解题思路：在无风的时候，火车行驶时，车头冒出的白烟会向车尾方向移动，白烟的速度是火车的速度，火车行驶时，白烟恰好是竖直向上的，白烟一定受到了风的作用，风把白烟吹得竖直向上，风的方向和白烟的运动方向相反，速度相同．
车头冒出的白烟恰好是竖直向上的，白烟受到风的作用，风的方向和白烟的方向相反，速度相等，所以白烟的速度为5m/s，方向向北．
火车的运动方向和白烟方向相反，速度相等，所以火车的速度为5m/s，方向向南．
故选C．
点评：
本题考点： 运动和静止的相对性．
考点点评： 无风时，火车的冒出的白烟向车尾方向运动，风的作用使白烟竖直向上，由风的速度和方向可以判断白烟的运动和方向，由白烟的运动速度和方向来推知火车的运动速度和方向．