Question

11．無砟軌道的高速列車
無砟軌道（如圖甲）的路基不用碎石，鐵軌和軌枕直接鋪在混凝土上，這可減少維護、降低粉塵等，無砟軌道的高速鐵路投入運營，標志著我省進入了高速鐵路時代，高速列車在無砟軌道上運行時如子彈頭般穿梭而過，時速可達350千米（如圖乙）．傳統(tǒng)鐵路的鋼軌是固定在枕木上，之下為小碎石鋪成的路砟（如圖丙）．

（1）列車設(shè)計為子彈頭型，目的是：減小阻力；
（2）列車在勻速行駛過程中，列車的動力=（選填“＞”、“＜”或“=”）阻力；
（3）傳統(tǒng)的鐵路軌道路砟和枕木的作用是B；
①增大受力面積，防止鐵軌因壓力太大而下陷到泥土里　②可以減少噪聲和列車振動
③可以減少維護、降低粉塵   　　　　　　　　　　 ④可以吸熱、增加透水性
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
（4）滬寧兩地高速鐵路線長是297km，若列車從南京到上海用時54min，則它行駛的平均速度是330km/h．
（5）在站臺候車時，乘客要站安全線外防止事故發(fā)生，原因是高速列車駛過時，列車附近的空氣流速變大，壓強變小，人外側(cè)的大氣壓會把人推向火車．

Answer 1

分析 （1）列車設(shè)計成子彈頭型是為了減小空氣阻力作用．
（2）根據(jù)二力平衡條件可判斷列車的動力和阻力的關(guān)系；
（3）傳統(tǒng)的鐵路軌道路砟和枕木的主要作用是在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強，保護路基．傳統(tǒng)的路基有一些碎石，可以增加透水性，可以減小噪音和減小振動．
（4）根據(jù)平均速度計算公式v=$\frac{s}{t}$計算平均速度；
（5）人站在站臺上等候列車，列車駛來，人和列車之間的空氣流動速度增大，壓強減小，人外側(cè)的壓強不變，人外側(cè)壓強大于人和列車之間的壓強，人在壓強差的作用下，受到壓力差的作用，人被推向列車．

解答 解：（1）列車設(shè)計成子彈頭型是通過減少汽車的迎風面積，來減小空氣的阻力作用；
（2）因為列車在勻速行駛，處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知列車的動力等于所受阻力；
（3）傳統(tǒng)的鐵軌都鋪在枕木上，是在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強，來保護路基；傳統(tǒng)的路基都有碎石，碎石能增加透氣和透水性，能減小噪音和減小列車的振動；這是傳統(tǒng)的鐵路軌道路砟和枕木的作用；無砟軌道的路基不用碎石，鐵軌和軌枕直接鋪在混凝土上，這可減少維護、降低粉塵等，這也是無砟軌道和傳統(tǒng)軌道的重要區(qū)別．
所以①②④說法正確，故選B．
（4）平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{297km}{\frac{54}{60}}$=330km/h．
（5）高速列車駛過時，列車附近的空氣流速變大，壓強變小，人外側(cè)的大氣壓會把人推向火車．
故答案為：（1）減小阻力；（2）=；（3）B；（4）330；（5）高速列車駛過時，列車附近的空氣流速變大，壓強變小，人外側(cè)的大氣壓會把人推向火車．

點評 本題把無砟軌道的高速列車行駛時的一些現(xiàn)象和物理知識聯(lián)系起來，考查了二力平衡條件、摩擦力、流體壓強和流速的關(guān)系，綜合性很強，給解題帶來了難度．