2006학년도 전국연합학력평가

1 ~ 4교시 정답 및 해설 (2학년)

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• 4교시 과학탐구 영역 •

[물리Ⅰ]

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

1. [출제의도] 위치-시간 그래프에서 운동 분석하기

[해설] 그래프에서 엘리베이터는 40 m를 갔다가 다시 제자리로 돌아오는 운동이다.

① 이동거리는 60 m이다.

② 엘리베이터는 20초 후에, 40초 후에 2번 정지한다.

③ 60 초 동안 60 m 이동하였으므로 평균속력은[eqn: 1rm m/s]이다.

④ 20초 후에 정지한 후 반대방향으로 운동한다.

⑤ 80 초 동안 이동거리는 80 m이고, 변위는 0 이므로 평균속력과 평균속도의 크기는 다르다.

2. [출제의도] 역학적 에너지 보존법칙의 이해하기

[해설] 물체는 탄성력을 받아 A, B사이를 왕복 운동한다.

ㄱ.ㄴ. 탄성력이 변위에 비례하므로, 탄성력 작아지다가 O점에서 0이 된다. 가속도는 탄성력과 함께 감소한다.

ㄷ. O점에서의 운동에너지는 A점에서의 탄성력에 의한 위치에너지와 같다. [eqn: 1 over 2 k x^2 = 1 over 2 times100times 0.2^2 = 2](J)

3. [출제의도] 물체의 운동을 운동법칙으로 설명하기

[해설] ㄱ. 이동 거리는 그래프 아래의 면적 6m이다.

ㄴ. 그래프에서 기울기가 일정하므로 등가속도 운동이다.

ㄷ. A에서의 가속도가[eqn: 3 rm m/s^2]이므로 힘 F=2×3=6(N)이고, B에서의 가속도가[eqn: 2 rm m/s ^{2}]이므로  B에서의 합력은 2×2=4(N) 이므로, 마찰력은 2N이다.

4. [출제의도] 일과 일률 구하기

[해설] 일률은 단위 시간 동안 한 일의 양이다. 한 일은[eqn: W=Fs]=6×6=36(J)이다. 0～2초 동안 일률은 36J ÷2 s = 18W이다.

5. [출제의도] 저항의 연결 시 저항과 전류의 관계 이해하기

[해설] 직렬연결 시 전류의 세기는 같고, 병렬연결 시 전류의 세기는 저항에 반비례한다. 3 Ω과 6 Ω 의 저항이 병렬로 연결되어 있으므로 전류의 세기의 비는 2 : 1이고 4 Ω의 저항에 흐르는 전류의 세기는 3 Ω 과 6 Ω 의 저항에 흐르는 전류의 합이므로, 4 Ω과 3 Ω 의 저항에 흐르는 전류의 비는 3 : 2이다.

6. [출제의도] 가속도 운동을 그래프로 나타내기

[해설] 각 구간의 거리는 평균속력을 나타낸다. 그런데 평균속력이 일정하게 증가하므로 이 물체는 가속도가 일정한 등가속도 직선운동이다. 따라서 가속도-시간그래프는 ㄱ이고 거리-시간 그래프는 ㄷ이다.

7. [출제의도] 저항의 의미와 옴의 법칙 이해하기

[해설] 바늘모양의 도선을 O점을 중심으로 반시계방향으로 회전시키면 전류가 흐르는 저항선의 길이가 길어지므로 저항은 증가하고 전류는 감소한다.

8. [출제의도] 운동량 보존 이해하기

[해설] 그래프에서 3 m/s의 속력으로 운동하던 물체A가 1초인 순간 B와 충돌하여 충돌 후 2 m/s의 속력으로 함께 운동한다. 운동량 보존 법칙에서 충돌 후 A와 B의 운동량은 충돌 전 A의 운동량과 같으므로 6 kg․m/s이다.

9. [출제의도] 운동량 보존과 충격량 이해하기

[해설] 충돌 후 두 물체의 속도는 같다.

ㄱ. 충돌 전의 운동량의 합은 왼쪽으로[eqn: 4rmkg․m/s]이므로 충돌 후 두 수레는 왼쪽으로 운동한다.

ㄴ. A와 B의 운동량의 변화량은 같다. [eqn: DELTA v= {DELTA P} over {rm `m it}]이므로 질량이 B가 크므로 속도변화량은 A가 크다.

ㄷ. 운동의 제3법칙에서 두 수레가 받는 힘의 크기는 같다.

10. [출제의도] 역학적 에너지 보존을 이해하기

[해설] 에너지는 보존된다.

ㄱ. 중력이 한 일 mgh =[eqn: rm50N times 1m=50J]이다.

ㄴ. 물체의 운동에너지의 변화가 없으므로 중력이 한일은 모두 열로 전환된다.

ㄷ. 물체의 운동에너지는 일정하고 위치에너지가 감소하므로 역학적 에너지는 감소한다.

11. [출제의도] 전류-전압 그래프를 분석하는 능력을 평가하기

[해설] 전류-전압 그래프에서 기울기의 역수가 저항이다.

ㄱ. 그래프에서 B의 저항은 A의 2배이다.

ㄴ. 기울기가 일정하므로 저항은 일정하다.

ㄷ. 전류-전압 그래프가 직선이므로 전류는 전압에 비례한다.

12. [출제의도] 자기장 속에서 직선 전류가 받는 힘과 방향 찾기

[해설] ㄱ. 전류에 의한 P점에서의 자기장의 방향은 왼쪽이고 Q점에서는 오른쪽이므로 자석과 전류에 의한 합성자기장의 세기는 같은 방향인 Q점에서 더 크다.

ㄴ. ㄷ. 플레밍의 왼손법칙에 따라 은박지는 P쪽으로 힘을 받고, 전류의 방향이 바뀌면 힘의 방향도 반대가 된다.

13. [출제의도] 저항의 병렬연결 시 물리량 이해하기

[해설] 스위치를 닫은 (가)의 경우는 세 개의 전구가 병렬로 연결된 경우이고, 스위치가 열린 (나)의 경우는 두개의 전구만 병렬로 연결된 것이다. ① PQ 사이의 전압은 같다. ② 전체 전류는 (가)가 크다. ③ 전구의 밝기는 같다. ④ 합성 저항은 (나)가 크다. ⑤ 회로의 전체의 소비전력은 (가) 전류가 크므로 (가)가 크다.

14. [출제의도] 직선도선이 만드는 자기장 이해하기

[해설] ㄱ. 직선 전류에 의한 자기장의 방향은 앙페르의 법칙에 따라 직선 도선의 오른쪽에서는 종이면에 들어가는 방향이다.

ㄴ. ㄷ. 무한 직선 전류의 세기가 일정하게 증가하므로 직사각형도선 내부를 지나는 자속이 증가한다. 직사각형도선에서는 전자기유도현상에 의해 유도전류가 흐른다. 유도전류의 방향은 렌츠의 법칙에 의해 반시계방향이다.

15. [출제의도] 파동의 전파 이해하기

[해설] ㄱ. 파동은 구면파이므로 파원에서 멀어질수록 파동의 세기가 작아진다. 즉, 진폭이 작아진다.

ㄴ. ㄷ. 그림에서 파면과 진행방향은 항상 수직이고 이웃한 파면 사이의 거리가 한 파장이다.

16. [출제의도] 물결파의 전파시 물리량 구하기

[해설] 이웃한 마루 사이의 거리 2m가 한 파장이므로 , 속력은 파장을 주기로 나눈 값 1 m/s이다. 진폭은 진동의 중심에서 최대 변위까지의 거리로 10cm이고, 2초 후의 코르크 조각의 변위는 한 주기 후의 변위로 10 cm이다. 물결파는 횡파이므로 코르크 조각은 상하로 진동한다.

17. [출제의도] 물결파의 전파속력 이해하기

[해설] 물결파의 속력은 수심이 깊은 곳에서 빠르고 얕은 곳에서 느리다. 물결파가 오른쪽으로 전파될 때 수심이 얕아지므로 파장은 짧아지고, 속력이 느려지며 진동수는 일정하다.

18. [출제의도] 빛의 반사와 굴절의 법칙 이해하기

[해설] ㄱ. 반사의 법칙에서 반사각은 입사각과 같다.

ㄴ. 입사각이 임계각이면 굴절각이 90°이다.

ㄷ. 굴절각이 입사각보다 크므로 굴절률은 유리가 공기보다 크다.

19. [출제의도] 빛의 간섭현상 이해하기

[해설] 영의 실험에서 중심점 O에서 가장 밝은 무늬까지의 거리 [eqn: x= {L lambda } over {d}]이다.

ㄱ. 보강간섭이 일어나면 밝아지고, 상쇄간섭이 일어나는 곳에서는 어두워진다.

ㄴ. ㄷ. 슬릿간격을 크게 하면 간섭무늬 간격은 좁아지고, 이중 슬릿과 스크린 사이의 거리가 커지면 간섭무늬 간격은 증가한다.

20. [출제의도] 빛의 회절 이해하기

[해설] 빛이 좁은 틈을 지나 회절할 때  빛의 파장이 클수록 틈이 좁을수록 회절하는 정도가 크다. 따라서 빛을 파장이 긴 빨간색으로 바꾸면 스크린에는 파란빛의 경우보다 더 넓게 회절무늬가 나타난다.