Question

【題目】無償獻血、救死扶傷的崇高行為，是文明社會的標志之一。現(xiàn)代獻血常采用機采成分血的方式，就是指把健康人捐獻的血液，通過血液分離機分離出其中某一種成分（如血小板、粒細胞或外周血干細胞）儲存起來，再將分離后的血液回輸?shù)骄璜I者體內(nèi)。分離血液成分需要用到一種叫離心分離器的裝置，其工作原理的示意圖如圖所示，將血液裝入離心分離器的封閉試管內(nèi)，離心分離器轉(zhuǎn)動時給血液提供一種“模擬重力”的環(huán)境，“模擬重力” 的方向沿試管遠離轉(zhuǎn)軸的方向，其大小與血液中細胞的質(zhì)量以及其到轉(zhuǎn)軸距離成正比。初始時試管靜止，血液內(nèi)離轉(zhuǎn)軸同樣距離處有兩種細胞a、b， 其密度分別為ρa和ρb，它們的大小與周圍血漿密度ρ0的關(guān)系為ρa<ρ0<ρb。對于試管由靜止開始繞軸旋轉(zhuǎn)并不斷增大轉(zhuǎn)速的過程中，下列說法中正確的是（　　）

A.細胞a相對試管向外側(cè)運動，細胞b相對試管向內(nèi)側(cè)運動

B.細胞a的“模擬重力勢能”變小，細胞b的“模擬重力勢能”變大

C.這種離心分離器“模擬重力”對應(yīng)的“重力加速度”沿轉(zhuǎn)動半徑方向各處大小相同

D.若某時刻a、b兩種細胞沿垂直于轉(zhuǎn)軸的半徑方向速率相等，則“模擬重力”對細胞a做功的功率小于對細胞b做功的功率

Answer 1

【答案】C

【解析】

A． 轉(zhuǎn)動時細胞需要向心力F，有：F=mrω2，因ω，r相同，則質(zhì)量大的即密度大的所需要的向心力大，周圍細胞對其作用力小于所需的向心力則要做離心運動，則b向外運動，而a則向內(nèi)運動，故A錯誤；

B． “模擬重力” 的方向沿試管遠離轉(zhuǎn)軸的方向，b向外運動，而a則向內(nèi)運動，細胞a的“模擬重力勢能”變大，細胞b的“模擬重力勢能”變小，故B錯誤；

C． 離心分離器“模擬重力”對應(yīng)的“重力加速度”g=rω2可知“重力加速度”沿轉(zhuǎn)動半徑方向向外側(cè)逐漸變大，故C正確；

D． 垂直于轉(zhuǎn)軸的半徑方向速率相等，而垂直于模擬重力方向，故功率均為零，故D錯誤。

故選C。