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噴泉噴泉是利用水泵將水噴灑成特定形態(tài)進(jìn)行表演藝術(shù)。水泵由電機(jī)帶動(dòng)工作，水泵的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使水飛離葉輪向外噴出，從而在葉輪中心區(qū)形成真空，將池中的水不斷“吸”上來。水泵轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，噴出的水柱高度穩(wěn)定。
音樂噴泉系統(tǒng)能將音樂的頻率變化轉(zhuǎn)化為水泵的轉(zhuǎn)速變化，達(dá)到調(diào)節(jié)水柱高度的目的。水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比。流量指水泵單位時(shí)間內(nèi)噴出水的體積，揚(yáng)程指水泵能將水提升的高度。
如圖，游樂噴泉向上噴出的水柱使卡通模型懸停在空中，噴泉使用的水泵的部分參數(shù)如表一。模型懸停在空中時(shí)，水沖擊到模型的速度v與模型的質(zhì)量M、水泵流量Q之間的關(guān)系如表二。

表一
額定轉(zhuǎn)速n	3000r/min
額定流量Q	0.04m3/s
額定揚(yáng)程H	8m

表二

表二
速度v/（m?s-1）	1.0	2.0	3.0	4.0	6.0
質(zhì)量M/kg	3.0	6.0	12.0	12.0	12.0
流量Q/（m3?s-1）	0.03	0.03	0.04	0.03	0.02

（1）欣賞音樂噴泉時(shí)，水泵的葉輪中心區(qū)形成真空，水池中的水在

大氣壓

大氣壓

的作用下不斷地進(jìn)入水泵內(nèi)，水離開水泵后由于

慣性

慣性

繼續(xù)上升形成噴泉。
（2）下列關(guān)于噴泉的有關(guān)說法，正確的是

D

D

。
A.卡通模型所受重力與水對(duì)模型的沖擊力是相互作用力
B.向上噴出的水在上升過程中的速度處處相等
C.水泵的工作原理和大型客機(jī)升空原理一樣
D.水泵的轉(zhuǎn)速越快，噴泉噴的水柱越高
（3）該噴泉第一次調(diào)試時(shí)水泵轉(zhuǎn)速為額定值的0.9倍，則此時(shí)揚(yáng)程為

6.48

6.48

m；一分鐘噴泉噴出

2160

2160

kg的水。
（4）小明發(fā)現(xiàn)噴泉豎直向上噴出的水柱在上升階段粗細(xì)并不均勻，假設(shè)噴泉出水口的內(nèi)壁直徑為d,水流速度為v,根據(jù)流量的定義可以推出Q=

π

4

d

2

v

π

4

d

2

v

（用含有d、v、π的式子表示），由此可知噴出水柱在空中上端較

粗

粗

（選填“粗”或“細(xì)”）。
（5）分析表二數(shù)據(jù)，當(dāng)卡通模型的質(zhì)量為10kg,水沖擊模型時(shí)的速度為5.0m/s時(shí)，對(duì)應(yīng)的流量為

0.02

0.02

m³/s。