返程高峰！高铁跑一趟耗电几万度，万一停电怎么办？与高铁有关的考点/真题/模拟题全汇总！

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十一假期眼看快要过去，对于已经开始考虑返程的各位来说，高铁无疑是最为方便快捷的出行方式之一。

有关资料表明，时速350千米的高铁每小时耗电9600度、时速250千米的高铁每小时耗电4800度。一趟时速250千米的高铁从北京到南京要花费4小时、耗费近2万度电！可以供某“一晚低至一度电”的空调开上55年！

高铁的速度和花费有关系吗？高铁万一停电了，怎么办？今天学习哥从高考角度告诉你想知道的答案。

高铁最直观的是速度，这首先是个物理问题——

考点：匀变速直线运动

（2015重庆模拟）高铁专家正设想一种“遇站不停式匀速循环运行”列车，如襄阳→随州→武汉→仙桃→潜江→荆州→荆门→襄阳，构成7站铁路圈，建两条靠近的铁路环线．列车A以恒定速率360km/h运行在一条铁路上，另一条铁路上有“伴驱列车”B，如其乘客甲想从襄阳站上车到潜江站，先在襄阳站登上B车，当A车快到襄阳站且距襄阳站路程为S处时，B车从静止开始做匀加速运动，当速度达到360km/h时恰好遇到A车，两车连锁时打开乘客双向通道，A、B列车交换部分乘客，并连体运动一段时间再解锁分离，B车匀减速运动后停在随州站并卸客，A车上的乘客甲可以中途不停站直达潜江站．则（　　）

A．无论B车匀加速的加速度值为多少，路程S是相同的

B．该乘客节约了五个站的减速、停车、提速时间

C．若B车匀加速的时间为1min，则S为4km

D．若B车匀减速的加速度大小为5m/s2，则当B车停下时A车已距随州站路程为1km

【解题思路】该题的关键是要抓住AB的运动状态，A一直是匀速直线运动，B经历匀加速，匀速，匀减速三个阶段，完成乘客的上车下车．

【分析】解：B车加速平均速度均为v/2=50m/s，加速度不同，加速时间不同，则位移s不同，A错误；该车节省了三次加速减速停车时间，B错误；B车匀加速时间为1min，若达到最大速度，则平均速度为50m/s，位移为3000m，小于4km，C错误；B车减速的平均速度也是v/2=50m/s，列车从速度100m/s减速到零经历时间为20s，s=vt=1000m，而20s内列车A运输运动距离为2000m，因此当B车到站时，A车距车站1000m，D正确。

考点：向心力

（2016 33 31223 33 10427 0 0 5072 0 0:00:06 0:00:02 0:00:04 5073川市模拟）我国高铁技术迅猛发展，现已处于世界领先水平．目前正在修建中的银西高铁，横跨陕甘宁三省区，根据地形设计一弯道半径为3280m，限定时速为144km/h（此时车轮轮缘不受力）．已知我国的标准轨距为1435mm，且角度较小时，tanθ=sinθ，重力加速度g=10m/s2，则高速列车在通过此弯道时的外轨超高值为（　　）

A．7cm B．8cm C．9cm  D.11.2cm

【解题思路】要使火车安全通过弯道，则火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式列式求解．

【解析】解：半径R=3280m，时速v=144km/h=40m/s；根据牛顿第二定律得，mgtanθ=m v2 R 解得：tanθ= 2 41 由题意得tanθ=sinθ= h L 而L=1435mm 联立得：h=70mm=7cm，故A正确，BCD错误；故选：A．

【点评】解决本题的关键理清向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，难度不大，注意单位的统一．

考点：动能定理、牛顿第二定律

（2016•天津）我国高铁技术处于世界领先水平，它是由动车和拖车组合而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该列车组（　　）

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3：2

C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：2

【解题思路】根据受力分析，结合牛顿第二定律分析车厢之间的作用力；根据动能定理分析从关闭发动机到停下来滑行的距离；当牵引力和阻力的大小相等时，动车的速度达到最大值，由此可以求得将非动力车改为动力车的数量．

【解析】解：设每节动车的功率为P，牵引力为F，每一节车厢的质量是m，阻力为kmg， A、启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同．故A错误； B、做加速运动时，有两节动力车厢，对整个的车进行受力分析得： 2F-8kmg=8ma 对6、7、8车厢进行受力分析得： F1-3kmg=3ma 对7、8车厢进行受力分析得： F2-2kmg=2ma 联立可得： F1： F2＝ 3 ：2 ．故B正确； C、设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s，则：−8kmg•s＝0−8× 1 2 mv2 可得：s= v2 2kg 可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比．故C错误； D、当只有两节动力车时，最大速率为v，则： 2P=8kmg•v 改为4节动车带4节拖车的动车组时： 4P=8kmg•v′ 所以：v′=2v，故D正确．故选：BD

【点评】当机车的速度达到最大时，机车做匀速运动，此时机车处于受力平衡状态，即此时的牵引力和受到的阻力的大小相等，再根据瞬时功率的公式即可解答本题．

考点：共点力平衡、力的合成与分解

（2017•江苏二模）我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁（如图甲所示）在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动．图乙为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同，A的质量比B的质量大，车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是（　　）

A．A受到2个力的作用              

B．B受到3个力的作用

C．A受到桌面对它向右的摩擦力  

D．B受到A对它向右的弹力

【解题思路】本题考查共点力平衡条件的应用，解题的关键在于明确物体做匀速运动，故合外力零，因水平方向没有外力作用，故不会受到摩擦力作用．

【分析】解：车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，此时AB均在向右做匀速运动，故AB均只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故水平方向均不受摩擦力，同时AB间也没有弹力作用，故A正确，BC D错误．故选：A．

考点：功率、平均功率和瞬时功率

（2017重庆模拟）截止2013年底，我国高速铁路营业里程11152公里，其中时速300～500公 里线路6354公里，我国的高铁技术已经领先国际水平，假设某列高速列车在行驶中受到的阻力大小与速率的平方成正比，若让高速列车的最大速率变为原来的两倍，该动车发动机组的输出功率应变为原来的（　　）

A．8倍    B．4倍      C．2倍     D．16倍

【解题思路】 解决本题的关键：一是能够正确的写出阻力与速度大小的表达式，二是利用功率的计算方法P=Fv

【分析】 解：匀速运动时，牵引力等于阻力，故F=f=kv2，故机车的功率P=Fv=kv3，故与速度的三次方成正 比，故速度变为原来的两倍，功率变为原来的8倍，故A正确，BCD错误故选：A

考点：加速度、质点的认识

（2016重庆模拟）哈尔滨西客站D502次列车是世界首条高寒区高速铁路哈大高铁正式开通运营．哈大高铁运营里程921公里，设计时速350公里．D502次列车到达大连北站时做匀减速直线运动，开始刹车后第5s内的位移是57.5m，第10s内的位移是32.5m，则下列说法正确的有（　　）

A．在研究列车从哈尔滨到大连所用时间时不能把列车看成质点

B．时速350公里是指平均速度，921公里是指位移

C．列车做匀减速运动时的加速度大小为6.25 m/s2

D．列车在开始减速时的速度为80 m/s

【解题思路】能否把物体看做质点关键是看大小或形状是否影响所研究的问题，位移是指初位置到末位置的有向线段，根据相邻相等时间内位移之差等于常数即可求得加速度，根据运动学公式求的减速时的初速度．

【解答】解：A、研究列车从哈尔滨到大连所用时间时，由于哈尔滨到大连距离远远大于列车的长度，故可以看做质点，故A错误；

B、时速350公里是指平均速度，921公里是指运动轨迹的长度，是路程，故B错误；

C、根据△x=aT2可得，故C错误；

D、第5s内的位移为 ，解得v0=80m/s，故D正确．故选：D

【点评】本题主要考查了运动学公式及位移、质点的内容，知道当物体的大小或形状对所研究的问题没有影响时，可以把物体看成质点，属于基础知识．

考点：楞次定律；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律

（2014怀化模拟）2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到500km/h，可载5人，如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环B水平移动到磁铁A的正上方，它就能在磁力的作用下悬浮．下列表述正确的是（　　）

A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流．当稳定后，感应电流消失

B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流．当稳定后，感应电流仍存在

C．在B放入磁场的过程中，如A的N极朝上，从上向下看，B中感应电流为顺时针方向

D．在B放入磁场的过程中，如A的N极朝上，从上向下看，B中感应电流为逆时针方向

【解题思路】此题的关键是对“超导”的理解，所谓超导体就是没有电阻的导体，没有电流热效应现象发生，一旦有电流出现，电流将不会消失．

【解答】解：在B放入磁场的过程中，根据楞次定律不难判断出B中会产生感应电流，并且如A的N极朝上则B中感应电流方向从上向下看应为顺时针，所以C正确D错误；而因为B是超导体没有电阻，故即使B稳定后电磁感应现象消失B中的电流也不会消失，故B正确A错误．

故选BC．

【点评】认真审题是解题的关键，本题易错选A，易认为B稳定后B中没有电磁感应现象发生，而得出感应电流消失的结论，再就是要熟练掌握楞次定律．

高考数学告诉你当你坐高铁时，高铁的速度和你的费用的关系，当高铁的速度为多少时，你所花的费用最低？让你明白你的钱都花在了哪？

考点：导数在最大值、最小值问题中的应用；函数模型的选择与应用

（2016淮安模拟）甲、乙两地准备开通全线长1750km的高铁．已知运行中高铁每小时所需的能源费用W（万元）和速度V（km/h）的立方成正比，当速度为100km/h时，能源费用是每小时0.06万元，其余费用（与速度无关）是每小时3.24万元，已知最大速度不超过C（km/h）（C为常数，0＜C≤400）．

（1）求高铁运行全程所需的总费用y与列车速度v的函数关系；

（2）当高铁速度为多少时，运行全程所需的总费用最低？

【解题思路】（1）先设出函数关系式，代入速度与每小时燃料费的关系值求出比例系数即可；（2）根据题设要求设出行驶总费用与速度之间的函数关系式，再利用函数的导数去求函数的最小值即可．

【点评】本题是实际应用题，考查学生建立函数模型的能力，以及利用函数的导数研究给定区间上函数的最值问题，是高考的常考知识点．

万一高铁停电了，怎么办？高考化学给你答案。

高考化学涉及高铁主要是原电池和电解池，我国的高铁技术处于世界领先地位．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。

考点：原电池和电解池

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