热点二 “人造太阳”装置-2022届高考物理热点押题专练（解析版）

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热点二 “人造太阳”装置--2022 届高考物理热点押题训练

热点材料：

新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 M装置（HL—2M）在成都建成并实现首次放电，标

志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为我国核聚变堆的自主设计与建

造打下坚实基础。中国环流器二号 M装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是我国

新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，采用更先进的结构与控制方式，等离子体体积达到国内现有装

置2倍以上，等离子体电流能力提高到 2.5 兆安培以上，等离子体离子温度可达到 1.5 亿度，能实现高密

度、高比压、高自举电流运行，是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置，也是我国消

化吸收 ITER 技术不可或缺的重要平台。

考查知识：核聚变、核能、磁场约束

一、单选题

1．（2022·辽宁·二模）2021 年11 月3日上午，清华大学王大中院士在北京人民大会堂被授于 2020 年度

国家最高科学技术奖，王大中院士领导清华大学核能研究团队以提高核能安全性为主要学术理念，成功

走出了一条以固有安全为主要特征的先进核能技术的发展之路。下列有关核反应的说法，正确的是（　

）

A．铀核的衰变和裂变都能自发发生

B．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加

C．温度升高，铀核的半衰期将逐渐减小

D．要使重核裂变产生链式反应，需用 α粒子轰击重核

【答案】B

【解析】

【详解】A．铀核的衰变可以自发发生，但裂变需要用中子轰击，故 A错误；

B．两个轻核结合成质量较大的核，会释放核能，产生质量亏损，生成物的结合能比反应物的结合能大，

而反应前后核子数不变，所以核子的比结合能增加，故 B正确；

C．半衰期由原子核本身决定，与温度无关，故 C错误；

D．要使重核裂变产生链式反应，需用中子轰击重核，故 D错误。

故选 B。

2．（2022·山东潍坊·二模）在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料作

为发电能源为火星车供电。中的 Pu 元素是，具有天然放射性，半衰期为 87.7 年。已知

的衰变方程为：，则下列说法正确的是（　　）

A．X原子核的中子数为 144

B．的比结合能大于的比结合能

C．衰变过程中质量守恒

D．Pu 元素的半衰期跟原子所处的化学状态和外部条件有关

【答案】B

【解析】

【详解】A．由电荷数守恒可知 X原子核的质子数为 92，则X原子核的中子数为

故A错误；

B．核反应方程式中，生成物为比反应物稳定，则的比结合能大于的比结合能，故 B正确；

C．衰变过程中质量数守恒，放出能量，可知有质量亏损，故 C错误；

D．Pu 元素的半衰期跟原子所处的化学状态和外部条件无关，故 D错误。

故选 B。

3．（2022·辽宁沈阳·二模）氚核是最简单的放射性原子核，夜光手表就是利用氚核衰变产生的射线激

发荧光物质发光而制成的。若氚核发生衰变的半衰期为 12.43 年，则下列说法正确的是（　　）

A．氚核衰变产生的新核是氘核

B．氚核衰变放出的射线是高速电子流，来源于核外电子

C．氚核衰变过程中，核子数保持不变

D．20 个氚核经过 12.43 年，一定有10 个发生了衰变

【答案】C

【解析】

【详解】A．衰变放射出电子，根据质量数与核电荷数守恒，则氚发生衰变的衰变方程为

可得，氚核衰变产生的新核是氦核，A错误；

B．衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，

就是粒子，B错误；

C．一次衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，中子数减少一个，而质子数

增加一个，核子数保持不变，C正确；

D．半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，D错误。

故选 C。

4．（2022·湖南·二模）近来中国探月工程取得重大成就。月球夜晚温度低至 180℃，为避免低温损坏仪

器，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素钚 238（）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。

可以通过以下反应过程得到：，。已知的衰变方程为

，其半衰期为 88 年。则下列说法正确的是（　　）

A．为轻核聚变

B．的比结合能比的比结合能小

C．Y为质子

D．白天时温度升高，的半衰期会减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．由反应方程

可知，该反应不是聚变反应，是人工核反应，A错误；

B．核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，所以的比结合能比的比结合

能小，B正确；

C．根据质量数和电荷数守恒可得：Y的质子数为

Z=94−92=2

质量数为

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