물리 I 정답

1	⑤	2	⑤	3	③	4	②	5	①
6	④	7	⑤	8	②	9	①	10	③
11	④	12	②	13	④	14	②	15	③
16	⑤	17	④	18	⑤	19	①	20	③

해 설

1. [출제의도] 위치-시간 그래프를 해석하여 물체의 운동을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. B의 변위가 0이므로 B의 평균 속도의 크기는 0이다. ㄷ. 이동 거리는 A가 B보다 작으므로 평균 속력은 A가 B보다 작다.

[오답풀이] ㄱ. A의 운동 방향은 세 번 바뀌었다.

2. [출제의도] 속력-시간 그래프를 해석하여 등가속도 직선 운동을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 등가속도 운동을 하는 A의 평균 속력은 [eqn: v] 이다. ㄴ. 그래프의 기울기가 같으므로 A, B의 가속도는 같다. ㄷ. 그래프에서 면적은 낙하한 거리이므로 [eqn: h _{1}]은 [eqn: h _{2}]의 4배이다.

3. [출제의도] 물체에 작용하는 합력을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. [eqn: F _{1} =ma]에서 물체의 가속도의 크기는 [eqn: {F _{1}} over {m}]이다.

ㄴ. [eqn: F _{2}]가 연직 위로 작용하므로 물체가 수평면을 누르는 힘의 크기는 (가)가 더 크다.

[오답풀이] ㄷ. 물체에 작용하는 합력의 크기는 (가)와 (나) 경우 모두 [eqn: F _{1}]이다.

4. [출제의도] 충돌에서 운동량 보존법칙을 적용하여 시간에 따른 속력을 파악할 수 있는지를 묻는 문제이다.

네 수레의 충돌에서 운동량의 합이 보존되므로, A의 속력은 B와 충돌한 후 2[eqn: v], C, D와 충돌한 후 [eqn: v] 가 된다. 그래프에서 면적은 수레가 이동한 거리이다.

5. [출제의도] 물체에 탄성력이 작용할 때, 운동의 법칙을 적용할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 탄성력은 서로 같고 늘어난 길이는  용수철 P가 Q의 3 배이므로 용수철 상수는 Q 가 P 의 3 배이다.

[오답풀이] ㄴ. 용수철 P가 자석 A에 왼쪽으로, 용수철 Q가 자석 B에 오른쪽으로 힘을 작용한다. ㄷ. 두 힘은 작용과 반작용의 관계이므로 크기가 같다.

6. [출제의도] 힘-시간 그래프를 해석하여 일-에너지  원리를 적용할 수 있는지를 묻는 문제이다.

1 초일 때와 2 초일 때 운동 에너지는 [eqn: {4} over {2m}], [eqn: {9} over {2m}]이고 일은 운동 에너지 변화량이므로 [eqn: W _{1}] : [eqn: W _{2}] 는 4 : 5이다.

7. [출제의도] 역학적 에너지 보존 법칙을 적용할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. A, B의 운동 에너지 합은 B의 감소한 위치 에너지와 같으므로 A의 속력은 [eqn: sqrt {gs}]이다. ㄴ. A의 운동 에너지가 증가한 만큼 B의 역학적 에너지는 감소한다. ㄷ. 속력이 [eqn: sqrt {gs}]이므로 운동 에너지는 [eqn: {1} over {2} mgs]이다.

8. [출제의도] 마찰력이 작용할 때 일과 에너지의 관계를 적용할 수 있는지를 묻는 문제이다.

마찰력이 물체에 한 일도 8 J이므로 마찰력은 2 N이고 운동 마찰 계수는 0.2이다.

9. [출제의도] 전류-전압 그래프로부터 옴의 법칙을 이용하여 저항을 구할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. (가)는 기울기가 크므로 저항이 작을 때이다.

[오답풀이] ㄴ, ㄷ. (나)에서 A는 200 Ω, (가)에서 B는 100 Ω이므로 비저항은 A가 B의 2 배이다.

10. [출제의도] 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이  받는 힘을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ, ㄴ. 자기력의 방향은 세 경우 모두 [eqn: -y]방향이다.

[오답풀이] ㄷ. (다)에서 자기력의 크기는 2[eqn: BIL]이다.

11. [출제의도] 전류와 소비 전력의 관계를 파악할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. [eqn: rm R _{0}]에서 소비되는 전력은 단위 시간당 물의 온도 변화에 비례한다.  ㄷ. [eqn: rm S _{1}], [eqn: rm S _{2}]를 모두 닫으면 [eqn: rm R _{0}]에 흐르는 전류가 커져 [eqn: rm R _{0}]에서 소비되는 전력이 커진다.

[오답풀이] ㄱ. [eqn: rm S _{1}]을 닫았을 때 물의 온도가 더 빨리 올라가므로 [eqn: rm R _{1}]이 [eqn: rm R _{2}]보다 저항값이 작다.

12. [출제의도] 솔레노이드 내부의 자기장을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

전류 세기만 크게 하면 회전 각도가 커지고, 전류 방향만 바꾸면 회전 방향이 반대가 된다.

13. [출제의도] 저항의 연결 방법에 따른 전류와 저항의 관계를 구할 수 있는지를 묻는 문제이다.

합성 저항이 40 Ω일 때 전류의 세기가 2 배이므로 [eqn: R]는 30 Ω이다.

14. [출제의도] 전자기 유도 현상을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 자속이 0 초부터 2 초까지는 감소하고, 2 초부터 4 초까지는 증가하므로 유도 전류의 방향이 반대이다.

[오답풀이] ㄱ. 도선에서 멀어지면 자속이 작아진다.  ㄷ. 전류가 일정하게 증가하면 시간당 자속의 변화가 일정하므로 유도 전류의 세기가 일정하다.

15. [출제의도] 파동의 특성을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄷ. 진동수가 같으므로 파장이 길면 전파 속도가 빠르다.

16. [출제의도] 파동의 반사와 굴절을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. [eqn: theta _{1}]이 임계각이므로 프리즘의 굴절률은 [eqn: {1} over {sin theta _{1}}]이다. ㄴ. Q에서 입사각이 2[eqn: theta _{1}]이므로 [eqn: theta _{2}]=2[eqn: theta _{1}]이다. ㄷ. 입사각이 임계각보다 크므로 전반사가 일어난다.

17. [출제의도] 광전 효과를 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

a를 비추었을 때 전동기가 작동하므로 광전자가 방출되려면 진동수가 [eqn: f _{0}] 이상이어야 하고, 세기가 [eqn: I _{``0}] 이상이어야 한다.

18. [출제의도] 빛의 분산 현상을 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. a와 c가 b와 d보다 덜 굴절되므로 빨강이다.

[오답풀이] ㄴ. c가 d보다 파장이 길다.

19. [출제의도] 물결파의 간섭 현상을 이해하고, 간섭무늬로부터 파장을 구할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 파장은 인접한 마루 사이의 거리이므로 1 cm이다.

[오답풀이] ㄴ. A 지점에서는 보강 간섭이 B 지점에서는 상쇄 간섭이 일어난다. ㄷ. C와 D 지점에서 두 파동의 경로차는 0이다.

20. [출제의도] 편광 현상을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. (가) 부분만 보이지 않으므로 A에서 나오는 빛은 편광된 빛이다.

[오답풀이] ㄴ. (가) 부분만 보이지 않으므로 P, Q의 편광축이 서로 다르다.