물리 I 정답

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

해 설

1. [출제의도] 위치-시간 그래프로 물체의 운동 상태를 분석한다.

ㄱ. 위치-시간 그래프에서 0～2초 동안의 변위가 3m이므로 평균속도는 1.5[eqn: m/s]이다.
ㄴ. 1초 일 때의 운동방향은 기준방향이고, 6초 이후의 운동방향은 반대방향이다.
ㄷ. 12+3=15([eqn: m])

2. [출제의도] 운동량 보존과 운동에너지를 이해한다.

ㄱ. 수레 A와 B의 운동량이 같고, 수레A가 수레 멈추개에 먼저 도달하였으므로   [eqn: v _{A}]>[eqn: v _{B}] , [eqn: m _{A}]<[eqn: m _{B}].
ㄴ. 운동에너지가 [eqn: 1 over {2}{mv ^{2}}] =[eqn: {(mv) ^{2}} over {2m}]=[eqn: {P ^{2}} over {2m}]에서  A와 B의 운동량이 같으므로 질량에 반비례한다.
ㄷ. 운동량 보존법칙에 의해 정지하고 있는 수레 A, B는 분리 후 운동량의 합이 0이므로  두 물체의 운동량은 같다

3. [출제의도] 두 물체의 질량과 가속도의 관계를 평가한다.

ㄱ. 각 물체의 운동방정식을 풀면, (가) 물체의 가속도 [eqn: a _{가}]=5[eqn: m/s^2]이고, (나) 물체의 가속도 [eqn: a _{나}]=[eqn: {10} over {3}][eqn: m/s^2]이다. 따라서 가속도의 비 [eqn: a _{가}] : [eqn: a _{나}] = 3 : 2 이다.
ㄴ. (가)에서 줄이 수레를 당기는 힘은 10N, (나)에서 줄이 수레를 당기는 힘의 크기는 [eqn: {40} over {3}]N
ㄷ. 작용 반작용

4. [출제의도] 빗면에서의 마찰력과 합력을 평가한다.

ㄱ. 그래프에서 [eqn: a _{가}]= 4[eqn: m/s^2]이고, [eqn: a _{나}]= 2[eqn: m/s^2]이므로

(가)에서 작용한 힘의 크기는 F-[eqn: mgsin theta]=mA[eqn: a _{A}]          F=9N

ㄴ. FA=[eqn: m _{A} a _{A}]=4N

ㄷ. F-[eqn: mgsin theta]-[eqn: f]=[eqn: m _{B}][eqn: a _{B}]  그러므로 [eqn: f]=2N

5. [출제의도] 충격량과 일의 원리를 이해한다.

ㄱ. 충격량의 크기는 힘-시간 그래프에서 면적에 해당되므로 [eqn: I _{A}]=[eqn: {1} over {2}][eqn: F`t], [eqn: I _{B}]=[eqn: F`t], 그러므로 [eqn: I _{A}]: [eqn: I _{B}]=1 : 2
ㄴ. 충격량은 운동량변화량과 같으므로 [eqn: I _{A}]= [eqn: {1} over {2}][eqn: F`t]= [eqn: mv], [eqn: I _{B}]=[eqn: F`t]= 2[eqn: mv ^{prime }]그러므로 [eqn: v=`v ^{prime }]이다. 운동[eqn: E _{A}] : 운동[eqn: E _{B}]=[eqn: {1} over {2} m _{A} v _{A} ^{2} ``:` {1} over {2} m _{B} v _{B} ^{2}]= 1 : 2이다.
ㄷ. 수레A의 평균가속도와 수레B의 평균가속도의 비는

걸린 시간에 반비례하므로 [eqn: {1} over {t}] : [eqn: {1} over {2t}]= 2 : 1

6. [출제의도] 저항의 연결과 전력을 회로에 적용한다.

ㄱ. 스위치 [eqn: S] 를 닫은 경우 전구 A, B, C 전구에는 전류가 흐르지 않는다.
ㄴ. 병렬연결이므로 전구 A의 필라멘트가 끊어져도 전구 B와 C에는 영향을 주지 않는다.
ㄷ. 가변저항 R과 전구A는 직렬연결이므로 가변저항R의 크기를 감소시키면, 전구 A에 전압과 전류가 증가하여 전력이 더 커진다.

7. [출제의도] 자기장 안에서 직선도선이 받는 자기력을 이해한다.

자기장에서 직선 전류가 받는 힘은 전류의 세기, 자기장의 세기 및 길이에 비례한다. [eqn: F=BIL]
ㄱ. 자기장의 세기를 증가시키면, 중력방향으로 자기력 증가,
ㄴ. 저항이 증가하므로 전류가 감소하여 자기력이 감소한다.
ㄷ. 전류의 방향이 반대 방향이므로 힘의 방향이 반대로 작용하게 된다.

8. [출제의도] 물체의 합력과 일률을 이해한다.

ㄱ. 속도-시간그래프에서 이동거리가 면적이며 0.25[eqn: m]이다.
ㄴ. 0～0.5초 동안 물체에 작용한 [eqn: F=ma _{A}] = 20N
ㄷ. 0.5～1초 동안 철수의 일률은 [eqn: P]= [eqn: Fv] = 100W

9. [출제의도] 에너지 보존을 이해한다.

운동량보존법칙에 의해 속력은 B가 A의 2배가 된다.
A가 0.2[eqn: m] 올라갔다는 것은 바닥에서의 속력이 [eqn: v]= [eqn: sqrt {2gh}]에서 2[eqn: m/s]라는 것을 알 수 있다. 그러므로 B의 속력은 4[eqn: m/s]이다.
에너지보존법칙에 의해
[eqn: {1} over {2}mv^2] = [eqn: μ][eqn: mg] [eqn: TIMES s] + [eqn: mgh]
그러므로 [eqn: μ] = [eqn: {2} over {10}] = [eqn: 0.2]

10. [출제의도] 파동의 발생과 전파를 이해한다.

파동은 매질이 한 주기 동안 한번 진동한다. 이때 매질의 한 점이 이동한 거리는 진폭×4이다. 반주기 동안에 진동한 거리는 진폭의 2배인 지점이다.

11. [출제의도] 전기저항을 이해한다.

[eqn: R= rho {L} over {S}]활용하여 비저항의 비를 구한다.
(다) 그래프의 결과는 [eqn: R _{A} :R _{B} :R _{C} =1:2:4][eqn: rho _{A} {2L} over {S} : rho _{B} {3L} over {3S} : rho _{C} {4L} over {2S}]이므로
[eqn: rho _{A} : rho _{B} : rho _{C}]= 1: 4: 4

12. [출제의도] 원형 도선의 내부에 나타나는 현상을 이해한다.

ㄱ, ㄷ. 원형 도선을 지나는 자속이 지면을 수직으로 들어가는 방향으로 증가하므로 원형도선에서는 이를 방해하는 방향, 즉 시계 반대방향으로 유도전류가 흐른다.
ㄴ. 전압이 일정한 상태에서 저항이 감소하므로 전류의 세기가 증가한다. 따라서 전류에 의한 자기장이 증가 하므로 원형도선을 통과하는 자기장의 세기는 증가한다.

13. [출제의도] 전류-전압 그래프를 해석하고 옴의 법칙을 이해한다.

ㄱ,ㄴ. 저항체 A의 전류-전압 그래프에서 일정하다. [eqn: 기울기= {1} over {R}]이므로 전압에 관계없이 저항이 일정하다.
ㄷ. 저항체 B는 전압이 커질수록 접선의 기울기가 작아진다. 그러므로 저항이 증가한다.

14. [출제의도] 마찰이 있을 때의 힘을 이해한다.

ㄱ. 2～4초 구간은 속도-시간 그래프에서 일정하게 감속하므로 운동방향과 반대 방향으로 일정한 마찰력이 작용한다.
ㄷ. 5～6초 구간에서는 물체와 용수철이 충돌하여 용수철이 압축된다. 따라서 탄성력이 증가한다.

15. [출제의도] 빛의 굴절을 이해한다.

ㄱ. 파장이 짧은 빛일수록 굴절률이 크다.
ㄴ. [eqn: 굴절률`=~ {sin입사각} over {sin굴절각}]이므로 입사각은 동일하고, 굴절각은 빛 A가 빛 B보다 작으므로 굴절률은 빛 A가 크다.
ㄷ. 유리구 속에서 빛 A가 더 많이 굴절되는 것으로 보아 유리구 속에서의 속도는  빛 A보다 빛 B가 더 빠르다.

16. [출제의도] 입자의 파동성을 이해한다.

ㄱ. 회절은 파동의 성질을 지니고 있을 때 나타난다.
ㄴ. 전자의 속력이 빨라지면 물질파의 파장이 감소하여 회절무늬 폭이 좁아진다.
ㄷ. 전자의 질량이 커지면 물질파의 파장이 감소하여 회절무늬 폭이 좁아진다.

17. [출제의도] 자기장의 변화에 따른 유도전류의 변화를 이해한다.

자기장의 세기-시간 그래프에서 기울기의 물리량은 유도 기전력이다.
ㄱ. 0～2초 동안 도선에 흐르는 전류의 방향은 자속 변화를 방해하는 방향으로 흐르게 된다.
ㄴ. 2～4초 동안은 자속 변화가 없으므로 유도기전력은 생기지 않으며, 전류의 세기는 0이다.
ㄷ. 유도전류의 세기가 가장 큰 구간은 기울기(=자기장의 시간적 변화율)가 가장 큰 0～2초 구간이다.

18. [출제의도] 파동의 간섭을 이해한다.

ㄱ. ㄷ. A점은 상쇄 간섭이 일어나서 거의 보통 수면의 높이를 유지한다. 가장 어두운 무늬는 골과 골이 만나서 보강 간섭을 이루는 C점에서 나타난다.
ㄴ. B점은 보강 간섭이 일어나는 점으로, 시간에 지남에 따라 상하로 진동한다.

19. [출제의도] 편광 현상을 이해한다.

ㄱ. 회전하는 편광판 1개로 측정된 빛 세기가 0이 될 수 있다는 것은 편광판을 통과 이전의 빛이 편광상태이다.
ㄴ. 편광은 빛이 횡파라는 증거이다.
ㄷ. 빛의 세기가 0인 곳은 편광판이 서로 수직인 상태이다. 다시 수직 상태가 되려면 180°회전해야 된다.

20. [출제의도] 광전효과를 이해한다.

광전류-양극전압 그래프의 x절편은 정지 전압을 나타낸다.
[eqn: E _{k} =eV _{s} ``=`` {1} over {2} mv ^{2} `=~hf`-W=~hf`-hf _{0}] 에서
한계진동수 [eqn: f]0가 작을수록 일함수 [eqn: W]가 작다. 일함수 [eqn: W]가 작을수록 전자의 최대운동에너지가 커져서 정지전압 [eqn: V _{s}]가 증가한다.