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물리Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 대폭발 우주론을 이해한다.

대폭발 우주론에 따르면 우주는 팽창하므로 밀도와 온도가 감소한다.

2. [출제의도] 아날로그와 디지털의 차이를 이해한다.

ㄴ. 변환기 사이에서는 디지털 신호를 사용한다. ㄷ. 디지털은 아날로그보다 전송 시 정보의 왜곡이 적다.

[오답풀이] ㄱ. A는 아날로그로 연속적인 신호이다.

3. [출제의도] 다양한 센서의 용도와 원리를 이해한다.

ㄱ. 광센서는 빛을 감지하는 센서로 빛 신호를 전기 신호로 변환시킨다. ㄴ. A는 가속도 센서로 속도 변화를 감지하여 물체의 움직임을 인식한다. ㄷ. 마이크도 센서의 일종으로 소리를 전기 신호로 변환시킨다.

4. [출제의도] 케플러 법칙을 이해한다.

ㄱ. [eqn: S_1]은 전체 면적의 [eqn: 1 over 6]이므로 A에서 B까지 가는 데 [eqn: 1 over 6 T] 가 걸린다. ㄴ. 역학적 에너지는 보존된다.

[오답풀이] ㄷ. 만유인력은 거리 제곱에 반비례하므로 A에서 가장 크다.

5. [출제의도] 원자핵의 구성 입자를 이해한다.

ㄴ. 수소 원자핵(X)은 양성자이고, 헬륨 원자핵은 양성자 2개, 중성자 2개로 구성되므로 Y는 중성자이다.

[오답풀이] ㄱ. 양성자는 위(u) 쿼크 2개, 아래(d) 쿼크 1개로 구성되므로 쿼크 A는 아래(d) 쿼크이다. ㄷ. 전하량은 헬륨 원자핵이 수소 원자핵의 2배이다.

6. [출제의도] 입자의 생성 과정과 우주 배경 복사의 관계를 이해한다.

ㄱ. 우주 배경 복사는 우주 전역에서 관측된다.

[오답풀이] ㄴ. 입자 생성 과정의 순서는 C → B → A → D이다. ㄷ. 우주 배경 복사는 D 과정에서 우주로 퍼져나갔다.

7. [출제의도] 지구 자기장을 이해한다.

영희, 민수 : 지구 자기장은 외핵의 대류 운동에 의해 발생한다고 알려져 있으며, 지구로 입사되는 고에너지를 가진 대전 입자의 유입을 막아준다.

[오답풀이] 철수 : 나침반의 N극이 북쪽을 가리키므로 북쪽에 막대자석의 S극이 있다.

8. [출제의도] 도플러 효과를 이해하고 적용한다.

관측자가 듣는 소리의 진동수는 음원과 관측자 사이의 거리가 가까워질 때 커지고 멀어질 때 작아진다.

9. [출제의도] 허블 법칙으로 우주의 나이를 구한다.

외부 은하의 후퇴 속도는 [eqn: v=H`r]이므로 우주의 나이는 [eqn: {r} over {v} = {r} over {H`r} = {1} over {H}]이다.

10. [출제의도] 운동 법칙을 적용하여 달의 공전 현상을 이해한다.

ㄱ. 외력이 작용하지 않으면 물체는 등속 직선 운동한다. ㄴ. 만유인력은 두 물체의 질량 곱에 비례한다.

[오답풀이] ㄷ. 지구가 달을 당기는 힘의 방향은 지구 중심 방향이므로 계속 변한다.

11. [출제의도] CCD의 구조와 원리를 이해한다.

ㄱ. CCD는 광센서가 모인 것으로 빛 신호를 전기 신호로 바꾸어 준다. ㄷ. 빛이 밝을수록 더 강한 전기 신호가 발생한다.

[오답풀이] ㄴ. 백색광은 색상 필터에서 세 가지 색으로 분리되어 통과하므로 전기 신호가 발생된다.

12. [출제의도] 다이오드의 작동 원리를 이해한다.

ㄷ. 전류가 한쪽 방향으로만 흐르므로 정류 회로에 사용된다.

[오답풀이] ㄱ. p형 반도체에 (+)극, n형 반도체에 (-)극이 연결되면 전류가 흐르므로 A는 p형 반도체이다. ㄴ. (나)는 역방향 연결로 불이 켜지지 않는다.

13. [출제의도] 정보 저장 장치를 비교하여 이해한다.

ㄱ. 하드 디스크는 자기장을 이용하는 저장 장치로 자성체에 정보를 기록한다. ㄴ. 코일 주위의 자기장 변화로 신호를 읽으므로 패러데이 법칙을 이용한다.

[오답풀이] ㄷ. CD는 빛을 이용해 정보를 기록한다.

14. [출제의도] 도체, 부도체, 반도체의 차이를 고체의 에너지 띠 구조를 통해 이해한다.

띠 간격이 클수록 전류가 흐르기 힘들다. 따라서 (가)는 도체, (나)는 부도체, (다)는 반도체이다.

15. [출제의도] 열기관의 효율과 열역학 제2법칙을 이해한다.

ㄱ. 에너지가 보존되므로 [eqn: Q_1 = W+Q_2]이다. ㄷ. 열이 모두 일로 전환되는 열기관은 열역학 제2법칙에 위배된다.

[오답풀이] ㄴ. 열효율은 [eqn: W over Q_1]이다.

16. [출제의도] 에너지 전환과 보존 법칙을 이해한다.

철수 : 위치 에너지는 높이에 비례한다. 영희 : 내려오는 동안 마찰에 의해 열이나 소리 에너지로의 전환도 일어나므로 역학적 에너지는 감소한다.

[오답풀이] 민수 : 에너지가 전환되더라도 에너지의 총량은 일정하게 보존된다.

17. [출제의도] 조력 발전의 원리를 이해한다.

⑤ 조석 현상이 일어나는 이유는 달이나 태양의 인력 때문이다.

[오답풀이] ① 물의 높이 차에 의해 위치 에너지가 운동 에너지로 전환된다. ② 바닷물은 화석 연료와 달리 자원 고갈 염려가 없다. ③ 발전기에서는 전자기 유도 현상이 일어난다. ④ 해수면의 높이차가 클수록 전기 에너지를 많이 생산할 수 있다.

18. [출제의도] 태양 전지의 작동 원리를 이해한다.

ㄴ. 전자가 b 방향으로 이동하므로 전류는 a 방향으로 흐른다. ㄷ. 태양 전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 전환하는 태양광 발전에 이용된다.

[오답풀이] ㄱ. (가)는 n형 반도체이다.

19. [출제의도] 물리적 진단 장치에 이용되는 신호의 특성을 이해한다.

ㄱ. (가)는 초음파이므로 사람 귀로는 들을 수 없다.

[오답풀이] ㄴ. (나)는 가시광선이다. ㄷ. 초음파는 탄성파이고 가시광선은 전자기파이다.

20. [출제의도] 행성의 탈출 속도를 이해한다.

ㄴ. A는 행성으로 다시 돌아오므로 [eqn: v_{rm A}]는 행성의 탈출 속도보다 작다. ㄷ. 역학적 에너지는 보존되므로 멀어지는 동안 운동 에너지는 감소하고 위치 에너지는 증가한다.

[오답풀이] ㄱ. 운동 에너지가 같고 속력은 B가 A보다 크므로 질량은 A가 B보다 크다.