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2007학년도 11월 고2 전국연합학력평가

정답 및 해설

• 4교시 과학탐구 영역 •

[물리Ⅰ]

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

1. [출제의도] 상대 속도 구하기

[해설] 자동차 A, B, C가 일직선상에서 등속 운동하고 A에 대한 B의 상대 속도는 2[eqn: rm m/s], B에 대한 C의 상대 속도는 3[eqn: rm m/s]이므로 B의 속도는 6[eqn: rm m/s], C의 속도는 9[eqn: rm m/s]이다.

2. [출제의도] 힘-시간 그래프를 운동량-시간 그래프 로 전환하기

[해설] 운동량-시간 그래프에서 기울기는 작용한 힘을 의미한다. 따라서 힘이 일정하면 운동량-시간 그래프의 기울기는 일정하고, 힘이 커지면 기울기도 증가한다.

3. 속도-시간 그래프에서 운동 분석하기

[해설] ㄱ. 3초일 때 운동 방향이 바뀌지 않는다. ㄴ. 0초에서 5초까지 이동한 거리가 5m이므로 평균 속력은 1[eqn: rm m/s]이다. ㄷ. 속도-시간 그래프에서 기울기의 크기가 가속도의 크기가 되므로 4초일 때의 가속도가 더 크다.

4. 등가속도 운동과 등속도 운동 이해하기

[해설]  0에서 [eqn: L]까지 등가속도 운동을 하므로  이동한 거리는 [eqn: {v} over {2} t _{1}]이고, [eqn: L]에서 [eqn: 2L]까지 등속 운동을 하므로 이동한 거리는 [eqn: vt _{2}]이다. 등가속도 운동 구간과 등속도 운동 구간의 이동 거리가 같으므로 [eqn: t _{1}]=[eqn: 2t _{2}]이다.

5. 중력에 의한 역학적 에너지 보존 법칙 이해하기

[해설] 마찰이 없으므로 궤도의 모든 점에서 역학적 에너지는 보존된다. ㄱ. B와 D에서는 높이가 같으므로 위치 에너지는 같다. ㄴ. B에서의 운동 에너지 일부는 C에서 위치 에너지로 전환된다. ㄷ. 역학적 에너지는 A와 C에서 같다.

6. 물체의 운동 법칙 적용하기

[해설] ㄱ. 두 물체의 질량이 각각 [eqn: m]일 때, 두 물체의 가속도는 [eqn: {F} over {m}]로 같다. ㄴ. B에 작용하는 합력의 크기는 [eqn: ma]=[eqn: m]×[eqn: {F} over {m}]=[eqn: F]이다. ㄷ. 작용ㆍ반작용의 법칙에 의해 A가 B에 작용하는 힘과 B가 A에 작용하는 힘의 크기는 같다.

7. 운동량 보존과 충격량 이해하기

[해설] 두 물체의 충돌 전후의 운동량은 보존된다.

ㄱ. 충돌 전에는 A의 속력이 B보다 크므로 A의 운동량의 크기는 B보다 크다. ㄴ. 작용ㆍ반작용에 의해 A와 B가 받는 힘의 크기가 같으므로 A와 B가 받은 충격량은 같다. ㄷ. 충돌할 때 B는 운동 방향으로 충격량을 받으므로 운동량은 증가한다.

8. 일과 일률 구하기

[해설] ㄱ. 전동기 P가 물체 A에 한 일은 A의 운동 에너지의 변화량과 같다. ㄴ, ㄷ. [eqn: t]초일 때 A의 속력이 B의 2배이므로 A의 운동 에너지는 B의 4배이다. 따라서 P가 한 일과 일률은 Q의 4배이다.

9. 저항이 직렬 연결된 회로에서 저항과 발열량 사이의 관계 이해하기

[해설] 같은 시간 동안에 저항에서 발생하는 발열량은 A가 B보다 작다. 저항이 직렬 연결된 회로에서 각 저항에 흐르는 전류는 같다. 따라서 저항이 큰 B에 높은 전압이 걸리고 발열량도 크다.

10. 저항의 비저항 구하기

[해설] 그래프에서 B의 저항값은 A의 4배이고, 단면적은 같고, 도선의 길이는 B가 A의 2배이므로 [eqn: R=rho {l} over {S}]에서 [eqn: rho _{rm A it}]: [eqn: rho _{rm B it}]는 1:2이다.

11. 소비 전력 구하기

[해설] 전구의 저항을 [eqn: R]라하면 스위치를 닫기 전에 전구의 합성 저항은 [eqn: {3} over {2} R]이고, 스위치를 닫은 후의 합성 저항은 [eqn: {R} over {2}]이다. 소비 전력 [eqn: P]=[eqn: {V ^{2}} over {R}]이므로 스위치를 닫았을 때 소비 전력은 닫기 전의 3배이다.

12. 합성 저항과 전류의 세기 구하기

[해설] 정사각형 모양 금속의 한 변의 저항을 [eqn: R]라고 하면 집게를 a에 연결하였을 때 전체 합성 저항은 [eqn: R]이고 [eqn: I]=[eqn: {V} over {R}]=3A이다. b에 연결하였을 때 전체 합성 저항은 [eqn: {3R} over {4}]이므로 이 때 흐르는 전류 [eqn: I``` prime]=[eqn: {V} over {{3R} over {4}}]=[eqn: {4V} over {3R}]=4A이다.

13. 전자기 유도 현상 이해하기

[해설] 가변저항기의 접점을 a에서 b로 이동시키면 저항이 감소하므로 솔레노이드에 흐르는 전류의 세기가 증가한다. ㄱ. 전류가 증가하므로 자기장의 세기는 증가한다. ㄴ. 원형 도선을 통과하는 자기장이 증가하므로 원형도선에 전류가 유도된다. ㄷ. 솔레노이드와 원형 도선 사이에 척력이 작용한다.

14. 저항의 병렬 회로에서 소비 전력 구하기

[해설] 집게를 a에서 b로 이동시킬 때 금속막대의 저항값은 증가하지만 금속막대와 병렬로 연결된 전구의 저항, 전압이 일정하므로 전구의 소비 전력은 일정하다.

15. 매질의 경계에서 빛의 반사, 굴절 현상 이해하기

[해설] 굴절률은 매질Ⅱ가 매질Ⅰ,Ⅲ보다 크다.

ㄱ. 빛이 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 진동수는 변하지 않는다. ㄴ. [eqn: theta _{i}]가 커져도 굴절률이 작은 매질에서 큰 매질로 진행하기 때문에 O에서 전반사는 일어나지 않는다. ㄷ. 파장이 긴 빛을 사용하면 [eqn: theta _{r}]가 커지고, 매질 Ⅱ에서 Ⅲ으로 진행할 때 입사각이 커지므로 전반사가 일어난다.

16. 전자기 유도 현상 이해하기

[해설] 자기장 속에 놓여 있는 도체막대를 오른쪽으로 운동시키면 ‘ㄷ’자 모양의 도선에 반시계 방향으로 유도 전류가 생긴다. 저항 [eqn: R]에 흐르는 유도 전류의 세기는 [eqn: v]를 증가 시킬 때, [eqn: R]를 감소시킬 때, [eqn: B]를 증가시킬 때 커진다.

17. 종파의 진동수, 파장, 전파 속력 이해하기

[해설]  동일한 매질에서 파동의 전파 속력은 같다. 따라서, [eqn: v=f lambda]에 의해 진동수가 2배가 되면 파장은 [eqn: {1} over {2}]배가 된다. 매질(용수철)의 진동 방향과 파동의 진행 방향은 나란하다.

18. 빛의 간섭 현상 이해하기

[해설] 이중 슬릿에 의한 간섭 무늬 사이의 간격 [eqn: DELTA x= {l} over {d} ` lambda]이다. 따라서 무늬 간격이 큰 A의 파장이 크고 빛의 속력이 일정하므로 파장은 A가, 진동수는 B가 크다.

19. 물결파의 굴절 이해하기

[해설] 진동수가 일정한 물결파가 진행할 때 속력은 깊은 곳에서 빠르고 얕은 곳에서 느려지므로 유리판 위에서의 파장은 짧아진다.

20. 빛의 굴절에 의해 나타나는 현상 설명하기

[해설] ㄱ과 ㄴ은 빛의 굴절, ㄷ은 편광, ㄹ은 빛의 회절에 의한 간섭 현상이다.