亏损为Δm"，根据爱因斯坦质能方程E=mc2，质量亏损意味着有能量释放， 该反应放出能量，故C错误；
D．核聚变的生成物比反应物更稳定，所以比更稳定，即的平均结合能大于的平均结合能，故D正确。
故选D。
【分析】1、核反应的守恒规律：电荷数守恒：反应前后质子总数不变。质量数守恒：反应前后核子（质子+中子）总数不变。根据题目，未知粒子X的电荷数为0，质量数为1，因此X是中子（n）。
2、核聚变的特点：轻原子核（如氘、氚）结合成较重的原子核，并释放能量。
3、能量释放与质能关系：核反应前后若存在质量亏损（反应后总质量减少），根据质能方程E=mc2，反应会释放能量。聚变反应通常伴随能量释放。
4、比结合能与核稳定性：比结合能=核子结合能/核子数，反映原子核的稳定程度。比结合能越大，核越稳定。
22．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
【知识点】核聚变
【解析】【解答】核反应方程不同于化学反应方程，书写的时候一律用箭头代替等号，也不需要注明反应条件。所有的核反应都遵循质量数守恒和电荷数守恒。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。
【分析】根据质量数以及电荷数守恒判断，反应没有放出β粒子，不是β衰变，反应②为轻核聚变。
23．下列核反应属于衰变的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】原子核的人工转变；α、β、γ射线及特点；核聚变
【解析】【解答】该题考查α衰变的本质与常见的核反应方程，比较简单，在平时学习中要掌握衰变，裂变，聚变和几种粒子发现的方程式。A．根据核聚变的定义可知属于轻核聚变，A错误；
B．属于人工转变，B错误；
C．属于衰变，C正确；
D．属于衰变，D错误。
故选C。
【分析】α衰变是指原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，根据这一特点即可判断．
24．科技的发展，核能的利用越来越应泛。1964年10月16日我国的第一颗原子弹在新疆罗布泊试验成功下列方程式中属于原子弹爆炸的核反应方程式（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【知识点】原子核的人工转变；α、β、γ射线及特点；核裂变；核聚变
【解析】【解答】本题考查了重核的裂变、核反应方程式的书写等知识点，本题是基础题。原子弹的爆炸为重核裂变，A为原子弹爆炸的核反应方程式， B为衰变，C为轻核聚变， D为发现中子的人工核转变方程。
故选A。
【分析】原子弹爆炸实际上是利用铀核裂变时释放出很大能量，根据质量数守恒与核电荷数守恒可以写出核反应方程式。
二、多项选择题
25．一个原子核俘获一个电子，可生成一个新原子核X并放出中微子（质量和电荷量均不计），其核反应方程为。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．原子核X是 B．核反应前后总质子数不变
C．核反应前后总中子数不变 D．核反应前后总质量数不变
【答案】A,D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A．根据核反应质量数守恒、电荷数守恒有，解得，可知原子核X的质量数为7，电荷数为3，即原子核X是，故A正确；
BC．由核反应方程可知核反应前后总质子数减少了1，中子数增加了1，故BC错误；
D．核反应前后质量数守恒，所以总质量数不变，故D正确。
故答案为：AD。
【分析】根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒，推导新原子核的参数，再分析质子数、中子数、质量数的变化。
三、非选择题
26．海水中富含氘，氘核可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式表示，已知海水中含有的氘核约为个。
（1）反应式中X是什么粒子并确定n的数值；
（2）若海水中的氘核全发生聚变反应，测其释放的能量为多少。
【答案】（1）解：根据电荷数守恒可知，X的电荷数为0，可确定为中子，再根据质量数守恒可知
（2）解：根据题意可知，海水中发生上述反应的次数
一次反应释放能量，则m次释放的能量为
可得
【知识点】核裂变与核聚变；质量亏损与质能方程
【解析】【分析】（1） 根据电荷数守恒可知，X的电荷数为0，可确定为中子 。
（2） 根据题意可知海水中发生上述反应的次数，由一次反应释放能量得m次释放的能量。
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物理选择性必修三5.4 核裂变与核聚变同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了7000万摄氏度高温下1056秒长脉冲高参数等离子体运行，打破了自己保持的世界纪录，标志着我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。托卡马克内部发生的主要核反应的方程可能是（　　）
A． B．
C． D．
2．我国正计划建造核动力航母，核动力航母的动力来自于核裂变释放的能量，有一种核裂变的方程为→X++ 10，则关于X，下列说法正确的是（　　）
A．核子数为78 B．核子数为54
C．中子数比质子数多24个 D．中子数比质子数多26个
3．2021年10月，安徵合肥科研机构自主研发的“人造太阳”打破新的记录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行。火造太阳内的核反应是轻核聚变，下列核反应属于轻核聚变的是（　　）
A． B．
C． D．
4．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列方程中，正确的核聚变反应方程是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．“快中子增殖反应堆”是一种利用快中子进行核裂变链式反应的反应堆，简称“快堆”。中国实验快堆工程（CEFR）已经成功并网发电，这标志着国家“863”计划重大项目目标的全面实现。中国实验快堆采用钚（）作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（）；钚-239裂变释放出的快中子，被再生区内的铀-238吸收，铀-238转变为成铀-239，铀-239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚-239，从而实现核燃料的“增殖”。关于中国实验快堆，下列说法正确的是（　　）
A．铀-239转变为钚-239，经过了3次衰变
B．铀-239发生衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子
C．铀-239发生衰变过程中，电荷数守恒，质量也守恒
D．钚（）裂变生成为两个中等质量的核，钚核的比结合能大于生成的两个核的比结合能
6．小物通过微信公众号“胜哥课程”知道了核反应方程的书写。下列属于聚变的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．锂元素是一种具有独特性质和广泛应用前景的金属元素。随着科技进步和新能源产业的快速发展，应用非常广泛，对核反应方程，该核反应放出热量，则（　　）
A．X为 B．X为
C．核反应前后结合能变小 D．核反应前后结合能不变
8．锂元素作为新能源汽车电池的关键材料，其来源可追溯至宇宙射线中的高能粒子与星际物质原子核发生的核反应，其中一种核反应方程为，式中的X是（　　）
A． B． C． D．
9．氘核 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式 表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，1 MeV= 1.6×10–13J，则M约为（　　）
A．40 kg B．100 kg C．400 kg D．1 000 kg
10．原子弹是利用重核裂变的链式反应制成的，在极短的时间内能够释放大量的核能，发生猛烈爆炸。1964年10月16日中国自行制造的第一颗原子弹爆炸成功，有力地打破了西方国家的核垄断和核讹诈，提高了中国的国际地位。下列核反应方程式中属于原子弹爆炸的核反应方程式的是（　　）
A．
B．
C．
D．
11．核反应方程中，则是（　　）
A． B． C． D．
12． 图为核电站的反应堆示意图，下列说法正确的是（　　）
A．水泥防护层主要起保温作用
B．镉棒的作用是使快中子变成慢中子
C．反应堆放出的热量可直接全部转化为电能
D．核反应堆中的核废料需要装入特定的容器深埋地下
13．黄旭华是中国核潜艇研究设计专家、核潜艇之父，2019年获国家最高科学技术奖，核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，如图，反应堆的核反应方程式为：，下列说法正确的是（　　）
A．Kr有36个质子，89个中子
B．比的平均结合能小
C．核反应前、后原子核的总质量保持不变
D．镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢
14．聚变能是人类永久解决能源问题的重要途径。地球上并不存在天然氚，氚的供应成为实现受控氘氚聚变反应所必须解决的重要挑战之一、为此，利用高能中子与的氚增殖反应可以实现氚的循环利用，过程如图示。下列相关的核反应方程中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
15．2025年开年之际，我国大科学装置建设在不断推进，在安徽合肥科学岛，国际唯一的超导托卡马克大科学装置集群，正在加快推动核聚变能源的开发和应用。下列核反应方程属于核聚变的是（　　）
A．
B．
C．
D．
16．核电池是利用放射性同位素衰变释放能量发电的装置，并应用在“嫦娥四号”的着陆器和月球车上。某种核电池原料为钚的氧化物，核反应方程为。则为(　　)
A． B． C． D．
17．我国可控核聚变技术研发已进入快车道，预计再过30年可以实现商用。下列相关描述正确的是（　　）
A．目前核电站使用的都是核聚变技术
B．核反应是核聚变
C．太阳是一个巨大的核聚变反应堆
D．原子弹是利用核聚变原理制成的
18．关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际的是（　　）
A．图甲中验电器指针带正电
B．图乙中电磁波在真空中的传播速度比可见光小
C．图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度
D．图丁中肥皂泡呈现彩色的原因是光的衍射
19．通过对嫦娥五号月壤颗粒中的氦原子进行探测研究，科学家们发现，有大量氦-3气泡被捕获并保存在月壤中钛铁矿颗粒表面的玻璃层。氦-3是优良的核反应原料，它与氘的核反应方程为：，下列说法正确的是（　　）
A．是中子
B．该核反应过程是核裂变过程
C．该核反应过程中核子的总质量增加
D．比的比结合能小
20．2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。为氘与氚的核反应方程，下列说法正确的是（　　）
A．X是 B．与的核反应质量要增加
C．与的核反应要吸收能量 D．的结合能大于的结合能
21．2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为，已知该反应过程中质量亏损为，则（　　）
A．为电子
B．该反应为衰变
C．该反应放出能量
D．的平均结合能大于的平均结合能
22．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
23．下列核反应属于衰变的是（　　）
A． B．
C． D．
24．科技的发展，核能的利用越来越应泛。1964年10月16日我国的第一颗原子弹在新疆罗布泊试验成功下列方程式中属于原子弹爆炸的核反应方程式（　　）
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
25．一个原子核俘获一个电子，可生成一个新原子核X并放出中微子（质量和电荷量均不计），其核反应方程为。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．原子核X是 B．核反应前后总质子数不变
C．核反应前后总中子数不变 D．核反应前后总质量数不变
三、非选择题
26．海水中富含氘，氘核可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式表示，已知海水中含有的氘核约为个。
（1）反应式中X是什么粒子并确定n的数值；
（2）若海水中的氘核全发生聚变反应，测其释放的能量为多少。
答案
1．D
2．C
3．C
4．A
5．B
6．B
7．A
8．C
9．C
10．B
11．C
12．D
13．D
14．C
15．C
16．D
17．C
18．A
19．D
20．A
21．B
22．D
23．C
24．A
25．A,D
26．（1）解：根据电荷数守恒可知，X的电荷数为0，可确定为中子，再根据质量数守恒可知
（2）解：根据题意可知，海水中发生上述反应的次数
一次反应释放能量，则m次释放的能量为
可得
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