물리Ⅱ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 곡선 운동을 이해한다.

ㄱ. 등속 직선 운동이므로 로봇에 작용한 알짜힘은 0이다. ㄷ. 이동 거리가 변위의 크기보다 크므로 로봇의 평균 속력은 평균 속도의 크기보다 크다.

[오답풀이] ㄴ. A에서 B까지 운동 방향이 변하므로 로봇은 등속도 운동을 하지 않는다.

2. [출제의도] 포물선 운동을 해석한다.

ㄱ. A의 수평 도달 거리가 20 m이므로 낙하 시간은 2초이다. 따라서 [eqn: h= 1over 2 times10 times 2^2 =20](m)이다. ㄴ. B의 낙하 시간도 2초이며, 수평 도달 거리가 40 m이므로 B의 처음 속력은 20 m/s이다.

[오답풀이] ㄷ. 수평면에 도달하는 순간 속력은 A가 [eqn: sqrt{10^2 +20^2} =10sqrt5](m/s)이고 B가 [eqn: sqrt{20^2 +20^2}=][eqn: 20sqrt2](m/s)이므로 B가 A의 [eqn: {2sqrt10} over5]배이다.

3. [출제의도] 이상 기체의 상태 방정식을 적용한다.

ㄷ. 열평형 상태에서 A, B의 기체의 온도가 같으므로 기체 분자의 평균 운동 에너지는 서로 같다.

[오답풀이] ㄱ. [eqn: PV=nRT] 에서 부피와 온도가 같을 때 기체의 압력은 몰수에 비례한다. ㄴ. 기체의 내부 에너지는 몰수에 비례한다.

4. [출제의도] 파동의 전달 과정을 이해한다.

A는 0에서 위로 운동하므로 변위-시간 그래프는 ㄱ과 같으며, 속도는 변위-시간 그래프의 기울기이므로 속도-시간 그래프는 ㄷ과 같다.

5. [출제의도] 관성력이 작용할 때 용수철 진자의 운동을 이해한다.

엘리베이터가 위로 등가속도 운동을 하면 관성력이 아래로 작용하므로 [eqn: L_0] < [eqn: L]이다. 주기는 질량과 용수철 상수에만 영향을 받으므로 변하지 않는다.

6. [출제의도] 전기장에서 전하의 운동을 해석한다.

ㄷ. A의 운동 에너지는 받은 일과 같다. 일은 0에서 [eqn: 2d]까지는 [eqn: qV_0]이고 0에서 [eqn: 3d]까지는 [eqn: 2qV_0]이므로 운동 에너지는 [eqn: 3d]에서가 [eqn: 2d]에서의 2배이다.

[오답풀이] ㄱ. 전위가 높은 쪽으로 운동하므로 음(-)전하이다. ㄴ. 그래프에서 기울기가 전기장이므로 0에서 [eqn: 2d]까지 전기장과 전기력이 일정하다.

7. [출제의도] 전자의 회절에 대한 불확정성 원리를 이해한다.

불확정성 원리 [eqn: Delta x Delta p GEQ h]에 의해 위치의 정확도가 증가하면 운동량의 불확정성이 커진다.

8. [출제의도] 열역학 제1법칙을 적용한다.

ㄱ. 부피가 가장 작은 A가 Z이다. ㄴ. B → C에서 [eqn: W = 0]이므로 [eqn: Q = 3over2 nR Delta T = 3over2 Delta (PV) = 3PV] 이다. ㄷ. 등온 과정이므로 내부 에너지는 일정하다.

9. [출제의도] 전자기 유도 현상을 이해한다.

ㄴ. [eqn: 2t_0]일 때 자기력선속의 변화율이 0이므로 유도 기전력은 0이다. ㄷ. [eqn: t_0]와 [eqn: 3t_0]일 때 자기력선속의 변화가 반대이므로 유도 전류의 방향도 반대이다.

[오답풀이] ㄱ. [eqn: omega = 2pi over T = 2pi over 4t_0 = pi over 2t_0]이다.

10. [출제의도] 축전기에 충전되는 전하량을 구한다.

전원 전압이 [eqn: V] 라면 A, B에 걸린 전압은 S를 닫기 전 [eqn: V over3], [eqn: 2V over3] 이고, 닫은 후 [eqn: V over2], [eqn: V over2] 이다. A에 걸리는 전압이 1.5배가 되므로 전하량도 1.5배가 된다.

11. [출제의도] 자기력과 홀 효과를 이해한다.

ㄱ, ㄴ. 전자가 [eqn: +x] 방향으로 자기력을 받으므로 a에는 양(+)전하, b에는 음(-)전하가 모인다. 따라서 전위는 a가 높고 자기력은 [eqn: +x] 방향이다. ㄷ. 자기력의 크기는 전류의 세기에 비례한다.

12. [출제의도] 빛의 굴절 법칙을 이해한다.

철수 : 굴절각이 입사각보다 작으므로 굴절 후의 속력이 느리고 파장이 짧다. 민수 : 매질에 관계없이 진동수는 변하지 않는다.

[오답풀이] 영희 : 굴절각이 입사각보다 크므로 굴절 후의 속력이 빠르고 파장이 길다.

13. [출제의도] 볼록 거울에 의한 상을 이해한다.

ㄱ. 볼록 거울에 의한 상은 항상 물체보다 작다.

[오답풀이] ㄴ. 볼록 거울에 의한 상은 항상 거울과 초점 사이에 생긴다. ㄷ. 물체가 볼록 거울 쪽으로 이동하면 상도 거울 쪽으로 이동한다.

14. [출제의도] [eqn: RLC] 회로를 이해한다.

ㄱ. 진동수는 주기의 역수이므로 [eqn: 1overT]이다.

[오답풀이] ㄴ. 코일에 걸리는 전압은 전류보다 [eqn: 1 over4]주기만큼 위상이 빠르다. ㄷ. 임피던스가 [eqn: R] 이므로 유도 리액턴스와 용량 리액턴스는 같다.

15. [출제 의도] 편광판에 의한 편광을 이해한다.

빛이 A를 통과하면 세기가 약해지며(Ⅰ), A에 비스듬한 B와 B에 비스듬한 C를 차례로 통과하면 세기가 더 약해진다(Ⅲ). A와 C만 겹쳐진 부분은 빛이 통과할 수 없다(Ⅱ).

16. [출제 의도] 자기 쌍극자가 받는 돌림힘을 구한다.

자기 모멘트는 [eqn: mu = IA]이고  돌림힘은 [eqn: tau=mu B sin theta]이다. 면적은 [eqn: A = pi r^2] 이고 [eqn: theta = 90DEG]이다.

17. [출제 의도] 도플러 효과를 이해한다.

음속을 [eqn: V] 라고 하면 [eqn: f_가 = { V - v } over V f_0], [eqn: f_나 = V over { V+v} f_0]이다. 따라서 [eqn: f_가 <f_나 <f_0]이다.

18. [출제 의도] 파동 함수를 해석한다.

ㄱ. 파동 함수는 입자의 물질파에 대한 슈뢰딩거 방정식의 해이다. ㄴ. [eqn: Psi (2L) = 0]이므로 입자가 발견될 확률은 0이다. ㄷ. [eqn: | Psi(L) |^2 = | Psi(3L) |^2]이므로 입자가 발견될 확률은 같다.

19. [출제 의도] 전자의 드브로이 파장을 구한다.

X선의 에너지가 [eqn: hf_0]에서 [eqn: hf]로 감소하며, 감소한 에너지만큼 전자가 운동 에너지 [eqn: E_k]를 갖는다. 드브로이 파장은 [eqn: lambda = h over p = h over root { 2mE_k } = root { h over { 2m(f_0 - f)}]이다.

20. [출제 의도] 원운동과 2차원 충돌을 해석한다.

운동량 보존에 따라 충돌 후 A, B의 수직 방향 운동량의 크기는 같다. 따라서 A의 수직 방향 속력은 [eqn: root3 over2 v], 수평 방향 속력은 [eqn: 3 over2 v]이다. 충돌 후 수평 방향 운동량의 합이 [eqn: 2mv]이므로 원운동 할 때의 속력은 [eqn: 2v]이다. 따라서 구심 가속도 [eqn: a= 4v^2 over r]이다.