【分析】
这是一道速度相关的物理计算应用题，我们可以分三个小问逐步梳理解题思路：
1. 第一问求火车运行速度：小明和火车相对静止，小明的运动速度等于火车的速度，小明自身长度远小于隧道长度可忽略，因此小明通过隧道的路程就等于隧道总长度，已知通过时间，直接代入速度公式v=s/t即可算出火车速度。
2. 第二问求火车完全通过隧道的时间：首先明确“完全通过隧道”的定义是从车头刚进入隧道到车尾完全离开隧道，该过程火车行驶的总路程是隧道长度加火车自身长度，结合第一问算出的火车速度，代入速度公式的变形式t=s/v就能得到对应时间。
3. 第三问求站到山崖的距离：鸣笛后听到回声的过程中，声音从鸣笛处传播到山崖，再从山崖反射返回鸣笛处，声音走过的总路程是两倍的站到山崖的距离，因此声音单程传播到山崖的时间是总时间的一半，代入s=v声t即可算出距离。
【解析】
解：
(1) 小明与火车相对静止，小明通过隧道的路程等于隧道长度$s_{\mathrm{隧道}}=2000\ \mathrm{m}$，所用时间$t=40\ \mathrm{s}$，根据速度公式可得火车的运行速度：
$v=\dfrac{s_{\mathrm{隧道}}}{t}=\dfrac{2\ 000\ \mathrm{m}}{40\ \mathrm{s}}=50\ \mathrm{m/s}$
(2) 火车完全通过隧道时，行驶的总路程为隧道长与火车长之和：
$s=s_{\mathrm{车}}+s_{\mathrm{隧道}}=100\ \mathrm{m}+2\ 000\ \mathrm{m}=2\ 100\ \mathrm{m}$
已知火车速度$v=50\ \mathrm{m/s}$，由$v=\dfrac{s}{t}$变形可得所需时间：
$t'=\dfrac{s}{v}=\dfrac{2\ 100\ \mathrm{m}}{50\ \mathrm{m/s}}=42\ \mathrm{s}$
(3) 鸣笛后4s听到回声，说明声音从站传播到山崖再返回站的总时间为4s，因此声音从站传播到山崖的单程时间：
$t''=\dfrac{1}{2}×4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$
已知声速$v_{\mathrm{声}}=340\ \mathrm{m/s}$，因此站到山崖的距离：
$s'=v_{\mathrm{声}}t''=340\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=680\ \mathrm{m}$
【答案】
(1) 火车的运行速度为$50\ \mathrm{m/s}$；(2) 火车完全通过隧道运行的时间为$42\ \mathrm{s}$；(3) 此站到山崖的距离为$680\ \mathrm{m}$
【知识点】
速度公式应用，隧道通行路程分析，回声测距
【点评】
本题是机械运动板块的基础计算题型，核心考察不同运动场景下的路程判定能力，易错点集中在两处：一是容易误将火车完全通过隧道的路程直接取隧道长度，忽略火车自身长度；二是回声测距时忘记声音往返的路程是两倍待测距离，直接代入总时间计算导致结果翻倍，解题时要先明确对应场景的路程构成再代入公式计算。
【难度系数】
0.7
