2023 서울고 2학년 1학기 기말고사 물리학
기출문제·해설
서울고등학교 2023학년도 1학기 기말고사 물리학 전 문항(24문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 작용 반작용과 운동량 보존 · 전자기 유도 · 전류의 자기 작용 · 물질의 자성
📍 서울 서초구📅 2023 · 1학기 기말고사🧪 물리학📝 24문항 (객관식 24 · 서술형 0)
문제 미리보기 (2문항)
1번작용 반작용과 운동량 보존충격량과 충돌 시간하
그림은 발레를 할 때 공중에서 다리를 뻗은 후 착지할 때 무릎을 구부리는 동작을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 자동차 에어백과 같은 원리다.
ㄴ. 무릎을 펴서 착지할 때와 운동량 변화량은 같다.
ㄷ. 충격을 받는 시간을 길게 하여 충격량을 줄인다.
① ㄱ
② ㄱ, ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ② · 해설
착지 직전 속도와 착지 후 속도(0)가 같으므로 운동량 변화량, 즉 충격량은 무릎을 구부리든 펴든 같다. 무릎을 구부리면 충돌 시간이 길어져 평균 힘이 줄어든다.
ㄱ. 에어백도 충돌 시간을 늘려 사람이 받는 평균 힘을 줄이는 같은 원리이다.
ㄴ. 착지 전후의 속도가 같으므로 운동량 변화량은 같다.
ㄷ. 충격량은 운동량 변화량과 같으므로 변하지 않으며, 줄어드는 것은 평균 힘(충격력)이다.
따라서 정답은 ②이다.
2번작용 반작용과 운동량 보존운동량-시간 그래프하
※ 질량이 $2\,\mathrm{kg}$인 물체가 직선상에서 운동할 때 물체의 운동량을 시간에 따라 나타낸 그래프가 그림과 같다.
$4\sim5$초 사이에서 물체에 작용하는 알짜힘의 크기는?
① $0.4\,\mathrm{N}$
② $0.6\,\mathrm{N}$
③ $0.9\,\mathrm{N}$
④ $1\,\mathrm{N}$
⑤ $1.2\,\mathrm{N}$
정답 ⑤ · 해설
Step 1. 알짜힘과 운동량 그래프
알짜힘은 운동량-시간 그래프의 기울기 $F=\dfrac{\Delta p}{\Delta t}$이다.
Step 2. 기울기 계산
$0\sim5$초 동안 운동량이 0에서 $6\,\mathrm{kg\cdot m/s}$로 일정하게 증가하므로 $4\sim5$초에서도 $F=\dfrac{6}{5}=1.2\,\mathrm{N}$이다.
① $0.4\,\mathrm{N}$이 아니다.
② $0.6\,\mathrm{N}$이 아니다.
③ $0.9\,\mathrm{N}$이 아니다.
④ $1\,\mathrm{N}$이 아니다.
⑤ $1.2\,\mathrm{N}$이다.
따라서 정답은 ⑤이다.
문항 구성
| 1번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충격량과 충돌 시간 | 하 | 객관식 |
| 2번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량-시간 그래프 | 하 | 객관식 |
| 3번 | 가속도 법칙과 등가속도 운동 | 운동량과 가속도 | 하 | 객관식 |
| 4번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 힘-시간 그래프 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 | 상 | 객관식 |
| 6번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 | 상 | 객관식 |
| 7번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충격량 | 중 | 객관식 |
| 8번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 충돌 그래프 해석 | 중 | 객관식 |
| 9번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량과 충격량 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량 보존 실험 | 중 | 객관식 |
| 11번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 운동량-시간 그래프 | 상 | 객관식 |
| 12번 | 전류의 자기 작용 | 원형 전류 자기장 | 중 | 객관식 |
| 13번 | 작용 반작용과 운동량 보존 | 탄성 충돌 | 중 | 객관식 |
| 14번 | 물질의 자성 | 자성체 종류 | 하 | 객관식 |
| 15번 | 전자기 유도 | 렌츠 법칙 | 하 | 객관식 |
| 16번 | 전류의 자기 작용 | 전류의 자기장 | 하 | 객관식 |
| 17번 | 전류의 자기 작용 | 직선 전류 자기장 합성 | 상 | 객관식 |
| 18번 | 전류의 자기 작용 | 자기장 합성 | 상 | 객관식 |
| 19번 | 전자기 유도 | 상호유도 | 상 | 객관식 |
| 20번 | 전자기 유도 | 유도 전류 그래프 | 중 | 객관식 |
| 21번 | 물질의 자성 | 강자성체와 반자성체 | 상 | 객관식 |
| 22번 | 전자기 유도 | 구리관 낙하 | 중 | 객관식 |
| 23번 | 전자기 유도 | 렌츠 법칙 | 중 | 객관식 |
| 24번 | 전자기 유도 | 자기장 영역 통과 | 중 | 객관식 |