Question

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無砟（zha）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，我國已進入高速鐵路時代，高速列車的車頭采用了（如圖乙）流線型，可以減少運行時的阻力，在無砟軌道上運行時如子彈般穿梭而過，時速可高達350km，傳統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）．
高速鐵路是指通過改造原有線路（直線化，軌距標準化），使營運速率達到每小時200公里以上，或者專門修建新的“高速新線”，使營運速率達到每小時250公里以上的鐵路系統．動車組列車采用了“再生制動”技術，即列車在減速過程中，由于列車具有慣性，繼續行駛并帶動發電機發電，并返回電網．
（1）設計為子彈頭型，目的是：______．
（2）動車組列車采用了“再生制動”技術，從能量轉化角度看是______轉化成______能．
（3）列車在斜向上行駛中，速度v與時間t的關系如圖丁所示．下列判斷正確的是______
A．在0～t₁內，列車受到的動力小于阻力   B．在t₁～t₂內，列車受到的動力等于阻力
C．在t₂～t₃內，列車運動的機械能不變    D．在t₂～t₃內，列車運動的速度保持不變
（4）傳統的鐵路軌道路砟和枕木的作用是______．
①增大受力面，防止鐵軌因壓力太大而下陷到泥土里    ②可以減小噪聲和列車振動   
③可以減小維護、降低粉塵     ④可以吸熱、增加透水性
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
（5）乘客在站臺邊候車時，為什么站在離軌道一定距離的地方才能確保人身安全？答：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）列車設計成子彈頭型是為了減小空氣阻力作用；
（2）列車在減速行駛時，列車由于慣性要保持原來的運動狀態，同時把機械能轉化為電能，達到再生制動效果．
（3）從速度v與時間t的關系圖象可知，物體的運動狀態；
（4）傳統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．
（5）從流體壓強與流速關系的角度可分析這一規定的道理．
解答：解：（1）列車設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）列車在減速過程中，列車由于慣性還要保持原來的運動狀態，帶動閉合電路的一部分導體在磁場中進行切割磁感線運動，電路中有感應電流產生．在繼續行駛帶動發電機發電過程中，機械能轉化為電能．
（3）A、在0～t₁內，列車的速度在不斷增加，列車受到的動力大于阻力，故A錯誤；
B、在t₁～t₂內，列車的速度逐漸減小，列車受到的動力小于阻力；故B錯誤；
C、在t₂～t₃內，列車的速度不變，動能不變，因為不知道重力勢能的變化，所以無法判斷列車的機械能的變化；故C錯誤；D正確；
故選D；
（4）傳統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．
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軌道的重要區別．
故選B；
（5）高速列車駛過時，列車附近的空氣流速變大，壓強變小，若人離軌道較近則外側的大氣壓會把人推向火車而發生危險．
故答案為：（1）減小空氣的阻力；（2）機械能；電；（3）D；（4）B；（5）高速列車駛過時，列車附近的空氣流速變大，壓強變小，若人離軌道較近則外側的大氣壓會把人推向火車而發生危險．
點評：本題把無砟軌道的高速列車行駛時的一些現象和物理知識聯系起來，考查了二力平衡條件、壓強、噪音、速度圖象、流體壓強和流速的關系，綜合性很強，給解題帶來了難度．