2022학년도 6월 모의평가 물리II 해설

3등급 이하는 이 글을 안보는게 좋다.

2등급 이상의 실력이 된다는 가정 하에 설명할것이므로

이해 못하는 부분이 분명히 있을것이고

3등급 이하는

6모 분석할시간에 개념 제대로 잡고 기출문제나 더 푸는게 이득이다.

물리I+물리II 조합을 선택한 본인의 경험에서 나온 말이므로 믿어도 된다.

 

원하시는 문제로 바로 가고싶으면

N번 문제로 가고싶다면

N )

이 형태로 검색하시면 됩니다.

예를들어 2번으로 가고싶으면 2 )

 

---

1 )

 

기본중의 기본인 벡터의 합성이다.

30²+40² = 50² 답 2번

 

---

2 )

 

물체가 천체의 중력을 벗어나 무한히 먼 곳까지 가기 위한

(최소) 속도를 탈출속도라고 한다.

천체의 반지름이 일정할때

천체의 질량이 (클)수록 탈출속도는 커진다.

질량이 크니까 물체를 더 세게 잡아당길거고

당연히 탈출속도가 커진다.

탈출 속도가 매우 커서 빛조차 벗어날 수 없는 천체를 (블랙홀)이라고 한다.

따라서 답은 1번

 

---

3 )

 

ㄱ )

A는 중력가속도가 있는 지표면에서 본거고

B는 중력가속도가 없는 텅 빈 공간에서 본건데

A가 관측한 빛과 B가 관측한 빛의 경로가 동일하다했으므로

등가 원리에 의해 a의 크기와 중력가속도의 크기는 같다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

관성력의 크기는 (나)<(다) 이므로

저울에 측정된 힘의 크기도 (나)<(다) 이다.

따라서 ㄴ(o)

 

 ㄷ )

C가 관측한 빛은

B가 관측한 빛보다 관성력을 많이 받으므로

C가 관측한게 더 많이 휘어질것이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 4번

 

---

4 )

 

 단위만 조심하면 된다.

따라서 답은 4번

 

---

5 )

 

ㄱ )

추의 개수가 3개일때가 1/주기² 값이 더 크다.

즉 추의 개수가 3개일때가 주기가 더 작다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

고무마개에 작용하는 구심력은

추 들의 질량의 합을 M이라 하면

mv² / l = Mg 이다.

m 일정 l 일정 g 일정

따라서 M이 v를 결정하고

M은 v²에 비례한다.

따라서 추의 개수가 4개일때가

M의 값이 더 크고 따라서 v값도 더 크다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

구심력의 크기 = 추 들의 무게의 합

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

---

6 )

 

ㄱ )

1초일때 자기선속-시간 그래프의 기울기가 0이다.

즉 1초일때 자속변화는 0이다.

따라서 이때 유도기전력의 크기는 최소인 0이다.

따라서 ㄱ(x)

 

ㄴ )

t=2 일때는 자기선속이 감소하는중이고

t=4 일때는 자기선속이 증가하는중이라

유도 전류의 방향은 2초일때와 4초일때가 반대이다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

t=1일때 자기선속은 양수이고

t=3일때 자기선속은 음수이다.

따라서 B의 방향은 1초일때와 3초일때가 서로 반대이다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 2번

 

---

7 )

 

ㄱ )

Q = CV 공식에서

A에 걸리는 전압은 V이고

충전된 전하량 Q니까

전기용량은 Q/V이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

A와 B에 걸린 전압이 같은데

전하량이 1 : 2 이므로

전기용량도 1 : 2 이다.

따라서

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

B에 저장된 전기에너지는

충전된 전하량 2Q고 전압 V니까

2QV/2 = QV이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 1번

 

---

8 )

 

V = IR 이 공식에서

I = V/R 인데 V가 같으므로

I₂ / I₁ = R₁ / R₂ 이다.

스위치를 열었을때는 4Ω인 저항에 전류가 흐르지 않는다.

따라서 회로 전체의 합성저항은

저 윗부분의 합성저항이고 그 값은 4Ω이다.

R₁ = 4Ω

스위치를 닫았을때는 모든 저항에 전류가 흐르고

이때 전체 합성저항은

윗부분의 합성저항이 4Ω이고

아랫부분의 저항이 4Ω이므로 합성저항은 2Ω

R₂ = 2Ω

따라서 I₂ / I₁ = R₁ / R₂ = 2

따라서 답은 2번

 

---

9 )

 

ㄱ )

음전하를 O에 놓았더니

+x방향으로 등가속도운동했으므로

+x방향 전기력을 받았다는것이다.

따라서 전기장은 -x방향이고

전위는 P에서가 O에서보다 높다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

V = Ed 이 공식에서

균일한 전기장이므로 E 같고

전위차 V는 d가 결정한다.

O와 P 사이의 거리 : P와 Q 사이의 거리 = 2 : 1 이므로

전위차도 2 : 1이다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

전기력이 입자에 한 일 = 입자의 전하량 × 전위차

입자의 전하량은 일정하고

아까 O에서 P까지의 전위차가

P에서 Q까지의 전위차의 2배라 했으므로

전기력이 입자에 한 일은

O에서 P까지가 P에서 Q까지의 2배이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 3번

 

---

10 )

 

ㄱ )

최저점에서 추의 속력은 B가 A의 2배이고

추의 질량은 A가 B의 4배이므로

운동에너지는 A와 B가 같다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

역학적에너지 보존 문제 많이 풀어봐서 알겠지만

이다. 질량과 상관없다는것

추의 속력이 B가 A의 2배이므로

최저점까지 내려간 높이는 B가 A의 4배이다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

실의 길이는 B가 A의 2배이므로

주기는 sqrt(2) 배이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 3번

 

---

11 )

 

3가지 방법으로 풀어보겠다.

난 100%정석으로 풀것이다. → 1번풀이

난 물리2 1등급이상이다. → 2번풀이

신박하게 풀고싶다. → 3번풀이

---

1. x방향 y방향 분리

B의 가속도를 x,y로 분해한것

---

2. 일명 축돌리기 풀이

A와 B가 동시에 출발했고 동시에 같은 지점에 도달했으니

운동 시간 같고 평균 속도도 같다.

근데 A와 B의 경사면방향 가속도가 같고

동시에 같은점에서 출발해서 같은점에서 만났으므로

A와 B의 x성분 상대속도는 0이다.

따라서 va_cos60˚ = vb_ 이고

따라서 vb_ / va_ = 1/2 이다.

---

3. 일명 중력끄기 풀이

따라서 답은 1번

 

---

12 )

 

ㄱ )

자기 선속은 3t0_일때가 t0_일때보다 크다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

t0_ 일때는 오른쪽방향 자속이 증가하고 있다.

따라서 반대방향 자기장 유도되고

오른손법칙 쓰면 전류의 방향은 a→G→b 이다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

t0_ 일때가 전류 변화량이 더 크므로

자속 변화량도 더 크고

따라서 유도전류의 세기도 더 크다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

---

13 )

 

ㄱ )

1초일때 x방향 가속도 = 1

y방향 가속도 = 2

3초일때 x방향 가속도 = 1

y방향 가속도 = 1

따라서 알짜힘은 1초일때가 3초일때보다 크다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

2초일때 x방향속도 = 2

y방향속도 = 4

따라서 운동에너지는 1/2 × 1 ×( 2² + 4² ) = 10J

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

알짜힘이 한 일 = 운동에너지 변화량

4초일때 x방향속도 = 4

y방향속도 = 6

따라서 이때 운동에너지는 1/2 × 1 ×( 4² + 6² ) = 26J

6초일때 x방향속도 = 8

y방향속도 = 8

따라서 이때 운동에너지는 1/2 × 1 × ( 8² + 8² ) = 64J

64J-26J = 38J

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 3번

 

---

14 )

 

일단 t=T 일때 A와 B는 모두 거리가 최소인데

중력의 크기가 같다고한다.

B의 질량이 A의 9배인데

중력의 크기가 같다고 했으므로

이 식에 의해 이때 떨어진 거리는

B가 A의 3배이다.

따라서 다음과 같이 표시할 수 있다.

여기서 (나) 그래프에서

거리가 최소였다가 최대됐다가 다시 최소될때까지의 간격이 바로 주기이다.

따라서 B는 T와 9T 사이가 주기의 절반이므로

B의 주기는 16T이고

A의 주기는 T와 9T 사이에 주기가 4번 등장하므로

A의 주기는 2T이다.

케플러 제3법칙에 의해

A와 B의 주기가 1 : 8이니까 긴반지름의 비는 1 : 4 배이다.

긴반지름의 비가 1 : 4니까 긴지름의 비도 1 : 4이다.

A의 긴지름이 3d니까 B의 긴지름은 12d이고

D는 가장 멀리 떨어진 지점이니까

12d-3d = 9d 이다.

따라서 답은 5번

 

---

15 )

 

x=0인 지점에서 A와 B가 만드는 자기장과

x=5d인 지점에서 A와 B가 만드는 자기장은

방향이 반대일것이다.

x=0은 A,B 보다 왼쪽에있고

x=5d는 A,B보다 오른쪽에 있을것이기 때문이다.

근데 x=5d인 지점에서 자기장의 크기가 세다는건

B의 전류가 더 세다는거다.

따라서 x=3d에서 자기장의 방향은

x=3d에서 A가 B보다 멀리있는데

B의 전류가 더 세니까

당연히 B가 만드는 자기장이 더 셀거고

따라서 x=3d에서의 자기장의 방향은

B가 만드는 자기장의 방향과 같다.

그리고 x=0에서의 자기장의 세기와

x=3d에서의 자기장의 세기가 같다고 했는데

B에 흐르는 전류가 A보다 크므로

B와 A의 전류 방향은 같을것이다.

만약 반대면 x=3d에서 둘이 만드는 자기장이 서로 보강할텐데

그러면 x=0에서의 자기장의 세기와 같다는게 설명이 안된다.

따라서 x=0에서의 자기장의 방향과

x=3d에서의 자기장의 방향은 같다.

k와 d는 문제풀이 시간단축을 위해 적당히 없앴다.

어차피 비만 구하면 되는거니까

따라서 답은 2번

 

---

16 )

 

ㄱ )

전류가 베이스에서 이미터로 흐르므로

베이스가 p형, 이미터가 n형인

n-p-n 형 반도체이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

(+)에 가까운 쪽이 더 전위가 높다.

베이스가 p형 반도체이므로 (+)와 연결돼있다.

따라서 베이스 단자의 전위가 더 높다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

전류가 그림과 같이 나눠져서 갈텐데

가변 저항의 저항값을 증가시키면

베이스 쪽으로 흐르는 전류 Ib_가 증가하게 되고

Ic_ / Ib_는 일정하다 했으므로

Ic_도 따라서 증가한다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

---

17 )

 

ㄱ )

우선 (나) 그림을 만족시키려면

A와 B는 음전하여야한다.

왜냐면 전기장의 방향이 C 방향인데

둘중 하나라도 양전하면 절대 저런 전기장의 방향이 안 만들어질거고

둘다 양전하면

전기장의 방향이 반대가 될것이다.

A, B가 만드는 전기장이

C가 만드는 전기장보다 셀것이기 때문이다.

따라서 A,B는 음전하다.

따라서 ㄱ(o)

 

그리고 (가) 그림에 의해

C는 양전하다.

C가 음전하면 (나)와 똑같은 그림이 나와야한다.

 

ㄴ )

(가)에서 A와 C가 만드는 전기장의 방향을 그려보자.

얘네의 합성전기장의 방향이 (나)에서의 전기장의 방향과 수직이다.

근데 여기서 B가 개입한게 (가)이므로 수직이 될 수 없다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

(가)와 (나)에서 전기장을 각각 표시해보겠다.

(나)에서는 C가 A와 B의 전기장을 각각 조금씩 상쇄시키는데 반해

(가)에서는 B가 C는 상쇄시키지만

A는 오히려 보강시킨다.

따라서 (가)에서의 전기장의 세기가 더 크다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 3번

 

---

18 )

 

우선 위쪽 막대의 무게를 W 라 하면

힘의 평형 4T = W + 2T 이므로 W = 2T 이다.

물론 T는 다 약분될거 어차피 아니까 생략했다.

따라서 답은 4번

 

---

19 )

 

따라서 답은 1번

 

---

20 )

 

개짜증나는문제

이런문제는 물리I 으로 가버려

 

ㄱ )

물체가 중력에 의해 경사면아래방향으로 받는 힘을 F

마찰 구간에서의 마찰력을 f라 하면

마찰력은 운동방향과 반대로 가해지는 힘이므로

올라갈때의 알짜힘은 F+f 이고

내려갈때의 알짜힘은 F-f 이다.

따라서 F+f = 4F-4f 정리하면 f = 3F/5

따라서 p에서 q로갈때 알짜힘은 F

q에서 r로갈때 알짜힘은 8F/5

r에서 q로갈때 알짜힘은 2F/5

이때 r에서 q로갈때의 가속도의 크기를 2a라 하면

p에서 q로갈땐 5a

q에서 r로갈땐 8a 이다.

 

v-t 그래프를 그리면

이런식으로 그려질것이다.

t 는 물체가 최고점 r을 찍는 순간의 시간이다.

근데 저기서 1초부터 t초까지 v-t 그래프의 면적은

q와 r 사이의 거리이고

t초부터 4초까지 v-t 그래프의 면적도

q와 r 사이의 거리이다.

즉 두개가 만드는 면적이 같다.

근데 두 구간의 가속도의 관계가 주어졌으므로

그래프에서 t=1인 지점과 t=4인 지점의 속도를 표시할수 있고

이때 두 그래프의 면적이 같다는 식을 쓰면 t를 구할 수 있다.

이를 정리하면 t=2 이고 따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

그래프에 조금 더 추가해보자.

13-5a=8a(t-1) 이고 t=2를 대입하면

a = 1 이다.

따라서 t가 r을 거쳐 다시 q에 도달할때 속력은

2a(4-t)에 a=1 , t=2 대입하면

4이다.

처음에 p에서 q로 올라갈때와

나중에 q에서 p로 내려올때

가속도와 이동거리가 같으므로

경사면을 내려올때 p의 속력을 v라 하고

등가속도운동의 시간소거식을 사용하면

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

p와 q 사이에서 역학적에너지는 보존되므로

올라갈때와 내려올때의 속력을 둘다 아는 p점을 기준으로 풀것이다.

높이가 같은지점이므로 위치에너지가 같다.

따라서 이때 운동에너지의 차이가 역학적에너지의 감소량이다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번