Officerare beskrev incidenten nära Blairhill Station, i Coatbridge i North Lanarkshire, på söndag kväll som "dum och farlig".
Köpvagnen slungades genom kontaktledningar som kunde ha elektrifierat personen.
Ett tåg träffade vagnen, men det fanns inga allvarliga skador på fordonet eller några skador ombord.
British Transport Police har vädjat om att alla med information ska kontakta dem.
PC Mark Harrington sade: "Vi tror att vagnen kastades på spåren innan tåget träffade den.
"Det är otroligt att den som kastade den inte fick elstöt, eftersom vagnen har gått mellan ledningarna.
"Detta var en dum och farlig sak att göra och kunde ha fått mycket allvarliga konsekvenser, inte bara för den person som kastade vagnen utan också för föraren och alla passagerare på tåget som kolliderade med den.
"Detta hände i ett bostadsområde så det är troligt att någon kommer att ha sett eller hört människor vid spåren runt tidpunkten för händelsen.
"Jag vill tala med alla som har information som kan hjälpa till med utredningen."
En person som kastade en vagn på tågspår är lyckligt lottad att vara vid liv, har transportpolisen sagt.