2022 세화여고 2학년 1학기 중간고사 물리학
기출문제·해설
세화여자고등학교 2022학년도 1학기 중간고사 물리학 전 문항(25문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 가속도 법칙과 등가속도 운동 · 작용 반작용과 운동량 보존 · 평형과 안정성
📍 서울 서초구📅 2022 · 1학기 중간고사🧪 물리학📝 25문항 (객관식 20 · 서술형 5)
문제 미리보기 (2문항)
1번가속도 법칙과 등가속도 운동등가속도 운동 실험중
다음은 물체의 운동을 분석하기 위한 실험이다.
[실험 과정]
(가) 그림과 같이 빗면에서 직선 운동하는 수레를 디지털 카메라로 동영상 촬영한다.
(나) 동영상 분석 프로그램을 이용하여 0.2초 간격으로 수레의 위치를 기록한다.
[실험 결과]
· 수레는 가속도의 크기가 ㉡ $\mathrm{m/s^2}$인 등가속도 직선 운동을 한다.
| 시간(s) | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 |
|---|---|---|---|---|---|
| 위치(m) | 0 | 0.1 | 0.3 | ㉠ | 1.0 |
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. ㉠은 0.8이다.
ㄴ. ㉡은 5이다.
ㄷ. 0초일 때 수레의 속력은 $0.25\,\mathrm{m/s}$이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄷ
정답 ③ · 해설
Step 1. 가속도 구하기
0.2초 간격의 이동 거리는 0.1 m, 0.2 m로 0.1 m씩 증가하므로 $a=\frac{0.1}{0.2^2}=2.5\,\mathrm{m/s^2}$이다. 다음 구간 이동 거리는 0.3 m, 0.4 m이므로 ㉠은 $0.3+0.3=0.6$이고 0.8초일 때 $0.6+0.4=1.0$으로 맞는다.
Step 2. 처음 속력
첫 구간에서 $0.1=v_0\times0.2+\frac{1}{2}\times2.5\times0.2^2$이므로 $v_0=0.25\,\mathrm{m/s}$이다.
Step 3. 판정
ㄱ. ㉠은 0.6이다.
ㄴ. ㉡은 2.5이다.
ㄷ. 0초일 때 속력은 $0.25\,\mathrm{m/s}$이다.
따라서 정답은 ③이다.
2번가속도 법칙과 등가속도 운동등가속도 운동중
그림은 물체가 수평면 위의 점 p를 통과한 후 등가속도 직선 운동을 하여 점 q, r를 지나 점 s에 정지한 것을 나타낸 것이다. p, q, r, s 사이의 간격은 모두 같다.
p, q에서 물체의 속력이 각각 $v_\mathrm{p}$, $v_\mathrm{q}$라고 할 때, $\frac{v_\mathrm{p}}{v_\mathrm{q}}$는? (단, 물체의 크기는 무시한다.)
① 1
② $\sqrt{\frac{3}{2}}$
③ 2
④ $\sqrt{\frac{5}{2}}$
⑤ $\sqrt{3}$
정답 ② · 해설
Step 1. 정지점 기준 관계
가속도의 크기를 $a$, 간격을 $d$라 하면 s에서 정지하므로 $v^2=2a\times(\text{s까지 거리})$이다.
Step 2. 속력 계산
$v_\mathrm{p}^2=2a(3d)$, $v_\mathrm{q}^2=2a(2d)$이므로 $\frac{v_\mathrm{p}}{v_\mathrm{q}}=\sqrt{\frac{3}{2}}$이다.
Step 3. 판정
① 거리가 다르므로 속력이 같지 않다.
② $\sqrt{\frac{3}{2}}$이다.
③ 속력은 거리의 제곱근에 비례한다.
④ 계산 결과와 다르다.
⑤ p와 r의 속력비이다.
따라서 정답은 ②이다.
문항 구성
| 1번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 등가속도 운동 실험 | 중 | 객관식 |
| 2번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 등가속도 운동 | 중 | 객관식 |
| 3번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 등가속도 운동 | 중 | 객관식 |
| 4번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 등가속도 운동 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 빗면 등가속도 운동 | 상 | 객관식 |
| 6번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 빗면 위 운동 방정식 | 중 | 객관식 |
| 7번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 엘리베이터와 겉보기 무게 | 상 | 객관식 |
| 8번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 힘의 평형·작용 반작용 | 중 | 객관식 |
| 9번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 힘의 평형·작용 반작용 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 상 | 객관식 |
| 11번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 상 | 객관식 |
| 12번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 상 | 객관식 |
| 13번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 상 | 객관식 |
| 14번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 중 | 객관식 |
| 15번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충격량과 평균 힘 | 상 | 객관식 |
| 16번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 | 상 | 객관식 |
| 17번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 실험 | 상 | 객관식 |
| 18번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 | 하 | 객관식 |
| 19번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충격량과 운동량 보존 | 상 | 객관식 |
| 20번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충돌과 충격량 | 중 | 객관식 |
| 21번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 등가속도 운동 | 중 | 서술형 |
| 22번 | 평형과 안정성 | 힘의 평형(도르래) | 중 | 서술형 |
| 23번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 상 | 서술형 |
| 24번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 중 | 서술형 |
| 25번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 | 중 | 서술형 |