高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷．放假期间.铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩．如图是他们乘坐的“和谐号高铁列车.下表是它的部分参数．满载时总质量1000t车轮与铁轨接触总面积0.8m2最高时速360km/h(1)满载的列车停在水平轨道上时.对轨道的压强是多少?(2 )葫芦岛至沈阳的路程为270km．若列车以最高时速行驶.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．

高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷．放假期间，铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩．如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车，下表是它的部分参数．（g=10N/kg）

满载时总质量	1000t
车轮与铁轨接触总面积	0.8m²
最高时速	360km/h

（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？
（2 ）葫芦岛至沈阳的路程为270km．若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要多长时间？列车从胡芦岛到沈阳实际运行1.5h．设列车在水平轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的0.01倍，此过程中牵引力的功率是多少？
（3）“和谐号”运行1km耗电1.075×10⁸J，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km需要消耗多少千克柴油？（q_柴油=4.3×10⁷J/kg）

分析（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，再根据p=$\frac{F}{S}$求出对轨道的压强；
（2）知道列车最高时速和葫芦岛至沈阳的路程，根据v=$\frac{s}{t}$求出从葫芦岛到沈阳需要的时间；知道列车从胡芦岛到沈阳实际运行1.5h，根据v=$\frac{s}{t}$求出做匀速直线运动的速度，列车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，根据F=f=0.01G求出牵引力的大小，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出此过程中牵引力的功率；
（3）根据题意可知柴油完全燃烧释放的热量，根据Q=mq求出所需柴油的质量．

解答解：（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压力：
F=G=mg=1000×10³kg×10N/kg=10⁷N，
对轨道的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1{0}^{7}N}{0.8{m}^{2}}$=1.25×10⁷Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，列车以最高时速行驶从葫芦岛到沈阳需要
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{270km}{360km/h}$=0.75h；
列车从胡芦岛到沈阳做匀速直线运动时的速度：
v′=$\frac{s}{t′}$=$\frac{270km}{1.5h}$=180km/h=50m/s，
因列车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，列车受到的牵引力：
F′=f=0.01G=0.01×10⁷N=10⁵N，
此过程中牵引力的功率：
P=F′v′=10⁵N×50m/s=5×10⁶W；
（3）列车行驶1km需要完全燃烧柴油释放的热量：
Q=W=1.075×10⁸J，
由Q=mq可得，所需柴油的质量：
m′=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.075×1{0}^{8}J}{4.3×1{0}^{7}J/kg}$=2.5kg．
答：（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是1.25×10⁷Pa；
（2 ）若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要0.75h；此过程中牵引力的功率是5×10⁶W；
（3）列车行驶1km需要消耗2.5kg的柴油．

点评本题考查了重力公式、压强公式、速度公式、功率公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等，计算过程要注意单位的换算．

练习册系列答案

	A．	电流表示数变大，电压表示数变小，灯变亮
	B．	电流表示数变小，电压表示数变小，灯变暗
	C．	电流表示数变小，电压表示数变大，灯变亮
	D．	电流表示数变大，电压表示数变小，灯变暗

	A．	电源电压为9V
	B．	闭合S和S₁，断开S₂，为保证电路安全，电阻R₂的最大功率为8.1W
	C．	闭合S和S₂，断开S₁，当小灯泡的功率为0.8W时，滑动变阻器的阻值是17.5Ω
	D．	闭合S和S₂，断开S₁，滑片移到中点时，用一个“4V 0.5W”的灯泡L′替换L，则L′将会烧毁

	A．	R₁的阻值是20Ω
	B．	当电流表的示数是0.4A时，R₂接入电路的阻值是30Ω
	C．	电源电压是18V
	D．	该电路的最大电功率为16.2W

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