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【备战2022】高考物理选择题专项练习集：轻核的聚变 可控热核反应(成都专栏)
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这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：轻核的聚变 可控热核反应(成都专栏)，共8页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共25小题；共100分）
1. 太阳辐射能量主要来自太阳内部的
A. 化学反应B. 放射性衰变C. 裂变反应D. 热核反应
2. 太阳辐射的能量来源于
A. 太阳的运动B. 太阳黑子爆发C. 氢气的燃烧D. 内部核反应
3. 2020 年 12 月 4 日，我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 M 装置正式建成，为本世纪中叶实现聚变能应用的目标打下了坚实的基础。“人造太阳”利用聚变反应放出巨大能量，并且实现聚变反应的持续可控。下列核反应方程中，属于核聚变的是
A. 90234Th→91234Pa+−10eB. 12H+13H→24He+01n
C. 92235U+01n→56144Ba+3689kr+301nD. 92238U→90234Th+24He
4. 下列关于原子核聚变的说法不正确的是
A. 任何两个原子核都可以发生聚变
B. 原子核必须在超高温下才能发生聚变
C. 大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量
D. 目前人类还不能有效控制原子核聚变
5. 太阳不断地向外辐射能量，仍保持 1 千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈地
A. 衰变反应B. 人工核反应C. 裂变反应D. 热核反应
6. 太阳不断地向外辐射能量，仍保持 1 千万开尔文以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着激烈的
A. 衰变反应B. 人工核反应C. 裂变反应D. 热核反应
7. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的
A. 化学反应B. 放射性衰变C. 裂变反应D. 热核反应
8. 科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为 X+Y→He24+13H+4.9 MeV 和 12H+H13→He24+X+17.6 MeV，下列表述正确的是
A. X 是质子B. Y 的质子数是 3，中子数是 6
C. 氘和氚的核反应是核聚变反应D. 两个核反应都没有质量亏损
9. 下列核反应中，属于核裂变反应的是
A. B.
C. D.
10. 下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 。
A. γ 射线是高速运动的电子流
B. 氢原子辐射光子后，其 绕核运动的电子动能增大
C. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D. 83210Bi 的半衰期是 5 天，100 克 83210Bi 经过 10 天后还剩下 50 克
11. 我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采用的核反应方程是
A. H13+H12→He24+n01B. U92235+n01→Ba56141+Kr3692+3n01
C. Pu94238→Am95238+e−10D. Al1327+He24→P1530+n01
12. 对于有关中子的研究，下面说法正确的是
A. 中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
B. 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应
C. 卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 核反应方程 \（\ce{{}_{84}^{210}{P}_{0}\lngrightarrw{}}^{y}_{82}{\ce X}+\ce{{}_{2}^{4}He}\） 中的 y=206，X 中核子个数为 124
13. 现在的工业生产中，为保证产品质量，经常使用 β 射线测量仪测量产品的规格，下列核反应方程中属于 β 衰变的是
A. H13+H12→He24+n01B. C614→N714+e0−1
C. N714+He24→O817+H11D. U92238→Th90234+He24
14. 有下列 4 个核反应方程，核反应类型依次属于
① Na1124→Mg1224+e−10
② U92235+n01→Ba36141+Kr3692+301n
③ F919+He24→Ne1022+H11
④ He23+H12→He24+H11
A. 衰变、裂变、人工转变、聚变B. 裂变、裂变、聚变、聚变
C. 衰变、衰变、聚变、聚变D. 衰变、人工转变、人工转变、聚变
15. 以下说法正确的是
A. 光电效应显示了光的粒子性
B. 轻核聚变后核子的总质量大于聚变前核子的总质量
C. 汤姆孙研究阴极射线，提出原子具有核式结构
D. α 粒子散射实验证明了中子是原子核的组成部分
16. 下列关于核反应及衰变的表述正确的有
A. β 衰变中产生的 β 射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
B. X+N714→O817+H11 中，X 表示 He23
C. H12+H13→He24+n01 是轻核聚变
D. 一群氢原子从 n=3 的能级向低级级跃迁时只能辐射出两种不同频率的光子
17. 科学家发现在月球上含有丰富的 He24（氦 3）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的方程式为 He23+He23→ 211H+ 24He。关于 He23 聚变反应，下列表述正确的是
A. 聚变反应不会释放能量
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. 目前核电站都采用 He23 聚变反应发电
18. 原子核聚变可给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可发生，放出能量，这几种反应的总效果可表示为 612H→k 24He+d 11H+2n01+43.15 MeV ，由平衡条件可知
A. k=1 ， d=4 B. k=2 ， d=2 C. k=1 ， d=6 D. k=2 ， d=3
19. 据央视报道，中科院等离子体物理研究所经过八年的艰苦努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功，这种装置被称为“人造太阳”（如图），它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是
A. N714+He24→O817+H11 B. H12+H13→He24+n01
C. U92238→Th90234+He24 D. U92235+n01→Ba56141+Kr3692+3n01
20. 贝可勒尔在 120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于核聚变的是
A. 12H+13H→24He+01nB.
C. 614C→714N+−10eD. 92235U+01n→53131I+39103Y+201n
21. 科学家发现在月球上含有丰富的 He23（氦 3），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的方程式为 He23+He23→2H11+He24，关于 He23 聚变下列表述正确的是
A. 聚变反应不会释放能量
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. 目前核电站都采用 He23 聚变反应发电
22. 与新能源相关的核反应是 ，关于这个核反应的下列说法中正确的是
A. 聚变反应 吸收核能B. 聚变反应 释放核能
C. 裂变反应 释放核能D. 裂变反应 吸收核能
23. 氘和氚发生聚变反应的方程式是 H12+H13→ 24He+ 01N+17.6 MeV。若有 2g 氘和 3g 氚全部发生聚变，NA 为阿伏加德罗常数，则释放出的能量是
A. NA×17.6 MeV B. 5NA×17·6 MeV
C. 2NA×17·6 MeV D. 3NA×17·6 MeV
24. 关于核聚变反应，下列说法正确的是
A. 两个轻核的聚变反应一定比一个重核的裂变反应放出的能量多
B. 相同质量的核燃料，发生聚变反应一定比裂变反应释放的能量多
C. 聚变反应的条件是聚变物质的体积要大于临界体积
D. 发生聚变反应时，原子核必须有足够大的动能
25. 太阳能源于其内部的聚变反应，太阳质量也随之不断减少。设每次聚变反应可看作 4 个氢核结合成 1 个氦核，太阳每秒钟辐射的能量约为 4.0×1026 J。下列说法正确的是
A. 该聚变反应在常温下也容易发生
B. 太阳每秒钟减少的质量约 4.4×109 kg
C. 该聚变的核反应方程是 4H11→He24+2e−10
D. 目前核电站采用的核燃料主要是氢核
二、双项选择题（共3小题；共12分）
26. 我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳” 2018 年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到 1 亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是
A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁
B. 任何两个原子核都可以发生聚变
C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加
D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
27. 以下为两个核反应式：（1）H12+H13→He24+X；（2）U92235+X→Xe54140+Sr3894+2Y，已知氘核的质量为 m1，氚核的质量为 m2，氦核的质量为 m3，X 的质量为 m4，核反应中发射一种 γ 光子，该 γ 光子照射到逸出功为 W0 的金属上打出的最大初动能的光电子速度为 v，已知光电子的质量为 m，光速为 c，普朗克常量为 h，则下列说法正确的是
A. X 与 Y 相同
B. 方程（1）是核聚变反应，方程（2）是 α 衰变
C. 光电子的德布罗意波长为 hmv
D. γ 光子来源于原子核外电子的能级跃迁，它的频率为 mv2+2W02h
28. 月球土壤里大量存在着一种叫做“氦 3(He23)”的化学元素，是热核聚变的重要原料，科学家初步估计月球上至少有 100 万吨氦 3，如果相关技术开发成功，将为地球带来取之不尽的能源。关于“氦 3(He23)”与氘核聚变，下列说法中正确的是
A. 核反应方程为 He23+H12→He24+H11
B. 核反应生成物的质量将大于参加反应的物质的质量
C. 氦 3(He23) 一个核子的结合能大于氦 4(He24) 一个核子的结合能
D. 氦 3(He23) 的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量
三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 下列关于聚变的说法中，正确的是
A. 要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
B. 轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应
C. 原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应
D. 太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应，在地球内部也可以自发地进行
30. 关于聚变反应，下列说法正确的是
A. 聚变反应从外界吸收能量
B. 聚变反应向外界放出能量
C. 在宇宙中，聚变反应每时每刻地进行着
D. 要使轻核发生聚变，必须使核之间的距离达 10−15 m 以内
答案
第一部分
1. D
2. D
3. B
【解析】A选项：属于 β 衰变，故A错误；
B选项：属于核聚变，故B正确；
C选项：属于重核裂变，故C错误；
D选项：属于 α 衰变，故D错误。
4. A
【解析】聚变是指两个轻核结合成质量较大的核，并释放能量，不是任意的原子核都能发生核聚变，A错误。
5. D
【解析】太阳的内部时刻都在进行着轻核的聚变，即热核反应。
6. D
【解析】太阳的内部时刻都在进行着轻核的聚变，即热核反应。
7. D
8. C
【解析】在 H12+H13→He24+X+17.6 MeV 反应中根据电荷数守恒、质量数守恒，则 X 的电荷数为 0，质量数为 1，可知 X 是中子，故A错误；
根据 X+Y→He24+H13+4.9 MeV 可知，Y 的质子数是 3，质量数为 6，则中子数是 3，选项B错误；
氘和氚的核反应是核聚变反应，选项C正确；
两个核反应都放出能量，则都有质量亏损，选项D错误。
9. D
【解析】核裂变是重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程，故D正确。
10. B
11. C
【解析】A项是核聚变反应，反应剧烈，至今可控核聚变反应还处于实验研究阶段，所以不宜采用，故A错误；B项是重核裂变反应，虽然实现了人工控制，但因反应剧烈，防护要求高，还不能小型化，目前只是一些大型的核电站采用，故B错误；C项是人工放射性同位素的衰变反应，是小型核能电池主要采用的反应方式，故C正确；D项是人工核反应，需要高能 α 粒子，在月球上不易实现，故D错误。
12. A
【解析】所有粒子都具有波粒二象性，故A正确；
裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，故B错误；
卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过 α 粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，故C错误；
根据质量数守恒可得 y=210−4=206，X 中核子个数为 206，中子数为 206−82=124，故D错误。
13. B
【解析】β 衰变生成电子，而A是轻核聚变，C是人工核反应方程，是发现质子的核反应方程，D是 α 衰变方程，只有B的核反应属于 β 衰变，故B正确，ACD错误。
14. A
【解析】①方程 Na1124→Mg1224+e−10 中，原子核的质量数不变，电荷数逐渐 1，同时有一个电子产生，所以是 β 衰变；
② U92235+n01→Ba36141+Kr3692+301n 是 U235 吸收一个中子后裂变为两个中等质量的原子核，所以是重核的裂变；
③核反应 F919+He24→Ne1022+H11 中是用 α 粒子轰击 919F，属于人工核反应方程；
④ He23+H12→He24+H11 属于轻核的聚变；
所以四个核反应类型依次属于衰变、裂变、人工转变、聚变，故BCD错误，A正确。
15. A
16. C
【解析】β 衰变中产生的 β 射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故选项A错误；
根据质量数和电荷数守恒得 X+N714→O817+H11 中 X 的质量数为 17+1−14=4，质子数 8+1−7=2，所以 X 表示 He24，故选项B错误；
轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，H12+H13→He24+n01 是轻核聚变，故选项C正确；
一群氢原子从 n=3 的能级向低能级跃迁时，会辐射 C32=3 种不同频率的光，故选项D错误。
17. B
【解析】核聚变过程中会发生质量亏损，同时伴有巨大的核能放出，故A、C都是错误的；
聚变反应中会产生新的原子核，如本题中生成了 He24 、 H11 故B正确；
目前核电站的核燃料一般还是铀 235 ，故D错误。
18. B
【解析】根据质量数和电荷数守恒可知 4k+d=102k+d=6，解得 k=2 ， d=2，故B正确。
19. B
【解析】轻核聚变释放较大的能量，释放的能量比重核裂变释放的能量大得多，该装置承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，内部进行的是轻核聚变，故B正确，A、C、D错误。
20. A
【解析】因四个核反应方程中，A为核聚变，B为人工核反应方程，C为 β 衰变方程，D为核裂变，则A正确，BCD错误。
21. B
【解析】核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一.目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电.
22. B
【解析】聚变是质量轻的核结合成质量大的核。裂变反应是质量大的核分裂成质量小的核。重核裂变和轻核聚变，都释放能量。
核反应是 ，即质量轻的核结合成质量大的核，为聚变反应。由于有质量亏损，则释放核能。故B正确。A、C 、D错误。
23. A
24. B
25. B
第二部分
26. A， D
27. A， C
【解析】根据核反应中电荷数守恒和质量数守恒，可知 X 和 Y 都为 n01，故A正确；方程（1）是核聚变反应，方程（2）是核裂变反应，故B错误；由公式 λ=hp，p=mv，可知 λ=hmv，故C正确；γ 光子是放射性元素发生衰变产生的，而不是来源于原子核外电子的能级跃迁，故D错误。
28. A， D
【解析】氦 3(He23) 与氘核聚变的核反应符合质量数与电荷数守恒，且聚变是放能反应，有质量亏损，新核的结合能大，故选A、D。
第三部分
29. A， B， C
【解析】轻核聚变时，要使轻核之间距离达到 10−15 m，所以必须克服库仑斥力做功，A正确；
原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力发生作用的范围，实验证实，原子核的温度必须达到几百万开尔文时才有这样的能量，这样高的温度可以利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；
在太阳和许多恒星内部都存在着热核反应，但在地球内部不会自发地进行，D错误.
30. B， C， D
一、单项选择题（共25小题；共100分）
1. 太阳辐射能量主要来自太阳内部的
A. 化学反应B. 放射性衰变C. 裂变反应D. 热核反应
2. 太阳辐射的能量来源于
A. 太阳的运动B. 太阳黑子爆发C. 氢气的燃烧D. 内部核反应
3. 2020 年 12 月 4 日，我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 M 装置正式建成，为本世纪中叶实现聚变能应用的目标打下了坚实的基础。“人造太阳”利用聚变反应放出巨大能量，并且实现聚变反应的持续可控。下列核反应方程中，属于核聚变的是
A. 90234Th→91234Pa+−10eB. 12H+13H→24He+01n
C. 92235U+01n→56144Ba+3689kr+301nD. 92238U→90234Th+24He
4. 下列关于原子核聚变的说法不正确的是
A. 任何两个原子核都可以发生聚变
B. 原子核必须在超高温下才能发生聚变
C. 大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量
D. 目前人类还不能有效控制原子核聚变
5. 太阳不断地向外辐射能量，仍保持 1 千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈地
A. 衰变反应B. 人工核反应C. 裂变反应D. 热核反应
6. 太阳不断地向外辐射能量，仍保持 1 千万开尔文以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着激烈的
A. 衰变反应B. 人工核反应C. 裂变反应D. 热核反应
7. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的
A. 化学反应B. 放射性衰变C. 裂变反应D. 热核反应
8. 科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为 X+Y→He24+13H+4.9 MeV 和 12H+H13→He24+X+17.6 MeV，下列表述正确的是
A. X 是质子B. Y 的质子数是 3，中子数是 6
C. 氘和氚的核反应是核聚变反应D. 两个核反应都没有质量亏损
9. 下列核反应中，属于核裂变反应的是
A. B.
C. D.
10. 下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 。
A. γ 射线是高速运动的电子流
B. 氢原子辐射光子后，其 绕核运动的电子动能增大
C. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D. 83210Bi 的半衰期是 5 天，100 克 83210Bi 经过 10 天后还剩下 50 克
11. 我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采用的核反应方程是
A. H13+H12→He24+n01B. U92235+n01→Ba56141+Kr3692+3n01
C. Pu94238→Am95238+e−10D. Al1327+He24→P1530+n01
12. 对于有关中子的研究，下面说法正确的是
A. 中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
B. 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应
C. 卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 核反应方程 \（\ce{{}_{84}^{210}{P}_{0}\lngrightarrw{}}^{y}_{82}{\ce X}+\ce{{}_{2}^{4}He}\） 中的 y=206，X 中核子个数为 124
13. 现在的工业生产中，为保证产品质量，经常使用 β 射线测量仪测量产品的规格，下列核反应方程中属于 β 衰变的是
A. H13+H12→He24+n01B. C614→N714+e0−1
C. N714+He24→O817+H11D. U92238→Th90234+He24
14. 有下列 4 个核反应方程，核反应类型依次属于
① Na1124→Mg1224+e−10
② U92235+n01→Ba36141+Kr3692+301n
③ F919+He24→Ne1022+H11
④ He23+H12→He24+H11
A. 衰变、裂变、人工转变、聚变B. 裂变、裂变、聚变、聚变
C. 衰变、衰变、聚变、聚变D. 衰变、人工转变、人工转变、聚变
15. 以下说法正确的是
A. 光电效应显示了光的粒子性
B. 轻核聚变后核子的总质量大于聚变前核子的总质量
C. 汤姆孙研究阴极射线，提出原子具有核式结构
D. α 粒子散射实验证明了中子是原子核的组成部分
16. 下列关于核反应及衰变的表述正确的有
A. β 衰变中产生的 β 射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
B. X+N714→O817+H11 中，X 表示 He23
C. H12+H13→He24+n01 是轻核聚变
D. 一群氢原子从 n=3 的能级向低级级跃迁时只能辐射出两种不同频率的光子
17. 科学家发现在月球上含有丰富的 He24（氦 3）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的方程式为 He23+He23→ 211H+ 24He。关于 He23 聚变反应，下列表述正确的是
A. 聚变反应不会释放能量
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. 目前核电站都采用 He23 聚变反应发电
18. 原子核聚变可给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可发生，放出能量，这几种反应的总效果可表示为 612H→k 24He+d 11H+2n01+43.15 MeV ，由平衡条件可知
A. k=1 ， d=4 B. k=2 ， d=2 C. k=1 ， d=6 D. k=2 ， d=3
19. 据央视报道，中科院等离子体物理研究所经过八年的艰苦努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功，这种装置被称为“人造太阳”（如图），它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是
A. N714+He24→O817+H11 B. H12+H13→He24+n01
C. U92238→Th90234+He24 D. U92235+n01→Ba56141+Kr3692+3n01
20. 贝可勒尔在 120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于核聚变的是
A. 12H+13H→24He+01nB.
C. 614C→714N+−10eD. 92235U+01n→53131I+39103Y+201n
21. 科学家发现在月球上含有丰富的 He23（氦 3），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的方程式为 He23+He23→2H11+He24，关于 He23 聚变下列表述正确的是
A. 聚变反应不会释放能量
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. 目前核电站都采用 He23 聚变反应发电
22. 与新能源相关的核反应是 ，关于这个核反应的下列说法中正确的是
A. 聚变反应 吸收核能B. 聚变反应 释放核能
C. 裂变反应 释放核能D. 裂变反应 吸收核能
23. 氘和氚发生聚变反应的方程式是 H12+H13→ 24He+ 01N+17.6 MeV。若有 2g 氘和 3g 氚全部发生聚变，NA 为阿伏加德罗常数，则释放出的能量是
A. NA×17.6 MeV B. 5NA×17·6 MeV
C. 2NA×17·6 MeV D. 3NA×17·6 MeV
24. 关于核聚变反应，下列说法正确的是
A. 两个轻核的聚变反应一定比一个重核的裂变反应放出的能量多
B. 相同质量的核燃料，发生聚变反应一定比裂变反应释放的能量多
C. 聚变反应的条件是聚变物质的体积要大于临界体积
D. 发生聚变反应时，原子核必须有足够大的动能
25. 太阳能源于其内部的聚变反应，太阳质量也随之不断减少。设每次聚变反应可看作 4 个氢核结合成 1 个氦核，太阳每秒钟辐射的能量约为 4.0×1026 J。下列说法正确的是
A. 该聚变反应在常温下也容易发生
B. 太阳每秒钟减少的质量约 4.4×109 kg
C. 该聚变的核反应方程是 4H11→He24+2e−10
D. 目前核电站采用的核燃料主要是氢核
二、双项选择题（共3小题；共12分）
26. 我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳” 2018 年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到 1 亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是
A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁
B. 任何两个原子核都可以发生聚变
C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加
D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
27. 以下为两个核反应式：（1）H12+H13→He24+X；（2）U92235+X→Xe54140+Sr3894+2Y，已知氘核的质量为 m1，氚核的质量为 m2，氦核的质量为 m3，X 的质量为 m4，核反应中发射一种 γ 光子，该 γ 光子照射到逸出功为 W0 的金属上打出的最大初动能的光电子速度为 v，已知光电子的质量为 m，光速为 c，普朗克常量为 h，则下列说法正确的是
A. X 与 Y 相同
B. 方程（1）是核聚变反应，方程（2）是 α 衰变
C. 光电子的德布罗意波长为 hmv
D. γ 光子来源于原子核外电子的能级跃迁，它的频率为 mv2+2W02h
28. 月球土壤里大量存在着一种叫做“氦 3(He23)”的化学元素，是热核聚变的重要原料，科学家初步估计月球上至少有 100 万吨氦 3，如果相关技术开发成功，将为地球带来取之不尽的能源。关于“氦 3(He23)”与氘核聚变，下列说法中正确的是
A. 核反应方程为 He23+H12→He24+H11
B. 核反应生成物的质量将大于参加反应的物质的质量
C. 氦 3(He23) 一个核子的结合能大于氦 4(He24) 一个核子的结合能
D. 氦 3(He23) 的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量
三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 下列关于聚变的说法中，正确的是
A. 要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
B. 轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应
C. 原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应
D. 太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应，在地球内部也可以自发地进行
30. 关于聚变反应，下列说法正确的是
A. 聚变反应从外界吸收能量
B. 聚变反应向外界放出能量
C. 在宇宙中，聚变反应每时每刻地进行着
D. 要使轻核发生聚变，必须使核之间的距离达 10−15 m 以内
答案
第一部分
1. D
2. D
3. B
【解析】A选项：属于 β 衰变，故A错误；
B选项：属于核聚变，故B正确；
C选项：属于重核裂变，故C错误；
D选项：属于 α 衰变，故D错误。
4. A
【解析】聚变是指两个轻核结合成质量较大的核，并释放能量，不是任意的原子核都能发生核聚变，A错误。
5. D
【解析】太阳的内部时刻都在进行着轻核的聚变，即热核反应。
6. D
【解析】太阳的内部时刻都在进行着轻核的聚变，即热核反应。
7. D
8. C
【解析】在 H12+H13→He24+X+17.6 MeV 反应中根据电荷数守恒、质量数守恒，则 X 的电荷数为 0，质量数为 1，可知 X 是中子，故A错误；
根据 X+Y→He24+H13+4.9 MeV 可知，Y 的质子数是 3，质量数为 6，则中子数是 3，选项B错误；
氘和氚的核反应是核聚变反应，选项C正确；
两个核反应都放出能量，则都有质量亏损，选项D错误。
9. D
【解析】核裂变是重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程，故D正确。
10. B
11. C
【解析】A项是核聚变反应，反应剧烈，至今可控核聚变反应还处于实验研究阶段，所以不宜采用，故A错误；B项是重核裂变反应，虽然实现了人工控制，但因反应剧烈，防护要求高，还不能小型化，目前只是一些大型的核电站采用，故B错误；C项是人工放射性同位素的衰变反应，是小型核能电池主要采用的反应方式，故C正确；D项是人工核反应，需要高能 α 粒子，在月球上不易实现，故D错误。
12. A
【解析】所有粒子都具有波粒二象性，故A正确；
裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，故B错误；
卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过 α 粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，故C错误；
根据质量数守恒可得 y=210−4=206，X 中核子个数为 206，中子数为 206−82=124，故D错误。
13. B
【解析】β 衰变生成电子，而A是轻核聚变，C是人工核反应方程，是发现质子的核反应方程，D是 α 衰变方程，只有B的核反应属于 β 衰变，故B正确，ACD错误。
14. A
【解析】①方程 Na1124→Mg1224+e−10 中，原子核的质量数不变，电荷数逐渐 1，同时有一个电子产生，所以是 β 衰变；
② U92235+n01→Ba36141+Kr3692+301n 是 U235 吸收一个中子后裂变为两个中等质量的原子核，所以是重核的裂变；
③核反应 F919+He24→Ne1022+H11 中是用 α 粒子轰击 919F，属于人工核反应方程；
④ He23+H12→He24+H11 属于轻核的聚变；
所以四个核反应类型依次属于衰变、裂变、人工转变、聚变，故BCD错误，A正确。
15. A
16. C
【解析】β 衰变中产生的 β 射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故选项A错误；
根据质量数和电荷数守恒得 X+N714→O817+H11 中 X 的质量数为 17+1−14=4，质子数 8+1−7=2，所以 X 表示 He24，故选项B错误；
轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，H12+H13→He24+n01 是轻核聚变，故选项C正确；
一群氢原子从 n=3 的能级向低能级跃迁时，会辐射 C32=3 种不同频率的光，故选项D错误。
17. B
【解析】核聚变过程中会发生质量亏损，同时伴有巨大的核能放出，故A、C都是错误的；
聚变反应中会产生新的原子核，如本题中生成了 He24 、 H11 故B正确；
目前核电站的核燃料一般还是铀 235 ，故D错误。
18. B
【解析】根据质量数和电荷数守恒可知 4k+d=102k+d=6，解得 k=2 ， d=2，故B正确。
19. B
【解析】轻核聚变释放较大的能量，释放的能量比重核裂变释放的能量大得多，该装置承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，内部进行的是轻核聚变，故B正确，A、C、D错误。
20. A
【解析】因四个核反应方程中，A为核聚变，B为人工核反应方程，C为 β 衰变方程，D为核裂变，则A正确，BCD错误。
21. B
【解析】核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一.目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电.
22. B
【解析】聚变是质量轻的核结合成质量大的核。裂变反应是质量大的核分裂成质量小的核。重核裂变和轻核聚变，都释放能量。
核反应是 ，即质量轻的核结合成质量大的核，为聚变反应。由于有质量亏损，则释放核能。故B正确。A、C 、D错误。
23. A
24. B
25. B
第二部分
26. A， D
27. A， C
【解析】根据核反应中电荷数守恒和质量数守恒，可知 X 和 Y 都为 n01，故A正确；方程（1）是核聚变反应，方程（2）是核裂变反应，故B错误；由公式 λ=hp，p=mv，可知 λ=hmv，故C正确；γ 光子是放射性元素发生衰变产生的，而不是来源于原子核外电子的能级跃迁，故D错误。
28. A， D
【解析】氦 3(He23) 与氘核聚变的核反应符合质量数与电荷数守恒，且聚变是放能反应，有质量亏损，新核的结合能大，故选A、D。
第三部分
29. A， B， C
【解析】轻核聚变时，要使轻核之间距离达到 10−15 m，所以必须克服库仑斥力做功，A正确；
原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力发生作用的范围，实验证实，原子核的温度必须达到几百万开尔文时才有这样的能量，这样高的温度可以利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；
在太阳和许多恒星内部都存在着热核反应，但在地球内部不会自发地进行，D错误.
30. B， C， D
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