2012학년도 9평 물리학1 선별&변형&해설

1. 물리에 대한 인사이트를 길러주는 글, 칼럼이 아닙니다.   

   전 물린이라 그런거 없어요

   그냥 7차 교육과정 당시의 기출 문제를 다시 한번 같이 풀어보자는 취지에서 쓴 글

2. 그냥 제가 풀때 눈에 보였던 정해 하나만 기술했습니다

   더 좋은 풀이법이나 틀린 풀이가 있다면 댓글로 피드백 주시면 감사하겠습니다

3. 교육과정에 안맞거나 교육과정에 맞는데 누락한 경우가 있을 수 있습니다

   피드백 부탁드려요

4. 기출은 봐도봐도 좋은것인걸 여러분이 더 잘 알겠죠

   한 세트씩 저랑 같이 풀어봅시다

   매일매일 안올릴 수도 있음

5. 손글씨 해설 쓰려했는데 판타블렛+아라비아 글씨체

   로 인해서 그냥 텍스트로 해설 씁니다

   기회되면 손글씨 써볼게요

6. 좋은 문제가 많은데 교육과정에 약간씩 벗어나는 문제는 제외했습니다

   다만 몇 문제는 제가 텍스트로 미리 교육과정에 맞게 조건을 주거나, 그냥 넣은 경우가 있습니다.

7. 푸시고 해설 읽으시는거 맞죠? 해설만 봐도 상관없고 스킵해도 상관은 없는데

   기출 여기서라도 한번 봐요

물리학 관련 학습글&7차해설 모음집)

https://orbi.kr/00038187634

오늘도 하프모의고사 풀듯이 풀어봅시다.

같은 시간간격동안 이동거리가 모두 같네요. 등속도 운동입니다.

0.5초동안 50cm를 이동한 그림이 나와있으니 이동거리는 0.5m고요

평균 속력은 0.1m/0.1s 를 하면 1m/s입니다

5번

F가 10N일 당시엔 합력이 0이겠네요. F-t 그래프를 a-t 그래프로 잠시 변환시키는것도 생각할 수 있고요

일단 봅시다. 2초 당시엔 합력이 0이니 가속도는 0이 맞아요.( 10N-10N=0N)

3.5초 당시를 봅시다. 1초 당시에 5m/s^2의 가속도로 1초간 움직였으니 속력은 5m/s이며 

3~5초때엔  그 반대방향으로 5m/s^2가속도가 가해지는데 0.5초간 움직였으니 위로 움직이는 방향을 +로 놓으면

(5m/s - 5m/s^2 * 0.5s)=2.5m/s. 아직 3.5초때엔 위로 운동합니다.

5초일 때를 봅시다. 머릿속으로 a-t의 그래프를 그릴 수 있겠죠..? 3~5초때 속도변화량은 -5m/s^2 * 2s = -10m/s이며

그 전에 위로 5m/s의 속력을 가졌으니 5m/s-10m/s하면 속력은 5m/s가 나오겠네요

1번

a-t그래프를 손으로 안그려도 머릿속으로 바로 그릴 수 있으니 그래프는 첨부 안했습니다.

(가): 횡파,   (나): 종파

철수는 맞습니다. 

영희도 종파의 정의를 떠올린다면 바로 맞출 수 있었겠네요. 

몰랐다면 진동방향과 진행방향이 똑같은 것을 그림에서라도 봅시다

민수: 빛은 횡파입니다. (가)와 같이 진행하겠네요

3번

ㄱ.

v-t 그래프의 y값인 v에 m을 곱하면 p-t 그래프가 되겠습니다. 

0~0.02초 당시 충격량(운동량 변화량)의 크기는 0.3kg*m/s이며

0.02~0.03초땐 충격량의 크기가 0.3kg*m/s입니다. 운동량 변화량의 크기는 같네요.

ㄴ.

F(평균힘) * t = 충격량 = 0.03s * F = 0.6 N*s.    F=20N

ㄷ. 

v-t 그래프의 순간기울기는 가속도, p-t 그래프의 순간기울기는 합력. 기울기 보면 합력이 0이 아니죠?

정답은 2번

상대속도 무시하지 말고 풉시다.

2초때에 충돌을 했을 겁니다. B가 정지할 때 B에 대한 A의 상대속도가 5m/s니까 A의 속력은 5m/s였으며

운동량의 크기는 5kg*m/s입니다.  이 5라는 숫자를 가지고 운동량 보존법칙을 써먹어야겠네요.

충돌 후 A의 속력을 v라고 해봅시다. 

1kg * v + 2kg * ( v+4m/s )  =  5kg*m/s   ,  식을 풀면 v= -1m/s입니다.

따라서 B의 속력은  ( v+4 ) = ( -1m/s + 4m/s ) = 3m/s겠네요

v가 (-)의 값을 가지니 왼쪽으로 이동할 것이고 ㄱ 선지는 틀립니다.

ㄷ.을 보자구요. A는 +5의 운동량을 가지다가 -1의 운동량을 가집니다. 충격량의 크기는 6이겠네요

B가 A로부터 받은 충격량의 크기도 따라서 6N * s입니다.

정답은 2번

(변형됨)

F의 일정한 힘으로 전동기가 물체를 당깁니다. 마찰력은 2N으로 일정하네요.

ㄱ.

x가 0m~1m까지 F가 한 일은 (나)의 면적을 구하면 됩니다. 3N * 1m = 3J네요.

ㄴ.

0~2m까지 F는 3N입니다. 물체의 운동에너지... 어느 힘이 일을 했는지에 따라 다르죠

중력이 한 일 : 중력 퍼텐셜 에너지 변화량

외력이 한 일 : 역학적 에너지 변화량

합력이 한 일 : 운동에너지 변화량

운동 에너지를 구하기 위해서 합력이 한 일을 구합시다. 

합력은 (3N-2N)이며 이동거리는 2m이므로 1N * 2m =2J

ㄷ.

2~3m 당시에 F가 2N이며 마찰력이 2N이었으니 합력은 0입니다. 속력이 일정하겠죠

정답은 4번

ㄷ. 선지는 원래 일률이 일정하냐 묻는 선지였습니다

다르게 변형할 수 있었지만 최대한 원 문제를 살려서 교육과정에 보기좋게 바꿔보려고 해서 색다른 선지론 안바꿨어요

용수철 분리, 같은 힘을 같은 시간동안 받으니 충격량의 크기가 같습니다.

둘 다 가만히 놓아져있었으니 운동량의 크기가 같을 것이며 A는 왼쪽으로 2v의 속력을 가지겠네요

B만 봐봅시다.  0.5 * mv^2를 E라 둬요. 위치에너지 mgh는 E'라 둡시다.

B는 5h의 위치에서 2E+10E'를 가집니다. 외력이 가해지지 않았으니 에너지가 일정할 것이고

식을 세운다면

2E+10E' = 8E + 4E'.  따라서 E=E' 입니다. A는 5h 위치에서 4E( 0.5 * m * 4v^2) + 5E = 9E의 에너지를 가져요.

A가 올라갈 수 있는 최고점의 높이는 9E = 6 * mgh가 되니 9h가 되겠네요

정답은 4번

다르게 풀어보고 싶으시다면 2h의 지점의 위치에너지를 0으로 잡아보시고 풀어보세요

h'=7h가 나올겁니다. 이 아이디어는 20수능의 17번 문항에서도 볼 수 있겠네요

(변형됨)

오르비엔 수식입력기가 없으니 저 뮤를 f로 쓰겠습니다

f(a), f(b)로 봐주시면 좋을거같아요.

충돌 후 A와 B의 운동량의 합을 볼까요? mv + 2mv =3mv입니다

충돌 전의 A의 속력은 운동량 보존법칙을 이용해 m * 3v = 3mv, 3v인 것을 알 수 있겠네요

0.5 * m * (3v)^2 =mgh인 것을 알아냈습니다.

흠... 확실한건  (높이) 와 (속력의 제곱)은 비례한다는 것을 알 수 있거든요

마찰면을 지날 때 B의 속력을 간결하게 구해봅시다

3v일 때 높이는 h입니다. 마찰면을 지난 후 속력을 v'이라 했을 때 높이는 2h/5입니다

비례식을 세워보자구요

h : 2h/5 = (3v)^2 : (v')^2

(v')^2 = ( 18v^2 ) / 5 입니다. 제가 왜 속도제곱으로 내비뒀을까요?

문제를 풀 때 2as = v^2 - v0^2 를 염두하고 풀었기 때문입니다.

A와 B의 질량이 같기 때문에 f(a)/f(b) 는 서로의 가속도 비와 같습니다.

보자구요. s는 서로 같으니 생략하도록 하겠습니다.

A의 가속도 : a

2(-a) = 0 - v^2

B의 가속도 : a'

2(-a') = 18v^2 / 5 - (2v)^2

식을 정리하고 두 식을 비율의 관계로 나타내면 답은 5/2가 나옵니다

답은 5번

종이면에서 나오는 방향을 (+)로 잡고 풀겠습니다.

(가)에서 직선도선에 의한 자기장의 크기 I/d = B라 하겠습니다

B+B0 = 2B0

I/d= B0인 것을 알았습니다.

(나)에서 q의 자기장의 세기를 구한다면 B0 - 0.5B0가 되어 0.5B0 맞겠네요

ㄷ선지 맞습니다.

ㄱ.

오른손 쓰면 종이면에서 나오는 방향임을 알 수 있습니다

ㄴ.

종이면 바깥쪽의 방향인 원형도선의 자기장 세기가 직선도선보다 크니 종이면에서 나옵니다.

5번

0~4초 구간과 이후의 구간을 생각해봅시다.

영역 I에서의 기울기는 II보다 크기가 큽니다. 0~4초동안은 영역 I의 자기장 변화량(증가율)이 II의 변화량(감소율)보다 크니 자속이 증가할 것입니다. 따라서 전류의 방향은 반대가 될 것입니다.

4~6초 구간에는 회로 전체의 자속이 감소합니다. 따라서 전류의 방향은 시계방향이 되며 

2초일 때와 5초일 때 전류의 방향이 반대입니다.

ㄴ.

2초와 5초. II의 감소율은 항상 같은데 2초때엔 I의 증가율이 있으니 5초일 때가 전류의 세기가 더 큽니다.

ㄷ.

4~6초 때 I는 관여를 하지 않고 II의 B-t 그래프의 기울기가 일정하므로 유도전압은 일정합니다

1번

특수각도 아닌 42도와 80도가 뇌절을 오게하는데, 차근차근 해봅시다

ㄱ.

유리 내부의 옆면에서 전반사 했으므로 

유리의 굴절률 > 공기의 굴절률.  따라서 유리 내부에서의 파장 < 공기에서의 파장

ㄴ.

임계각보다 클때 전반사하니 ㄴ은 맞겠죠?

ㄷ.

P에서 입사각을 점점 크으게 합시다. 굴절각은 커지지만, theta 값은 작아집니다.

theta의 최솟값은 그렇다면 입사각이 90도일 때겠죠. 이 때 P에서 굴절각은 42도가 되며

기하학을 생각한다면 당연하게도 theta값이 48도가 되겠습니다. 즉 전반사한다는 뜻이죠

그러므로 80도일 때 당연하게도 아직 전반사를 하겠습니다

2번

광선 역진의 원리가 몸에 베어있다면 무리없이 풀 수 있었을듯

진동수 2Hz, 속력 20cm/s, 따라서 파장은 10cm  

P의 경로차 = 45 - 40 = 5.  반파장과 같으니 상쇄간섭

파장이 2cm일때를 봅시다. 경로차는 여전히 5cm인데 반파장은 1cm니 홀수배니까 여전히 상쇄간섭이네요

3번

(17번은 광전효과 문제지만 future N 교과서에 정지전압이 나와있지 않아 빼버렸습니다)

(변형됨)

다들 물질파 이론 공부는 하는거죠..? 역학만 주구장창 파다가 이런거 틀리면 한번 더 할 수 있으니 공부합시다

ㄱ.

A가 B보다 운동에너지가 큽니다. 둘이 질량이 같으니 p^2/2m을 쓴다면 A의 운동량이 B보다 큰 것을 알 수 있습니다.

ㄴ.

p=sqrt(2mEk)입니다. B와 C가 운동 에너지가 같으니 질량비를 보면 되고 운동량 비는 1:2입니다

따라서 파장은 2:1이기에 ㄴ은 맞습니다

ㄷ.

p=sqrt(2mEk)이며 파장은 p와 반비례합니다. 따라서 ㄷ. 선지를 변형시키면

p의 크기는 B>A>C로 표현할 수 있겠네요.

B>A부터 틀렸습니다.

3번

동시 통과, 동시 도달. 가속도의 크기는 2:1....

왜 가속도의 '크기'라고 줬을까요? 전 현역때 크기라고 준거때문에 바로 가속도의 부호가 다른것을 눈치챘었는데..

암튼 생각해봅시다. 동시 출발, 같은 거리, 동시 도달입니다. 둘 다 등가속도 운동을 하니 평균속도를 이용합시다.

(처음속도 + 나중속도) * 0.5t인데 0.5t는 공통이니까 생략합시다 (처음속도+나중속도) 가 같아야하는데 B의 처음속력이 A보다 크니 B는 속력이 감소해야만 하겠습니다.

ㄱ.선지는 맞습니다.

ㄴ.

a의 가속도로 t 움직였을 때 v'만큼 속도가 변한다고 합시다.

A와 B의 (처음속도 + 나중속도)가 같다는 것을 이용하면 될거에요

(v+ v+2v') = (4v + 4v-v')  v'=2v.  Q에 도달한 순간 A의 속력은 v+2v' = 5v입니다.

ㄷ.

두 일차함수의 교점의 x좌표를 구한다고 생각하면 될까요? 등가속도 운동에서 v-t 그래프를 그렸을 때 일차함수니까요

4v-at=2at+v이며 t=v/a입니다. a=v/t겠네요.

Q에서 최종 속력이 5v 처음이 v였고 가속도가 2a였죠?

2 * 2a * L = 25v^2 -v^2, aL=6v^2인데 a가 v/t로 표현 가능하니 식을 정리하면

L/6v겠습니다

1번

(변형됨)

상대적인 운동을 분석해야할텐데 이런문제 풀면 도움될거같네요 

( 비슷한 유형은 11수능 19번입니다. https://orbi.kr/00037627120 ) 

ㄱ.

12N-2N(마찰력) = 10N입니다. 합력 10N맞네요

ㄴ.

1초때 순간적으로 F=0이 되면서 작용하는 힘은 마찰력만 존재하는데

그 마찰력이 2N이니 2N = 2kg * 1m/s^2, A의 가속도 1로 일정하네요

ㄷ.

A는 1초때 가속도는 5였고 1초간 움직였으니 속력은 5m/s였습니다.

B는 1초때 알짜힘이 2니 가속도도 2고 1초간 움직였으니 속력은 2m/s입니다.

A와 B의 속력이 같아질 때 둘이 마찰이 일어나지 않으니 그때 등속도운동을 하는건 당연하겠죠

1초 이후에 B에게 가해지는 힘은 마찰력인 2N, A도 마찬가지죠

가속도크기 비는 A:B = 1:2겠네요

A의 속도 : 5- t

B의 속도 : 2+ 2t

t는 1일 때 성립하며 속도는 4m/s로 같겠습니다

5번

pdf 관련해서 도움 주실 수 있다면 환영

문제만 따로 편집해서 pdf로 만드려다가 포기했어요