물리 II 정답

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

해 설

1. [출제의도] 운동을 기술하는 방법을 묻는 문제이다.

ㄷ. 변위의 크기는 같으나 걸린 시간이 철수가 짧기 때문에 철수의 평균 속도의 크기가 크다.

[오답풀이] ㄱ. 이동 거리는 영희가 더 길다. ㄴ. 변위의 방향이 반대이다.

2. [출제의도] 원운동을 이해하는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 일정한 속력으로 원운동하므로 각속도의 크기가 일정하다. ㄷ. 구심 가속도의 크기는 [eqn: ``g` CDOT tan theta]이다.

[오답풀이] ㄴ. 철수도 원운동을 하고 있으므로 구심력이 필요하다.

3. [출제의도] 충돌할 때 물체가 받은 충격량을 구하는 문제이다.

충돌 후 A의 운동량은 [eqn: {1} over {2} mv]이고, 충격량은 운동량의 변화량이므로 [eqn: {sqrt {5}} over {2} mv]이다.

4. [출제의도] 쿨롱의 법칙을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

한 칸의 길이를 1이라고 하면, A, B점에서 전하에 작용하는 전기력의 크기는 각각 [eqn: {4kq} over {5 {sqrt {5}}], [eqn: {kq} over { {sqrt {2}}]이고, C점에서는 0이다. 따라서 [eqn: F _{rmB} >F _{rmA} >F _{rmC}] 이다.

5. [출제의도] 인공위성에 작용하는 만유인력과 역학적 에너지 보존법칙을 이해하는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 에너지 손실이 없기 때문에 역학적 에너지는 보존된다. ㄷ. B는 지구와의 거리가 변하므로 위치에너지가 일정하지 않다.

[오답풀이] ㄱ. 인공위성이 받는 만유인력의 크기는 거리의 제곱에 반비례하고 방향은 지구를 향한다.

6. [출제의도] 단진동을 이해하는지를 묻는 문제이다.

평형점에서 중력과 탄성력이 평형을 이루고, 진자의 주기는 질량의 제곱근에 비례한다.

[오답풀이] 질량이 클수록 평형점에서 속력은 느려진다.

7. [출제의도] 중력장에서 충돌하기까지의 낙하 거리를 계산할 수 있는지를 묻는 문제이다.

충돌할 때까지 걸리는 시간이 [eqn: {1} over {2}]배이므로 낙하한 거리는 [eqn: {1} over {4}]배이다.

8. [출제의도] 정압 팽창을 이해하는지를 묻는 문제이다.

기체의 압력을 일정하게 유지하면서 온도를 올리면 부피가 증가한다. 이때 기체가 흡수한 열량은 내부 에너지와 일로 전환된다.

9. [출제의도] 이상기체의 상태 변화 그래프를 이해하는지를 묻는 문제이다.

ㄷ. 처음과 마지막 상태가 같으므로 내부 에너지의 변화는 없다.

[오답풀이] ㄱ. A→B 과정에서 기체가 외부에 한 일의 양보다 D→A 과정에서 기체가 외부로부터 받은 일의 양이 더 크다.

ㄴ. 기체가 한 일보다 받은 일의 양이 크므로 흡수한 열량이 방출한 열량보다 많다.

10. [출제의도] 전기장의 특성을 이해하는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 전기력선의 방향은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳이다.

[오답풀이] ㄴ. 전기장의 세기가 일정하므로 전기력의 세기도 같다. ㄷ. A→B, B→C 구간에서만 한 일이 같다.

11. [출제의도] 평행판 축전기의 특성을 이해하는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 판 사이의 거리가 줄어들어 전기용량이 증가한다.

[오답풀이] ㄱ. 전기용량이 증가하므로 전하량이 증가한다. ㄷ. 전압이 일정하고 전기용량이 커지므로 저장되는 전기 에너지도 증가한다.

12. [출제의도] 키르히호프의 법칙을 이용하여 전류와 전압을 구하는 문제이다.

[eqn: 2+2I _{1`} =`10+4I _{2`} `=4] 에서 [eqn: I_1 = +1.0``{rmA}], [eqn: I_2 = -1.5``{rmA}]이다.

13. [출제의도] 기전력과 내부저항을 구하는 문제이다.

ㄱ,ㄴ. [eqn: E```=``1.4`+`0.1`r,```E```=``1.2`+`0.3`r`] 에서 [eqn: E``=``1.5` rm V], [eqn: r``=``1]Ω 이다.

[오답풀이] ㄷ. 저항 [eqn: R]이 클수록 단자 전압은 증가한다.

14. [출제의도] 자기장 속에서 운동하는 전하가 받는 힘을 이해하는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 입자가 반시계 방향으로 운동하므로 [eqn: +x]방향과 [eqn: -y]방향으로 쏘았을 때만 점 P를 지난다.

ㄴ. 로렌츠의 힘이 작용하므로 [eqn: {mv ^{2}} over {a} ``=`B`q`v]에서
[eqn: v`= {aBq} over {m}]이다.

[오답풀이] ㄷ. 점 P를 지나는 입자는 원운동의 중심방향으로 힘을 받는다.

15. [출제의도] RLC 회로의 특성을 묻는 문제이다.

ㄱ. RLC 회로의 고유진동수는 [eqn: {1} over {2 pi sqrt {LC}}] 이다.
ㄴ. 고유진동수에서 임피던스는 R 이다.
ㄷ. 고유진동수에서 임피던스가 최소이다.

16. [출제의도] [eqn: beta]붕괴하는 방사성 원소의 반감기를 연대 측정에 응용할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 그래프에서 반감기는 5700년이다. ㄴ. [eqn: beta]붕괴는 원자번호만 1 증가한다.

[오답풀이] ㄷ. 남은 비율이 12.5%이면 반감기를 세 번 지났으므로 A의 생성 시기는 17100년 전이다.

17. [출제의도] 음극선 실험 결과를 해석할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 그림자의 방향과 바람개비의 회전 방향을 통해 음극선이 음(-)극에서 발생함을 알 수 있다. ㄷ. 날개를 회전시키는 것을 통해 음극선에 질량이 있음을 알 수 있다.

[오답풀이] ㄴ. 음극선은 음(-)전하를 띠고 있다.

18. [출제의도] 물질파 이론과 보어의 원자모형으로 전자의 상태를 설명할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 정상파 모양으로부터 원둘레가 파장 [eqn: L]의 3배임을 알 수 있다. ㄴ. [eqn: 2 pi r`=`3L]이므로 [eqn: r``= {3L} over {2 pi }]이다. ㄷ. 물질파의 파장이 [eqn: L]이므로 [eqn: lambda `=` {h} over {p}]에서,  [eqn: p`=` {h} over {L}]이다.

19. [출제의도] 수소 기체의 선스펙트럼을 이해하고 있는지를 묻는 문제이다.

ㄴ. 빨간색의 파장이 가장 길기 때문에 [eqn: n]이 3일 때에 해당한다. ㄷ. [eqn: n]=3을 대입하면 [eqn: lambda = {36} over {5R}]이다.

[오답풀이] ㄱ. [eqn: n]이 작을수록 진동수가 작은 빛이 방출된다.

20. [출제의도] 핵융합의 원리를 이해하고 핵반응식을 완성할 수 있는지를 묻는 문제이다.

ㄱ. 핵반응에서는 원자 번호와 질량수가 보존되어야 하므로 A는 [eqn: {} _{0} ^{1} n]이다. ㄷ. 핵반응에서 질량 결손에 해당하는 에너지가 방출된다.

[오답풀이] ㄴ. 에너지가 방출되는 핵반응이므로 핵자당 결합 에너지가 증가한다.