• 과학탐구 영역 •

물리Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 앙부일구의 시간 측정법을 이해한다.

ㄴ. 영침의 그림자 위치는 시각에 따라 다른 세로선으로 이동한다.

[오답풀이] ㄱ. 북극성을 향하게 설치해야 영침의 그림자가 지구 자전에 의해 가로선을 따라 이동한다. ㄷ. 겨울은 태양 고도가 낮아 그림자가 길다.

2. [출제의도] 초음파 거리 측정법을 이해한다.

ㄱ. 왕복 거리가 [eqn: 2d]이므로 속력은 [eqn: 2d over t]가 된다.

[오답풀이] ㄴ. 물체와 장치가 모두 정지했기 때문에 진동수 변화는 없다. ㄷ. 왕복 거리가 [eqn: 2d]에서 [eqn: 4d]로 2배이므로 왕복 시간도 [eqn: 2t]가 된다.

3. [출제의도] 등속 직선 운동 개념을 이용하여 자동차의 운동을 분석한다.

ㄱ. [eqn: t_0]동안 이동한 거리는 A가 B보다 크다. ㄷ. 속력이 일정하므로 [eqn: 1.8 over t = {1.8 + 1.2} over t_0]에서 [eqn: t = 0.6 `t_0]이다.

[오답풀이] ㄴ. B의 결승선 도달 시각은 (가)로부터 [eqn: 0.5 `t_0] 지났을 때이다.

4. [출제의도] 1차원 등가속도 운동을 그래프로 표현한다.

일정한 시간 간격 동안 이동한 거리가 10 cm, 30 cm, 50 cm로 일정하게 증가하므로 나무 도막은 속력이 일정하게 증가하는 등가속도 운동을 한다.

5. [출제의도] 왕복 운동에서 평균 속력을 구한다.

영희가 가게까지 갈 때 걸린 시간이 [eqn: 240 over 0.8 = 300(rm s)]이므로 평균 속력은 [eqn: {240 +240} over {300 + 100} = 1.2 (rm m/s)]이다.

6. [출제의도] 속도와 가속도의 관계를 이용하여 비행기의 운동을 설명한다.

ㄱ. 비행기의 질량이 2배이면 가속도는 [eqn: 1over2]배가 된다.

[오답풀이] ㄴ, ㄷ. 등가속도 운동에서 [eqn: t= sqrt {{2s} over {a}}]이고 [eqn: v ^{} = sqrt {2as}]이므로 시간은 [eqn: sqrt {2}]배, 속력은 [eqn: 1 over sqrt {2}]배이다.

7. [출제의도] 뉴턴의 운동 법칙을 1차원 운동에 적용한다.

[eqn: F=(M+m)a]에서 [eqn: a= {F} over {M+m}]이다. B에 작용하는 힘의 크기는 질량과 가속도의 곱이므로 [eqn: {mF} over {M+m}]이다.

8. [출제의도] 등가속도 운동에서 일-운동 에너지 정리를 자동차의 운동에 적용한다.

ㄱ. 평균 속력이 [eqn: v over2]이므로 [eqn: t= {2s} over {v}]가 된다. ㄷ. B는 등가속도 운동을 하므로 운동량이 증가한다.

[오답풀이] ㄴ. 작용하는 힘과 이동 방향이 [eqn: theta]의 각도를 이루고 있으므로 A가 B에 한 일은 [eqn: F`s cos theta]이다.

9. [출제의도] 퍼텐셜 에너지의 정의와 역학적 에너지 보존 법칙을 이해한다.

ㄴ. A가 가속 운동하므로 운동 에너지는 증가한다.

[오답풀이] ㄱ. 일정한 가속도로 올라가므로 [eqn: F]는 A의 무게보다 크다. ㄷ. 줄이 A에 한 일의 일부는 A의 운동 에너지로 전환된다.

10. [출제의도] 운동량과 충격량 개념을 실생활의 예를 통해 이해한다.

충격량은 작용하는 힘과 접촉 시간의 곱이다.

11. [출제의도] 행성 운동에 케플러 법칙을 적용한다.

ㄱ. 행성은 근일점에서 가장 빠르다. ㄴ. 케플러 제3법칙에서 긴반지름이 4배이면 공전 주기는 8배이다.

12. [출제의도] 케플러 법칙을 만유인력으로 설명한다.

속력 [eqn: v = s over t = {2 pi r } over T]이므로 이것을 [eqn: v^2 = GM over r]에 대입하면 [eqn: T^2 = {4 pi^2 }over GM r^3]이다.

13. [출제의도] 특수 상대성 이론에서 동시성과 길이 수축을 이해한다.

ㄱ, ㄷ. 길이 수축은 정지한 좌표계에서 운동하는 좌표계를 관측할 때만 일어난다.

[오답풀이] ㄴ. 빛의 속력은 일정하므로 전구의 빛은 전구 쪽으로 다가오는 A에 먼저 도착한다.

14. [출제의도] 특수 상대성 이론의 기본 원리를 이해한다.

철수 : 특수 상대성 이론의 기본이 되는 가설이다.

[오답풀이] 영희 : 정지한 좌표계에서는 움직이는 좌표계의 시간이 느려진다. 민수 : 에너지도 질량으로 바뀔 수 있다.

15. [출제의도] 일반 상대성 이론의 등가 원리를 이해한다.

ㄱ. 추에 작용하는 합력은 0이다. ㄴ. 관성력의 방향은 계의 가속도 방향과 반대이다. ㄷ. 일반 상대성 이론의 등가 원리이다.

16. [출제의도] 일반 상대성 이론이 적용되는 현상을 설명한다.

ㄴ, ㄷ. 특수 상대성 이론으로는 태양이나 무거운 천체 근처에서 휘어진 시공간에 의한 효과를 설명할 수 없다.

[오답풀이] ㄱ. 빠르게 움직이는 뮤온의 수명이 길어지는 현상은 특수 상대성 이론으로 설명할 수 있다.

17. [출제의도] 현대 우주 모형을 바탕으로 허블 법칙을 분석한다.

ㄱ, ㄴ. 우주는 팽창하므로 각 은하는 서로 멀어진다.

18. [출제의도] 우주 배경 복사의 개념과 역사적 의의를 이해한다.

영희 : 우주 배경 복사는 대폭발 우주론의 증거이다.

[오답풀이] 민수 : 온도가 높으면 우주 배경 복사의 파장이 짧다.

19. [출제의도] 베타 붕괴를 표준 모형으로 설명한다.

ㄷ. 중성자는 전하를 띠지 않으므로 u와 d는 서로 다른 종류의 전하를 띤다.

[오답풀이] ㄴ. udd의 전하량이 0이므로 u와 d의 전하량은 다르다.

20. [출제의도] 표준 모형에서 상호 작용과 매개 입자의 관계를 이해한다.

ㄱ, ㄴ. 전자는 렙톤에 속하는 기본 입자이며 음(-)전하를 띤다.

[오답풀이] ㄷ. 약한 상호 작용을 매개하는 입자는 W 보손과 Z 보손이다.