2019 학년도대학수학능력시험 9 월모의평가 과학탐구영역물리 Ⅰ 정답및해설 01. 3 02. 4 03. 5 04. 4 05. 2 06. 2 07. 5 08. 4 09. 1 10. 5 11. 1 12. 4 13. 3 14. 1 15. 3 16. 1 17. 2 18. 2 19. 4 20. 5 1. 전자기파의이용 [ 정답맞히기 ] 열화상카메라, TV 리모컨, 체온계등에사용되는전자기파는적외선 이다. 정답 3 2. 이동거리와속력 [ 정답맞히기 ] ㄱ. A에서창문까지의거리가 1m이고, A에서 B가운동하는직선까지의거리가 20m이므로창문의 1cm는 B가운동하는거리 20cm에해당한다. 따라서 B 는 0~1초동안 100cm=1m를이동하였다. ㄴ. 1~2초동안 B의이동거리는 2m이므로 1~2초동안 B의평균속력은 2m/s이다. 정답 4 [ 오답피하기 ] ㄷ. 0~1초동안이동한거리와 1~2초동안이동한거리가다르므로 0~2 초동안 B는속력이변하는운동을하였다. 3. 열기관 [ 정답맞히기 ] ㄱ. 열기관은고열원에서열을흡수하여일을하고저열원으로열을방 출하므로 은고열원의온도, 는저열원의온도이다. 따라서 이다. 한일 ㄴ. 열기관의열효율은 이므로공급한열 이다. ㄷ. 저열원으로방출되는열량은공급받은열에서한일을뺀값이므로 이다. 4. 가속도법칙 [ 정답맞히기 ] 수레의질량을, 추의질량을, Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 일때의가속도의크 기를각각 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 라고하면 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 이므로가장적절한그래프는 4 번이다. 정답 4 5. 케플러법칙 A의속력은 일때가장느린 이므로이때 A의위치는 q이고, 일때가장빠른 이므로 A의위치는 p이다. [ 정답맞히기 ] ㄴ. A의가속도의크기는행성과가장가까운지점을지날때, 즉 p를 1
지나는순간이가장크므로 A 의가속도의크기는 일때가장크다. [ 오답피하기 ] ㄱ. 행성으로부터같은지점을지난후 A 는행성과멀어지는타원운동 을하고 B 는행성과가까워지는타원운동을하므로 p 를지나는순간의속력은 A 가 B 보다크다. 따라서 p 에서 B 의속력은 보다작다. ㄷ. A 의공전주기는 이고, 공전주기는 A 가 B 의 배이므로 B 의공전주 기는 이다. 6. 특수상대성이론정지한좌표계에서측정한 p와검출기사이의거리 4광년은고유거리이고, A, B가 p에서검출기에도달하는데걸린시간 ( 각각 4년, 5년 ) 은늘어난시간이다. [ 정답맞히기 ] ㄷ. 정지한좌표계에서측정한 p와검출기사이의거리는 이므로 이다. [ 오답피하기 ] ㄱ. B와같은속도로움직이는좌표계에서측정한 p와검출기사이의거리는짧아진거리이므로 4광년보다짧다. ㄴ. B와같은속도로움직이는좌표계에서측정한 p가 B를지나는순간부터검출기가 B에도달하는데까지걸리는시간은고유시간이므로 5년보다짧다. 7. 기본입자와기본상호작용 [ 정답맞히기 ] ㄴ, ㄷ. 베타붕괴할때생성되는입자는전자와중성미자이다. Y는전자기상호작용을하지않으므로중성미자이고, X는전자이다. Y는중성미자이므로렙톤이다. [ 오답피하기 ] ㄱ. 베타붕괴에관여하는상호작용은 W 보손이매개한다. 8. 두점전하에의한전기장 B와가까운위치인 q에서 A와 B에의한전기장이 0이므로전하량의크기는 A가 B보다크고, A와 B 사이의밖에서전기장이 0이므로 A와 B는서로다른종류의전하이다. p에서전기장의방향은 A에의한전기장의방향이므로 A는양 (+) 전하이다. [ 정답맞히기 ] ㄴ. 전하량의크기는 A가 B보다크다. ㄷ. r에서전기장의방향은 A에의한전기장의방향과같으므로 방향이다. 정답 4 [ 오답피하기 ] ㄱ. A와 B는서로다른종류의전하이고, A가양 (+) 전하이므로 B는음 (-) 전하이다. 9. 전기장과자기장 [ 정답맞히기 ] ㄱ. 오일이담긴페트리접시에넣은잘게자른머리카락은두전극에의해정전기가유도되어두전극에의한전기장의모양으로배열된다. 따라서 Ⅰ은전기장을관찰하기위한실험이다. 정답 1 2
[ 오답피하기 ] ㄴ. ( 가 ) 는두전극또는두직선도선주변에원형모양의배열이없고양쪽이연결되어있는모양이므로 Ⅰ에의한전기장의모양이다. ㄷ. ( 나 ) 는 Ⅱ에의한자기장의모양으로두도선사이에서자기선속의밀도가크므로두도선에의한자기장의방향이같다. 따라서 Ⅱ의결과에서두도선에흐르는전류의방향은서로반대방향이다. 10. 전자기유도 [ 정답맞히기 ] ㄴ. 자석이접근할때, 고리와자석사이에는척력이작용하므로자석이 q를지날때자석에작용하는자기력의방향은 ( 가 ) 에서와 ( 나 ) 에서가서로같다. ㄷ. ( 가 ) 와 ( 나 ) 에서자석이 q를지날때자석의극이서로반대이므로금속고리에유도되는전류의방향은 ( 가 ) 에서와 ( 나 ) 에서가서로반대이다. [ 오답피하기 ] ㄱ. ( 가 ) 에서자석이 p에서 q까지운동하는동안자석과고리사이에서로밀어내는자기력의크기가변하므로자석은등가속도운동을하지못한다. 11. 보어의수소원자모형 [ 정답맞히기 ] ㄴ. 플랑크상수를, 빛의속력을 라고할때, 이므로 이다. 정답 1 [ 오답피하기 ] ㄱ. a 에서전자는높은에너지준위에서낮은에너지준위로전이하므로 빛을방출한다. ㄷ. 이다. 12. p-n 접합다이오드 [ 정답맞히기 ] ㄱ. A에서전류가화살표방향으로흐르므로 X가표시된다이오드는순방향연결되어있다. 따라서 X는 p형반도체이므로주로양공이전류를흐르게한다. ㄷ. A와 C는직렬연결되어있고, A, C와 B는병렬연결되어있다. A와 C의저항의합은 B의저항의 2배이므로전류의세기는 B에서가 C에서보다크다. 정답 4 [ 오답피하기 ] ㄴ. Y가표시된다이오드는역방향연결되어있으므로 Y는 n형반도체이다. 13. 마이크와소리 [ 정답맞히기 ] ㄱ. 마이크는전자기유도, 축전기원리등을이용하여소리를전기신호로변환하는장치이다. ㄷ. B는한파장이지나는데걸린시간이 2ms이므로 B의주기는 2ms이다. 정답 3 3
[ 오답피하기 ] ㄴ. 진동수가 2 배인두음정관계를한옥타브라고한다. 진동수는 A 가 B 의 1.5 배이므로한옥타브관계가아니다. 14. 광전효과와빛의합성 [ 정답맞히기 ] ㄱ. A와 C에의해서는광전자가방출되지않고, B에의해서만광전자가방출되므로진동수는 B가 C보다크다. 정답 1 [ 오답피하기 ] ㄴ. A에의해서는광전자가방출되지않으므로ᄀ은 0이다. ㄷ. A와 C는빨간색빛과초록색빛중하나이므로흰종이위에 A와 C를함께비추면노란색으로보인다. 15. 전력수송 [ 정답맞히기 ] ㄱ. 헤어드라이어를켜면 2 차코일에서사용하는전력이증가하고, 는 일정하므로 2 차코일에흐르는전류의세기가증가한다. ㄴ. 헤어드라이어를켜면집에서사용하는전력이증가하므로집으로공급되는전력 도증가한다. 정답 3 [ 오답피하기 ] ㄷ. 주상변압기의 1 차코일, 2 차코일의감은수를각각, 라고 할때, 과 는일정하고변압기의원리에서 이므로 도일정하다. 16. 태양전지 [ 정답맞히기 ] ㄱ. 전류의방향은전자가이동하는방향의반대방향이므로태양전지의 p-n 접합면에서생성된전자가 a 방향으로이동하여야태양전지의위쪽전극이 (-) 극이되어저항에흐르는전류의방향이화살표방향이된다. 정답 1 [ 오답피하기 ] ㄴ. p-n 접합면에서생성된전자가이동하는쪽이 n형반도체이므로 X 는 n형반도체이다. ㄷ. 태양전지에연결된저항에는한쪽방향으로만전류가흐르므로태양전지는직류전류를발생시킨다. 17. 교류전원에연결된축전기 [ 정답맞히기 ] ㄴ. ᄀ, ᄂ에걸리는전압의합은교류전압 ( 일정 ) 과같고, 교류전원의진동수가커질수록ᄀ양단에걸리는전압이감소하므로교류전원의진동수가커질수록ᄂ양단에걸리는전압은증가한다. [ 오답피하기 ] ㄱ. 교류전원의진동수가커질수록ᄀ의양단에걸리는전압이감소하므로ᄀ은축전기이다. ㄷ. 교류전원의진동수가커질수록저항에걸리는전압이증가하므로교류전원의진동수가커질수록회로에흐르는전류의세기는증가한다. 4
18. 일과가속도 [ 정답맞히기 ] A와 B가 에서정지해있다가 까지운동하는데걸린시간이같으므로물체가이동한거리와시간을고려하여 A, B의시간에따른속도그래프를 그리면아래와같으므로 에서 1이다. A가 0~ 동안이동한거리, B가 0~ 동안이동한거리 이므로 2이다., 이고 A와 B의질량이같으므로 ( 단,, 는 각각 A와 B의가속도의크기 ) 이다., 이므로 3 이되고, 식 1, 2, 3에의해 이다. A 의속도 B 의속도 0 시간 0 시간 19. 부력 [ 정답맞히기 ] ( 가 ) 에서물체의부피를, 중력가속도를 ms 이라고하면, 수조의무게 + 물체의무게 () 는 10N이다. ( 나 ) 에서 수조의무게 + 물체의무게 + 물의무게 가 17N이므로물의무게는 물 물 kgl L ms N에서 L이다. ( 다 ) 에서 수조의무게 + 물체의무게 + 물의무게 + 더부은물의무게 가 19N 이므로더부은물의무게는 2N이고부피는 0.2(L) 이며이부피는물밖으로나온물체의부피와같다. L L 물속에잠긴물체의부피가 0.1L 이고, 물체의무게는부력과같다. 따라서 L ms kgl L ms 에서 kgl 이다. 정답 4 20. 돌림힘의평형 [ 정답맞히기 ] ㄱ. 실 a, b 가당기는힘의합은공의무게와막대 A 의무게의합과같 으므로공의위치에관계없이실 a, b 가당기는힘의합은항상같다. 5
ㄴ. 공의질량을, A 의질량을 이라고하면, 공이 p 에있을때돌림힘의평형에 서 이므로 이고, 힘의평형에서 이다. 따라서 두식을연립하면 이다. ㄷ. A에올려놓은공이가장오른쪽지점에있을때는 A가오른쪽으로기울어지는순간이고, A가오른쪽으로기울어지는순간 B는왼쪽으로기울어지면서 B의오른쪽에매달린질량 인물체가수평면에서분리되는순간이다. B에매달린물체가수평면에서분리되는순간 B와물체를연결한실이 B를당기는힘의크기 이므로 B에돌림힘의평형을적용하면 에서 가된다. 실 b가 A를당기는힘의크기가, 실 a에서 q까지의거리를 라하고 A에돌림힘의평형을적용하면, 에서 이다. 따라서 p와 q 사이의거리는 이다. 회전축 6