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2022 성덕고 2학년 2학기 중간고사 물리학
기출문제·해설

성덕고등학교 2022학년도 2학기 중간고사 물리학 전 문항(29문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 에너지띠와 반도체 · 에너지 준위와 스펙트럼 · 전류의 자기 작용 · 전자기 유도

📍 서울 강동구📅 2022 · 2학기 중간고사🧪 물리학📝 29문항 (객관식 25 · 서술형 4)

출제 단원

에너지띠와 반도체 9에너지 준위와 스펙트럼 5전류의 자기 작용 5전자기 유도 5전기장과 전위차 3물질의 자성 2

문제 미리보기 (2문항)

1번전기장과 전위차쿨롱 법칙중

그림과 같이 $-Q$와 $+Q$로 대전된 물체가 각각 B점과 C점에 고정되어 있으며, B점과 C점의 연장선 위에 A점이 있다. A점에 전하 $+q$를 놓았을 때, 이 전하가 받는 전기력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

문제 그림
① 전기력의 방향은 오른쪽이다.
② 전하 $q$의 부호가 바뀌면 전기력의 방향이 바뀐다.
③ 전기력의 크기는 전하 $q$의 전하량이 커지면 작아진다.
④ 전기력의 크기는 A, B 사이의 거리가 증가하면 작아진다.
⑤ 전기력의 크기는 두 대전체의 전하량 $Q$가 커지면 커진다.
정답 ③ · 해설
A의 $+q$는 가까운 B($-Q$)에게 오른쪽으로 당기는 힘을, 먼 C($+Q$)에게 왼쪽으로 미는 힘을 받는다. 거리가 가까운 B의 힘이 더 크므로 알짜 전기력은 오른쪽이고, 그 크기는 $q$와 $Q$에 각각 비례한다.
① B의 인력이 C의 척력보다 커서 전기력은 오른쪽이다.
② $q$의 부호가 바뀌면 두 힘의 방향이 모두 바뀌므로 알짜 힘의 방향도 바뀐다.
③ 전기력의 크기는 $q$에 비례하므로 $q$가 커지면 커진다.
④ A, B 사이 거리가 멀어지면 두 힘의 차가 줄어 전기력이 작아진다.
⑤ 전기력의 크기는 $Q$에 비례하므로 커진다.
따라서 정답은 ③이다.
2번전기장과 전위차전기력 평형상

그림 (가)는 $x$축 상에 고정된 점전하 A, B, C를 나타낸 것으로, C에 작용하는 전기력은 0이다. 그림 (나)는 (가)에서 B, C의 위치만 바꾸어 고정시킨 것으로, B에 작용하는 전기력은 0이다. A는 (+)전하이다.

문제 그림

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. B는 (−)전하이다.
ㄴ. 전하량의 비(A : B : C)는 2 : 1 : 1이다.
ㄷ. (가)에서 A에 작용하는 전기력의 방향과 B에 작용하는 전기력의 방향은 서로 같다.
① ㄱ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄷ
정답 ① · 해설
Step 1. (가)에서 B 구하기
C는 A, B의 바깥쪽에 있으므로 C의 전기력이 0이려면 A와 B는 다른 종류이고 $\frac{kq_\mathrm{A}}{(2d)^2}=\frac{kq_\mathrm{B}}{d^2}$에서 $q_\mathrm{A}=4q_\mathrm{B}$이다. 따라서 B는 (−)전하이다.
Step 2. (나)에서 C 구하기
(나)에서 B(위치 $2d$)는 A(거리 $2d$)와 C(거리 $d$) 사이에 있으므로 A와 C는 같은 종류이고 $\frac{kq_\mathrm{A}}{(2d)^2}=\frac{kq_\mathrm{C}}{d^2}$에서 $q_\mathrm{A}=4q_\mathrm{C}$이다. 따라서 C는 (+)전하이고 A : B : C $=4:1:1$이다.
Step 3. 보기 판단
(가)에서 전하량을 $4q$, $q$, $q$라 하면 A는 B에게 $+x$방향 $\frac{4kq^2}{d^2}$, C에게 $-x$방향 $\frac{kq^2}{d^2}$을 받아 $+x$방향이다. B는 A에게 $-x$방향 $\frac{4kq^2}{d^2}$, C에게 $+x$방향 $\frac{kq^2}{d^2}$을 받아 $-x$방향이다.
ㄱ. B는 (−)전하이다.
ㄴ. 전하량의 비는 $4:1:1$이다.
ㄷ. A는 $+x$방향, B는 $-x$방향으로 서로 반대이다.
따라서 정답은 ①이다.

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문항 구성

1번전기장과 전위차쿨롱 법칙중객관식
2번전기장과 전위차전기력 평형상객관식
3번전기장과 전위차음극선중객관식
4번에너지 준위와 스펙트럼알파 입자 산란중객관식
5번에너지 준위와 스펙트럼발머 계열중객관식
6번에너지 준위와 스펙트럼에너지 준위중객관식
7번에너지띠와 반도체전기 전도도중객관식
8번에너지 준위와 스펙트럼에너지 준위중객관식
9번에너지띠와 반도체불순물 반도체중객관식
10번에너지띠와 반도체LED 회로상객관식
11번에너지띠와 반도체다이오드 회로상객관식
12번에너지띠와 반도체p-n 접합 다이오드상객관식
13번에너지띠와 반도체발광 다이오드중객관식
14번에너지띠와 반도체LED와 빛의 합성상객관식
15번전류의 자기 작용자기력선하객관식
16번에너지띠와 반도체정류 작용상객관식
17번전류의 자기 작용직선 전류 자기장중객관식
18번전류의 자기 작용자기장 합성상객관식
19번전류의 자기 작용원형 전류 자기장중객관식
20번전류의 자기 작용솔레노이드 자기장중객관식
21번물질의 자성자성의 원인중객관식
22번전자기 유도렌츠 법칙중객관식
23번전자기 유도렌츠 법칙중객관식
24번전자기 유도유도 기전력상객관식
25번전자기 유도유도 전류 세기중객관식
26번에너지 준위와 스펙트럼스펙트럼선 수중서술형
27번에너지띠와 반도체정류 회로상서술형
28번물질의 자성자성체 구별중서술형
29번전자기 유도패러데이 법칙중서술형

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