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)
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?

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.

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.
문항 구성
| 1번 | 전기장과 전위차 | 쿨롱 법칙 | 중 | 객관식 |
| 2번 | 전기장과 전위차 | 전기력 평형 | 상 | 객관식 |
| 3번 | 전기장과 전위차 | 음극선 | 중 | 객관식 |
| 4번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 알파 입자 산란 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 발머 계열 | 중 | 객관식 |
| 6번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 에너지 준위 | 중 | 객관식 |
| 7번 | 에너지띠와 반도체 | 전기 전도도 | 중 | 객관식 |
| 8번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 에너지 준위 | 중 | 객관식 |
| 9번 | 에너지띠와 반도체 | 불순물 반도체 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 에너지띠와 반도체 | LED 회로 | 상 | 객관식 |
| 11번 | 에너지띠와 반도체 | 다이오드 회로 | 상 | 객관식 |
| 12번 | 에너지띠와 반도체 | p-n 접합 다이오드 | 상 | 객관식 |
| 13번 | 에너지띠와 반도체 | 발광 다이오드 | 중 | 객관식 |
| 14번 | 에너지띠와 반도체 | LED와 빛의 합성 | 상 | 객관식 |
| 15번 | 전류의 자기 작용 | 자기력선 | 하 | 객관식 |
| 16번 | 에너지띠와 반도체 | 정류 작용 | 상 | 객관식 |
| 17번 | 전류의 자기 작용 | 직선 전류 자기장 | 중 | 객관식 |
| 18번 | 전류의 자기 작용 | 자기장 합성 | 상 | 객관식 |
| 19번 | 전류의 자기 작용 | 원형 전류 자기장 | 중 | 객관식 |
| 20번 | 전류의 자기 작용 | 솔레노이드 자기장 | 중 | 객관식 |
| 21번 | 물질의 자성 | 자성의 원인 | 중 | 객관식 |
| 22번 | 전자기 유도 | 렌츠 법칙 | 중 | 객관식 |
| 23번 | 전자기 유도 | 렌츠 법칙 | 중 | 객관식 |
| 24번 | 전자기 유도 | 유도 기전력 | 상 | 객관식 |
| 25번 | 전자기 유도 | 유도 전류 세기 | 중 | 객관식 |
| 26번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 스펙트럼선 수 | 중 | 서술형 |
| 27번 | 에너지띠와 반도체 | 정류 회로 | 상 | 서술형 |
| 28번 | 물질의 자성 | 자성체 구별 | 중 | 서술형 |
| 29번 | 전자기 유도 | 패러데이 법칙 | 중 | 서술형 |