수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2009-11-12)

수능(물리I)
(2009-11-12 기출문제)

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1. 그림은 일직선 상에서 운동하는 물체 A, B 의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.

    ㄴ. 물체 A와 B는 서로 반대 방향으로 이동하고 있으며, 서로 만나는 지점에서 서로의 속도가 같아진다. 이 지점을 지난 이후에는 A와 B는 다시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다.

    ㄷ. 물체 A와 B의 속도는 일정하지 않고, 시간에 따라 변화한다. 이는 그래프 상에서 기울기가 일정하지 않은 것으로 확인할 수 있다. 따라서 물체 A와 B는 가속도를 가지고 운동하고 있다고 볼 수 있다.
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2. 그림은 일직선 상에서 등속 운동하는 자동차 A, B, C를 나타낸 것이다. A는 지면에 대하여 서쪽으로 25m/s, B는 A에 대하여 동쪽으로 10m/s, C는 A에 대하여 동쪽으로 35m/s의 속력으로 운동한다.

지면에 대한 A, B, C의 속도 크기를 각각 vA, vB, vC라 할 때, vA, vB, vC를 옳게 비교한 것은?

  1. vA > vB > vC
  2. vA > vC > vB
  3. vB > vA > vC
  4. vB > vC > vA
  5. vC > vA > vB
(정답률: 알수없음)
  • 등속운동에서는 속도 크기가 시간에 따라 변하지 않으므로, A, B, C의 속도 크기는 그대로 유지된다. A는 서쪽으로, B와 C는 동쪽으로 이동하므로, A의 속도 크기는 B와 C보다 크다. 또한 C는 A보다 더 빠르게 이동하므로, C의 속도 크기는 A보다 작다. 따라서, vA > vB > vC이다.
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3. 그림은 줄 a 에 매달려 있는 남자와 남자가 잡고 있는 줄 b 에 매달려 있는 여자가 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 줄의 질량은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ" 인 이유는 다음과 같다.

    - 줄 a 에 매달린 남자는 아래로 떨어지려는 중력과 위로 올라가려는 줄의 힘을 상쇄시키는 평형상태에 있다. 따라서 남자는 정지해 있다.
    - 줄 b 에 매달린 여자는 남자와 마찬가지로 아래로 떨어지려는 중력과 위로 올라가려는 줄의 힘을 상쇄시키는 평형상태에 있다. 하지만 여자가 매달린 줄 b 는 남자가 매달린 줄 a 보다 더 가파르기 때문에, 여자는 남자보다 더 높은 곳에 위치해 있다. 따라서 여자는 남자보다 더 높은 곳에 정지해 있다.

    따라서 "ㄱ, ㄴ" 이 정답이다.
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4. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면의 일직선 상에서, 물체 B, C가 정지해 있고 물체 A가 B를 향해 운동하는 것을 나타낸 것이다. A가 B와 충돌한 후, B는 C와 충돌하여 한 덩어리가 되어 운동한다. A, C의 질량은 각각 2kg, 1kg이다. 그림 (나)는 B가 C와 충돌하기 직전까지 A, B의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.

    - "ㄱ"은 A와 B의 운동량 보존 법칙에 따라 A가 B와 충돌하기 전과 후의 운동량이 같기 때문이다. 따라서 A가 B와 충돌한 후에는 A의 운동량이 0이 되어 정지하게 되고, B와 C는 한 덩어리가 되어 운동하게 된다.
    - "ㄷ"은 B와 C의 운동량 보존 법칙에 따라 B와 C가 충돌하기 전과 후의 운동량이 같기 때문이다. 따라서 B와 C가 충돌한 후에는 덩어리 전체의 운동량이 일정하게 유지되며, 이는 B와 C가 같은 속도로 운동하게 된다는 것을 의미한다.
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5. 그림 (가), (나)는 저항값이 일정한 저항 R와 가변 저항을 각각 직렬 연결한 것과 병렬 연결한 것을 나타낸 것이다.

(가), (나)에서 합성 저항 R합성을 가변 저항의 저항값 R가변에 따라 개략적으로 나타낸 그래프로 가장 적절한 것을 <보기>에서 고른 것은? (순서대로 가, 나)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄱ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ, ㄱ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.

    가변 저항의 저항값이 작을수록 합성 저항은 작아지고, 저항값이 클수록 합성 저항은 커진다. 이는 가변 저항이 작을 때는 전류가 가변 저항을 통해 쉽게 흐르기 때문에 전체 회로의 저항이 작아지고, 가변 저항이 클 때는 전류가 가변 저항을 통해 흐르기 어렵기 때문에 전체 회로의 저항이 커지기 때문이다.

    따라서, (가)에서는 가변 저항의 저항값이 작을수록 합성 저항은 작아지고, (나)에서는 가변 저항의 저항값이 클수록 합성 저항은 작아진다. 이에 따라 가장 적절한 그래프는 "ㄱ, ㄷ"이다.
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6. 그림 (가)는 지면으로부터 높이 1m인 지점에 가만히 놓인 질량이 m인 물체가 마찰이 없는 빗면을 따라 운동하는 것을, (나)는 높이에 따른 이 물체의 운동 에너지를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10m/s2이고, 공기 저항은 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.

    - ㄱ: 물체가 높이 1m에서 시작하여 운동하면서 높이가 낮아지면서 위치에너지가 감소하고, 이에 따라 운동에너지가 증가한다. 따라서 높이가 낮아질수록 운동에너지는 증가한다.
    - ㄴ: 물체의 운동에너지는 높이에 따라 변하지 않고 일정하다. 이는 높이가 낮아지면서 위치에너지가 감소하면서 운동에너지가 증가하기 때문이다.
    - ㄷ: 물체가 높이 0에 도달하면 운동에너지는 최대가 되고, 이후에는 운동에너지가 감소하면서 물체의 속도가 감소한다. 이는 운동에너지가 위치에너지로 변환되기 때문이다.
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7. 그림은 저항 R1, R2, R3, 스위치 S, 전압이 일정한 전원 장치로 구성된 회로를 나타낸 것이다.

이 회로에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. 영희
  2. 민수
  3. 철수, 영희
  4. 철수, 민수
  5. 철수, 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "철수, 영희, 민수"

    이유: 스위치 S가 닫혀 있으므로 R1과 R2는 병렬로 연결되어 전압이 같고, R3은 이들과 직렬로 연결되어 전압이 다르다. 따라서 R1과 R2에는 같은 전압이 걸리므로 전류는 각각의 저항에 비례하여 나누어 흐르게 되고, R3에는 전압이 다르므로 전류는 R3에만 흐르게 된다. 이에 따라 R1과 R2에 걸리는 전압이 작아지므로 전력도 작아지게 되어 전압이 일정한 전원 장치로부터 공급받는 전력의 총량은 작아진다. 따라서 스위치 S를 닫은 상태에서는 R3에 흐르는 전류가 가장 크고, 이에 따라 R3에서 발생하는 열의 양도 가장 크다. 따라서 "철수, 영희, 민수"가 모두 옳은 말이다.
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8. 그림은 파장이 λ인 단색광 A 가 단일 슬릿과 이중 슬릿을 통과하여 스크린에 간격이 일정한 간섭무늬를 만드는 것을 나타낸 것이다. 스크린 상의 점 P에서는 보강 간섭이, 점 Q에서는 상쇄 간섭이 일어난다.

다른 조건은 동일하게 하고 파장이 λ/2인 단색광 B를 사용할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 정답은 "ㄴ"이다. 파장이 λ/2인 단색광 B는 이중 슬릿을 통과할 때 상쇄 간섭이 일어나므로 스크린에는 어떠한 간섭무늬도 나타나지 않는다. 이는 파장이 λ일 때와는 달리 슬릿 간격에 대한 정보를 전달하지 못하기 때문이다.
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9. 다음은 운동량 보존 법칙에 관한 실험 과정의 일부이다.

이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. 철수
  2. 민수
  3. 철수, 영희
  4. 영희, 민수
  5. 철수, 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 운동량 보존 법칙은 운동 전후의 운동체의 운동량이 변하지 않는다는 법칙이다. 이 실험에서는 물체가 떨어지는 과정에서 운동량 보존 법칙이 적용되었다. 물체가 떨어지는 동안 중력과 마찰력이 작용하며, 이에 따라 운동량이 변화한다. 하지만 물체가 땅에 닿으면 운동량이 보존되어야 한다. 따라서 실험 결과에서는 물체가 땅에 닿기 전과 후의 운동량이 같아야 한다.

    이에 따라, 실험에서 물체가 땅에 닿기 전과 후의 운동량이 같은 것은 모든 경우에 해당하므로, "철수, 민수, 철수 영희, 영희 민수, 철수 영희 민수" 모두 옳지만, "철수, 영희"만을 선택한 이유는 문제에서 "옳게 말한 사람"을 찾는 것이기 때문이다. 따라서 "철수, 영희"가 정답이 된다.
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10. 그림 (가)는 저항 측정기를 이용하여 원통형 금속막대의 저항값을 측정하는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 길이가 같은 세 원통형 금속막대 A, B, C의 단면적과 (가)와 같이 측정한 저항값을 나타낸 것이다.

A, B, C의 비저항을 각각 pA, pB, pC라 할 때,pA, pB, pC의 크기를 옳게 비교한 것은?

  1. pA > pB > pC
  2. pA > pC > pB
  3. pB > pA > pC
  4. pB > pC > pA
  5. pC > pB > pA
(정답률: 알수없음)
  • 저항값은 길이와 단면적에 반비례하므로, 길이가 같은 상황에서 단면적이 작을수록 저항값이 크다. 따라서 A의 단면적이 가장 작고, C의 단면적이 가장 크므로 pA > pC이다. 또한, B는 A와 C의 중간 정도의 단면적을 가지므로 pA > pB > pC이다. 따라서 정답은 "pA > pC > pB"이다.
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11. 그림과 같이 xy 평면에 가늘고 무한히 긴 두 도선 A, B가 y축으로부터 각각 거리 d 만큼 떨어져 고정되어 있다. A 에는 세기가 I 인 전류가 +y방향으로 흐른다. x축 상의 x=0인 지점과 x=2d 인 지점에서 전류에 의한 자기장의 세기와 방향은 같다.

B에 흐르는 전류의 세기는? [3점]

  1. I/3
  2. I/2
  3. I
  4. 2I
  5. 3I
(정답률: 알수없음)
  • 도선 A에서 x=0인 지점과 x=2d인 지점에서의 자기장 세기는 같으므로, 두 지점에서의 자기장이 서로 상쇄되어 합이 0이 된다. 따라서, B에서의 자기장만 고려하면 된다. B에서의 자기장은 오른쪽 도선에서의 전류에 의해 생성되는데, 이 전류는 A에서의 전류와 반대 방향으로 흐르므로 B에서의 자기장은 A에서의 자기장과 서로 더해진다. 이때, B에서의 자기장이 x축 양쪽에서 같으려면, B에서의 전류는 A에서의 전류의 1/3이어야 한다. 따라서, B에 흐르는 전류의 세기는 I/3이다.
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12. 그림 (가)는 동일한 두 물체 A, B가 거리 6cm만큼 떨어져 수면에 떠 있고, 파면이 벽면과 나란한 수면파가 벽을 향해 진행하고 있는 것을 모식적으로 나타낸 것이다. 수면파의 속력은 20 cm/s, 진폭은 1 cm이다. 그림 (나)는 벽을 향해 진행하는 파와 벽에서 반사된 파가 중첩되어 정상파가 형성되었을 때 A의 변위를 시간 t=0 인 순간부터 시간에 따라 나타낸 것이다.

B의 변위를 t=0 인 순간부터 시간에 따라 나타낸 것으로 가장 적절한 것은? (단, A, B는 연직 방향으로만 움직이고, A, B의 크기는 무시한다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • B의 변위는 A와 같은 주기를 가지지만, 파동이 A에서 B로 전달되는 시간이 거리 6cm를 이동하는 데 걸리는 시간보다 짧기 때문에 A보다 약간 빠르게 진동한다. 따라서 A와 B의 변위 그래프는 같은 주기를 가지지만, B의 그래프가 좀 더 앞서게 된다. 이에 따라 정답은 ""이 된다.
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13. 그림 (가)는 단색광을 내는 점광원이 수평면에 놓인 지름 2cm, 높이 1cm인 투명한 플라스틱 원기둥의 아랫면 중앙에 고정되어 있는 것을 나타낸 것이다. 플라스틱 원기둥 옆면에서 단색광은 반사되거나 투과되지 않으며, 단색광이 플라스틱에서 공기로 입사할 때 임계각은 40°이다. 그림 (나)는 (가)에서 점광원을 지나는 연직 단면을 나타낸 것이다. 점광원과 스크린 상의 점 P를 잇는 직선과 연직선 사이의 각도는 60˘이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수평면으로부터 P의 높이는 1cm보다 크고, 공기의 굴절률은 1 이다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 그림 (가)에서 플라스틱 원기둥 옆면에서 단색광은 반사되거나 투과되지 않으므로, 점 P에서의 광선은 플라스틱 원기둥을 통과하여 직선으로 나아간다.
    - 그림 (나)에서 점광원과 스크린 상의 점 P를 잇는 직선과 연직선 사이의 각도가 60˚이므로, P에서의 광선은 수직선과 30˚의 각도로 나아간다.
    - P에서의 광선이 플라스틱에서 공기로 입사할 때 임계각은 40˚이므로, P에서의 광선이 플라스틱-공기 경계면에서 굴절되어야 한다.
    - 공기의 굴절률은 1이므로, 플라스틱의 굴절률을 n이라고 하면 sin 30˚ = n × sin θ (θ는 굴절각)이 성립해야 한다.
    - 이를 풀면 n = sin 30˚ / sin θ = 1/2sinθ 이다.
    - θ가 40˚일 때, n = 1/2sin40˚ ≈ 0.64 이다.
    - 따라서, 보기 중에서 "ㄱ, ㄴ"이 옳다.
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14. 그림 (가)는 저항 R가 연결된 직사각형 도선의 일부가 균일한 자기장 영역에 고정되어 있는 것을 나타낸 것이다. 자기장의 방향은 도선이 이루는 면에 수직으로 들어가는 방향이다. 그림 (나)는 (가)에서 자기장 영역의 자기장 세기를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도에 따른 저항 변화는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    - (ㄱ) 그림 (가)에서는 저항 R이 자기장 영역에 고정되어 있으므로, 자기장 세기가 변해도 전류의 크기는 변하지 않는다. 따라서 전압도 일정하게 유지되며, 그림 (나)에서 전압이 일정하게 유지되는 구간이 존재한다.
    - (ㄴ) 그림 (나)에서 자기장 세기가 변하는 구간에서는 전압이 변하게 된다. 이는 자기장 세기가 변하면 도선 내부의 자기력선도 변하게 되어 전류의 방향이 바뀌기 때문이다. 따라서 그림 (나)에서 자기장 세기가 변하는 구간에서는 전압이 변하게 되며, 이는 전류의 크기도 함께 변화하게 된다.
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15. 그림은 금속판에 단색광을 비추어 광전자를 방출시키는 것을 나타낸 것이다. 표는 다른 조건을 동일하게 하고, 단색광의 파장과 세기를 변화시킬 때 금속판에서 방출되는 광전자의 최대 운동에너지를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 광속은 c 이고, 플랑크 상수는 h 이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ, ㄷ"가 옳은 이유는 파장이 짧아질수록 광자의 에너지가 증가하고, 세기가 증가할수록 광자의 수가 증가하기 때문이다. 따라서 파장이 짧고 세기가 큰 광자가 금속판과 충돌할 때 더 많은 에너지를 전달하므로, 금속판에서 방출되는 광전자의 최대 운동에너지가 가장 크게 된다. 이는 보기에서 "ㄴ, ㄷ"에 해당하는 부분이다.
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16. 그림은 저항 R, 저항값이 6Ω인 4개의 저항, 스위치 S1, S2를 전압이 일정한 전원 장치에 연결한 것을 나타낸 것이다. S1, S2 를 모두 열었을 때와 모두 닫았을 때 R에서 소비되는 전력은 같다.

R의 저항값은?

  1. 1Ω
  2. 2Ω
  3. 3Ω
  4. 6Ω
  5. 9Ω
(정답률: 알수없음)
  • S1, S2를 모두 열었을 때와 모두 닫았을 때 R에서 소비되는 전력이 같다는 것은 R을 흐르는 전류가 같다는 것을 의미한다. 따라서 R의 저항값은 2Ω이다. 이는 오른쪽에 있는 2개의 6Ω 저항이 병렬로 연결되어 3Ω이 되고, 이와 왼쪽에 있는 2개의 6Ω 저항이 직렬로 연결되어 12Ω이 되기 때문이다. 이 두 개의 저항이 병렬로 연결되면 전체 저항은 2Ω이 된다.
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17. 그림과 같이 마찰이 있는 수평면에서 물체 A 위에 놓여 있는 물체 B에 수평 방향의 일정한 힘 F 가 작용하고 있다. A, B의 운동 방향은 F 의 방향과 같고, A는 등속 직선 운동을, B는 A 위에서 등가속도 운동을 한다. 수평면이 A를 수직으로 떠받치는 힘의 크기는 A가 B를 수직으로 떠받치는 힘의 크기의 3 배이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A의 윗면은 수평면과 평행하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄴ"

    A와 B에 작용하는 마찰력은 같으므로, B에 작용하는 마찰력이 더 크기 때문에 B의 가속도가 A의 가속도보다 작다. 따라서 B는 A보다 늦게 움직이며, A가 B를 떠받치는 힘은 수평면이 B를 떠받치는 힘보다 작아진다. 따라서 수평면이 A를 수직으로 떠받치는 힘의 크기는 A가 B를 수직으로 떠받치는 힘의 크기의 2 배가 된다.
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18. 다음은 물질파와 관련된 기사의 일부이다.

그림 (가)는 보즈- 아인슈타인 응축된 원자들이 서로 반대 방향으로 운동하는 것을 모식적으로 나타낸 것이다. 그림 (나)는 이 원자들이 겹쳤을 때 원자의 분포를 찍은 사진이며, 물질파의 중첩에 의해 정상파가 생성된 것을 보여 주고 있다. d 는 이웃한 어두운 무늬 사이의 간격이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.

    - 그림 (가)에서 보이는 보즈-아인슈타인 응축된 원자들은 서로 반대 방향으로 운동하고 있으며, 이는 물질파의 특징 중 하나인 파동의 중첩에 의해 발생하는 현상이다.
    - 그림 (나)에서는 이러한 원자들이 겹쳤을 때 원자의 분포를 찍은 사진이며, 이는 물질파의 중첩에 의해 정상파가 생성된 것을 보여준다.
    - d는 이웃한 어두운 무늬 사이의 간격으로, 이는 물질파의 파장을 나타낸다.
    - 따라서, 보기에서 "ㄱ, ㄴ"이 정답인 이유는 물질파의 특징과 관련된 내용이 제대로 설명되어 있기 때문이다.
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19. 그림과 같이 질량이 각각 m, 2m인 추 A, B와 실로 연결된 나무도막이 정지해 있다. 나무도막을 가만히 놓았더니, 나무도막은 마찰이 없는 수평면 S1 에서 거리 d 만큼 등가속도 운동을 하고 마찰이 있는 수평면 S2 에서 거리 2d 만큼 등가속도 운동을 하여 정지하였다. S2 와 나무도막 사이의 운동 마찰 계수는 0.5 이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물체의 크기, 실의 질량, 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    ① 추 A, B의 가속도는 같다.
    ② 나무도막이 이동하는 수평면 S1에서의 가속도는 g/3이다.
    ③ 나무도막이 이동하는 수평면 S2에서의 가속도는 g/6이다.
    ④ 나무도막이 이동하는 수평면 S2에서의 마찰력은 3mg/4이다.
    ⑤ 나무도막이 이동하는 수평면 S2에서의 마찰력은 3mg/8이다.

    ① 추 A, B는 실로 연결되어 있으므로 같은 가속도를 가진다.
    ② 수평면 S1에서의 등가속도 운동에서 나무도막에 작용하는 힘은 추 A, B의 합력인 3mg이다. 따라서 F = ma를 이용하여 가속도 a를 구하면 a = F/m = 3g/3m = g/3이 된다.
    ③ 수평면 S2에서의 등가속도 운동에서 나무도막에 작용하는 힘은 추 A, B의 합력과 마찰력의 합이다. 추 A, B의 합력은 3mg이고, 마찰력은 Nμ = (3m)g(0.5) = 1.5mg이다. 따라서 F = ma를 이용하여 가속도 a를 구하면 a = F/m = (3mg - 1.5mg)/3m = g/6이 된다.
    ④ 수평면 S2에서의 마찰력은 Nμ = (3m)g(0.5) = 1.5mg이다.
    ⑤ 보기에서는 나무도막이 이동하는 수평면 S2에서의 마찰력을 잘못 계산하였다. 따라서 옳지 않은 보기이다.
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20. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 한쪽 끝을 고정한 용수철에 물체를 접촉시켜 평형 위치로부터 d 만큼 압축시킨 모습을 나타낸 것이다. 물체를 가만히 놓으면 물체는 마찰이 있는 수평면 S를 지나 마찰이 없는 빗면을 따라 높이가 h 인 최고점까지 올라갔다 내려와 용수철을 압축시킨다. 그림 (나)는 물체가 용수철과 분리된 순간부터 최고점에 도달할 때까지 물체의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10m/s2 이고, 물체의 크기는 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - "ㄱ" : 물체가 용수철과 분리된 순간부터 최고점에 도달할 때까지 물체의 가속도는 일정하지 않다. 처음에는 중력 가속도와 반대 방향으로 작용하는 탄성력이 크기 때문에 가속도가 작아지다가, 높이가 증가하면서 탄성력이 작아지고 중력 가속도에 가까워지면서 가속도가 증가한다. 따라서 물체의 속력도 일정하지 않다.
    - "ㄴ" : 물체가 용수철과 분리된 순간부터 최고점에 도달할 때까지 마찰력이 작용하지 않기 때문에 물체의 운동은 마찰력이 없는 자유낙하운동과 같다. 따라서 물체의 속력은 시간이 지날수록 증가한다.
    - "ㄷ" : 물체가 최고점에 도달하면 운동 방향이 바뀌게 되고, 이때부터는 마찰력이 작용하기 때문에 물체의 속력은 시간이 지날수록 감소한다. 마찰력이 작용하는 방향은 물체의 운동 방향과 반대 방향이다.
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