第五章

原子核第4節(jié)

核裂變與核聚變圖解課標要點學思用·典例詳解例1-1

[教科版教材習題改編](2025·江西省豐城中學開學考試)2023年山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站正式投入商業(yè)運行，標志著我國第四代核電技術(shù)達到世界領先水平。電站以氣體為冷卻劑，由熱中子引發(fā)鏈式反應，關(guān)于該電站的核反應，下列說法正確的是(

)C

【解析】選項分析正誤AB鈾核裂變時，只有達到臨界體積的鈾塊才能發(fā)生鏈式反應。C中子的速度與熱運動的速度相當時，中子速度較小，容易被鈾核捕捉，發(fā)生核反應的概率大，因此最適于引發(fā)核裂變?！藾裂變不改變原子核的總質(zhì)量數(shù)，裂變前后總質(zhì)量數(shù)不變?！鞠胍幌胴瓎栴}驅(qū)動】什么是慢中子？

圖5-4-3例2-2

如圖5-4-3是核反應堆的示意圖，對于核反應堆的認識，下列說法正確的是(

)DA.鈾棒是核燃料，核心物質(zhì)是鈾238B.石墨起到吸收中子的作用C.鎘棒起到使中子減速的作用D.水泥防護層的作用是阻隔各種射線，避免放射性危害【解析】核反應堆采用的核燃料為鈾235，故A錯誤；石墨的作用是使中子減速，故B錯誤；鎘棒的作用是吸收中子，故C錯誤；水泥防護層的作用是阻隔各種射線，避免放射性危害，故D正確。

【想一想丨問題驅(qū)動】為什么說核聚變是最理想的能源？

B

例4-5

以下說法正確的是(

)DA.聚變是裂變的逆反應B.若裂變釋放能量，則聚變必定吸收能量C.聚變需將反應物加熱至數(shù)百萬攝氏度的高溫，顯然吸收能量D.裂變與聚變均可釋放巨大的能量【解析】從形式上看，裂變與聚變似乎是互為逆反應，但其實不然，因為二者的反應物和生成物完全不同。裂變是重核分裂成中等質(zhì)量的核的反應，而聚變則是輕核聚合成為質(zhì)量較大的核的反應，二者并非互為逆反應,A錯誤。既然裂變與聚變不是互為逆反應，則在能量流向上也不必相反，B錯誤。要實現(xiàn)聚變反應，必須使參加反應的輕核充分接近，需要數(shù)百萬攝氏度的高溫提供能量，但聚變反應一旦實現(xiàn)，所釋放的能量遠大于所吸收的能量。因此，總的來說，聚變反應還是釋放能量，故C錯誤，D正確?！緦W會了嗎丨變式題】1.核能發(fā)電被視為人類解決能源問題的終極方案，目前我國在核能發(fā)電應用和研究方面都處于國際一流水平，以下關(guān)于輕核聚變和重核裂變的說法正確的是(

)CA.經(jīng)輕核聚變過程后核子的平均質(zhì)量增大B.經(jīng)重核裂變過程后原子核的比結(jié)合能減小C.經(jīng)輕核聚變過程后原子核的比結(jié)合能增大D.目前我國核電站主要利用輕核聚變釋放的能量來發(fā)電【解析】輕核聚變和重核裂變時，核子的平均質(zhì)量都將減小，故A錯誤；輕核聚變和重核裂變都是從比結(jié)合能小的原子核向比結(jié)合能大的原子核方向反應，有質(zhì)量虧損，釋放核能，故B錯誤，C正確；目前我國核電站主要利用重核裂變釋放的能量來發(fā)電，故D錯誤。方法幫

解題課丨關(guān)鍵能力構(gòu)建題型1

核反應類型的判斷例6

[魯科版教材習題改編](2025·天津市第一中學期末，多選)對以下四個核反應方程，下列說法正確的是(

)CD

【解析】【學會了嗎丨變式題】

C

【解析】

分析判斷①②裂變是重核變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核。裂變③聚變是質(zhì)量較小的核結(jié)合成質(zhì)量較大的核。聚變題型2

裂變反應和聚變反應中核能的計算

【答案】40;

90

【學會了嗎丨變式題】

高考幫

考試課丨核心素養(yǎng)聚焦考情揭秘素養(yǎng)點擊基本考查點核裂變和核聚變的規(guī)律和應用。1.了解核裂變、核聚變的反應原理及應用，了解原子彈、氫彈及核電站的原理，形成全面、科學的相互作用觀念和能量觀念，關(guān)注原子核技術(shù)的應用與發(fā)展。2.掌握典型的核裂變和核聚變方程，能計算核反應中釋放的核能。熱點及難點核反應類型的判別，核裂變、核聚變中核能的計算。題型及難度常以選擇題形式考查，難度中等偏易。高考中地位核反應的重要內(nèi)容，經(jīng)常結(jié)合其他知識綜合考查?？枷?

考查對核反應類型的判別

CD

素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑物理觀念通過對核反應類型進行判別，考查考生對物理基本知識的識記、提煉和分類能力。得分探源【類題鏈接丨變式題】類題1

(廣東高考題，多選)能源是社會發(fā)展的基礎，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能的反應方程中表述正確的有

(

)AC

【解析】放射性元素的原子核自發(fā)地放出某種粒子后變成新的原子核的變化叫衰變。輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的過程叫核聚變。一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核的反應過程叫裂變。根據(jù)以上規(guī)律，B選項是聚變，D選項是裂變。A、C正確。

C

考向2

考查核反應與能量的綜合應用

AC

本題以核聚變方程為背景命題，考查核反應、動量、能量等知識點，要求考生掌握核裂變與核聚變的區(qū)別，并能運用動量、能量相關(guān)知識點解決與核能相關(guān)的問題，體現(xiàn)了高考對物理觀念和科學思維的考查?！窘馕觥窟x項分析正誤A題中核反應釋放能量，由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，該反應有質(zhì)量虧損?！藼題中核反應為兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，所以該反應為核聚變。選項分析正誤C√D續(xù)表【類題鏈接丨變式題】

D

【解析】選項分析正誤AB核反應過程中生成物比反應物要穩(wěn)定，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故氘核的比結(jié)合能比氦核的小。C選項分析正誤D√續(xù)表練習幫

習題課丨學業(yè)質(zhì)量測評A

基礎練丨知識測評建議時間：15分鐘1.(湖北高考題)20世紀60年代，我國以國防為主的尖端科技取得了突破性的發(fā)展。1964年，我國第一顆原子彈試爆成功；1967年，我國第一顆氫彈試爆成功。關(guān)于原子彈和氫彈，下列說法正確的是(

)CA.原子彈和氫彈都是根據(jù)核裂變原理研制的B.原子彈和氫彈都是根據(jù)核聚變原理研制的C.原子彈是根據(jù)核裂變原理研制的，氫彈是根據(jù)核聚變原理研制的D.原子彈是根據(jù)核聚變原理研制的，氫彈是根據(jù)核裂變原理研制的【解析】原子彈是利用重核裂變的鏈式反應能在極短時間內(nèi)釋放出巨大能量的原理制成的，氫彈是利用輕核的聚變制成的，故A、B、D錯誤，C正確。2.[教科版教材習題改編](2025·河北衡水期末)2025春季核能可持續(xù)發(fā)展國際論壇在京召開，論壇上發(fā)布了《中國核能發(fā)展報告（2025）》藍皮書。藍皮書稱，全球核能發(fā)展迎來全面復興，按照當前的建設速度和節(jié)奏，2030年前中國運行核電規(guī)模將成為世界第一。關(guān)于核反應堆，下列說法正確的是(

)CA.反應堆中鎘棒的作用是釋放中子，加快反應速度B.反應堆中核燃料的體積只有小于臨界體積時，核反應才能順利進行C.我國新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”是可控核聚變科學裝置D.我國正在運行的核反應堆中發(fā)生的核反應是核聚變【解析】選項分析正誤A鎘棒的作用是吸收中子以控制反應速度，而非釋放中子。B核燃料需達到或超過臨界體積才能維持鏈式反應。C“中國環(huán)流三號”是研究可控核聚變的裝置?！藾當前運行的核反應堆是核裂變，核聚變尚未商用。

A

4.下列核反應方程中，屬于重核裂變的是(

)D

5.[魯科版教材習題改編](2025·四川成都石室中學診斷)關(guān)于核反應與核能，下列說法正確的是(

)A

【解析】

B

綜合練丨選考通關(guān)建議時間：20分鐘7.我國科學家為解決“玉兔號”月球車長時間處于黑夜工作的問題，研制了一種小型核能電池，將核反應釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，需要的功率并不大，并且便于防護其產(chǎn)生的核輻射。請據(jù)此猜測“玉兔號”所用的核能電池有可能發(fā)生的核反應方程是(

)C

C

粒子名稱ACD

10.（多選）中國自主三代核電“華龍一號”示范工程第2臺機組福清核電6號