2022 광문고 2학년 2학기 중간고사 물리학
기출문제·해설
광문고등학교 2022학년도 2학기 중간고사 물리학 전 문항(25문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 에너지띠와 반도체 · 전자기 유도 · 전류의 자기 작용 · 에너지 준위와 스펙트럼
📍 서울 강동구📅 2022 · 2학기 중간고사🧪 물리학📝 25문항 (객관식 19 · 서술형 6)
문제 미리보기 (2문항)
1번전자기와 양자 (진로)입자의 발견중
그림 (가), (나)는 입자의 발견과 원자 모형에 관련된 실험 장치를 나타낸 것이다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. (가)에서 음극선은 자기장을 지날 때 휘어지지 않는다.
ㄴ. (나)에서 알파($\alpha$) 입자는 큰 각도로 산란되지 않고, 아주 작은 각도로만 산란되는 결과를 보였다.
ㄷ. (가), (나)에서 발견된 입자 사이에는 서로 당기는 전기력이 작용한다.
① ㄱ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ② · 해설
(가)는 톰슨의 음극선 실험으로 전자를, (나)는 러더퍼드의 알파 입자 산란 실험으로 원자핵을 발견하였다.
ㄱ. 음극선은 (-)전하를 띤 전자의 흐름이므로 자기장 속에서 자기력을 받아 휘어진다.
ㄴ. 대부분의 알파 입자는 금박을 그대로 통과했지만 일부는 큰 각도로 산란되었고, 이로부터 원자핵의 존재를 알아냈다.
ㄷ. 전자는 (-)전하, 원자핵은 (+)전하를 띠므로 서로 당기는 전기력이 작용한다.
따라서 정답은 ②이다.
2번전기장과 전위차쿨롱 법칙상
그림과 같이 점전하 A, B가 각각 $x=0$, $x=d$에 고정되어 있다. $x$축상의 한 지점에 점전하 C를 추가로 고정시켰을 때, A가 받는 전기력은 0이 된다. A는 음(-)전하이고, B, C는 같은 종류의 전하이며, 전하량의 크기는 C가 B의 4배이다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. C의 위치는 $x=2d$이다.
ㄴ. B에 작용하는 전기력의 크기가 0이면, C에 작용하는 전기력의 크기도 0이 된다.
ㄷ. B, C에 각각 작용하는 전기력의 크기는 항상 같다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ④ · 해설
Step 1. C의 위치 구하기
B, C는 같은 종류의 전하이므로 A가 받는 전기력이 0이 되려면 C는 A를 기준으로 B의 반대쪽에 있어야 한다. C의 위치를 $x=-r$이라 하면 $k\dfrac{q_Aq_B}{d^2}=k\dfrac{q_A(4q_B)}{r^2}$에서 $r=2d$이므로 C는 $x=-2d$에 있다.
Step 2. 세 전하에 작용하는 힘의 관계
A, B, C 사이의 힘은 모두 작용 반작용 쌍이므로 세 전하가 받는 전기력의 합은 항상 0이다. A가 받는 힘이 0이므로 B가 받는 힘과 C가 받는 힘은 크기가 같고 방향이 반대이다.
ㄱ. C의 위치는 $x=-2d$이다.
ㄴ. C가 받는 힘은 B가 받는 힘과 크기가 같으므로 B가 받는 힘이 0이면 C가 받는 힘도 0이다.
ㄷ. B, C가 받는 전기력의 크기는 항상 같다.
따라서 정답은 ④이다.
문항 구성
| 1번 | 전자기와 양자 (진로) | 입자의 발견 | 중 | 객관식 |
| 2번 | 전기장과 전위차 | 쿨롱 법칙 | 상 | 객관식 |
| 3번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 보어 모형 전이 | 중 | 객관식 |
| 4번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 선 스펙트럼 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 보어 원자 모형 | 하 | 객관식 |
| 6번 | 에너지띠와 반도체 | 고체의 에너지띠 | 상 | 객관식 |
| 7번 | 에너지띠와 반도체 | 에너지띠 | 중 | 객관식 |
| 8번 | 에너지띠와 반도체 | 불순물 반도체 | 중 | 객관식 |
| 9번 | 에너지띠와 반도체 | 발광 다이오드 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 에너지띠와 반도체 | 태양 전지와 LED | 상 | 객관식 |
| 11번 | 전류의 자기 작용 | 직선 전류 자기장 합성 | 중 | 객관식 |
| 12번 | 전류의 자기 작용 | 원형 전류 자기장 | 중 | 객관식 |
| 13번 | 전류의 자기 작용 | 직선·원형 전류 합성 | 상 | 객관식 |
| 14번 | 전자기 유도 | 유도 전류와 다이오드 | 상 | 객관식 |
| 15번 | 물질의 자성 | 물질의 자성 | 중 | 객관식 |
| 16번 | 전자기 유도 | 상호 유도 | 상 | 객관식 |
| 17번 | 전자기 유도 | 자속 변화와 유도 전류 | 상 | 객관식 |
| 18번 | 전자기 유도 | 렌츠 법칙 | 중 | 객관식 |
| 19번 | 전자기 유도 | 전자기 유도 이용 | 하 | 객관식 |
| 20번 | 전기장과 전위차 | 쿨롱 법칙 계산 | 중 | 서술형 |
| 21번 | 에너지띠와 반도체 | 띠 간격과 빛 | 중 | 서술형 |
| 22번 | 에너지띠와 반도체 | p-n 접합 순방향 | 상 | 서술형 |
| 23번 | 물질의 자성 | 상자성·반자성 | 하 | 서술형 |
| 24번 | 전류의 자기 작용 | 직선 전류와 균일 자기장 | 중 | 서술형 |
| 25번 | 전자기 유도 | 전동기와 발전기 | 하 | 서술형 |