Question

【題目】無償獻(xiàn)血、救死扶傷的崇高行為，是文明社會的標(biāo)志之一。現(xiàn)代獻(xiàn)血常采用機(jī)采成分血的方式，就是指把健康人捐獻(xiàn)的血液，通過血液分離機(jī)分離出其中某一種成分（如血小板、粒細(xì)胞或外周血干細(xì)胞）儲存起來，再將分離后的血液回輸?shù)骄璜I(xiàn)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(shí)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(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的方向，其大小與血液中細(xì)胞的質(zhì)量以及其到轉(zhuǎn)軸距離成正比，血液在這個(gè)“模擬重力”環(huán)境中，也具有“模擬重力勢能”。 初始時(shí)試管靜止，血液內(nèi)離轉(zhuǎn)軸同樣距離處有兩種細(xì)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(xì)胞a的“模擬重力勢能”變小，細(xì)胞b的“模擬重力勢能”變大

B.若某時(shí)刻a、b兩種細(xì)胞沿垂直于轉(zhuǎn)軸方向的速率相等，則“模擬重力”對細(xì)胞a做功的功率給小于對細(xì)胞b做功的功率

C.利用這種離心分離器“模擬重力”的方法可以用于設(shè)計(jì)分離某些同位素的裝置

D.這種離心分離器“模擬重力”的方法被一些科幻影視作品用于載人空間站的仿重力環(huán)境的設(shè)計(jì)（如圖2），在這種航天器的環(huán)形艙中，“水平面”是環(huán)形的

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

A．當(dāng)試管由靜止開始繞軸旋轉(zhuǎn)并不斷增大轉(zhuǎn)速的過程中，細(xì)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(xì)胞對其作用力小于所需的向心力則要做離心運(yùn)動，則b向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸方向運(yùn)動外運(yùn)動，而a向靠近轉(zhuǎn)軸方向運(yùn)動，因?yàn)?/span>“模擬重力”的方向沿試管遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的方向，則細(xì)胞a的“模擬重力勢能”變大，細(xì)胞b的“模擬重力勢能”變小，選項(xiàng)A錯誤；

B．根據(jù)P=mgv，若某時(shí)刻a、b兩種細(xì)胞沿垂直于轉(zhuǎn)軸方向的速率v相等，因a的模擬重力小，則“模擬重力”對細(xì)胞a做功的功率給小于對細(xì)胞b做功的功率，選項(xiàng)B正確；

C．因某些同位素的密度不同，則利用這種離心分離器“模擬重力”的方法可以用于設(shè)計(jì)分離某些同位素的裝置，選項(xiàng)C正確；

D．這種離心分離器“模擬重力”的方法被一些科幻影視作品用于載人空間站的仿重力環(huán)境的設(shè)計(jì)，要在這種航天器的環(huán)形艙中做圓周運(yùn)動，則“水平面”是環(huán)形的，選項(xiàng)D正確；

故選BCD.