2022 공항고 2학년 2학기 중간고사 물리학
기출문제·해설
공항고등학교 2022학년도 2학기 중간고사 물리학 전 문항(20문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 에너지띠와 반도체 · 전류의 자기 작용 · 전자기 유도 · 물질의 자성
📍 서울 강서구📅 2022 · 2학기 중간고사🧪 물리학📝 20문항 (객관식 16 · 서술형 4)
문제 미리보기 (2문항)
1번전기장과 전위차쿨롱 법칙중
그림 (가)는 대전된 도체구 A, B가 $x$축 상에 고정되어 있는 모습을 나타낸 것이고, (나)는 (가)의 A와 B를 접촉시킨 후 다시 원래 위치에 고정시켜 놓은 모습을 나타낸 것이다. A와 B의 크기는 같다. (가)에서 A의 전하량은 $+Q$이고, (나)에서 A와 B의 전하량은 $-Q$로 같다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. (가)에서 전하량의 크기는 B가 A보다 크다.
ㄴ. A에 작용하는 전기력의 방향은 (가)에서와 (나)에서가 같다.
ㄷ. (가)에서가 (나)에서 보다 B에 작용하는 전기력의 크기는 크다.
① ㄴ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄷ
정답 ④ · 해설
크기가 같은 도체구를 접촉시키면 전체 전하량이 똑같이 나뉜다. (나)의 전체 전하량이 $-2Q$이므로 (가)에서 B의 전하량은 $-2Q-(+Q)=-3Q$이다.
ㄱ. (가)에서 전하량의 크기는 B가 $3Q$, A가 $Q$로 B가 더 크다.
ㄴ. (가)에서는 다른 종류의 전하이므로 인력(A는 $+x$방향), (나)에서는 같은 종류이므로 척력(A는 $-x$방향)이 작용하여 방향이 반대이다.
ㄷ. 거리가 같으므로 전기력은 전하량의 곱에 비례하며 (가)에서 $3Q^2$, (나)에서 $Q^2$이므로 (가)에서가 더 크다.
따라서 정답은 ④이다.
2번전기장과 전위차전기력과 힘의 평형상
그림 (가), (나)와 같이 대전되어 있는 질량이 각각 $m$, $2m$, $4m$인 동일한 도넛 모양의 물체 A, B, C를 (가)에서는 A, B의 순서로, (나)에서는 A, C의 순서로 각각 절연된 막대 기둥에 끼워 넣었다. 이때 B, C는 절연된 바닥에 놓인 A 위에 각각 $2h$, $h$만큼 떠서 정지해 있다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 $g$이고, 절연된 막대 기둥과 바닥에 의한 전기력 및 모든 마찰은 무시한다.)
ㄱ. 바닥이 A에 작용하는 힘의 크기는 (나)에서가 (가)에서의 3배이다.
ㄴ. (가)에서 B가 A에 작용하는 전기력의 크기는 $2mg$이다.
ㄷ. (나)에서 A가 C에 작용하는 전기력과 C에 작용하는 중력은 힘의 평형 관계이다.
① ㄱ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄷ
정답 ⑤ · 해설
Step 1. 떠 있는 물체의 힘의 평형
(가)에서 B는 정지해 있으므로 A가 B에 작용하는 전기력(위)은 B의 무게 $2mg$와 같고, (나)에서 A가 C에 작용하는 전기력은 $4mg$이다.
Step 2. A에 작용하는 힘
A는 반작용으로 아래 방향의 전기력을 받으므로 바닥이 A에 작용하는 힘은 (가)에서 $mg+2mg=3mg$, (나)에서 $mg+4mg=5mg$이다.
ㄱ. (나)에서가 (가)에서의 $\frac{5}{3}$배이다.
ㄴ. 작용 반작용에 의해 B가 A에 작용하는 전기력의 크기도 $2mg$이다.
ㄷ. 두 힘은 모두 C에 작용하고 크기가 같고 방향이 반대이므로 힘의 평형 관계이다.
따라서 정답은 ⑤이다.
문항 구성
| 1번 | 전기장과 전위차 | 쿨롱 법칙 | 중 | 객관식 |
| 2번 | 전기장과 전위차 | 전기력과 힘의 평형 | 상 | 객관식 |
| 3번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 보어 모형과 스펙트럼 | 상 | 객관식 |
| 4번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 에너지 준위와 선스펙트럼 | 상 | 객관식 |
| 5번 | 에너지띠와 반도체 | 도체와 절연체 | 중 | 객관식 |
| 6번 | 에너지띠와 반도체 | 에너지 준위와 띠 | 중 | 객관식 |
| 7번 | 에너지띠와 반도체 | 고체의 에너지띠 | 중 | 객관식 |
| 8번 | 에너지띠와 반도체 | 다이오드 회로 | 중 | 객관식 |
| 9번 | 에너지띠와 반도체 | 불순물 반도체와 다이오드 | 상 | 객관식 |
| 10번 | 전류의 자기 작용 | 직선 전류 자기장 합성 | 상 | 객관식 |
| 11번 | 물질의 자성 | 강자성체 | 중 | 객관식 |
| 12번 | 물질의 자성 | 반자성체 | 중 | 객관식 |
| 13번 | 전자기 유도 | 렌츠 법칙 | 중 | 객관식 |
| 14번 | 전자기 유도 | 솔레노이드와 낙하 고리 | 중 | 객관식 |
| 15번 | 전자기 유도 | 자기장 영역 통과 | 상 | 객관식 |
| 16번 | 전자기 유도 | 자기장 영역 통과 | 상 | 객관식 |
| 17번 | 전류의 자기 작용 | 직선 전류 자기장 | 중 | 서술형 |
| 18번 | 전류의 자기 작용 | 원형 전류 자기장 | 중 | 서술형 |
| 19번 | 물질의 자성 | 자성체와 전자기 유도 | 상 | 서술형 |
| 20번 | 전류의 자기 작용 | 원형 전류 자기장 합성 | 상 | 서술형 |