물리Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 운동의 법칙을 묻는 문제이다.

ㄱ. 등속 운동이므로 합력은 0이다. ㄴ, ㄷ. 물체에 작용하는 힘은 중력 [eqn: mg]와 줄을 당기는 힘이 평형을 이루므로 영희의 힘은 [eqn: mg]로 일정하다.

2. [출제의도] 등가속도 운동 그래프를 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄱ, ㄴ. B는 A가 보는 것보다 10 [eqn: rm m/s] 더 빠르게 운동하므로 그래프를 위로 10만큼 올려서 생각한다. 그래프의 밑넓이인 이동거리는 150 [eqn: rm m]이다. 그래프의 기울기인 가속도　크기는 1 [eqn: rm m/s^2]이다.

[오답풀이] ㄷ. 속도는 계속 (+)방향을 유지한다.

3. [출제의도] 마찰력이 작용할 때 두 물체의 운동을 설명할 수 있는지 묻는 문제이다.

ㄱ. 등속 운동이므로 합력은 0이다. ㄴ. A와 B의 가속도가 같으므로 A가 B에 작용하는 힘의 크기는 0이다. ㄷ. 두 물체의 운동 에너지 변화량이 마찰력이 한 일과 같으므로 [eqn: mu mgs= {1} over {2} mv ^{2}]이다. 따라서 운동 마찰 계수 [eqn: mu]는 0.5이다.

4. [출제의도] 탄성력과 자기력이 작용할 때 힘, 에너지에 대하여 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 용수철의 늘어난 길이가 [eqn: L_{ 2}-L _{ 1}]이므로 자기력의 크기는 [eqn: kL _{ 2}-kL _{ 1}]이다.

[오답풀이] ㄷ. 저장된 에너지는 [eqn: {1} over {2} k(L _{2} -L _{1} ) ^{2}]이다.

5. [출제의도] 일과 운동 에너지의 관계를 묻는 문제이다.

ㄱ. 보트가 줄에 작용한 힘이 800 N이고 이동 거리가 5 m이므로 한 일은 4000 J이다.

[오답풀이] ㄴ. 힘이 800 N이고 속력이 10 [eqn: rm m/s]이므로 일률은 8000 W이다. ㄷ. 중력은 이동 방향과 수직으로 작용하므로 중력의 일률은 0이다.

6. [출제의도] 역학적 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있는지 묻는 문제이다.

높이 [eqn: h]와 [eqn: H]를 통과하는 지점에서의 역학적 에너지가 보존되므로 [eqn: h] : [eqn: H] = 4 : 5이다.

7. [출제의도] 등가속도 운동을 식으로 분석하는 것을 묻는 문제이다.

바꾸어 실험한 가속도 [eqn: a' = 10 over 3 = a over2]이다. 등가속도 운동에서 시간 [eqn: t= sqrt {{2d} over {a}}]이므로 시간 [eqn: t'= sqrt { 2}t]이다.

8. [출제의도] 운동량 보존 법칙을 적용할 수 있는지 묻는 문제이다.

ㄷ. 충돌 전과 후의 운동량의 합이 보존되므로 B의 속도는 [eqn: v]이다.

[오답풀이] ㄱ. B의 운동량은 0이므로 A, B의 운동량의 합은 [eqn: 2mv]이다. ㄴ. 운동량의 변화량이 충격량이므로 크기는 [eqn: 3mv]이다.

9. [출제의도] 비저항과 옴의 법칙을 묻는 문제이다.

ㄱ. 전압과 전류가 비례하므로 5 V의 전압을 걸어주면 5 A가 흐른다.

[오답풀이] ㄴ, ㄷ. 저항값은 P가 1 Ω이고, Q가 1.5 Ω이므로 비저항은 Q가 P의 3배이다.

10. [출제의도] 저항의 연결과 전류의 열작용을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

A, B, C에 흐르는 전류의 비가 2 : 1 : 1이고 저항의 비가 1 : 2 : 3이므로 [eqn: P=I^2 R`]에서 [eqn: P _{rm A}] > [eqn: P _{rm C}] > [eqn: P _{rm B}]이다.

11. [출제의도] 솔레노이드와 원형 전류의 자기 작용을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄱ. N극이 가리키는 방향이 자기장의 방향이다. ㄷ. 가변 저항의 크기를 증가시키면 원형 도선의 전류가 약해지므로 N극의 방향은 변하지 않는다.

[오답풀이] ㄴ. a의 단자가 (-)일 때 솔레노이드의 자기장 방향은 그림에서 N극이 가리키는 방향이다.

12. [출제의도] 전자기 유도 현상을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄱ. 유도 기전력이 [eqn: 2B``lv]로 같으므로 전류의 세기도 같다. ㄷ. 도체 막대를 당기는 힘 [eqn: F=BIL = {B ^{2} L ^{2} v} over {R}]이므로 Ⅱ에서 이동할 때가 Ⅲ의 4배이다.

[오답풀이] ㄴ. Ⅰ, Ⅱ에서 자기장의 방향과 이동 방향이 같으므로 전류의 방향은 서로 같다.

13. [출제의도] 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘을 묻는 문제이다.

자기력의 크기는 [eqn: BIL]이므로 [eqn: t_{ 1}]일 때 크기가 [eqn: 4B _{ 0}I _{ 0}L]이고, 자기장 방향은 (+), 전류 방향은 [eqn: +x]이므로 자기력의 방향은 [eqn: +y]이다.

14. [출제의도] 중첩의 원리를 적용할 수 있는지 묻는 문제이다.

4초일 때 P의 변위가 3 cm로 최대이다.

15. [출제의도] 파동의 진행과 특성을 이해하는지 묻는 문제이다.

ㄱ. 파장이 4 m, 주기가 4초이므로 속력은 1 m/s이다. ㄴ. (나)에서 처음에 시간이 경과함에 따라 P의 변위가 작아지므로 진행 방향은 왼쪽이다. ㄷ. 주기가 4초이므로 진동수는 0.25 Hz이다.

16. [출제의도] 굴절 현상과 굴절률에 대하여 알고 있는지를 묻는 문제이다.

영희 : 물체 Ⅰ의 굴절률이 더 크므로 A의 속력은 물체 Ⅰ에서가 더 느리다.

[오답풀이] 철수, 민수 : A의 굴절각이 더 작으므로 파장은 A가 짧고, P의 입사각을 증가시키면 경계면의 입사각이 작아지므로 전반사가 일어나지 않는다.

17. [출제의도] 파동의 간섭을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄷ. 3 Hz일 때 경로차 2 cm가 반파장 [eqn: {2} over {3}] cm의 홀수배이므로 수면의 높이는 변하지 않는다.

[오답풀이] ㄱ일 때 경로차는 반파장의 짝수배도 홀수배도 아니고, ㄴ일 때 경로차는 반파장의 짝수배이다.

18. [출제의도] 물질파의 파장을 묻는 문제이다.

운동량의 비는 [eqn: sqrt {2}] : [eqn: sqrt {3}]이므로 파장은 [eqn: sqrt {3}] : [eqn: sqrt {2}]이다.

19. [출제의도] 광전효과와 빛의 이중성을 묻는 문제이다.

ㄱ. Ⅰ, Ⅱ에 [eqn: E _{k} =hf-W] 를 적용하면 일함수는 [eqn: E] 이다.

[오답풀이] ㄴ. B의 일함수는 [eqn: 0.5E] 이다.

20. [출제의도] 합성저항을 묻는 문제이다.

[eqn: {3R _{1}} over {R _{1} +3} =R _{x it}]라면 전압비 1 : 2 에서 [eqn: R _{2} =2 timesR_x]이고, 전류비 2 : 3 에서 [eqn: 2(6+R _{x it} +R _{2} )=3(6+R _{x it} )]이다. 두 식에서 [eqn: R _{1}]은 6 Ω, [eqn: R _{2}]는 4 Ω이다.