[물리Ⅰ]

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

1.［출제의도］속도-시간 그래프에서 물체 운동 분석하기

［해설］0～2초까지는 그래프의 기울기가 감소하므로 가속도의 크기는 감소하고, 4 초 이후에는 속도가 (+)이므로 운동 방향이 변하지 않았으며 등속 운동한 구간은 2～4초이므로 [eqn: s=vt] 에서 이동  거리는 10 m이다.

2.［출제의도］물체의 운동이 기록된 종이 테이프 분석하기

［해설］ㄱ. A , A' 구간은 4타점으로 시간 간격이 같다. ㄴ. 시간 간격이 같고 이동 거리가 다르므로 평균 속력은 다르다. ㄷ. 같은 시간 동안 속도 변화량이 같으므로 평균 가속도의 크기는 같다.

3.［출제의도］등속도 운동 분석하기

［해설］물체는 등속도 운동을 하므로 합력(알짜힘)이 0이므로 추의 무게([eqn: mg])와 물체에 작용하는 운동 마찰력의 크기는 같다. 즉 [eqn: mg] = 0.25 × 4 ×[eqn: g]에서 [eqn: m] = 1 kg 이다.

4.［출제의도］충돌 시간을 길게 하여 충격력을 줄이는 사례 찾기

［해설］충격량이 일정할 때 충돌 시간이 길어지면 충격력은 감소한다. ㄱ, ㄴ은 이 원리가 적용된 사례이고, ㄷ은 관성의 법칙, ㄹ은 작용과 반작용의 법칙이 적용되는 사례이다.

5.［출제의도］솔레노이드 내부의 자기장에 영향을 주는 요인 알기

［해설］솔레노이드 내부의 자기장의 세기는 단위 길이 당 코일의 감은 수와 전류의 세기에 비례한다. A, B의 단위 길이당 감은 수가 10회/cm로 같고 자기장의 세기의 비가 1 : 4이므로 전류의 세기 비는 1 : 4이다.

6.［출제의도］완전 비탄성 충돌에 운동량 보존 법칙 적용하기

［해설］ㄱ. 운동량 보존 법칙에 의해 충돌 전 A의 운동량([eqn: P subA])과 충돌 전 B의 운동량([eqn: P subB])의 합은 충돌 후 두 물체의 운동량([eqn: P])과 같다. P 의 방향이 [eqn: P subB] 의 방향과 같으므로 [eqn: P subB]의 크기가 [eqn: P subA]의 크기보다 크다. ㄴ. 두 물체가 충돌할 때 충격량은 서로 같다. ㄷ. 완전 비탄성 충돌에서 역학적 에너지는 보존되지 않는다.

7.［출제의도］물체에 해준 일이 운동 에너지로 변화됨을 이해하기

［해설］마찰이 없으므로 물체에 해 준 일은 운동 에너지 변화량과 같다. 힘이 작용하기 전 물체의 운동 에너지는 8J이고 힘이 한 일은 그래프에서 16J이므로 2m 이동했을 때, 물체의 운동 에너지는 24J이다.

8.［출제의도］탄성력에 의한 역학적 에너지 보존 법칙 적용하기

［해설］역학적 에너지 보존 법칙에 의해 [eqn: 1 over 2 m v^2]=[eqn: 1 over 2 k x^2]이므로 최대 압축 거리 [eqn: x] 를 크게 하려면 운동 에너지를 크게(질량 [eqn: m] 또는 속력 [eqn: v]를 크게) 하거나 용수철 상수 [eqn: k] 를 작게 하면 된다.

9.［출제의도］중력에 의한 역학적 에너지 보존 법칙 적용하기

［해설］물체가 자유 낙하 할 때 운동 에너지는 감소한 위치 에너지와 같고, 감소한 위치 에너지는 낙하 거리에 비례한다. A점은 2 m 자유 낙하, B점은 1 m 자유 낙하했다고 볼 수 있으므로 운동 에너지의 비는 자유 낙하한 높이의 비 2m : 1m= 2 : 1 이다.

10.［출제의도］도선이 받는 자기력에 영향을 주는 요인 찾기

［해설］ㄱ. 전류계는 회로에 직렬 연결하며 (+)단자는 전원의 (+)극에 (-)단자는 전원의 (-)극에 연결한다. ㄴ. 전기 저항이 최대이면 전류가 최소이므로 도선이 받는 자기력은 최소이다. ㄷ. 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면 전류의 방향, 자기장의 방향이 바뀔 때 자기력의 방향도 바뀐다.

11.［출제의도］전기 저항이 병렬 연결된 전기 회로 분석하기

［해설］ㄱ. 그래프의 기울기는 전기 저항의 역수이므로 B의 전기 저항이 A의 2배이다. ㄴ. 전기 저항의 병렬 연결에서 전류의 세기는 전기 저항에 반비례하므로 A에 흐르는 전류의 세기는 B의 2배이고, ㄷ. 전력은 전류에 비례하므로 전력의 비도 2배이다.

12.［출제의도］전기 회로 분석하기

［해설］스위치를 닫으면 전체 저항이 감소하므로 전체 전류가 증가하여 1Ω에 걸리는 전압은 증가한다. 전체 전압은 일정하므로 6Ω에 걸리는 전압은 감소하고 6Ω에 흐르는 전류도 감소한다.

13.［출제의도］평행한 두 직선 전류에 의한 자기장의 방향 찾기

［해설］플레밍의 오른 나사 법칙을 적용하면 C점은 2I 전류에 의한 자기장의 방향이 위쪽(↑)이고, I에 의한 자기장의 방향은 아래쪽(↓)이나 2I에 의한 자기장의 세기가 I보다 크므로 자기장 합의 방향은 위쪽(↑)이다. D 점은 2I, I 에 의한 자기장의 방향은  모두 위쪽(↑)이므로 자기장 합의 방향도 위쪽(↑)이다.

14.［출제의도］전기 기구의 병렬 연결에서 소비 전력의 의미 알기

［해설］전체 소비 전력이 2200W이므로 퓨즈에는 10A의 전류가 흐른다. 전기 기구가 병렬로 연결되어 있으므로 전압은 220V로 같다. 병렬 연결에서 소비 전력은 저항에 반비례하므로 소비 전력이 작은 냉장고의 전기 저항이 다리미보다 크다.

15.［출제의도］패러데이의 법칙과 렌츠의 법칙 적용하기

［해설］패러데이의 법칙에서 유도 전류의 세기는 자기장의 시간적 변화율에 비례한다. 그래프에서 자기장이 일정하게 감소할 때와 일정하게 증가할 때 유도 전류의 세기는 일정하다. 또, 자기장의 변화가 없으면 유도 전류가 흐르지 않는다. 유도 전류의 방향은 렌츠의 법칙에 의해 자기장이 일정하게 감소할 때와 일정하게 증가할 때 서로 반대 방향이다.

16.［출제의도］파동의 특성을 나타내는 요소들 사이의 관계 이해하기

［해설］횡파는 진행 방향과 매질의 진동 방향이 수직이다. 이 횡파의 파장은 0.4m이고 속력이 2m/s이므로 진동수는 5 Hz([eqn: v = f lambda]), 진폭은 0.1m이다.

17.［출제의도］물결파 굴절 실험에 굴절의 법칙 적용하기

［해설］얕은 물에서 물결파의 파장이 짧아지고 진동수는 변하지 않으므로 속력은 느려진다. 입사각과 관계없이 상대 굴절률은 일정하고, 입사각이 굴절각보다 크므로 상대 굴절률([eqn: {rm sin it i} /{rm sin it r}] )은 1보다 크다.

18.［출제의도］일상 생활에서 굴절과 관련된 현상의 예 찾기

［해설］ㄱ, ㄷ은 빛의 굴절, ㄴ, ㄹ은 빛의 반사 현상이다.

19.［출제의도］전반사가 일어날 수 있는 조건 알기

［해설］빛이 90°로 굴절하므로 임계각은 60°이고, 물질 B의 굴절률이 A보다 크다. 60°에서 전반사가 일어나도록 하려면 A의 굴절률을 더 작게 하거나 B의 굴절률을 더 크게 하면 된다.

20.［출제의도］볼록 거울에 의한 상의 종류와 이용되는 예 알기

［해설］평행한 입사 광선이 거울에서 확산되면서 반사되고 있으므로 이 거울은 볼록 거울이다. 볼록 거울은 항상 축소된 정립 허상을 만들고, 자동차의 측면 거울 또는 굽은 길의 반사 거울 등에 이용된다.