2006 대학수학능력시험 대비

2005학년도 3월 고3 전국연합학력평가 정답 및 해설

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• 4교시 과학탐구 영역 •

물리Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 중력과 관련하여 물체의 운동을 분석한다.

ㄷ. 마찰 없는 수평면 상에서 운동하던 물체는 수평 방향의 힘이 작용하지 않으므로 속도를 유지하며 운동한다.

[오답풀이] ㄱ. 중력은 지구상에 있는 모든 물체에  작용한다.

ㄴ. 공의 높이가 높아지는 경우도 있고, 이 때에는 에는 위치 에너지가 증가한다.

2. [출제의도] 충돌에서 물리량의 변화를 이해한다.

ㄱ. A 는 B 가 작용한 힘에 의하여 가속된다.

ㄷ. 작용과 반작용 법칙이다.

[오답풀이] ㄴ. 충돌 전후 두 물체의 운동량 합은 보존이 되므로 A 의 운동량이 증가한 만큼 B 의 운동량이 감소한다.

3. [출제의도] 전기적 현상에서 전류의 작용을 안다.

ㄱ. 코일에 전류가 흐를 때 생기는 자기장을 이용하여 전자석을 만든다.

ㄴ. 자화된 금속이 포함된 자기 테이프 방식의 신용카드를 카드 리더기에서 이동하면 리더기 내부의 코일에 전자기 유도 현상이 발생한다.

ㄷ. 전기 주전자의 저항에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용한다.

4. [출제의도] 전자기 유도 현상을 이해한다.

ㄴ. 금속에는 자석의 접근을 방해하는 방향으로 유도 전류가 생기고 반발력이 작용한다.

ㄷ. 자석의 속력이 감소하여도 자기장의 세기는 증가하므로 유도 전류는 흐른다.

[오답풀이] ㄱ. 자석의 속력이 일정하여도 자기장의 변화가 생기므로 유도 전류가 흐른다.

5. [출제의도] 파동의 종류와 예를 안다.

ㄴ. 메아리는 음파이며 종파이다.

ㄷ. 초음파는 음파의 한 종류이며 종파이다.

[오답풀이] ㄱ. 수면파는 횡파이다.

6. [출제의도] 에너지의 전환을 이해한다.

ㄴ. 낙하하는 농구공은 위치 에너지가 운동 에너지로 전환된다.

[오답풀이] ㄱ. 상승하며 가속되는 로켓은 연료의 화학 에너지가 위치 에너지로 전환된다.

ㄷ. 속력이 일정하므로 내려가는 사람의 운동 에너지는 일정하다. 감소하는 위치 에너지는 열에너지 등으로 전환된다.

7. [출제의도] 경사면에서 마찰력을 이해한다.

ㄴ. 경사면에서 물체에 작용하는 힘은 일정하므로 물체는 등가속도 운동한다.

[오답풀이] ㄱ. 속력은 내려갈수록 점점 커진다. 따라서 A구간의 평균 속력은 가장 작다.

ㄷ. 정지 상태에서 출발하여 내려 왔으므로 알짜힘의 값은 양(+)이 된다. [eqn: 알짜힘~=~mgsin theta `-~f] 이고, 마찰력([eqn: f])이 없는 B구간의 알짜힘이 가장 크다.

8. [출제의도] 속도-시간 그래프를 분석할 수 있다.

ㄴ. 속도 값의 부호는 운동 방향을 나타낸다. 그래프에서 속도 값의 부호가 1번 바뀌었으므로 운동 방향은 1번 바뀌었다.

ㄷ. 속도-시간 그래프에서 기울기가 일정하므로 등가속도 운동이다.

[오답풀이] ㄱ. 속도-시간 그래프에서 면적은 변위를 나타낸다. 면적이 0 인 것은 변위가 0 인 것을 의미하며, 이동거리는 3 m 이다.

9. [출제의도] 에너지의 전환을 이해한다.

선풍기가 작동할 때에는 전기 에너지가 전부 바람의 운동 에너지로 전환되지 않고, 열에너지, 소리 에너지 등으로도 전환된다.

10. [출제의도] 속도의 변화를 통해 가속도를 안다.

ㄴ. [eqn: s~=` {1} over {2} a`t ^{2}] 에서 [eqn: s] 가 가장 큰 C 에서 가속도가 가장 크다.

ㄷ. 질량이 같을 때, [eqn: F~=~m`a] 에서 가속도가 가장 큰 구간의 알짜힘이 가장 크다.

[오답풀이] ㄱ. 시간이 같으므로 이동거리가 크면 평균 속력이 크다.

11. [출제의도] 힘의 평형 상태를 안다.

ㄱ. 줄이 민수를 당기는 힘이 가장 크므로 민수와 바닥 사이의 마찰력이 가장 크다. ㄴ. 정지 상태이므로 알짜힘은 세 사람 모두 0 이다. ㄷ. 리본이 움직이지 않아 힘의 평형상태임을 알 수 있다. 즉, 영희와 철수가 줄을 당기는 힘의 합과 민수가 줄을 당기는 힘의 크기는 같다.

12. [출제의도] 속도와 운동량과의 관계를 안다.

ㄷ. 운동량의 방향은 속도의 방향이다. 속도의 부호가 1 번 바뀌었으므로 운동량의 방향도 1 번 바뀌었다.

[오답풀이] ㄱ. 운동량 = 질량 × 속도 이다. 변위-시간 그래프에서 1초까지는 기울기가 줄어들고 있으므로 속도가 감소하고 있다. 따라서, 운동량은 감소하고 있다.

ㄴ. 변위-시간 그래프의 기울기는 속도이다. 기울기가 일정한 등속 운동이므로 알짜힘은 0 이다.

13. [출제의도] 충격량에 대해서 안다.

ㄱ. 충격량의 크기는 운동량의 변화량과 같다. 마네킹이 정지할 때까지 운동량의 변화량이 같으므로 A, B, C의 충격량은 같다.

[오답풀이] ㄴ. 충격량 = 힘 × 시간 이고, A 실험에서 시간이 가장 작으므로 평균 충격력은 가장 크다.

ㄷ. 평균 충격력이 가장 작은 C 실험에서 마네킹의 파손이 가장 작다.

14. [출제의도] 경사면에서 힘과 에너지를 안다.

ㄴ. B 의 질량은 2배, 속력은 1/2 배이므로 운동량의 크기는 A 와 같다.

[오답풀이] ㄱ. 등속도 운동하므로 알짜힘은 0 이다.

ㄷ. B 의 질량은 2 배, 1 초 동안 올라가는 높이는 1/2배이므로 위치 에너지 증가량은 같다.

15. [출제의도] 역학적 에너지가 보존됨을 안다.

ㄱ. 중력에 의한 위치에너지는 [eqn: m`g`h] 이므로 높이가 가장 높은 B에서 가장 크다.

ㄴ. 중력에 의해 낙하하는 물체의 역학적 에너지는 보존된다.

[오답풀이] ㄴ. A, C에서 중력에 의한 위치 에너지는 같고, C에서는 A에서 저장되었던 탄성 에너지까지 더해져 선수의 운동 에너지가 되므로 C에서 더 크다.

16. [출제의도] 역학적 에너지 전환 관계를 안다.

ㄱ. 0초 일 때, 운동 에너지는 [eqn: rm {1} over {2} `․`1`․`5 ^{2} ``=`12.5(`J`)] 이고, 속도가 0인 [eqn: t _{1}]에서 이 운동에너지는 모두 위치 에너지로 전환된다.

ㄴ,ㄷ. 역학적 에너지 보존 법칙에 의해 [eqn: t _{1}]에서 위치 에너지는 [eqn: t _{2}]에서 운동 에너지와 같고, [eqn: t _{2}]에서 운동에 너지는 [eqn: rm {1} over {2} `․`1`․`10 ^{2} ``=`50(`J`)] 이다.

17. [출제의도] 경사면에서 힘과 일의 관계를 안다.

ㄷ. 수직항력과 이동방향이 서로 수직이므로 일의 양은 0이다.

[오답풀이] ㄱ. [eqn: F~=~mg`sin theta `+~f] (마찰력) 이다.

ㄴ. [eqn: F] 가 한 일에서 마찰에 의해 소모된 에너지를 빼면 위치 에너지 증가량이 된다.

18. [출제의도] 운동량 보존 법칙을 안다.

[eqn: v _{rm A it}]=[eqn: {L} over {t}], [eqn: v _{rm B it}]=[eqn: {2L} over {t}]이고, 운동량 보존에 의해,

[eqn: m`v _{rm A it} -mv _{rm B it} ``=``2mv], [eqn: m {L} over {t} -m {2L} over {t} ``=`2mv``] 이므로 [eqn: v] =-[eqn: {L} over {2`t}]

이고, 속력의 비는 [eqn: 1`:`2``: {1} over {2} ``=`2``:`4``:`1] 이다.

19. [출제의도] 충격량을 안다.

ㄴ. 힘이 같기 때문에 충격량은 충격력×시간 이므로 대롱이 길면 힘이 작용하는 시간이 길고 충격량도 커진다.

[오답풀이] ㄱ. 일정한 힘으로 불고 있으므로 충격력은 일정하다.

ㄷ. 충격량은 운동량 변화량과 같으므로 대롱이 길수록 화살의 운동량이 커진다.

20. [출제의도] 역학적 에너지가 보존됨을 안다.

물체가 [eqn: h`+y] 만큼 낙하하였으므로 위치 에너지는

[eqn: m`g`(`h`+`y`)] 만큼 감소하고, 위치 에너지 감소량은

모두 탄성 에너지([eqn: {1} over {2} ky ^{2}])로 저장된다.