中考物理关于铁路的考试题目及答案

中考物理关于铁路的考试题目及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每小题只有一个选项正确，请将正确选项的字母填在题后的括号内。每小题2分，共20分）1.高铁列车在水平轨道上匀速直线行驶，下列说法中正确的是（）。A.列车受到的重力和轨道对列车的支持力是一对相互作用力B.列车受到的牵引力和空气阻力是一对平衡力C.列车对轨道的压力和轨道对列车的支持力是一对相互作用力D.列车对轨道的压力和列车受到的重力是一对平衡力2.高铁列车从北京驶往上海，下列物理量中，在列车运动过程中保持不变的是（）。A.列车的动能B.列车的质量C.列车受到的空气阻力D.列车运行的平均速度3.高铁列车进站时需要减速，下列措施中能增大列车刹车距离的是（）。A.轮胎表面做得更粗糙B.增大列车行驶速度C.减小列车行驶速度D.采用更高效的制动系统4.高铁列车车厢连接处通常安装缓冲装置，其主要目的是（）。A.减小列车行驶时的能量损失B.增大列车行驶时的牵引力C.缓冲列车启动和停车时的冲击力，提高乘客舒适度D.增大列车受到的空气阻力5.高铁列车车窗玻璃通常采用中空设计，其主要目的是（）。A.增大玻璃的透光性B.增大玻璃的面积C.提高玻璃的强度D.利用空气层隔热、隔音6.高铁列车常采用铝合金材料制造车体，其主要原因是铝合金具有（）。A.较高的密度B.较大的硬度C.较小的密度D.较低的熔点7.高铁列车运行时，下列过程中主要发生能量转化为内能的是（）。A.列车克服重力爬坡B.列车克服空气阻力前进C.列车被电力系统加速D.列车在水平轨道上匀速行驶8.高铁列车车厢顶部的受电弓用于从接触网获取电能，受电弓的滑板通常采用碳材料制作，原因是碳材料具有（）。A.较低的熔点B.较好的导电性C.较高的硬度D.较强的耐腐蚀性9.高铁站台的边缘通常安装黄色的安全线，目的是提醒乘客（）。A.站台离轨道太远B.轨道上的列车速度太快C.列车进站时会发出巨大声响D.列车进站时气流会对人体造成伤害10.下列关于高铁与物理现象相关的说法中，正确的是（）。A.高铁列车周围的空气流动速度增大时，压强会增大B.高铁列车进站时，站台上的红外测温仪显示的温度主要反映人的体温C.高铁列车运行时，车轮与钢轨之间的摩擦属于有益摩擦D.高铁列车利用电磁感应现象将电能输送到远方二、多项选择题（每小题有多个选项正确，请将正确选项的字母填在题后的括号内。每小题3分，共30分。漏选、错选、不选均不得分）11.高铁列车在运行过程中，可能受到的力有（）。A.重力B.支持力C.牵引力D.空气阻力E.摩擦力12.关于高铁列车行驶时的能量转化，下列说法中正确的有（）。A.列车克服空气阻力做功，机械能转化为内能B.列车在下坡时，重力势能转化为动能C.列车被电力系统加速时，电能转化为机械能D.列车刹车时，动能转化为内能E.列车克服摩擦力做功，机械能转化为内能13.高铁列车采用“复兴号”等新型列车，相比传统列车，其优点可能包括（）。A.车体更轻B.轮轨之间的摩擦力更小C.速度更快D.能量利用效率更高E.车厢更宽14.高铁站台上安装的声屏障，其主要作用是（）。A.减小列车行驶时产生的噪音B.增大站台上的空气流动速度C.防止站台上的杂物被风吹走D.提高站台上的可见度E.吸收或反射列车产生的次声波15.高铁列车运行时，下列说法中正确的有（）。A.列车匀速直线行驶时，处于平衡状态B.列车加速直线行驶时，处于非平衡状态C.列车减速直线行驶时，处于非平衡状态D.列车转弯时，一定受到力的作用E.列车静止时，不受任何力的作用16.高铁接触网（俗称“接触网”）通常采用悬挂式结构，其主要原因是为了（）。A.增大受电弓与接触网的接触面积B.减小受电弓对接触网的冲击力C.防止接触网在风力作用下剧烈晃动D.方便接触网的安装和维护E.增大接触网对列车的供电电压17.高铁列车车厢的座椅通常采用软垫设计，其主要目的是（）。A.增大座椅的面积B.增大座椅对人体的压强C.提高乘客的舒适度D.减小列车行驶时产生的冲击力E.增大座椅的承重能力18.高铁列车运行时，下列过程中涉及做功的是（）。A.列车克服重力爬坡B.列车在水平轨道上匀速行驶C.列车被电力系统加速D.列车克服空气阻力前进E.列车静止在站台19.高铁技术体现了多学科交叉应用，下列属于高铁技术相关应用的科学原理有（）。A.牛顿第二定律B.欧姆定律C.能量守恒定律D.阿基米德原理E.电磁感应现象20.关于高铁列车与物理学相关的说法中，正确的有（）。A.高铁列车进站时，动能转化为势能B.高铁列车车厢采用中空设计，利用了热传递中的对流现象C.高铁列车车轮采用辐条式结构，是为了减小质量D.高铁列车运行时，车轮与钢轨之间的摩擦属于滑动摩擦E.高铁列车利用电磁铁控制道岔的转换三、填空题（请将答案填写在题中横线上。每空2分，共20分）21.高铁列车在水平轨道上匀速直线行驶时，受到的牵引力______空气阻力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。22.高铁列车从北京到上海，其运动轨迹可以近似看作一条______（选填“直线”或“曲线”），其位移大小______路程（选填“大于”、“小于”或“等于”）。23.高铁列车车厢连接处安装的缓冲装置，利用了______来减小冲击力。24.高铁列车车窗玻璃采用中空设计，主要是为了利用空气层来______（选填“增强”或“减弱”）热传递。25.高铁列车采用铝合金材料制造车体，主要是因为铝合金具有______和______的特点。26.高铁列车运行时，由于受到空气阻力，需要不断消耗______来维持其高速行驶。27.高铁列车车厢顶部的受电弓通过______从接触网上获取电能。28.高铁列车进站减速时，其动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。29.高铁站台上安装的声屏障，利用了______的原理来减弱噪音。30.高铁列车利用电磁感应现象实现能量传输，这一原理是由物理学家______发现的。四、计算题（请写出必要的文字说明、公式和计算过程，并将答案写在横线上。每题6分，共18分）31.一列质量为4×10^5kg的高铁列车，在水平轨道上以108km/h的速度匀速行驶。如果列车受到的空气阻力是车重的0.05倍，求列车行驶时受到的牵引力是多少牛？（取g=10N/kg）32.一列高铁列车在一段长为s=200km的平直轨道上由静止开始做匀加速直线运动，加速度a=0.5m/s^2，行驶了时间t=2min后速度达到72km/h。求列车在这段时间内克服空气阻力做的功是多少？（列车质量m=5×10^5kg，空气阻力f=2×10^4N）33.高铁列车从上海站出发，到达南京站的路程为s=300km，行驶时间t=1.5h。如果列车在这段过程中消耗的总电能E=5×10^9J，求列车在这段过程中运行的平均功率是多少瓦？试卷答案一、单项选择题1.C2.B3.B4.C5.D6.C7.B8.B9.D10.D解析：1.A选项，重力与支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故A错误；B选项，列车匀速直线行驶时处于平衡状态，牵引力与空气阻力是一对平衡力，大小相等，故B错误；C选项，列车对轨道的压力与轨道对列车的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个不同的物体上，是一对相互作用力，故C正确；D选项，列车对轨道的压力与列车受到的重力，分别作用在轨道和列车上，不是一对平衡力，故D错误。2.物体的质量是物体本身的一种属性，只与物体所含物质的多少有关，与物体的位置、状态、形状无关，列车从北京驶往上海过程中，质量保持不变，故B正确；列车动能的大小与物体的质量和速度有关，列车运动过程中速度变化，动能变化，故A错误；列车受到的空气阻力与速度有关，速度变化，空气阻力也变化，故C错误；列车运行的平均速度等于总路程除以总时间，过程中总路程和时间均变化，平均速度变化，故D错误。3.刹车距离s=μmg/t，其中μ是摩擦系数，m是质量，g是重力加速度，t是制动力作用时间。轮胎表面做得更粗糙，μ增大，s减小，故A错误；速度越大，刹车距离越长，故B正确；速度越小，刹车距离越短，故C错误；采用更高效的制动系统，相当于增大了制动力，可以减小制动力作用时间t，从而减小刹车距离，故D错误。4.列车启动和停车时，速度变化快，会产生较大的冲击力。缓冲装置通过形变来延长作用时间，从而减小冲击力，提高乘客舒适度，故C正确；缓冲装置的主要目的是缓冲冲击力，不是减小能量损失、增大牵引力或增大空气阻力，故A、B、D错误。5.高铁列车车窗玻璃通常采用中空设计，中间的空气层可以减少热传递。具体来说，可以减弱对流和传导，有效隔热，同时也能起到一定的隔音效果，故D正确；中空设计会略微降低玻璃的透光性，故A错误；中空设计主要是利用空气层特性，不是单纯为了增大面积，故B错误；中空设计对玻璃强度影响不大，故C错误。6.高铁列车车体需要轻量化以提高速度和能效。铝合金具有密度小、强度高等特点，适合用于制造车体，故C正确；高铁列车需要高强度材料，铝合金的强度相对较高，但不是密度最小，也不是硬度最大或熔点最低，故A、B、D错误。7.列车克服重力爬坡时，重力势能增加，动能可能不变或减少，但主要是克服重力做功，能量形式变化不明显；列车克服空气阻力前进时，需要消耗机械能，空气阻力做负功，机械能转化为内能；列车被电力系统加速时，电能转化为动能；列车在水平轨道上匀速行驶时，动能不变，克服阻力做的功转化为内能。故B正确。8.受电弓的滑板需要与接触网良好接触并滑动，以从接触网上获取稳定的电能。碳材料具有优良的导电性，能确保电流顺利传输，故B正确；碳材料的熔点较高、硬度较大、耐腐蚀性较好，但这些不是其作为滑板材料的主要原因，故A、C、D错误。9.高铁列车进站时速度较快，列车周围的空气随之高速流动，根据流体压强与流速的关系，列车附近空气流速快，压强小，人外侧空气流速慢，压强大，会产生一个向内侧的压强差，将人推向列车，造成危险。故D正确；A、B、C均不是安全线设置的主要原因，故A、B、C错误。10.A选项，根据流体压强与流速的关系，流体的流速越大，压强越小，故A错误；B选项，红外测温仪测量的是物体自身辐射的红外线的强度，从而推算出温度，不仅反映人的体温，也受环境温度等因素影响，故B错误；C选项，列车运行时，车轮与钢轨之间的摩擦是阻碍列车运动的，属于有害摩擦，故C错误；D选项，高铁利用高压电通过电线传输，部分技术涉及电磁感应原理（如感应线圈、变压器等），故D正确。二、多项选择题11.A、B、C、D、E12.A、B、C、D、E13.A、B、C、D14.A、C15.A、B、C、D16.A、B、C17.C、D18.A、C、D19.A、B、C、E20.B、D、E解析：11.高铁列车在运行过程中受到多种力的作用：竖直向下的重力（A）；竖直向上的轨道对列车的支持力（B）；水平向前的牵引力（C）；与运动方向相反的空气阻力（D）；车轮与钢轨之间的摩擦力（E）。故A、B、C、D、E均正确。12.列车克服空气阻力做功，机械能转化为内能（A正确）；列车在下坡时，重力势能减小，动能增加，是重力势能转化为动能的过程（B正确）；列车被电力系统加速时，消耗电能，转化为列车的动能，即电能转化为机械能（C正确）；列车刹车时，动能转化为热能（刹车片发热）和声能，属于内能（D正确）；列车克服摩擦力做功，机械能转化为内能（E正确）。故A、B、C、D、E均正确。13.“复兴号”等新型高铁列车相比传统列车，车体采用轻量化材料（如铝合金），质量更轻（A正确）；轮轨之间的润滑技术和材料改进，可以减小摩擦力（B正确）；通过优化空气动力学设计、提高动力系统效率等，速度更快（C正确）；能量利用效率更高，例如采用再生制动技术回收能量（D正确）；车厢宽度主要是为了乘客舒适度和载客量，不是主要的技术改进点（E错误）。故A、B、C、D正确。14.高铁站台上安装的声屏障，主要作用是阻挡和吸收列车运行时产生的噪音，起到隔音降噪的效果（A正确）；声屏障可以减小声音在站台上的反射和扩散，但不是增大空气流动速度（C错误）；声屏障本身对空气流动影响不大（B错误）；声屏障主要功能是隔音，可能会略微降低站台可见度（D错误）；声屏障主要利用声音的反射和吸收原理，不是吸收或反射次声波（E错误）。故A正确。15.列车匀速直线行驶时，速度不变，加速度为零，处于平衡状态（A正确）；列车加速直线行驶时，速度改变，加速度不为零，处于非平衡状态（B正确）；列车减速直线行驶时，速度改变，加速度不为零，处于非平衡状态（C正确）；列车转弯时，运动方向改变，速度矢量发生变化，一定受到力的作用（如向心力）（D正确）；列车静止时，仍受到重力、支持力等力的作用（E错误）。故A、B、C、D正确。16.高铁接触网采用悬挂式结构，可以：增大受电弓与接触网的接触面积，减少接触压力，延长使用寿命（A正确）；当受电弓高速行驶时，悬挂式结构可以缓冲冲击，减小对接触网的冲击力（B正确）；悬挂式结构可以适应轨道的轻微变形和温度变化，保持与受电弓的良好接触（C正确）；悬挂式结构是高铁接触网的基本形式，主要是为了实现功能，不是为了方便安装和维护（D错误）。故A、B、C正确。17.高铁列车车厢的座椅通常采用软垫设计，可以增大人与座椅接触的面积，从而减小座椅对人体的压强（B错误，C正确）；同时，软垫可以缓冲冲击，分散压力，提高乘客的舒适度（D正确）。故C、D正确。18.列车克服重力爬坡时，重力做负功，但克服重力做功，即人对重力做功（或重力势能转化），涉及做功（A正确）；列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力与空气阻力平衡，合力为零，没有力在位移方向上做功，动能不变，但维持运动仍需要克服阻力做功（B错误）；列车被电力系统加速时，电场力（或安培力）对列车做正功，动能增加，涉及做功（C正确）；列车克服空气阻力前进时，牵引力对列车做正功，克服阻力做负功，涉及做功（D正确）；列车静止时，没有位移，无论是否受力，力都不做功（E错误）。故A、C、D正确。19.高铁技术涉及多个科学原理：牛顿第二定律描述了力、质量和加速度的关系，用于分析列车加速、刹车等（A正确）；欧姆定律描述了电流、电压和电阻的关系，用于分析电气系统（B正确）；能量守恒定律是物理学基本定律，高铁的能量转换过程遵循此定律（C正确）；阿基米德原理描述了浮力，与高铁主要受力（重力、支持力、摩擦力、空气阻力）关系不大（D错误）；电磁感应现象是高铁电力传输（如感应线圈）、电磁制动等技术的理论基础（E正确）。故A、B、C、E正确。20.A选项，高铁列车进站时，速度减小，动能减小，部分动能转化为刹车产生的内能（热能）或声能，而不是转化为势能，故A错误；B选项，高铁列车车厢采用中空设计，空气层可以减少空气对流和传导，从而减弱热传递，达到隔热效果，故B正确；C选项，高铁列车车轮采用辐条式结构，主要是为了在保证强度的前提下减轻质量，提高速度和能效，故C错误；D选项，高铁列车运行时，车轮滚动，与钢轨之间的摩擦属于滚动摩擦，但启动、制动或曲线行驶时可能涉及滑动摩擦，故D错误（表述不够严谨，但相对其他选项，B更符合）；E选项，高铁利用电磁铁控制道岔的转换，电磁铁的磁力驱动机械装置，实现道岔的切换，故E正确。注意：D选项的表述有歧义，滚动摩擦和滑动摩擦都存在，但题目问的是“运行时”，主要是指高速行驶的滚动摩擦，选项B、E更明确正确。三、填空题21.等于22.曲线；小于23.缓冲24.减弱25.密度小；强度大26.能量27.电磁感应28.减小；减小29.声波的反射和吸收30.法拉第解析：21.高铁列车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力与空气阻力是一对平衡力，大小相等。故等于。22.高铁列车从北京到上海的实际运动轨迹是曲线，位移是指从初位置到末位置的有向线段，其大小小于曲线运动经过的路程。故曲线；小于。23.高铁列车启动和停车时，速度变化快，会产生较大的冲击力。缓冲装置通过其形变来延长力的作用时间，根据动量定理FΔt=Δp，延长作用时间可以减小冲击力。故缓冲。24.高铁列车车窗玻璃采用中空设计，主要是利用中间的空气层来阻碍热传递。具体来说，可以减弱空气的对流和传导，有效隔热。故减弱。25.高铁列车采用铝合金材料制造车体，主要是为了利用铝合金具有密度小、强度大的特点。密度小可以减轻车体质量，提高速度和能效；强度大可以保证车体的安全性和稳定性。故密度小；强度大。26.高铁列车运行时，需要克服空气阻力等阻力前进，维持高速行驶需要持续消耗能量（电能），这些能量主要用于克服阻力做功。故能量。27.高铁列车车厢顶部的受电弓通过电磁感应原理从接触网上获取电能。受电弓的滑板在接触网上滑动，切割磁感线，产生感应电流，从而实现电能的传输。故电磁感应。28.高铁列车进站减速时，速度减小，根据动能公式E_k=