题目内容

【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ab 其密度分别为ρaρb,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ab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

【答案】C

【解析】

A 转动时细胞需要向心力F,有:F=mrω2,因ωr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模拟重力势能变大,细胞b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=2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

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