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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型85 核反应和核能模型
最新高考题
1. （2023高考全国甲卷）在下列两个核反应方程中
X+ N→Y+ O
Y+ Li→2X
X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则
A. Z=1，A=1，
B. Z=1，A=2，
C. Z=2，A=3，
D. Z=2，A=4，
2. （2023高考全国乙卷） 2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，
其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由
观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为 。假设释放的能量来自
于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为 ）
A. B.
C. D.
3. （2023高考湖南卷）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置
（EAST）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
的
4. （2022天津学业水平选择性考试）从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳 求知探索
从未停歇。2021年10月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。
太阳的能量由核反应提供，其中一种反应序列包含核反应： ，下
列说法正确的是（ ）
A. X是中子 B. 该反应有质量亏损
C. 比 的质子数多 D. 该反应是裂变反应
5．（2023高考北京卷）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2023广东卷）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应
的影响．下列说法正确的是（ ）
A．Y是 粒子， 射线穿透能力比 射线强
B．
Y
是 粒子， 射线电离能力比 射线强
C．
Y
是 粒子， 射线穿透能力比 射线强
D．Y是 粒子， 射线电离能力比 射线强
7. （2023天津卷）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：最新模拟题
1. （2024南京六校联合体调研）月球夜晚温度低至－180℃，“玉兔二号”月球车携带的放
射性同位素钚238（ ）会不断发生 衰变 ，释放能量为仪器设
备供热。 可以通过以下反应过程得到， ，
，下列说法正确的是（ ）
A. k＝1
B. X为电子
C. 为轻核聚变
D. 的比结合能比 的比结合能大
2.（2024江苏南通期初考试） 日本福岛核电站泄漏事故再升级，日本政府准备将大量受污
染的核废水直接排入大海，遭到了来 自日本国内乃至全世界人民的反对。核废水中含有大
量无法中和的放射性氚，氚能通过β衰变放射 出β射线，半衰期大约 12.5 年，氚同时也
是轻核聚变的重要原料，一个氘核与一个氚核结合成一 个氦核时，同时放出一个中子，辐
射出一个γ光子。下列说法正确的是
A. 氚发生β衰变时，β射线来自原子核外的电子电离而产生
B. 20 个氚核发生β衰变，经过 25 年，还有 5 个氚核未发生衰变
C. H+ H H e+ n+γ 属于轻核聚变反应
D. He 和 n 的结合能之和大于 H和 H 的结合能之和
3.（6分）(2023山东聊城期末)原子核的人工转变是通过高速粒子轰击某些元素的原子核并
生成新的原子核，它是人们研究原子核组成的重要手段。用粒子加速器加速后的质子（
）轰击静止的锂（ ）原子核，可以生成两个α粒子（ ）。已知质子质量为
1.007825u，锂原子核的质量为7.016004u，α粒子的质量为4.002603u，lu相当于
931MeV。
（1）写出该核反应的反应方程式；（2）求该核反应释放的核能（结果保留三位有效数字）。
4．（18 分）（2023年7月辽宁部分重点高中期末联考）用中子轰击锂核（ Li ）发生
核反应，生成氚核和 粒子，并释放出核能。已知中子、氚核、 粒子、锂核的质量分
别是 m 1.0087u ， m 3.0160u ， m =4.0026u ， m 6.0151u ，质量亏损
n H α Li
1u 释放的核能为931.5MeV。
（1）请写出核反应方程；
（2）设放出的能量全部由质量亏损获得，试求释放的核能；（结果保留一位小数）
（3）若反应前中子以0.3MeV的动能和锂核正碰，且碰撞前二者具有等大反向的动量，
核反应中放出的核能 全部转化为动能，求反应后生成的 粒子和氚核的动能。（结果保
留两位小数）
5. (2023北京二中期末)1934年至1938年，科学家曾先后用中子轰击轴235（ ）原子
核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子（ ），这些中子又会轰击其他
铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是裂变中的链式反应。
实际上，中子的速度不能太快，否则会与轴235“擦肩而过”，铀核不能“捉”住它，不
能发生核裂变。实验证明，速度与热运动速度相当的中子最适于引发核裂变。这样的中子
就是“热中子”，或称慢中子。但是，核裂变产生的是速度很大的快中子，因此，还要设
法使快中子减速，为此，在铀核周围要放“慢化剂”，快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后，
中子速度减少，变为慢中子。
假设中子与慢化剂中的原子核发生的碰撞为弹性正碰，且碰撞前慢化剂中的原子核是静止
的，那么下列物质中最适合做慢化剂的是（ ）
A. 电子（ ） B. 铀原子（ ）
C. 铅原子（ ） D. 碳原子（ ）
6 .(2023浙江绍兴期末) 在核电站的核反应堆里面，某次核反应过程中生成的“快中子”
质量为 、动能为 ，该中子和质量为m的静止原子发生正弹性碰撞，设中子损失的动能为 ，
（1）若某个“快中子”在运动过程中和1个静止碳原子发生正碰，试判断该中子碰撞后的
速度方向是和初速度方向相同、相反还是不在同一条直线上。
（2）求比值 的大小（用题中字母表示）；
（3）“快中子”和与“慢化剂”的原子核发生碰撞，变为“慢中子”。若刚开始时某“快
中子”的动能为1MeV，发生碰撞的是常用的减速剂氘，质量为2 ，设每次发生碰撞的
氘原子初速都为零，经过n次正碰，该“快中子”的动能减少到“慢中子”的动能附近
（约为0.025eV），求：n的数值（
7．（2023年7月河南新乡高二期末）太阳内部持续不断地发生着4个质子（ ）聚变为
1个氦核（ ）的热核反应，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核的质量分别
为 、 ，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应中会生成中子（ ）
B．该核反应中会生成电子（ ）
C．该核反应中质量亏损小于
D．该核反应方程是
8. （2023年7月浙江绍兴期末）一座大型核电站用加压水核反应堆提供动力，反应堆产生
的热功率为3400MW，发电站能够产生1100MW的电能。所用燃料是 的氧化
铀形式的铀棒，分别放置在 根燃料棒中，其中铀含量是浓缩到3%的铀235 如
。
果每个铀235的质量为 ，一个铀235核裂变按释放能量200MeV估算，下列
说法正确的是（ ）A. 该电站每天发生裂变的铀235质量约为3.6kg
B. 核裂变反应中释放了大量能量，反应后产物的比结合能减小
C. 该反应又称为热核反应
D. 反应堆中的镉棒可以将“快中子”变成“慢中子”，从而控制链式反应速度
。
9. （2023山东泰安高二期末）下列核反应方程及其类型的对应关系，正确的是（ ）
A. 属于β衰变
B. 属于核聚变
C. 铀核裂变的一种核反应方程
D. 属于原子核的人工转变，X表示质子
10. （2023年7月河南洛阳创新发展联盟期末）(10分)1932年查德威克用α
粒子去轰击铍核() Be)发现了中子(并产生一个碳核)，已知这一核反应每
发生一次释放的核能为 △E，真空中的光速为 c。
(1)写出核反应方程并计算出反应中的质量亏损 △m；
(2)若α粒子以速度 v₀轰击静止的铍核(VBe)，反应生成的碳核和中子同
方向运动，且动量之比为1：5，求生成的碳核的速度大小v。
11. （2023年7月浙江绍兴期末）在核电站的核反应堆里面，某次核反应过程中生成的
“快中子”质量为 、动能为 ，该中子和质量为m的静止原子发生正弹性碰撞，设中
子损失的动能为 ，
（1）若某个“快中子”在运动过程中和1个静止碳原子发生正碰，试判断该中子碰撞后的
速度方向是和初速度方向相同、相反还是不在同一条直线上。
（2）求比值 的大小（用题中字母表示）；
（3）“快中子”和与“慢化剂”的原子核发生碰撞，变为“慢中子”。若刚开始时某“快
中子”的动能为1MeV，发生碰撞的是常用的减速剂氘，质量为2 ，设每次发生碰撞的氘原子初速都为零，经过n次正碰，该“快中子”的动能减少到“慢中子”的动能附近
（约为0.025eV），求：n的数值（
12. (2023浙江北斗星联盟模拟). 硼中子俘获治疗技术（BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领
域新兴快速发展的精准诊疗技术，其原理是进入癌细胞内的硼原子核 吸收慢中子，转
变为锂原子核 和粒子，并释放出γ光子。已知硼原子核的比结合能为E ，锂原子核的
1
比结合能为E ，γ光子的能量为E ，这个核反应过程中质量亏损为Δm，普朗克常量为h，
2 3
真空中的光速为c、则下面正确的是（ ）
A. 该核反应方程为
B. γ光子的波长为
C. α粒子的结合能为
D. α粒子的比结合能为
13. （2023河南洛阳等4市三模）在核物理中，衰变是原子核的自发变化；用人工的方法
使原子核发生变化属于人工核转变；把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称
为核裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变。下列核反应方
程中，属于核聚变的是（ ）
A. B.C. D.
14.（2023湖南二轮复习联考）硼中子俘获疗法（BNCT）是将与癌细胞有很强亲和力的
含同位素硼 的化合物引入体内，迅速聚集于癌细胞内，然后用被正常组织慢化
的热中子与硼-10发生核反应，生成 粒子和锂核 ，释放 光子，杀死肿瘤细胞的治
疗方法.已知核反应过程中质量亏损为 ，一个 光子的能量为 ，普朗克常量为 ，真
空中光速为 .若核反应产生的能量全部以光子的形式释放，则（ ）
A. 光子有很强电离能力
B.硼中子俘获疗法的核反应方程为
C. 射线的波长为
D.一次核反应释放 光子的个数为
15（2023湖北宜昌重点高中质检）1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这
种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图所示，中子以速度v 分
0
别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为v 和v 。若碰撞为弹性正碰，
1 2
氮核质量是氢核质量的14倍，不考虑相对论效应，下列说法正确的是( )
A. v 小于v
2 1
B. v 大于v
2 0
C. 碰撞后氮核的动量比氢核的小
D. 碰撞后氮核的动能比氢核的小
1 1 1 1 1 1 2 28mv 1 1 1 28mv2
v mv =mv +mv mv2= mv2+ mv2v =v v mv =14mv +mv mv2= ⋅14mv2+ mv2v = v v =v >v p =mv =mv p =14mv = 0 p >p E = mv2= mv2E = ⋅14mv2= 0 E >E
3 0 1 32 0 2 1 2 3 1 0 4 0 2 42 0 2 2 2 4 2 15 0 1 0 2 H 1 0 N 2 15 N H k H 2 1 2 0 k N 2 2 225 kH kN16. (2023湖南怀化名校联考)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中
微子存在的实验方案：如果静止原子核 俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核
X，并放出中微子 ，即 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可
以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在，若原子核X的半衰期为 ，平
均核子质量大于 ，则（ ）
A. X是
的
B. X 比结合能小于
C. 中微子 的能量由质子数减少转变而来
D. 再经过 ，现有的原子核X全部衰变
17．（2023江苏南通重点高中月考）有四个核反应方程如下，下列说法正确的是（ ）
① ②
③ ④
A．①是核聚变，X 是 B．②是核裂变，X 是
1 2
C．③是原子核的人工转变，X 是 D．④是核裂变，X 是 He
3 4
18． （2023南京三模）用中子轰击静止的锂核，核反应方程为 。
已知光子的频率为v，锂核的比结合能为 ，氦核的比结合能为 ，X核的比结合能为 ，
普朗克常量为h，真空中光速为c、下列说法中正确的是（ ）
A. X核为 核B. 光子的动量
的
C. 释放 核能
D. 质量亏损
19 . (2023河北临考信息卷)2023年1月，“中国超环”成为世界上首个实现维持和调节超
过1000秒的超长时间持续脉冲的核反应堆。其核反应方程为 。已知
的质量为 ， 的质量为 ， 的质量为 ，反应中释放出γ光子，下列说法
正确的是
A． 该核反应在高温高压下才能发生，说明该核反应吸收能量
B．X是中子，该核反应为核聚变反应
C． γ光子来源于核外电子的能级跃迁
D． X的质量为
20. （2023云南师大附中模拟）中国首台“华龙一号”核电机组于2020年11月份并网发
电，该核电技术安全指标和技术性能达到了国际三代核电技术的先进水平，具备国际竞争
比较优势，具备完整自主知识产权，其核反应堆中的反应方程为
，下列说法正确的是（ ）
A. 反应是衰变反应
B. 反应过程中吸收能量
C. 任何体积的 都能发生链式反应
的
D. 结合能比 结合能小
21. （2023河北九师联盟质检）铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成
和原子核X，同时放出三个中子，核反应方程是 。下列
说法正确的是（ ）
A. 原子核X的中子数为87
B. 原子核X的中子数为89C. 的比结合能比X的比结合能小
D. 的比结合能比X的比结合能大
22. （2023云南昆明一中六模） 2022年3月25日中国自主三代核电“华龙一号”示范工程
第2台机组——中核集团福清核电6号机组正式具备商运条件，华龙一号示范工程全面建
成投运，标志着中国核电技术水平和综合实力跻身世界第一方阵。“华龙一号”利用重核的
裂变，一个重要的核反应方程是 。至此“华龙一号”示范工
程全面建成投运，两台机组每年总发电量约 度。则（ ）
A. 慢中子更容易使轴核发生裂变反应
B. 核反应方程中X是质子
C. 的结合能大于 的结合能
D. “华龙一号”两台机组发电一年需消耗 核约为
。
23. （2023湖南怀化二模）中国“嫦娥五号”在月球采集的约2公斤月壤中含有地球上鲜
有的 ， 是地球上很难得到的清洁、安全和高效的核聚变发电燃料，被科学家们称
为“完美能源”。有关 聚变的核反应方程如下：① ，
② ；下列说法正确的是（ ）
A. X为质子，核反应①、②又称热核反应B. 的比结合能比 的比结合能大
C. 方程①中：反应前后原子核总质量相等
D. 方程②中：核子平均释放的能量约为2.14MeV
