물리 I 정답

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

해 설

1. [출제의도] 위치-시간 그래프로 물체의 운동 상태를 분석할 수 있다.

ㄱ. A 구간과 D 구간의 변위는 방향이 다르고 크기는 같다. ㄴ. 평균속도의 크기는 E 구간에서 5m/s로 가장 크다. ㄷ. C 구간과 D 구간의 변위의 방향이 반대이므로 적어도 한 번 운동 방향이 바뀌었다.

2. [출제의도] 물체에 한 일과 일률을 이해한다.

ㄱ. 철수가 한 일은 W=20N×cos60°×4m=40J이다.ㄴ. 중력과 수레의 운동 방향이 서로 수직이므로 중력이 수레에 한 일은 0이다.

[오답풀이]

ㄷ. [eqn: P``=`F`v``=``20 rm N` TIMES `cos60°` TIMES `1` rm m/s`=`10W]

3. [출제의도] 운동하는 물체에서 본 상대속도를 통해 지면에 대한 운동을 분석할 수 있다.

ㄴ. 구급차의 가속도는 [eqn: a= {10 rm m/s it} over {10 rm s it} =10 rm m/s ^{2} rm]이다.

ㄷ. [eqn: v _{경찰차 BULLET 화물차} =v _{화물차} -v _{경찰차}] 에 의해
[eqn: v _{화물차} ``=`10 rm `m/s]가 된다.

[오답풀이] ㄱ. 같은 방향으로 운동하고 뒤따라가는 구급차의 속력이 화물차보다 빠르므로 거리는 점점 가까워진다.

4. [출제의도] 물체의 운동을 분석할 수 있다.

ㄱ. 종이테이프의 끝부분을 연결한 직선의 기울기가 가속도이고, 이것이 일정하므로 등가속도 운동을 하였다.

[오답풀이] ㄴ. 수레의 속력은 점점 증가한다.

ㄷ. 평균 가속도는 영희가 더 크다.

5. [출제의도] 줄을 통해 힘이 작용할 때 운동의 법칙으로 이해할 수 있다.

ㄷ. 철수와 줄, 줄과 영희 사이에 작용하는 힘은 작용 반작용 관계이므로 서로 크기가 같다.

[오답풀이] ㄱ. 질량이 큰 철수의 관성이 크다.

ㄴ. 힘의 크기가 같지만 질량이 다르므로 두 배의 가속도는 다르다.

6. [출제의도] 두 물체가 충돌할 때 힘의 관계를 이해하고 운동량의 보존을 적용할 수 있다.

ㄱ. A가 받은 충격량은 A의 운동량의 변화량인

1kg×6m/s=6N·s이다. ㄴ. 정지해 있던 B의 충돌 후 운동량은 A의 운동량 변화량과 같다.

[오답풀이] ㄷ. 충돌 후 운동에너지의 합은 충돌 전 A의 운동에너지보다 감소한다.

7. [출제의도] 공기의 상태 변화에 따른 소리의 전파  경로를 이해할 수 있다.

③ 소리는 전파속도가 느린 쪽으로 휘므로 위쪽의 전파속도가 느리다.

[오답풀이] ① 소리의 진동수는 일정하다. ② 소리의 파장은 짧아진다. ④ 공기의 온도는 낮아진다.

8. [출제의도] 지면과 충돌하는 물체의 운동량 변화량과 충격량을 분석할 수 있다.

④ 질량이 절반인 고무공의 충돌 직후 속도가 야구공의 2배이므로 운동량이 같다.

[오답풀이] ① 충돌 직전의 속도는 두 공이 같다.

③ 야구공의 운동량 변화량이 고무공보다 크다.

9. [출제의도] 전류-전압 그래프를 통해 저항의 변화를 이해할 수 있다.

ㄱ. 그래프의 기울기는 저항의 역수이고 기울기가 감소하였으므로 저항이 증가한 것이다.  ㄴ. 전압이 5V일 때 전류가 0.25A이므로 저항은 20Ω이다.

[오답풀이] ㄷ. 전압이 커질수록 전류의 세기도 증가하였으므로 소비전력([eqn: P=VI])도 증가한다.

10. [출제의도] 역학적 에너지 보존을 적용하여 물체의 속력을 구할 수 있다.

물체가 P 점을 지날 때, 추의 중력에 의한 위치에너지 감소량은 탄성 위치에너지와 두 물체의 운동에너지의 합이 된다.

[eqn: 5 rm kg TIMES 10 rm m/s ^{2} TIMES 0.1 rm m= {1} over {2} TIMES 400`N/m TIMES 0.1 ^{2} + {1} over {2} TIMES 6 rm kg TIMES ` it v ^{2}] 에서 [eqn: v=1 rm m/s]이다.

11. [출제의도] 자기장 속에서 전류에 작용하는 힘의 방향을 구할 수 있다.

A, B 구간에서 전류가 +방향으로 흐른다. 이때 (나)의 그림에서 코일이 받는 자기력의 방향을 구해 보면 a방향이다. C, D 구간에서는 반대 방향의 힘을 받는다.

12. [출제의도] 저항을 혼합 연결할 때 저항의 크기에 따른 전압, 소비 전력을 구할 수 있다.

ㄷ. [eqn: rm S _{2}]가 연결되면 전조등에 걸리는 전압이 감소하므로 소비 전력이 감소하고, 밝기가 감소한다.

[오답풀이] ㄱ. 저항이 병렬로 연결될수록 합성 저항이 감소한다.

13. [출제의도] 굵기와 단면적에 따른 저항의 크기를 구하고, 저항의 혼합 연결에서 각 저항의 소비 전력을 구할 수 있다.

길이와 단면적의 비가 같으므로 세 저항의 크기는 모두 같고, A, B, C의 전압의 비는 1:1:2이며 소비전력의 비는 1:1:4이다.

14. [출제의도] 자속의 변화에 의한 유도 전류의 방향과 크기를 비교 할 수 있다.

ㄷ. 도선에서 멀어질수록 직선 도선에 의한 자기장의 변화가 작아서 반지를 통과하는 자속의 변화가 감소하므로 유도 전류의 세기가 감소한다.

[오답풀이] ㄱ. A와 B에는 모두 반시계 방향의 유도 전류가 흐른다. ㄴ. 같은 속력으로 움직일 때 도선에 가까운 B에 더 큰 자속의 변화가 있으므로 B에 흐르는 유도 전류가 더 세다.

15. [출제의도] 원형 도선 중심에서 자기장의 방향과 세기를 구할 수 있다.

ㄱ. 굵은 도선에 의한 자기장의 효과가 더 크므로 자기장은 지면으로 들어가는 방향이다.

[오답풀이] ㄴ. 도선 ADCB에 흐르는 전류에 의한 자기장의 효과가  AB에 의한 효과보다 크므로 지면으로 들어가는 방향이다. ㄷ. 단면적이 큰 도선에 더 강한 전류가 흐르는 (가)일 때의 자기장이 더 세다.

16. [출제의도] 광전 효과에서 정지 전압과 광전류를 증가시키기 위한 빛의 조건을 구할 수 있다.

ㄷ, ㄹ. 빛의 세기를 증가시키면 광전류가 증가하고 진동수를 증가시키면 정지 전압이 증가한다.

17. [출제의도] 두 수면파가 진행할 때 보강 간섭과 상쇄 간섭을 하는 곳에서 위상과 경로차를 이해할 수 있다.

ㄴ. 세 점은 모두 첫 번째 상쇄 간섭이 일어나는 곳이므로 경로차는 반파장인 2cm가 된다.

ㄷ. C는 첫 번째 보강 간섭이 일어나는 곳이므로 경로차는 한 파장인 4cm가 된다.

[오답풀이] ㄱ. A에서 위상 차이는 180°이다.

18. [출제의도] 정상파의 마디를 찾을 수 있다.

깊은 곳에서 수면파의 파장이 2m이므로 정상파의 한 마디 간격은 1m가 된다. E가 배가 되고 C, G는 마디가 된다.

19. [출제의도] 이중 슬릿에 의한 빛의 간섭에서 간섭무늬의 간격에 영향을 주는 요인을 이해할 수 있다.

빛의 파장이 짧을수록 이중 슬릿 사이의 거리가 길수록 간격은 감소한다.

[오답풀이] ㄱ. (가)에서 빛  C는 파장이 가장 긴 빛이므로 간섭 무늬 간격이 커진다.

20. [출제의도] 회절 무늬를 통해 전자선의 파동성을 이해할 수 있다.

회절 현상은 파동의 특성이며, 전자의 속력이 빠르면 물질파 파장이 감소하여 회절 무늬의 폭이 감소한다.

[오답풀이] ㄴ. X선의 파장을 짧게 하면 회절 무늬의 폭이 감소한다.