• 4교시 과학탐구 영역 •

[물리Ⅰ]

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

1. [출제의도] 위치-시간 그래프에서 운동 이해하기

ㄱ. 평균 속력=[eqn: {이동`거리} over {시간}]이고, A, B의 이동 거리는 각각 [eqn: 2d], [eqn: d]이다. ㄴ. 위치-시간 그래프의 기울기 부호가 운동 방향을 의미하므로 반대이다. ㄷ. B의 기울기는 일정하다.

2. [출제의도] 파동의 전파와 종파 이해하기

ㄱ. 주기=[eqn: 1 over 진동수], 주기가 1초이므로 진동수는 1Hz이다. ㄴ. 파동의 진행 속력=[eqn: 진동수 times파장]. ㄷ. 종파는 매질의 진동 방향과 파동의 진행 방향이 나란하다.

3. [출제의도] 물체에 작용하는 힘 분석하기

ㄱ. 합력이 0일 때, 물체는 등속도 운동 또는 정지해 있다. ㄴ. 지면이 원통을 떠받치는 힘의 크기=(새의  무게+원통의 무게)의 크기. ㄷ. 두 힘은 평형 관계이다.

4. [출제의도] 탄성력 이해하기

B는 정지하고 있으므로,

B에 작용하는 힘은 [eqn: 3mg]-[eqn: mg]-[eqn: kx]=0이다.

5. [출제의도] 일률 이해하기

[eqn: 일률 _{rm A it} =일률 rm _{rmB}], [eqn: f_{rmA} v_{rmA}= f _{rm B} v_{rm B}],

[eqn: (mu _{rm 1} m_{rm A} g) v_{rm A}]=[eqn: (mu _{rm 2} m_{rm B} g) v_{rm B}], [eqn: mu _{rm 1 it} (2P)]=[eqn: mu _{rm 2} (P)]

6. [출제의도] 전압, 전류, 저항의 관계 이해하기

철수: 저항이 일정할 때, 전압이 증가하므로 전류의 세기는 증가한다. 영희: 전압이 같을 때, (다)에서 저항이 작으므로 전류계의 측정값은 (다)에서 크다. 민수: 전압이 같으므로 전압계의 측정값은 같다.

7. [출제의도] 운동량 보존 법칙 적용하기

ㄱ. [eqn: 1over 2 kL^2]=[eqn: E_운동]=[eqn: P^2 over 2m]이다. ㄴ. 충돌 과정에서 운동량이 보존되므로 A와 B가 받는 충격량의 크기는 같다. ㄷ. 한 덩어리가 되었을 때의 속력을 [eqn: v]라 할 때, 운동량이 보존되므로 [eqn: L sqrt {mk}]=[eqn: 3mv]이다.

8. [출제의도] 저항의 연결 이해하기

ㄱ, ㄴ. 합성 저항값이 증가하여 전류가 감소하므로 [eqn: V] 는 감소한다. ㄷ. 합성 저항값이 감소하므로 전체 전류가 증가하여 [eqn: V] 는 증가한다. 가변 저항에 병렬 연결된 저항의 전압이 감소하여 전류는 감소하므로 가변 저항에 흐르는 전류는 증가한다.

9. [출제의도] 전기 저항 이해하기

p, q에 흐르는 전류의 세기가 같으므로 A, B의 합성 저항값과 C의 저항값은 같다. 병렬 연결된 A, B의 합성 저항값은 비저항, 길이, 단면적이 각각 [eqn: rho _{1}], [eqn: l], [eqn: 3S]인 금속 막대의 저항값과 같다. 따라서 [eqn: rho _{1} {l} over {3S}]=[eqn: rho _{2} {2l} over {S}]이다.

10. [출제의도] 직선 전류에 의한 자기장 이해하기

직선 전류에 의한 자기장 [eqn: B ∝ I over r]이다. p에서 두 도선까지 수직 거리의 비는 [eqn: sqrt {2}] : 1이다.

11. [출제의도] 수면파의 간섭 분석하기

ㄱ. 파동의 마루와 골 사이의 거리이므로 [eqn: {lambda } over {2}]이다. ㄴ. a에서는 보강 간섭이 일어나므로 수면의 높이는 계속 변한다. ㄷ. [eqn: {T} over {2}]가 지날 때, c에는 [eqn: rm S _{rm 1}]의 마루와 [eqn: rm S _{rm 2}]의 골이 만난다.

12. [출제의도] 자기장 속에서 전류가 받는 힘 이해하기

ㄱ. Ⅱ에서 금속 막대에 작용하는 힘이 왼쪽이므로 자기장 방향은 ⊙이다. ㄴ. Ⅰ에서 자기장 방향은 ⊗이므로, 금속 막대의 운동 방향으로 힘이 작용한다.  ㄷ. [eqn: F _ {rm Ⅰ}]=[eqn: F _ {rm Ⅱ}], 금속 막대의 운동 에너지+Ⅰ에서 자기력이 한 일([eqn: F _ {rm Ⅰ} times L_1])=Ⅱ에서 자기력이 한 일([eqn: F _ {rm Ⅱ} times L_2])

13. [출제의도] 전력 구하기

[eqn: P_0]=[eqn: {( {1} over {2} V) ^{2}} over {R}]이고, q에 연결하였을 때 [eqn: R]에서의 소비 전력은 [eqn: {( {1} over {3} 3V) ^{2}} over {R}]이다.

14. [출제의도] 전자기 유도 이해하기

ㄱ. ⊗방향의 자속이 증가하므로 유도 전류의 방향은 ⊙자속을 만드는 a→R→b이다. ㄴ. ⊗방향의 자속이 감소하므로 유도 전류의 방향은 ⊗자속을 만드는 b→R→a이다. ㄷ. 자속의 변화가 없으므로 유도 전류가 흐르지 않는다.

15. [출제의도] 물질파 이해하기

ㄱ. [eqn: 파장 = h over 운동량]이다. ㄴ, ㄷ. [eqn: E_운동]=[eqn: {운동량 ^{2}} over {2m}]이므로 질량은 C가 B의 4배이고, 운동량은 같으므로 속력은 B가 C의 4배이다.

16. [출제의도] 정상파의 형성 분석하기

ㄴ. 동일한 매질에서 정상파를 만드는 파동의 진동수가 2배가 되면 정상파의 파장은 [eqn: 1over 2]배가 된다. ㄹ. 횡파로 만들어진 모든 정상파에서 나타난다.

17. [출제의도] 빛의 파장에 따른 굴절 분석하기

공기, 유리에서의 단색광 속력을 각각 [eqn: c], [eqn: v]라 하면 임계각이 [eqn: theta]일 때, [eqn: sin theta]=[eqn: 1over n]=[eqn: {v} over {c}]이다.

ㄱ. 임계각이 B가 크므로 속력은 B가 크다. ㄴ. [eqn: n_{rm A}]>[eqn: n_{rm B}], [eqn: lambda_ {rm A}]<[eqn: lambda_ {rm B}], [eqn: c=f lambda], [eqn: f_ {rm A}]>[eqn: f_ {rm B}]이다. ㄷ. [eqn: theta _{rmB}]는 A의 임계각보다 크므로 전반사한다.

18. [출제의도] 역학적 에너지 보존 법칙 적용하기

경사각이 같으므로 A가 올라간 높이와 B가 내려간 높이는 같다. 이때 위치 에너지의 변화량은 질량에 비례하므로 B의 위치 에너지 변화량은 [eqn: 3E_0]이다. 매 순간 A와 B의 속력은 같다. A와 B의 높이가 같아지는 순간 A, B의 속력을 [eqn: v]라고 할 때,

B의 위치 에너지 감소량([eqn: 3E_0])=A의 위치 에너지 증가량([eqn: E_0])+A와 B의 운동 에너지의 합,

[eqn: 3E _{0}]=[eqn: E_0]+[eqn: {1} over {2} (m+3m)v ^{2}]이다.

19. [출제의도] 회절과 광전효과 분석하기

ㄱ. 파장이 길수록 회절이 잘 일어나므로 중앙의 밝은 무늬의 폭이 넓다. ㄴ, ㄷ. 광자 1개의 에너지=[eqn: hf]이고, [eqn: lambda]∝[eqn: {1} over {f}], [eqn: hf _{rm A it}]<[eqn: hf _{rm B it}]이다.

20. [출제의도] 일과 에너지 이해하기

질량이 같으므로 A와 B가 용수철에서 분리되는 순간 속력은 [eqn: v_0]으로 같다. A는 [eqn: 1over 2 mv_0^2]=[eqn: mgs]이고, B는 [eqn: 1over 2 mv_0^2]-[eqn: mu mgs][eqn: = 1over 2 mv^2]이다.