[물리Ⅰ]

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

1. [출제의도] 역학적에너지 보존 이해하기

[해설] 물체에 작용하는 중력의 크기는 [eqn: mg]로 일정하고, 운동 방향과 가속도의 방향은 반대 방향이다. 공기 저항과 마찰이 없으므로 역학적에너지는 일정하다.

2. [출제의도] 작용 반작용의 법칙 이해하기

[해설] A와 B의 가속도가 같으므로 A, B에 작용하는 합력은 같다. 작용 반작용에 의해 B가 C를 미는 힘과 C가 B를 미는 힘의 크기는 같다. B가 수평면을 누르는 힘의 크기는 A, B에 작용하는 중력의 합과 같다.

3. [출제의도] 상대속도 이해하기

[해설] [eqn: v _{rm AB it}]=[eqn: v _{rm B it}]-[eqn: v _{rm A it}]=([eqn: v _{0} `+`at])-([eqn: v _{0}])=[eqn: at]이므로 A에 대한 B의 속도는 원점을 지나는 등가속도 운동이다.

4. [출제의도] 전동기의 일률 구하기

[해설] 0초에서 2초까지 위치에너지가 60J만큼 증가했으므로 전동기가 한 일은 60J이다. 따라서 전동기의 일률은 30W이다.

5. [출제의도] 운동량 보존 법칙 적용하기

[해설] 운동량과 에너지 보존 법칙에 의해 [eqn: m _{rm A` it} v _{rm A it} =m _{rm B` it} v _{rm B it}], [eqn: m _{rm A it} sqrt {4gh} =m _{rm B it} sqrt {2gh}]이다. 따라서 [eqn: m _{rmA}]:[eqn: m _{rmB}]는 1:[eqn: sqrt {2}]이다.

6. [출제의도] 등가속도 직선 운동에서 가속도 구하기

[해설] A, B는 운동 시간이 같고, A는 [eqn: 3L=vt], B는 [eqn: L= {1} over {2} at ^{2}]이므로 B의 가속도 크기는 [eqn: a= {2v ^{2}} over {9L}]이다.

7. [출제의도] 가속도의 법칙 이해하기

[해설] 빗면에서 마찰이 없으므로 A는 등가속도 운동을 하고 [eqn: v ^{2} -v _{0} ^{2} =2as]에서 [eqn: 6 ^{2} -2 ^{2} =2 TIMES a TIMES 4]이므로 [eqn: a=4rmm/s ^{2}]이다. B의 운동 시간은 [eqn: 6=2+4 TIMES t]에서 [eqn: t]=1초이다. B의 합력이 12N이고, 중력의 크기가 30N이므로 실이 A를 당기는 힘은 18N이다.

8. [출제의도] 전압과 전류의 관계 이해하기

[해설] 스위치가 열려 있을 때, [eqn: rmR]=3Ω이면 전체 저항은 6Ω과 3Ω이 병렬 연결되어 있으므로 2Ω이고, 가변저항값이 변하더라도 2Ω인 저항은 전원장치에 병렬 연결되어 있으므로 2Ω인 저항에 흐르는 전류의 세기는 2[eqn: rmA]이다. 스위치가 닫히면 4Ω의 저항에는 전류가 흐르지 않으므로 2Ω인 저항의 양단에 걸리는 전압은 12[eqn: rmV]이다.

9. [출제의도] 직선 전류에 의한 자기장 실험 이해하기

[해설] 전류가 흐르는 도선 주위에는 자기장이 생기고, 이 자기장의 세기는 전류의 세기에 비례하므로 저항값이 커지면 자기장의 세기는 작아진다.  도선에 흐르는 전류의 방향이 바뀌면 도선 주위에 생기는 자기장의 방향도 반대가 된다.

10. [출제의도] 저항의 연결 방법과 비저항 구하기

[해설] (가)에서 p에 흐르는 전류는 1[eqn: rmA]이고, (나)에서 q에 흐르는 전류의 세기가 2[eqn: rmA]이므로 (가)에서 A, B의 합성 저항값은 (나)에서 A 저항값의 2배이다. 따라서 A와 B의 저항값은 같다. 저항값은 비저항에 비례하고 단면적에 반비례하므로 B의 비저항은 3[eqn: rho]이다.

11. [출제의도] 회로에서 소비전력 구하기

[해설] 스위치가 열려 있을 때 집게 도선을 a에 연결하면 합성 저항값은 [eqn: R]이고, 스위치를 닫고 집게 도선을 b에 연결하면 합성 저항값은 [eqn: {R} over {2}]이다. 저항에 걸리는 전압이 같을 때, 소비전력은 저항에 반비례하므로 집게 도선을 b에 연결한 경우가 a에 연결했을 때보다 2배 크다. 따라서 2P이다.

12. [출제의도] 전자기 유도 현상 이해하기

[해설] p점이 [eqn: L]에서 2[eqn: L]사이를 통과할 때는 도선이 자기장 영역Ⅰ을 벗어나고, 3[eqn: L]에서 4[eqn: L]사이를 통과할 때는 자기장 영역Ⅱ로 들어간다. 금속 도선에 유도되는 전류의 방향이 반대이므로 자기장의 방향은 같다. 자기장의 세기는 전류의 세기가 작은 Ⅰ영역이 Ⅱ영역보다 작다. 도선에 유도된 전압은 도선에 유도된 전류의 세기에 비례한다.

13. [출제의도] 자기장 속에서 전류가 받는 힘 이해하기

[해설] 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 자기력의 크기는 전류와 자기장의 세기의 곱에 비례하므로 자기력의 세기는 [eqn: F_{rmb}=F_{rmc}>F_{rma}]이다.

14. [출제의도] 빛의 굴절과 전반사 이해하기

[해설] 굴절의 법칙에 의해 입사각과 굴절각의 sin비가 일정하므로 [eqn: theta _{1}]이 작아지면 [eqn: theta _{2}]도 작아진다. 입사각이 굴절각보다 크므로 단색광의 속도는 공기에서 빠르다. q점에 입사한 빛은 입사각이 90°-[eqn: theta _{2}]로 유리의 임계각보다 크므로 전반사한다.

15. [출제의도] 광전 효과 이해하기

[해설] 광전류의 세기는 빛의 세기에 비례하고, 광전자는 광자 1개의 에너지가 금속판의 일함수보다 작은 경우에는 방출되지 않는다. 광전자의 최대 운동에너지는 빛의 진동수와 관계가 있다.

16. [출제의도] 빛의 간섭 현상 이해하기

[해설] p점은 첫 번째 밝은 무늬이므로 이중슬릿에서 경로차는 [eqn: lambda]이고, 밝은 무늬 사이의 간격은 단색광의 세기와 무관하고, 파장이 커지면 밝은 무늬 사이의 간격은 커진다.

17. [출제의도] 파동의 진행과 정상파 이해하기

[해설] A와 B는 [eqn: t]초 동안에 [eqn: L]만큼 이동하였으므로 속력은 [eqn: {L} over {t}]이다. 정상파의 파장은 중첩되기 전 A, B의 파장과 같으므로 [eqn: L]이고, 정상파의 최대 진폭은 중첩되기 전 A와 B의 진폭의 합이므로 2[eqn: a]이다.

18. [출제의도] 물질파의 물리량 이해하기

[해설] 물질파의 파장 [eqn: lambda = {h} over {mv}]이다. A의 파장이 B의 [eqn: {1} over {2}]배이므로, A의 질량은 B의 4배이다. A의 속력이 B의 [eqn: {1} over {2}]배이므로 운동에너지 [eqn: E= {1} over {2} mv ^{2}]을 적용하면 A와 B의 운동에너지는 같다.

19. [출제의도] 물체의 운동과 에너지 보존 적용하기

[해설] B가 q에서 r까지 운동하는데 걸린 시간이 4초이므로 [eqn: L]은 12m이다. 마찰이 있는 면에서의 가속도는 [eqn: -10 mu], 마찰이 있는 면을 벗어나는 순간의 속력은 [eqn: 6-20 mu]이다. A의 이동 거리는 [eqn: [6 TIMES 2- {1} over {2} TIMES 10 mu TIMES 2 ^{2} ]]+[eqn: [(6-20 mu ) TIMES 2]]=12[eqn: rmm]이므로 [eqn: mu]=0.2이고, 충돌 직전 A의 속력은 2[eqn: rm m/s]이다. 충돌 직전, 운동량의 크기는 A가 B보다 작다.

20. [출제의도] 운동량 보존 법칙 이해하기

[해설] 운동량 보존 법칙에 의해 [eqn: 1 TIMES 2+1 TIMES (-3)]=[eqn: 2 TIMES v prime]에서 충돌 직후, A와 B의 속력은 0.5[eqn: rm m/s]이다.