2022 세화고 2학년 1학기 중간고사 물리학
기출문제·해설
세화고등학교 2022학년도 1학기 중간고사 물리학 전 문항(26문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 가속도 법칙과 등가속도 운동 · 작용 반작용과 운동량 보존 · 역학적 에너지 보존
📍 서울 서초구📅 2022 · 1학기 중간고사🧪 물리학📝 26문항 (객관식 22 · 서술형 4)
문제 미리보기 (2문항)
1번가속도 법칙과 등가속도 운동속도·가속도 그래프중
그림 (가)는 직선 운동하는 물체 A의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이고, (나)는 0초일 때 속력이 $2\,\mathrm{m/s}$인 직선 운동하는 물체 B의 가속도의 크기를 시간에 따라 나타낸 것이다. 0초부터 2초까지 B의 운동 방향과 가속도의 방향은 반대이다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 1초일 때 A와 B의 운동 방향이 바뀐다.
ㄴ. 0.5초일 때 속력은 B가 A의 2배이다.
ㄷ. 0초부터 2초까지 A의 평균 속력과 1초일 때 B의 속력은 같다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ① · 해설
Step 1. A의 운동
위치-시간 그래프의 기울기가 속도이므로 A는 0~1초 동안 $+2\,\mathrm{m/s}$, 1~2초 동안 $-2\,\mathrm{m/s}$로 운동한다. A의 속력은 항상 $2\,\mathrm{m/s}$이다.
Step 2. B의 운동
B는 처음 속력 $2\,\mathrm{m/s}$에서 크기 $2\,\mathrm{m/s^2}$로 감속하므로 0.5초일 때 $1\,\mathrm{m/s}$, 1초일 때 0이 되어 1초에서 운동 방향이 바뀐다.
Step 3. 판정
ㄱ. A는 위치가 증가하다 감소하고, B는 1초에 속력이 0이 된 뒤 반대로 움직이므로 둘 다 1초에 운동 방향이 바뀐다.
ㄴ. 0.5초일 때 B의 속력은 $1\,\mathrm{m/s}$, A의 속력은 $2\,\mathrm{m/s}$이므로 B가 A의 $\frac{1}{2}$배이다.
ㄷ. A의 평균 속력은 $\frac{4\,\mathrm{m}}{2\,\mathrm{s}}=2\,\mathrm{m/s}$이고, 1초일 때 B의 속력은 0이다.
따라서 정답은 ①이다.
2번작용 반작용과 운동량 보존충격량과 충돌 시간중
그림 (가)는 투수가 던지는 야구공을 포수가 받는 모습을 나타낸 것이고, (나)는 투수가 수평면에 나란하게 공을 던질 때 포수가 맨손으로 정지한 채로 받는 경우 A, 글러브를 끼고 정지한 채로 받는 경우 B, 글러브를 끼고 손을 뒤로 빼면서 받는 경우 C에서 손에 수평한 방향으로 작용하는 힘의 크기를 시간에 따라 나타낸 것이다. A, B, C에서 투수가 던지는 공의 질량과 속력은 동일하다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 포수가 받는 충격량의 크기는 A가 제일 크다.
ㄴ. (나)에서 A, B, C의 그래프가 시간 축과 이루는 면적은 서로 같다.
ㄷ. 이 결과를 통해 자동차의 범퍼는 충격을 받을 때 충격 받는 시간을 짧게 해 주는 재질을 사용해야 함을 알 수 있다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
정답 ② · 해설
공의 질량과 속력이 같고 모두 정지시키므로 운동량 변화량, 즉 충격량은 A, B, C에서 같다.
ㄱ. 충격량의 크기는 A, B, C에서 모두 같다. A는 충돌 시간이 짧아 평균 힘이 클 뿐이다.
ㄴ. 힘-시간 그래프의 면적은 충격량이므로 세 경우 모두 같다.
ㄷ. 충격량이 같을 때 충돌 시간이 길수록 받는 힘이 작아지므로 범퍼는 충격 받는 시간을 길게 해 주는 재질을 사용해야 한다.
따라서 정답은 ②이다.
문항 구성
| 1번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 속도·가속도 그래프 | 중 | 객관식 |
| 2번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충격량과 충돌 시간 | 중 | 객관식 |
| 3번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 중 | 객관식 |
| 4번 | 역학적 에너지 보존 | 탄성 퍼텐셜 에너지 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 접촉한 물체 운동 | 중 | 객관식 |
| 6번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연직 위로 던진 운동 | 중 | 객관식 |
| 7번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 등가속도 운동 | 중 | 객관식 |
| 8번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 작용 반작용 | 상 | 객관식 |
| 9번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 빗면 등가속도 운동 | 상 | 객관식 |
| 11번 | 역학적 에너지 보존 | 일·에너지 정리 | 상 | 객관식 |
| 12번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 힘과 운동 | 중 | 객관식 |
| 13번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 상 | 객관식 |
| 14번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 힘의 평형·작용 반작용 | 중 | 객관식 |
| 15번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 | 중 | 객관식 |
| 16번 | 역학적 에너지 보존 | 용수철과 역학적 에너지 | 상 | 객관식 |
| 17번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 연결된 물체 운동 | 상 | 객관식 |
| 18번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충격량과 평균 힘 | 중 | 객관식 |
| 19번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충격량과 평균 힘 | 상 | 객관식 |
| 20번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 운동의 분류 | 하 | 객관식 |
| 21번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충돌과 에너지 보존 | 상 | 객관식 |
| 22번 | 역학적 에너지 보존 | 용수철 역학적 에너지 | 중 | 객관식 |
| 23번 | 역학적 에너지 보존 | 일의 정의 | 중 | 서술형 |
| 24번 | 역학적 에너지 보존 | 탄성 퍼텐셜 에너지 | 상 | 서술형 |
| 25번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존과 충격량 | 상 | 서술형 |
| 26번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 운동 그래프 변환 | 상 | 서술형 |