2023 수내고 2학년 1학기 기말고사 물리학
기출문제·해설
수내고등학교 2023학년도 1학기 기말고사 물리학 전 문항(20문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 역학과 에너지 (진로) · 특수 상대성 이론 · 전기장과 전위차 · 열과 에너지
📍 경기 성남시 분당구📅 2023 · 1학기 기말고사🧪 물리학📝 20문항 (객관식 17 · 서술형 3)
문제 미리보기 (2문항)
1번역학과 에너지 (진로)등적·등압 과정하
그림 (가), (나)와 같이 밀폐된 실린더에 분자수, 온도, 부피가 동일한 같은 종류의 이상 기체를 넣고 동일한 열을 가하였다. 열을 가하는 동안 (가)는 피스톤이 고정되어 있고, (나)는 피스톤에 가해지는 압력이 일정하게 유지된 상태에서 피스톤이 자유롭게 움직일 수 있다. 실린더와 피스톤은 단열되어 있다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 모든 마찰은 무시한다.)
ㄱ. (가)에서 기체가 외부에 한 일은 0이다.
ㄴ. (나)는 등압 팽창 과정이다.
ㄷ. 기체의 내부 에너지 증가량은 (가)에서가 (나)에서보다 크다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ⑤ · 해설
열역학 제1법칙 $Q=\Delta U+W$에서 두 기체가 받은 열 $Q$는 같다.
ㄱ. (가)는 피스톤이 고정되어 부피가 변하지 않으므로 기체가 외부에 한 일은 0이다.
ㄴ. (나)는 압력이 일정하게 유지되면서 열을 받아 부피가 늘어나므로 등압 팽창 과정이다.
ㄷ. (가)는 받은 열이 모두 내부 에너지 증가에 쓰이고, (나)는 받은 열의 일부가 외부에 하는 일로 쓰이므로 내부 에너지 증가량은 (가)에서가 더 크다.
따라서 정답은 ⑤이다.
2번역학과 에너지 (진로)열역학 과정 그래프중
그림은 일정량의 이상 기체의 상태가 A→B→C와 A→C를 따라 변할 때 기체의 압력과 부피를 나타낸 것이다. A→B는 등적 과정, A→C는 등압 과정, B→C는 등온 과정이다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 기체가 외부에 한 일은 B→C 과정에서가 A→C 과정에서보다 크다.
ㄴ. 기체의 내부 에너지 변화량은 A→B 과정에서가 A→C 과정에서보다 크다.
ㄷ. 기체가 흡수한 열량은 A→B→C 과정에서가 A→C 과정에서보다 크다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ③ · 해설
압력-부피 그래프 아래 넓이가 기체가 한 일이고, B와 C는 등온 과정으로 연결되므로 온도가 같다.
ㄱ. 부피 변화는 같고 B→C 곡선이 A→C 직선보다 위에 있으므로 그래프 아래 넓이, 즉 한 일은 B→C 과정에서가 더 크다.
ㄴ. B와 C의 온도가 같으므로 A→B와 A→C의 내부 에너지 변화량은 같다.
ㄷ. 두 경로의 내부 에너지 변화량은 같고, A→B→C에서 한 일(B→C의 일)이 A→C에서 한 일보다 크므로 $Q=\Delta U+W$에 의해 흡수한 열량은 A→B→C에서가 더 크다.
따라서 정답은 ③이다.
문항 구성
| 1번 | 역학과 에너지 (진로) | 등적·등압 과정 | 하 | 객관식 |
| 2번 | 역학과 에너지 (진로) | 열역학 과정 그래프 | 중 | 객관식 |
| 3번 | 역학과 에너지 (진로) | 열기관 순환 과정 | 상 | 객관식 |
| 4번 | 열과 에너지 | 열효율 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 역학과 에너지 (진로) | 비가역 현상 | 하 | 객관식 |
| 6번 | 역학과 에너지 (진로) | 단열 팽창 | 상 | 객관식 |
| 7번 | 특수 상대성 이론 | 길이 수축 | 하 | 객관식 |
| 8번 | 특수 상대성 이론 | 동시성과 길이 수축 | 상 | 객관식 |
| 9번 | 특수 상대성 이론 | 동시성의 상대성 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 특수 상대성 이론 | 동시성과 길이 수축 | 상 | 객관식 |
| 11번 | 특수 상대성 이론 | 동시성의 상대성 | 상 | 객관식 |
| 12번 | 전자기와 양자 (진로) | 핵반응식 | 하 | 객관식 |
| 13번 | 전기장과 전위차 | 쿨롱 법칙 평형 | 중 | 객관식 |
| 14번 | 전기장과 전위차 | 전기력의 합성 | 상 | 객관식 |
| 15번 | 전기장과 전위차 | 전기력 그래프 | 상 | 객관식 |
| 16번 | 전기장과 전위차 | 전기력의 합성 | 중 | 객관식 |
| 17번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 선 스펙트럼 | 중 | 객관식 |
| 18번 | 열과 에너지 | 열효율 계산 | 상 | 서술형 |
| 19번 | 전기장과 전위차 | 쿨롱 법칙 평형 | 중 | 서술형 |
| 20번 | 에너지 준위와 스펙트럼 | 에너지 준위 전이 | 중 | 서술형 |