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，血液在这个“模拟重力”环境中，也具有“模拟重力势能”。 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的“模拟重力势能”变小，细胞b的“模拟重力势能”变大

B.若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴方向的速率相等，则“模拟重力”对细胞a做功的功率给小于对细胞b做功的功率

C.利用这种离心分离器“模拟重力”的方法可以用于设计分离某些同位素的装置

D.这种离心分离器“模拟重力”的方法被一些科幻影视作品用于载人空间站的仿重力环境的设计（如图2），在这种航天器的环形舱中，“水平面”是环形的

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

A．当试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，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向远离转轴方向运动外运动，而a向靠近转轴方向运动，因为“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，则细胞a的“模拟重力势能”变大，细胞b的“模拟重力势能”变小，选项A错误；

B．根据P=mgv，若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴方向的速率v相等，因a的模拟重力小，则“模拟重力”对细胞a做功的功率给小于对细胞b做功的功率，选项B正确；

C．因某些同位素的密度不同，则利用这种离心分离器“模拟重力”的方法可以用于设计分离某些同位素的装置，选项C正确；

D．这种离心分离器“模拟重力”的方法被一些科幻影视作品用于载人空间站的仿重力环境的设计，要在这种航天器的环形舱中做圆周运动，则“水平面”是环形的，选项D正确；

故选BCD.