阅读短文，回答问题．喷泉喷泉是利用水泵将水喷酒成特定形态的水表演艺术．水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高...

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阅读短文，回答问题．

喷泉

喷泉是利用水泵将水喷酒成特定形态的水表演艺术．水泵由电机带动工作时，水泵的叶轮高速旋转，驱使水飞高叶轮向外喷出，从而在叶轮中心区形成真空，将池中的水不断“吸”上来．水泵转速恒定时，喷出的水柱高度稳定．

音乐喷泉用计算机采集音乐的声音频率特征，并将其转化为控制信号，用以改变输入电机的电源频率；电源频率的改变使水泵的转速发生变化，达到调节水柱高度的目的．水泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比．流量指水泵単位时间内喷出水的体积，扬程指水泵能将水提升的高度．

图*所示的是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片，喷泉使用的水泵的部分参数如表一．模型悬停在空中时，水冲击到模型时的速度与模型的质量M、水泵流量Q之间的关系如表二．

（1）欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过_________传入人耳的；水泵的叶轮中心区形成真空时，水池中的水在________的作用下不断地进入水泵内．

（2）下列关于喷泉的有关说法，正确的是_________．

A．卡通模型所受重力与水对模型的冲击力是相互作用力

B．向上喷出的水在上升过程中的速度处处相等

C．阳光下喷泉附近常出现的*虹是由光的反*引起的

D．音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速

（3）某喷泉装有四台参数如表一的水泵．第一次调试时水泵转速为额定值的0.9倍，则此时扬程为_______m；第二次调试时四台水泵都在额定功率下工作，每台水泵先依次各喷20s，然后一起喷70s停喷，则这次调试过程四台水泵消耗的电能为_________kw•h．

（4）分析表二数据，当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，对应的流量为____m3/s，水泵每秒喷出水的质量为__________kg．

（5）如图乙为控制喷泉断续工作的模拟电路，AB两端输入如图*所示的周期*变化的电压UAB．定值电阻R＝2Ω，D为电子元件，当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB ≥6V时，UD保持6V不变．当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水．则t＝3s时电阻R的电功率为________W；该电路工作20min，喷水时间共为________s．

【回答】

(1). 空气 (2). 大气压 (3). D (4). 6.48 (5). 0.75 (6). 0.02 (7). 20 (8). 40.5 (9). 400

【详解】（1）声音的传播需要介质，欣赏音乐喷泉时，悦耳的声音是通过空气传入人耳的；由于水泵的叶轮中心区形成真空时，所以水池中的水在大气压的作用下不断地进入水泵内；

（2）卡通模型所受重力与水对模型的冲击力都作用在模型上，使模型悬停，所以，它们是一对平衡力，故A错误；向上喷出的水在上升过程中，受到重力作用，速度越来越小，故B错误；阳光下喷泉附近常出现的*虹是由光的折*引起的，故C错误；根据短文知道，音乐喷泉通过采集声音中的音调信息控制水泵的转速，故D正确；

（3）根据短文知道，扬程与转速的平方成正比，即H=kn2，由表一知道，额定转速是n=2900r

min，额定扬程是H=8m，所以，当水泵转速为额定值的0.9倍时，扬程为0.92×8m=6.48m；

根据题意知道，第二次调试过程四台水泵消耗的电能相当于一台水泵单独工作t=4×20s+4×70s=360s=0.1h所消耗的电能，根据表一知道，此过程消耗的电能是：W=Pt=7.5kw×0.1h=0.75kw•h；

（4）根据表二知道，水冲击到模型时的速度v与模型的质量M、水泵流量Q之间的数量关系是：M=100vQ，所以，当卡通模型的质量为10kg，水冲击模型时的速度为5.0m/s时，对应的流量是：Q=M/100v=10/100×5=0.02 m3/s，由于水的密度是1×103kg/m3，所以水泵每秒喷出水的质量是：m=0.02 m3/s×1×103kg/m3=20kg；

（5）由图像知道，当t=3s时，UAB=15V，根据题意知道，此时，由于UAB ≥6V，UD保持6V不变，由串联电路的特点知道，定值电阻R两端的电压UR=15V-6V=9V，由P=U2/R知道，电阻R的电功率是：PR=UR2/R=9V2/2Ω=40.5W；

根据题意知道，当R的电功率满足PR≥8W时，水泵启动喷水，由P=U2/R知道，此时定值电阻两端的电压是：UR≥即此时AB两端输入电压是U=UR+UD=4V+6V=10V，由图像*知道，周期是：T=6s，每个周期U>10V的时间是2s，当该电路工作20min时，喷水时间共是：2s×20×60s/6s=400s。