（1）火车以2m/s的初速度、1m/s²的加速度做匀加速直线运动，第3s末的速度：
v=v₀+at=2+1×3=5m/s
（2）火车在第4s内的平均速度等于中间时刻3.5s的瞬时速度，为：
v=v₀+at=2+1×3.5=5.5m/s
第4s内的位移是x=vt=5.5×1=5.5m/s
（3）第3s内的平均速度等于中间时刻2.5s的瞬时速度，为：
v=v₀+at=2+1×2.5=4.5m/s
故答案为：5、5.5、4.5