2009수능 물리1 해설지

1. [출제의도] s-t그래프의 이해

s-t 그래프에서 운동방향이 변하는 것과 기울기가 의미하는 것과 순간속력이 무엇인지를 출제하였다. 0~4초 까지 기준방향으로 4m이동하였고, 15초 일때 속력은 0.2m/s이고, 25초 일때 등속도 운동을 하였으므로, 정답은 ⑤번이다.

ㄱ. 0에서 10초까지 기준방향으로 등 4m이동하였다.

ㄴ.10~20초 동안 등속도 운도을 하였다. 이동거리는 2m이고, 걸린시간은 10초 이다. 그러므로 평균속력이 0.2m/s이므로 15초 일때 순간속력은 0.2m/s이다.

ㄷ. 20~30초 동안 등속도 운동을 하였으므로 가속도는 0이다.

2. [출제의도] 작용반작용의 이해

작용반작용과 힘의 평형관계를 이해하는 문제이다.A가 B에게 작용하는 힘의 반작용 힘은 B에게 A가 작용하는 힘이다. 그러므로 작용반작용의 관계의 힘은 ㄱ만 해당하므로 정답은 ①번이다.

ㄱ. 철수가 벽을 미는 힘의 반작용 힘은 벽이 철수를 미는 힘이다.

ㄴ. 지구가 책을 당기는 힘(중력)의 반작용힘은 책이 지구를 당기는 힘이다.

ㄷ. 영희가 야구방망이를 잡는 힘과 반작용 힘은 방망이가 영희를 미는 힘이다.

3. [출제의도] 등가속도 운동의 이해

등가속도 문제에서는 처음속도, 나중속도, 시간, 가속도, 이동거리 중 3가지이상을 주고, 나머지를 구하는 것을 물어보았다. 이번문제는 처음속도와 나중속도, 이동거리를 주고, 시간과 가속도에 대해 문제가 출제 되었다. 등가속도 운동 문제이므로, v-t 그래프 작도를 통해 문제를 풀수 있다. 따라서 정답은 ①이다.

ㄱ,ㄴ - 출발선부터 다리 입구까지 이동거리는 200m이고, 처음속도는 0m/s, 나중속도는 10m/s이다. 이구간의 평균속력은 등가속도 운동을 하였으므로,

[eqn: {처음속도(0m/s)+나중속도(10m/s)} over {2} =5m/s]이다. 그러므로 다리 입구 까지 걸린시간은 40초, 가속도는

[eqn: a= {속도의`변화량(10m/s)} over {`시간(40초)} =0.25m/s ^{2}]이다.

ㄷ. 자동차는 [eqn: 0.25m/s ^{2}]등가속도를 하여 다리를 통과했을 때 속도가 20m/s이므로 출발선에서 다리 끝까지 걸린 시간은 80초가 되고 이동거리는 800m이다. 그러므로 다리 구간의 거리는 600m가 된다.

4. [출제의도] 충격량과 운동량 보존의 법칙의 이해

f-t그래프에서 넓이가 의미하는 것이 충격량이다. 또 작용반작용 법칙에 의해 두 물체의 충격량의 크기는 같고, 방향은 반대이다. 그러므로 B의 충격량도 [eqn: {2} over {3} mv _{0}]이다. 따라서 정답은 ⑤이다.

ㄱ. A의 운동량의 변화량이 [eqn: {2} over {3} mv _{0}]이므로, 충돌 후 A의 운동량은 [eqn: {1} over {3} mv _{0}]이다. 그러므로 충돌 후 속력은 [eqn: {1} over {3} v _{0}]이다.

ㄴ. B와 A의 충격량의 크기는 같으므로 충격량의 크기는 [eqn: {2} over {3} mv _{0}]이다.

ㄷ. 충돌전 운동량의 합이 [eqn: mv _{0}]이므로, 충돌 후 운동량의 합도 [eqn: mv _{0}]이다.

5. [출제의도] 등속도 운동과 일률의 정의 이해

물체가 등속도 운동을 하므로 물체에 작용하는 합력이 0이다. 그러므로, 물체에 아래로 작용하는 중력과 같은 크기의 힘으로 전동기가 잡아당긴다.

[eqn: P= {W} over {t} =F TIMES v] 이므로 전동기는 일정한 힘으로 물체를 일정한 속도로 당기기 때문에 전동기의 일률도 일정하다.  그러므로 정답은 ②번이다.

6. [출제의도] 작용 반작용에 의한 물체의 운동

가속도의 비=속도의 비=거리의 비

∝ [eqn: {1} over {질량비}]

ㄷ. 2초후 A의 속력은 4m/s이고 B의 속력은 2m/s이므로 운동에너지는 12J이다.

그러므로 정답은 ㄱ,ㄴ이다.

7. [출제의도] 렌츠, 패러데이의 법칙

유도 전류의 세기는 유도 기전력의 세기에 비례한다.

유도기전력은 자속의 변화가 클수록 크다.

그러므로 정답은 ㄱ,ㄴ,ㄷ 이다.

8. [출제의도]저항의 연결과 I-V 그래프

미지의 저항 R의 값을 구한 후, I-V 그래프에서 기울기=[eqn: {1} over {R}] 을 이용한다.

R=3Ω이므로 [eqn: S _{2}]를 닫았을 때 전체저항의 값은 5Ω이다.

그러므로 정답은 1번이다.

9. [출제의도] 저항의 크기, 원형도선에 의한 자기장

저항의 크기는 단면적에 반비례하고 길이에 비례한다.

원형도선의 자기장의 방향은 앙페르의 오른손법칙을 이용하며,

자기장의 세기는 원형도선의 반지름에 반비례하고 전류의 세기에 비례한다.

ㄴ. 원형도선에 전류가 시계방향으로 흐르므로 자기장의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이다.

그러므로 정답은 ㄱ,ㄷ 이다.

10. [출제의도] 역학적 에너지 전환

A지점 위치에너지 = BC구간 마찰력에 대해 한 일 + D지점 위치에너지

D지점 위치에너지 = BC구간 마찰력에 대해 한일

그러므로  A지점 위치에너지 = 2(D지점 위치에너지) 이다.

위치에너지=mgh 이므로 높이의 비는 2:1이다. 그러므로 정답은 3번이다.

11. [출제의도] 전자기력과 전류의 관계

전자기력의 세기는 F ∝ B I L 에 영향을 받는다.

가변저항을 증가시키면 회로에 흐르는 전류의 세기가 감소하므로, 전자기력의 세기는 감소한다.

12. [출제의도]  전반사의 조건

전반사의 조건은 밀한매질에서 소한매질로 입사할 때 전반사가 일어난다.

n₁: 밀한매질.	n₂: 소한매질

ㄱ. 전반사조건에 의해 n₁> n₂ 이 되어야 한다.

ㄴ. 소한매질에서 밀한매질로 빛이 입사하므로 전반사는 일어나지 않는다.

ㄷ. n₂가 소할수록, n₁이 밀할수록 전반사는 잘 일어난다. 따라서 정답 4번

13.  [출제의도]  빛의 간섭과 회절

ㄱ, ㄴ에서

A, B점 - 경로차가 반파장의 짝수배 : 보강간섭

C점 - 경로차가 반파장의 홀수배 : 상쇄간섭

D점 - 경로차가 반파장의 짝수배 : 보강간섭

ㄷ. 보강간섭이 일어나는 지점에서는 무늬반복이 일어난다. 정답은 1번

14. [출제의도] 광전효과

광량자의 에너지  [eqn: E`=`h`f``=``h {c} over {lambda }]

에너지 보존법칙에 의해 hf= W + 운동E

ㄱ. 일함수는 금속마다 정해져있는 물질의 특성이므로 세슘의 일함수는 일정하다.

그러므로 광량자의 에너지와 운동에너지는 비례한다. 그러므로 최대운동에너지는 a > b .

광량자의 에너지는 진동수에 비례하므로 진동수의 크기는 a > b가 된다.

ㄴ. 빛의 세기=광량자의 수=광전자의 수=광전류의 세기 이므로 b가 c보다 작다.

ㄷ. 한계진동수보다 작다는 말은 세슘의 일함수보다 광량자의 에너지가 작다는 의미이다.

그러므로 광전류는 흐르지 않게 된다.

정답은 2번

15. [출제의도] 진동수와 파장, 에너지간의 관계 이해

[eqn: E`=`h`f``=``h {c} over {lambda }] 즉 진동수와 파장은 반비례관계이다.

또한 광량자의 에너지와 광전자의 운동에너지는 비례하는 관계이므로 b와 c의 에너지는 같다.

운동에너지의 크기가 a > b = c 가 되므로 광량자의 에너지 크기도 a > b = c 이 된다.

그러나 진동수와 파장이 반비례하므로 파장의 크기는 [eqn: lambda _{b``} ``=``lambda _{c``} ``>``lambda _{a``}] 가 된다.

정답 : 4번

16. [출제의도] 빛의 파장에 따른 굴절률의 이해

[eqn: d_1]이 [eqn: d_2]보다 크다는 것은 굴절률이 A보다 B가 크다는 것을 의미한다. 파장이 짧을수록 굴절률이 크므로, A가 B보다 파장이 길다. 또 파장이 길수록 유리에서 속력이 빠르므로, A가 B보다 유리에서 빠르다. 따라서 정답은 ③이다.

ㄱ. 들어올 때와 나올 때 매질이 같으므로 같은 각도로 나온다. 그러므로 [eqn: θ_1`=`θ_2]이다.\

ㄴ. 파장이 짧을수록 굴절률이 크므로, 굴절률이 작은 A가 [eqn: λ_1]이다.

ㄷ. 파장이 길수록 유리에서 속력이 빠르므로 A가 속력이 빠르다.

17.[출제의도] 정상파의 이해

정상파는 진동수와 파장, 속력이 같은 두 개의 파동이 반대방향으로 진행할 때 발생한다. 중첩에 의해 생긴 정상파는 파장과 진동수 속력이 변하지 않는다. 그러므로 파장은 2m, 이고 진동수는 0.5Hz이다. 그러므로 정답은 ④이다.

ㄱ. 파장은 2m이다.

ㄴ. [eqn: v=f lambda]이므로 속력=1m/s이고, 파장은 2m이므로 진동수는 0.5Hz이다.

ㄷ. 주기는 진동수의 역수이므로 주기는 2초이다. 그러므로 0.5초는 1/4주기 후의 정상파의 모습이다.

18. [출제의도] 옴의 법칙

스위치 S₁,S₂를 모두 열었을 때 전체 저항은 8Ω. 그러므로 전류계에 흐르는 전류의 세기는 V = IR에 의해  1A이다.

스위치 S₁,S₂를 모두 닫았을 때, 1Ω.으로는 전류가 흐르지 않는다.  이때 전류계에 흐르는 전류가 1A이므로 2Ω.에 전압이 2V이므로 R에도 전압이 2V이다..

따라서 5Ω. 에 전압이 6V, 전류가 [eqn: {6} over {5}]A이므로 전하량 보존 법칙에 의해

[eqn: {6} over {5}]A= 1A + I ∴ I = [eqn: {1} over {5}]A

옴의 법칙에 의해 저항 R = 10Ω

따라서 정답은 2번

19. [출제의도] 역학적에너지 전환과 운동량보존의 법칙

운동량 보존의 법칙에 의해 마찰면을 지난 후 충돌 전 A의 속도는2v이다.

그러므로

[eqn: {1} over {2} 2mv _{0} ^{2 _{}} - mu 2mgs= {1} over {2} 2m4v ^{2}]이다.

식을 정리하면 정답은 2번이다.

20. [출제의도]저항의 연결에 따른 발열량

B의 발열량=200

C+D의 발열량=600

발열량의 비가 1:3 이므로 저항의 비는

3:1이다.

그러므로 C+D의 저항값은 4Ω이다.A의 저항과 B,C,D의 합성저항의 비가 2:1 이므로 발열량의 비도 2:1이다.

그러므로 A의 발열량은 1600이다.