Question

【题目】无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力” 的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b， 其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A.细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动

B.细胞a的“模拟重力势能”变小，细胞b的“模拟重力势能”变大

C.这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同

D.若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴的半径方向速率相等，则“模拟重力”对细胞a做功的功率小于对细胞b做功的功率

Answer 1

【答案】C

【解析】

A． 转动时细胞需要向心力F，有：F=mrω2，因ω，r相同，则质量大的即密度大的所需要的向心力大，周围细胞对其作用力小于所需的向心力则要做离心运动，则b向外运动，而a则向内运动，故A错误；

B． “模拟重力” 的方向沿试管远离转轴的方向，b向外运动，而a则向内运动，细胞a的“模拟重力势能”变大，细胞b的“模拟重力势能”变小，故B错误；

C． 离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”g=rω2可知“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大，故C正确；

D． 垂直于转轴的半径方向速率相等，而垂直于模拟重力方向，故功率均为零，故D错误。

故选C。