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动力车组带动热点试题  

2011-09-28 15:40:42|  分类: 试题研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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动力车组带动热点试题 

湖北省钟祥市第五中学 李昌华 431900  E-mail:zxwzli@163.com

铁道部第六次全国铁路大提速已在今年418日零时正式施行,全国主要干线开行时速200公里及以上的和谐号国产化动车组,部分区段运行时速将达到250公里。和谐号动车组140对投入运营。中国铁路开启追风时代。关注热点,是物理试题创新的源泉,大提速和动力车组蕴含着许多物理知识,是物理教师命题的绝好材料。同时以热点问题为背景命题,能够很好地体现“从生活走进物理,从物理走向社会”新课表理念;以具体的生活素材命题,能很好的培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,还可以向学生普及一些有关交通、安全的基本常识。所以,提速和动力车组势必会引发物理命题的热潮。现将笔者围绕此热点所命的试题提供给大家参考。

定员

全列610

动车组运行速度

< xmlnamespace prefix ="st1" />200km/h

动车组全长及重

201.4m345t

车体宽度

3380mm

车顶距轨面高度

3700mm

车体地板面距轨面高度

1300mm

轨距

1435mm

轮径

880mm

牵引电动机

300kW

牵引功率

4800kW

供电方式

AC25Kv50HZ

2007418,中国铁路实行第六次大面积提速,52组时速超过200公里的国产动车组列车全面上线运营,这些高速动车组的投入使用,使我国铁路运营最高时速从前五次大提速以来的160公里一下子提升到了200250公里,线路总延展里程一次达到6003公里,相当于目前德国、法国等欧洲九国的总和。高速动车组的开行使乘坐火车出行的中国老百姓有了一种前所未有的全新体验。下表列出了目前国产某种动车组的部分技术参数。

 (1) D31次动车组列车10:50 由北京始发20:50到达上海,行程约1440km,列车全程的平均速度为 144    km/hD31次列车途经南京长江大桥,大桥铁路桥全长6700多米,公路桥全长4500多米,该列车全部通过大桥需要的时间约 2.9min.

(2) 列车在时速为200公里运行的时候,每牵引一吨重的重量,大约要消耗12千瓦的功率,到300公里的时候,每牵引一吨要消耗1617千瓦的功率,轻量化是动车组核心技术,和谐号CRH2型动车组车体采用铝合金整体承载结构,车重仅为普通列车的一半。该铝合金材料具有   密度小   的特点。

3)有关资料显示,时速200公里的列车经过时,在铁路边掀起的风速值将大于14/秒。请回答下列问题:

①火车提速以后车站站台的安全线应该如何变化?

动力车组带动热点试题 - 李昌华 - 李昌华工作室

 

答:火车提速以后,火车运行速度加快引起火车周围的空气流动加快。空气流速越快气体压强越小,站在火车旁的人就越容易被大气推向火车。所以火车提速以后,安全线也要适当的加宽,以保证安全。

②主要干线提速区段基本上实现了全封闭,全部是2米高的栅栏或是围墙(如图所示)。请你说出这样做的道理?

答:火车提速以后,火车运行速度加快引起火车周围的空气流动加快。空气流速越快气体压强越小,靠近火车一定范围的人就越容易被大气推向火车。所以火车提速以后,主要干线提速区段基本上实现了全封闭,全部是2米高的栅栏或是围墙以防有人进入危险区域,以保证安全。

③动车组的车厢采用了全封闭式结构,保证了车内乘客的安全。请你说出其中的道理。

答:火车提速以后,火车运行速度加快引起火车周围的空气流动加快。车外空气流速越快气体压强越小,车内空气流速慢压强大,如果车不封闭留有窗口,靠窗口的物品或乘客就容易被大气推到窗外。动车组的车厢采用了全封闭式结构,就会避免此类事故的发生,保证了车内乘客的安全。

④铁路沿线的的白色垃圾造成了严重的环境污染。这些白色垃圾主要是车内乘客向车外扔出去的一次性发泡塑料碗盒和塑料包装袋。列车驶过之后这些白色垃圾都落在的铁轨上,请你用学过的物理知识解释这个现象。

答:火车刚驶过的区域空气流速快,压强小,周围的大气就会把铁轨周围的车内乘客向车外扔出去的一次性发泡塑料碗盒和塑料包装袋等较轻的物体压到铁轨上。

4)座椅靠背上都有一块厚厚的软垫,这是为了防止列车突然   提速  (选填:“提速”或“减速”)

动力车组带动热点试题 - 李昌华 - 李昌华工作室

 时是对乘客造成伤害;靠背上还安装有扶手,靠背背后也安装有软垫这是为了防止列车突然减速   (选填:“提速”或“减速”)时对乘客造成伤害。

5)若一列D字头火车在在行驶过程中用电总功率为6000kW,全部由高压输电线共给,输电线中的电流约为多少?

动力车组带动热点试题 - 李昌华 - 李昌华工作室

6)动车组牵引电动机的工作电压是380V,正常使用时通过电动机线圈电流是多大?若该电动机的效率为90%,电动机每秒钟产生的热量是多少?这些热可以使10kg的水温度升高多少?

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 7)若一列D字头火车牵引电动机的总功率为4800kW,火车以180km/h的速度运速行驶时受到的阻力约为车重的0.02倍,那么,该列车的效率是多大?

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 8)动车组牵引电动机的工作电压是380V,而输电线的电压却是25Kv,采用高压输电有何好处?

答:电能从发电站书送给火车使用需要很长的输电线,输电线有电阻,电流通过输电线是要产生热而损失能量。由Q=I2Rt可知,减小输电线中的电流使减少能量损失的有效办法;又由P=UI可以知道,只减小电流,不改变电压,又会减小输送功率。既要减小能量损失,又要保证输送功率不变,只有采取高压输电。

9)和谐号动车组在刹车时可以发电,从而减少机械磨损并保护环境。原来,动车组采用“再生制动”技术,时速从200公里降到90公里时,利用列车的巨大惯性产生电能并输入电网。在此过程中,列车的机械能装化为     能。时速降到90公里以下时,才使用机械刹车,不会产生过大的噪音和晃动。在此过程中火车的机械能又转化为   能。

10)下图是我们曾阅读过一张简报

动力车组带动热点试题 - 李昌华 - 李昌华工作室

 

 请回答以下问题:

    一只馒头为何具有那么大的能量?

答:物体的动能的大小与物体的质量和运动速度有关。馒头在扔出去之前和火车一起高速运动。馒头扔出窗外之后,由于惯性,仍然保持原来的运动状态高速运动。所以,馒头质量虽小,但由于运动速度大,它仍然具有较大的动能

D字头火车车厢采用了全封闭式结构,请你结合上面的新闻说说这样做的好处。

答:物体的动能的大小与物体的质量和运动速度有关。从窗口向车外扔出去的物体即使质量不大,但由于火车提速以后这些被扔出去的物体具有很大的运动速度,从而具有很大的动能,对车外的人和物会造成较大的破坏。所以,提速以后火车要采用全封闭式结构。

11)过去人们常常把耳朵紧贴在铁轨上可以提前知道是否有火车到来,这是利用了

声音在钢铁中的传播速度比空气中快   ;火车经过之后发现铁轨变热了,这是因为 车轮对铁轨做功,铁轨的内能增加,温度升高  

12)假若让你向乘坐D字头火车的乘客或铁路沿线的人们宣传安全知识,提醒他们火车提速以后应该注意什么,请你分别写出一条警示语。

提示:

车内乘客

旅客们,火车马上就要开动了,请不要随意走动。

      旅客们,北京站快到了,请不要提前离开座位,等车停稳之后起身。

候车乘客

旅客们,列车快进站了,请大家不要越过安全线。

铁路沿线:

为了您的安全,请不要翻越栅栏。

为了你的安全,请不要横穿铁路。

为了你的安全,请不要在铁轨边玩耍。

13)一列以200km/h的速度行驶的 “和谐号”D字头列车在即将经过铁路道口时往往要提前鸣笛,若这列火车在离道口2km处鸣笛,道口处的人听到笛声时,火车离道口多远?通过计算,你认为火车提速以后为确保安全,火车通过道口时应采取什么措施?(声速约为34Om/s

动力车组带动热点试题 - 李昌华 - 李昌华工作室
答:火车提速以后,火车通过道口时要提前鸣笛,或者通过无线电通讯等工具通知道口处采取禁止穿越铁轨等措施。提醒人们远离铁轨。

 

  

 

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