물리Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 운동을 분석하여 평균 속력 등을 구할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ, ㄴ. 영희보다 2배의 거리를 이동하였으므로 평균 속력은 영희의 2배인 [eqn: 2v``]이고, 걸린 시간은 영희와 같은 [eqn: L over v]이다. ㄷ. [eqn: a= {4v ^{2}} over {L}]이므로 Q에서 속력은 [eqn: 4v]이다.

2. [출제의도] 작용과 반작용을 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 두 물체가 서로 작용하는 힘은 작용과 반작용 관계이다. ㄷ. 용수철이 바닥을 누르는 힘의 크기는 뚜껑이 인형을 누르는 힘의 크기와 인형의 무게의 합과 같다.

[오답풀이] ㄱ. 용수철이 인형을 미는 힘의 크기는 인형의 무게와, 뚜껑이 용수철을 미는 힘의 크기의 합이다.

3. [출제의도] 중력과 탄성력이 작용할 때 역학적 에너지 보존 법칙을 활용할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 역학적 에너지가 보존되므로 [eqn: k= {2mgh} over {s ^{2}}]이다.

[오답풀이] ㄴ. 평형점에서부터 속력이 감소한다.

4. [출제의도] 힘, 가속도, 일과 일률에 대하여 이해하였는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 위치 에너지 변화량이 기중기가 한 일이므로14000J이다.  ㄷ. 역학적 에너지의 변화량이 2초부터 4초까지가 4초부터 6초까지보다 크다. 따라서 일률은 2초부터 4초까지가 더 크다.

[오답풀이] ㄴ. 1초, 5초일 때 물체에 작용한 힘의 크기는 각각 1050N, 700N이다.

5. [출제의도] 정지해 있는 물체에 작용하는 힘에 대해 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 정지해 있으므로 B에 작용하는 합력은 0이다.

ㄴ. A가 B에 작용하는 마찰력의 방향은 오른쪽이고, 수평면이 B에 작용하는 마찰력의 방향은 왼쪽이다.

6. [출제의도] 등가속도 운동 분석을 통해 충격량을 이해할 수 있는지를 묻는 문제이다.

등가속도 운동을 하므로 Q, R를 지날 때의 속력의 비는 [eqn: 1]:[eqn: root2]이다. 충격량은 운동량의 변화량이므로 각 구간에서의 충격량의 크기의 비는 [eqn: 1]:[eqn: (sqrt {2} -1)]이다.

7. [출제의도] 운동량과 충격량의 관계를 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ, ㄴ, ㄷ. 충돌 전후에 운동량은 보존되고 충돌 전과 후의 운동 에너지는 각각 [eqn: 3E], [eqn: E]이므로 충돌 전  A의 속력이 충돌 후 속력의 3배이다. A가 받은 충격량은 [eqn: {2} over {3} p`]이고, [eqn: m _{rm B it `} =2m _{rm A it}]이다.

8. [출제의도] 역학적 에너지 보존과 마찰력에 대하여 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

수평면을 기준으로 보면 A에서 출발했을 때 마찰력이 한 일은 위치 에너지 감소량인 [eqn: mg left( h - {h} over {2} right)`]이다. 높이 [eqn: 2h]인 점에서 출발하면 D를 지날 때 운동 에너지는 [eqn: mgh]이다. 따라서 [eqn: v = root 2gh]이다.

9. [출제의도] 저항의 연결과 전류의 열작용을 이해하는지를 묻는 문제이다.

[eqn: rm R _{1}]에서 발생한 열량과 [eqn: rm R _{2}]와 [eqn: rm R _{3}]에서 발생한 열량의 합이 같고 전압도 같으므로 전류의 세기도 같다.

10. [출제의도] 빛의 굴절 현상에 대하여 알고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 굴절률이 1보다 크므로 유리 속에서 빛의 속력이 더 작다.

[오답풀이] ㄱ. 빛이 O에서 굴절할 때 굴절각이 [eqn: ANGLE rm QOR]보다 작으므로 굴절률은 [eqn: {a} over {b}]보다 크다.

11. [출제의도] 전자기 유도와 전류에 의한 자기력을 이해하는지를 묻는 문제이다.

금속 막대가 움직이기 시작할 때 최대 정지 마찰력과 자기력의 크기가 같으므로 [eqn: mu = {BIL} over {mg}]이다.

12. [출제의도] 현악기에서의 정상파를 이해하는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. A와 B의 길이가 같으므로 파장도 같다. ㄴ. [eqn: v = f lambda]이므로 진동수가 작은 A가 속력이 작다. ㄷ. 양 끝에서는 반사가 일어나 정상파를 이룬다.

13. [출제의도] 호이겐스의 원리를 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

호이겐스의 원리는 파면의 모든 점들이 새로운 파원이 되어 파동이 진행한다는 것이다.

[오답풀이] 틈이 클수록 C는 평면파에 가까워진다.

14. [출제의도] 전자기 유도를 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

전류가 금속 고리를 따라 흐를 때 저항은 [eqn: 4R`]이다. 고리가 자기장의 경계면을 통과하는 동안 등속 운동을 하므로 합력은 0이고, 고리에는 전류 [eqn: I= {BLv} over {4R} `]가 흐른다. 따라서 [eqn: B= sqrt {{4mgR} over {vL ^{2}}}]이다.

15. [출제의도] 파동의 진행에 대하여 알고 있는지를 묻는 문제이다.

속력이 변해도 파동의 진동수는 변하지 않는다. 파동은 2초 후에 P에 도달하고 이때 P는 아래로 운동하며, 진동 주기는 4초이다.

16. [출제의도] 저항의 연결과 비저항을 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

[eqn: I _{rm A} +I _{rm C} =2(I _{rm B} +I _{rm C} )]이므로 [eqn: {V} over {R _{rm A it}} + {V} over {R _{rm C it}} =2 LEFT ( {V} over {R _{rm B it}} + {V} over {R _{rm C it}} RIGHT )]이다. 따라서 [eqn: rho _{1} =2 rho _{2}]이다.

17. [출제의도] 광전 효과와 빛의 입자성에 대하여 알고 있는지를 묻는 문제이다.

정지 전압이 되면 금속에서는 전자가 방출되지만 반대편 극판에 도달하지는 못한다.

18. [출제의도] 입자의 파동성을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

무늬의 폭이 가장 크게 얻어지는 입자는 운동량이 가장 작은 B이고, 폭이 가장 작게 얻어지는 입자는 운동량이 가장 큰 A이다.

19. [출제의도] 전류에 의한 자기장을 알고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 도선에 흐르는 전류의 세기가 [eqn: I]일 때 a, b에서 전류에 의한 자기장의 세기는 [eqn: B]이다. 전류의 세기가 [eqn: 2I]가 되면 전류에 의한 자기장의 세기는 [eqn: 2B]이므로 b에서 자기장의 세기는 [eqn: 3B]이다.

20. [출제의도] 파동의 중첩과 독립성을 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 3초 후 P의 변위는 0+0=0이다. ㄴ. 3초 후 Q의 변위는 -1-2=-3(m)이므로 크기는 3m이다. ㄷ. P의 변위는 ±1m이다.