물리Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 이동거리와 변위를 구별하고, 평균속력 및 평균속도를 구하는 문제이다.

③ [eqn: t_1]~ [eqn: `t _{3}]동안 위치 변화가 같으므로 평균속도는 같다.

[오답풀이] [eqn: 0` SIM~ t _{1}]동안 평균속력은 같고, [eqn: t_1]~ [eqn: `t _{2}]동안 위치 변화가 없으므로 정지하였다. [eqn: 0 SIM `t _{3}]동안 운동방향은 3번 바뀌었고, 이동거리는 2[eqn: L]보다 크다.

2. [출제의도] 빗면의 경사각에 따라 달라지는 힘과 가속도를 물체의 위치 변화로 해석하는 문제이다.

ㄴ. 가속도가 작아지므로 구간거리의 차도 작아진다.

[오답풀이] ㄱ, ㄷ. [eqn: s _{1}]은 증가하고, [eqn: {s _{2} -s _{3}} over {s _{1} -s _{2}}]=1이다.

3. [출제의도] 운동의 법칙을 적용하여 가속도와 질량 및 합력을 구하는 문제이다.

ㄱ. 시간에 따른 속력 그래프에서 기울기가 가속도이다.

[오답풀이] ㄴ. [eqn: t] 이후 가속도가 절반이 되었으므로 전체 질량은 2배 증가하였다. 따라서 모래 주머니의 질량은 2 kg이다. ㄷ. [eqn: t] 이후 추의 가속도가 감소하였으므로 추에 작용하는 합력은 감소하였다.

4. [출제의도] 전자현미경의 특징으로부터 전자의 파동성을 이해하는 문제이다.

전자선도 회절하므로 파동성을 가지며, 속력이 클수록 물질파 파장이 짧아 더 작은 물체를 관찰할 수 있다.

[오답풀이] 전자의 물질파는 회절 정도가 약하기 때문에 광학현미경보다 더 작은 물체까지 관찰할 수 있다.

5. [출제의도] 운동의 법칙을 적용하여 도르래에 매달린 두 물체가 받는 합력을 구하는 문제이다.

ㄱ. 전체 질량이 같고, 가속도는 (다)의 경우가 가장 크므로 합력이 가장 큰 것은 질량이 7 kg인 물체이다. ㄴ. 줄이 물체를 당기는 힘은 (가), (나), (다)에서 각각 5[eqn: g], 4.8[eqn: g], 4.2[eqn: g]이다.

[오답풀이] ㄷ. 작용과 반작용의 법칙에 의해 (나)에서 줄이 두 물체를 당기는 힘의 크기는 같다.

6. [출제의도] 충돌 과정에서 물체의 운동량 변화와 충격량 사이의 관계를 이해하는 문제이다.

ㄴ. 질량이 작은 A의 속도 변화량이 크다.

[오답풀이] ㄱ. 운동량이 보존되므로 운동량 변화량의 크기는 같다. ㄷ. A의 속도 변화량이 크므로, 운동량 변화량(=충격량)의 크기는 A에 있는 마네킹이 크다.

7. [출제의도] 힘-이동거리 그래프를 해석하여 일과 에너지의 관계를 이해하는 문제이다.

ㄱ. 마찰력이 2 N이므로 합력은 4 N이다. 합력이 한 일이 운동에너지 변화량과 같으므로 [eqn: rm 4N TIMES 4m=16 rm J]이다.

[오답풀이] ㄴ. 처음 4 m에서 가속도는 [eqn: 4rmm/s^2], 걸리는 시간은 [eqn: sqrt {2}]초이므로 [eqn: F]의 평균일률은 [eqn: {rm 6N TIMES 4m it} over {sqrt {2} s}][eqn: =12 sqrt {2} rm W]이다. ㄷ. 4 m 이후 마찰력만 작용하므로 운동에너지가 0이 될 때까지 이동한 거리는 [eqn: 2x = 16]에서 8 m이다. 따라서 12 m인 곳에서 멈춘다.

8. [출제의도] 운동하는 물체의 높이에 따른 역학적 에너지의 변화를 이해하는 문제이다.

ㄴ, ㄷ. 운동에너지와 위치에너지의 합은 일정하므로 A에서 B로 가는 동안 운동에너지는 감소한다.

[오답풀이] ㄱ. 운동에너지가 최대인 점은 C이다.

9. [출제의도] 옴의 법칙으로 저항을 구하는 문제이다.

전류-전압 그래프에서 기울기는 저항의 역수이다.

10. [출제의도] 소비전력을 비교하여 저항체의 비저항을 구하는 문제이다.

(나)의 소비전력이 2배이므로 회로 전체의 저항은 (가)의 절반이다. 따라서 B의 저항은 A와 같아야 하며, 길이는 A가 B의 3배이므로 비저항은 B가 A의 3배이다.

11. [출제의도] 두 직선 전류에 의한 자기장의 합성을 이해하는 문제이다.

ㄱ. B에 의한 자기장이 감소하므로 합성 자기장도 감소한다. ㄴ. 자기장은 [eqn: t]전에는 B가, [eqn: t]후에는 A가 더 세므로 [eqn: t]를 지나면서 자기장의 방향이 바뀐다.

12. [출제의도] 빛의 전반사 현상을 이해하여 프리즘에서 빛의 경로를 구하는 문제이다.

왼쪽, 오른쪽 프리즘 내부에서 전반사가 각각 두 번, 한 번씩 일어나며 진행 방향이 각각 180°, 60°만큼 바뀐다.

13. [출제의도] 자기장 속에서 전류가 받는 힘에 영향을 주는 요인을 이해하는 문제이다.

ㄱ. 자기장의 방향과 전류의 방향을 이용하여 자기력의 방향을 찾으면 오른쪽이다.

[오답풀이] ㄴ. 자기장이 셀수록 자기력이 커진다. ㄷ. 가변저항이 커지면 전류가 작아져 자기력은 작아진다.

14. [출제의도] 유도전류의 방향을 알고, 자기력의 방향을 구하는 문제이다.

ㄴ. A를 오른쪽으로 움직이면 b방향으로 유도전류가 흐르고 B는 오른쪽으로 자기력을 받는다. ㄷ. 유도전류 또는 자기력의 방향이 반대로 바뀐다.

[오답풀이] ㄱ. A를 오른쪽으로 움직이면 자속이 감소하므로 b 방향으로 유도전류가 발생한다.

15. [출제의도] 줄에서의 정상파를 이해하여 파동의 속력을 구하는 문제이다.

(가)와 (나)의 마디 간격비가 3:2이므로, 파장비도 3:2이다. 진동수는 같으므로 속력의 비는 3:2이다.

16. [출제의도] 광전효과 현상을 이해하고 광전류 그래프를 해석하여 정지전압을 구하는 문제이다.

광전자의 최대 운동에너지는 B만 비추었을 때와 같다.

17. [출제의도] 빛의 편광 현상을 이해하고 이를 실생활에 적용하는 문제이다.

ㄱ. 편광판에 의해 밝기가 달라지므로 반사된 빛은 편광이다. ㄷ. 180° 회전시켜도 편광축의 방향은 그대로다.

[오답풀이] ㄴ. 건물 내부에서 나온 빛이 세져서가 아니라 반사된 빛이 제거되었기 때문이다.

18. [출제의도] 파동의 간섭 현상을 이해하고 보강간섭과 상쇄간섭이 일어나는 지점을 구하는 문제이다.

ㄴ. 두 음원으로부터의 거리가 같으므로 항상 보강간섭이 일어난다. ㄷ. [eqn: d]=2 m일 때 A, P 사이에 거리차가 [eqn: 0.5 lambda], [eqn: 1.5 lambda]인 곳이 존재하므로, 상쇄간섭이 일어나는 곳이 2군데이다. 마찬가지로, B, P사이에도 2군데이다.

[오답풀이] ㄱ. A는 두 음원으로부터 거리차가 [eqn: d]이다. [eqn: d]가 파장의 정수배일 때 보강간섭이 일어나고 1m일 때 처음 보강간섭이 일어났으므로 파장은 1 m이다.

19. [출제의도] 역학적 에너지 보존과 운동량 보존으로 충돌하는 두 물체의 질량을 구하는 문제이다.

[eqn: {1} over {2} m _{1} v _{1} ^{2} = {1} over {2} kx ^{2}], [eqn: {1} over {2} m _{2} v _{2} ^{2} = {1} over {2} (2k)x ^{2}]이고, [eqn: m _{1} v _{1} =m _{2} v _{2}]이므로 [eqn: m _{1} :m _{2}]=2:1이다.

20. [출제의도] 저항의 연결 상태에 따른 소비전력을 이해하는 문제이다.

직렬 연결된 저항들에 걸리는 전압은 저항이 클수록 크며, 저항은 병렬로 연결할수록 합성 저항이 작아진다