2022학년도 9월 모의평가 물리I 해설

3등급 이하는 이 글을 안보는게 좋다.

2등급 이상의 실력이 된다는 가정 하에 설명할것이므로

이해 못하는 부분이 분명히 있을것이고

3등급 이하는

6모, 9모 분석할시간에 개념 제대로 잡고 기출문제나 더 푸는게 이득이다.

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

 

사실 내가 이 블로그로 진도나갈때 예제로 제시했던 문제들에 비해

난이도가 전체적으로 평이하게 나와서

굳이 해설해줄 필요가 있나 싶다.

6모보다 쉽게내버렸다.

개인적인 생각인데 이거 수능으로 나왔으면 1컷 최소 48이다.

9월모평 볼정도로 왔으니까 문제풀이에 친절한 설명은 필요없다 생각하므로

바로바로 풀겠다.

 

원하시는 문제로 바로 가고싶으면

N번 문제로 가고싶다면

N )

이 형태로 검색하시면 됩니다.

예를들어 2번으로 가고싶으면 2 )

 

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1 )

 

ㄱ )

누가 봐도 운동방향이 변함 ㄱ(o)

 

ㄴ )

그네는 왔다갔다하는것이다.

운동방향이 계속 변한다는것이다. 따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

속력이 느려지고 있다는건

운동 방향과 반대방향의 가속도가 있다는것이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 1번

 

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2 )

 

A )

따라서 핵융합반응이다. A(o)

 

B )

핵반응할때 질량결손이 생기고

그 질량 결손에 의한 에너지는 17.6MeV 이다. B(o)

 

C )

중성자수는 질량수-양성자수 이므로

4-2 = 2 따라서 C(o)

 

따라서 답은 5번

 

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3 )

 

ㄱ )

(가)는 마이크로파를 이용하는것이다. ㄱ(x)

 

ㄴ )

광통신의 원리가 전반사이다. ㄴ(o)

 

ㄷ )

빨간불들어오면 멈추는거고 녹색불 들어오면 건너는거다.

우리가 맨눈으로 볼수 있다는거다. 따라서 가시광선이다. ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

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4 )

 

소음이 줄어든다 = 음파가 서로 상쇄간섭했다.

따라서 ㄱ(x)

외부 소음을 상쇄시키기 위해 헤드폰에서 소리를 발생시킨다.

따라서 외부 소음과 헤드폰에서 발생된 소리는 상쇄간섭이 일어나고

상쇄간섭이 일어났다는건 위상이 반대라는거다.

따라서 ㄴ(o)

소리는 파동이고 간섭은 파동적 성질이다. ㄷ(o)

 

따라서 답은 4번

 

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5 )

 

ㄱ )

자석과 A가 서로 밀었다.

따라서 A는 반자성체이고 B는 상자성체이다.

반자성체는 외부 자기장과 반대 방향으로 자화된다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

자석의 극과 상관없이 외부 자기장과 반대방향으로 자화되기 때문에

자석과 A는 서로 미는 힘이 작용한다. ㄴ(x)

 

ㄷ )

B는 상자성체이므로

자석과 서로 당기는 방향의 힘이 작용한다. ㄷ(x)

 

따라서 답은 1번

 

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6 )

 

ㄱ )

에너지 준위 낮은곳에서 높은곳으로 갔으니

빛을 흡수했다. ㄱ(x)

 

ㄴ )

진동수가 d>a 이기 때문에

파장은 a>d 이다. ㄴ(o)

 

ㄷ )

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 4번

 

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7 )

 

ㄱ )

뉴턴 운동 제3법칙에 따라 ㄱ(o)

 

ㄴ )

자석 B가 정지해있는데

자석 A가 자석 B를 당기고있으므로

용수철도 자석 B를 당겨줘야한다.

즉 용수철은 늘어나있다는소리이다.

따라서 용수철이 벽에 작용하는 힘의 방향은 왼쪽이고

작용반작용 법칙에 의해 벽이 용수철에 작용하는 힘의 방향은 오른쪽이다.

A가 B에 작용하는 자기력은 왼쪽이니까 방향이 서로 반대이다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

B는 정지해있으므로 알짜힘이 0이다. ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

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8 )

 

ㄱ )

운동량의 크기가 1초일때기 2초일때의 2배라는건

p=mv인데 m 그대로니까 v의 크기가 2배였다는거다.

근데 (나) 그래프상 0초~1초 에서 작용한 힘의 크기가 더 크니까

1초~2초 구간동안 운동방향이 바뀔순 없고

따라서 v-t 그래프는 이런식으로 생겼을것이다.

1.5초일때 속력이 감소중이므로

운동방향과 가속도의 방향은 반대이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

충격량의 크기 = 운동량의 변화량의 크기

0초~1초 에선 mv 변화했고

1초~2초에선 mv - mv/2 = mv/2 변화했으니

충격량의 크기는 0초~1초가 1초~2초 의 2배이다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

0초~1초에서 물체의 평균속도 = v/2

따라서 이동거리도 v/2

1초~2초에서 물체의 평균속도 = 3v/4

따라서 이동거리도 3v/4

따라서 이동한 거리는 0~1초에서가 1~2초에서의 2/3 배이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 3번

 

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9 )

 

그냥 이렇게 그리면 끝난다.

 

ㄱ )

(가)에서 파동의 속력은 A가 B보다 크다.

따라서 ㄱ(x)

 

ㄴ )

(나)그림에서 보면 매질 I에서 매질 II로 진행했을때

법선과 이루는 각이 커졌음을 알 수 있다.

따라서 매질 I가 B고 매질 II가 A다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

매질 II로 갈때 속력이 빨라지는데

진동수는 그대로니까 파장은 길어진다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 2번

 

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10 )

 

ㄱ )

우주선 안에 타고있는건 B이기 때문에

빛이 1회 왕복하는 시간을 측정했을때

B가 잰게 고유시간이고 A가 잰게 팽창시간이다.

따라서 ta_>tb_ 이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

A와 B가 관측한 빛의 운동 경로를 그린것이다.

운동방향과 수직방향으로는 길이수축이 일어나지 않으므로

La_>Lb_ 이다. 따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

우선 A에 대해 P와 Q는 정지해있으므로

Da_ 가 고유길이이고

Db_ 가 수축길이이다.

따라서 이때 B가 잰게 고유시간이고

A가 잰게 팽창시간이다.

이쯤 해놨으면 대충 느낌적으로 맞춰도 되는데

굳이 수식으로 써보자면

두 경우 A와 B 두 관성계의 상대속도가 같기때문에

시간 팽창의 비율도 같을것이다.

따라서 ㄷ은 맞는 선지이다. ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

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11 )

 

이 문제의 핵심 :

A와 B는 같은 경사면을 올라가므로

경사면을 올라갈때 A와 B의 가속도가 같다.

즉 둘다 3v의 속도로 경사면에 진입하는데 둘의 가속도가 같으니까

B가 q지점을 속력 v로 지나므로

후에 A가 q지점을 지날때의 속력도 v이고

A가 p지점을 속력 2v로 지나므로

B도 p지점을 속력 2v로 지났을것이다.

따라서 B가 p지점을 지날때와 q지점을 지날때의 시간간격을 t 라고 하면

시간 t 소요당 v의 속력 감소가 있는것이다.

따라서 저 그림은

A가 경사면에 진입하고 t 만큼의 시간이 흐른 후이고

B가 경사면에 진입하고 2t 만큼의 시간이 흐른 후이다.

따라서 B가 경사면에 진입하고 t 의 시간이 흐른 뒤 A도 따라서 경사면에 진입한다.

따라서 3vt = L 이다.

근데 p지점에서의 속력이 2v고 q지점에서의 속력이 v니까

평균속력 3v/2 로 t초간 간 거리가 p와 q 사이의 거리다.

따라서 p와 q 사이의 거리는 3vt/2 = L/2

 

따라서 답은 2번

 

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12 )

 

ㄱ )

속력이 커지면 운동량이 커지고

따라서 물질파 파장은 줄어든다. ㄱ(o)

 

ㄴ )

빛의 세기를 감소시키면

방출되는 광전자의 수가 줄어들고

따라서 광전자의 수 자체가 줄었기때문에

전체적으로 형광판에 나타나는 간섭무늬의 밝기가 줄어든다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

빨간색 빛을 비추었더니 광전자가 방출되지 않았다는건

빨간색 빛의 진동수가 문턱진동수를 못넘었다는거다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 3번

 

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13 )

 

ㄱ )

1~3초까지 C가 이동한 거리는

(나)의 그래프에 따라

평균속력 1.5m/s로 2초간 이동했으니 3m이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

경사면인데 경사각을 모르니까 그냥

1kg인 물체가 경사면 아래방향으로 받는 중력을 F라 하면

2kg인게 경사면 아래방향으로 받는 중력은 2F고

C의 가속도는 p를 끊기전엔 1, 끊은 후엔 1/2 이다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

q가 B를 당기는 힘의 크기 = q가 C를 당기는 힘의 크기

q가 C를 당기는 힘 = C에 작용하는 알짜힘

C의 가속도는 0.5초일때가 2초일때의 2배니까

알짜힘도 2배이다.

q가 B를 당기는 힘의 크기도 2배이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 1번

 

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14 )

 

ㄱ )

B→C 과정은 단열과정인데 부피가 증가했기때문에

내부에너지는 감소했다.

따라서 기체의 온도는 B에서가 C에서보다 높다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

A→B 과정은 부피가 일정하므로

W=0이고 열을 흡수하는 과정이다.

B→C 과정은 단열 과정이므로

열 출입이 없다.

C→A 과정은 등온 과정인데 부피가 감소했으므로

열을 방출하는 과정이다.

그리고 이때 등온과정이라 했으므로

내부에너지의 변화가 없고

따라서 외부로부터 받은 일의 양 = 방출한 열의 양 = 160J 이다.

열효율 = ( 흡수한열 - 방출한열 ) / 흡수한열

여기서 흡수한 열이 얼마냐고 묻고있으므로

흡수한 열을 Q라고 놓으면

0.2 = ( Q-160 ) / Q

따라서 Q = 200J

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

B→C 과정은 단열 과정이므로

한 일 = 내부에너지 증가량 이다.

A→B→C→A 순환 과정이므로

순환 전후 내부에너지의 변화는 0이어야 한다.

근데 C→A가 등온과정이므로

B→C 과정에서의 내부에너지 변화량 = A→B 과정에서의 내부에너지 변화량 이다.

아까 A→B 과정에서 부피가 일정하므로 받은 열 200J을

그대로 내부에너지 증가로 사용할것이다.

따라서 A→B 과정에서의 내부에너지 증가량은 200J이다.

따라서 B→C에서 기체가 한 일 = B→C에서 기체의 내부에너지의 변화량

= A→B에서 내부에너지 변화량 = 200J

따라서 200J이고 ㄷ(x)

 

따라서 답은 3번

 

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15 )

 

ㄱ )

매질 Ⅲ에서 매질 Ⅱ로 입사할때 전반사했다는건

매질 Ⅲ의 굴절률이 매질 Ⅱ의 굴절률보다 크다는거다.

따라서 ㄱ(x)

 

ㄴ )

똑같은걸 두번물어본다.

매질 Ⅲ의 굴절률이 매질 Ⅱ의 굴절률보다 크다.

따라서 매질 Ⅱ에서 매질 Ⅲ로 진행할때는 전반사가 일어날수 없다.

ㄴ(x)

 

ㄷ )

둘이 같은 각도로 입사했는데

Ⅰ에서 Ⅱ로갈땐 전반사가 일어나지 않았다는건

입사각이 임계각보다 작았다는거고

Ⅱ에서 Ⅲ로갈땐 전반사가 일어났다는건

입사각이 임계각보다 컸다는거다.

따라서 임계각은 Ⅰ에서 Ⅱ로 입사할때가 더 크다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 2번

 

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16 )

 

ㄱ )

A와 B에 서로 반대방향이고 세기가 같은 전류가 흐르므로

P와 Q에 각각 만드는 자기장의 방향은 같다.

근데 여기에 C가 개입했더니

P점과 Q점의 자기장의 방향이 반대가 됐다.

즉 C가 만드는 자기장의 방향은

A와 B가 만드는 자기장의 방향의 반대방향이라는거다.

근데 A와 B의 전류의 세기는 같고

Q지점은 도선 B에 가까운 지점이므로

Q에서의 자기장의 방향이 B에 의한 자기장의 방향이다.

이게 이해안되면 수식으로 써봐도 되는데 그러면 시간 오래걸린다.

따라서 B에 흐르는 전류의 방향은 -y방향이다.

따라서 A에 흐르는 전류의 방향은 +y방향이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

A와 B가 만드는 자기장의 방향이 xy평면에 들어가는 방향이므로

C가 만드는 자기장의 방향은 xy평면에서 나오는 방향이다.

따라서 C에 흐르는 전류의 방향은 -x 방향이다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

P지점은 A,B,C와 떨어진 거리가 모두 같은 지점이다.

따라서 P지점에 A가 만드는 자기장과 B가 만드는 자기장의 세기가 같다.

A가 만드는 자기장을 B0_ 라고 하겠다.

A와 B는 둘다 P점에 들어가는방향의 자기장을 만든다.

따라서 A와 B에 의한 들어가는방향 자기장은 2B0_이다.

근데 P점에서 나오는 방향 자기장이 만들어졌다는건

C에 의한 자기장이 2B0_보다 크다는거다.

따라서 Ic_ > 2I0_ 이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 3번

 

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17 )

 

오류가 있는 문제지만

가장 적절한걸 고르는문제였어서 답 고르는덴 큰 지장이 없다.

 

(마)의 결과를 뜯어보자.

스위치를 b에 연결하고 자석의 S극을 아래로 한다음

자석을 점 q에서 가만히 놓았다.

 

자석이 플라스틱 관에 가까워지면

이를 방해하는 유도 전류가 흐를것이다.

방해하기 위해 관의 위쪽이 S극, 아래쪽이 N극으로 자기화된다.

오른손법칙 쓰면 전류의 방향은 검류계에서 n형 반도체 쪽으로 흐른다.

즉 역방향 연결이라는거다.

따라서 이때는 전류가 흐르지 않는다.

원랜 흘렀어야됐는데 p-n 다이오드때문에 흐르지 못한것이다.

따라서 여기서 다이오드만 없다면 이때는 이렇게 흐를것이다.

근데 (다)는 자석의 N극을 아래로 한것이다.

즉 (마) 실험과 유도전류의 방향이 반대이다.

따라서 이걸 뒤집은 그래프인 5번이 정답이다.

 

따라서 답은 5번

 

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18 )

 

6모때와 똑같은데 더 쉽게나왔다.

왜 18번이지?

대충 처음엔 이런 그림일것이고

(나)에 표시한건 상대속도의 크기이다.

1초일때 A와 B가 충돌한다.

충돌 후 B의 속도를 v라하면

A의 속도는 v-3/2 이다.

문제의 조건에 따라

B가 벽에 충돌한 후 속도는 -v이다.

근데 이때의 상대속도가 1/2 이므로

(v-3/2) - (-v) = 1/2 = 2v-3/2

따라서 v = 1이다.

이제 여기서 운동량보존 쓰면

따라서 답은 4번

 

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19 )

 

ㄱ )

(나)에서 A에 작용하는 전기력이 0이라 했으므로

B와 C중 하나가 당기면 하나는 밀어줘야 전기력의 합이 0이 될 수 있다.

따라서 B와 C의 전하의 종류는 반대이고 C는 음전하이다.

(가)에서 C에 작용하는 전기력의 방향이 +x 방향인데

B는 C를 당기는 전기력을 가하고 있으므로

A가 C를 더 세게 밀어줘야한다.

따라서 A는 음전하이다. ㄱ(o)

 

ㄴ )

(나)에서 B에 작용하는 전기력의 방향은 +x방향이다.

왜냐면 전기력의 총합은 0이어야하는데

A 전기력 0

C 전기력 -x방향

따라서 B 전기력이 +x방향이어야한다.

근데 (나)에서 B와 A,C 와의 거리는 같으므로

A와 C의 전하량이 전기력을 결정한다.

A와 C는 둘다 B를 당기는데

C가 더 세게 B를 당겼으므로 B의 전기력 방향이 +x방향 인것이다.

따라서 전하량의 크기는 C가 A보다 크다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

(나)와 (가)의 차이는 C의 위치 뿐이다.

(나)에서 A에 작용하는 전기력의 크기가 0인데

(가)에서 C를 멀리 떨어트린것이다.

(나)에서 A를 -x방향으로 밀어주던 C가 멀어졌으니

(가)에서 A가 받는 전기력의 방향은 +x방향이 될것이다.

전기력의 총합은 0이어야하는데

A와 C의 전기력 방향이 +x방향이니까

B가 받는 전기력은 -x방향이다.

따라서 (가)에선 -x방향이고 (나)에선 +x방향이니 틀린 선지이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 1번

 

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20 )

 

B의 속력은 충돌 후가 충돌 전의 2배이다.

따라서 충돌 후 수평면에서의 운동에너지는

충돌 전 수평면에서의 운동에너지의 4배이고

따라서 충돌 후엔 충돌 전보다 4배 높이 올라갈 수 있다.

따라서 hb_ = h 이다.

그리고 A는 h/4 올라갔는데

충돌후 B는 4h 올라갔으므로

A와 B의 속력의 비는 1 : 4 이고

따라서 A의 충돌 후 속력은 B의 충돌 전 속력의 1/2이다.

여기까지를 그림으로 나타내면 다음과 같다.

여기서 A의 충돌 전 속력도

운동량보존 쓰면 알아낼 수 있다.

이제 ha_만 구하면 되는데

높이 3h/4의 마찰 구간이 있다.

여기를 지나는 동안 A는 등속도 운동한다고 한다.

원래는 A의 질량이 3m이니까

저 구간을 지날때 중력이 한 일인 9mgh/4 만큼의 운동에너지 증가가 있어야하는데

그게 마찰력때문에 다 뺏긴거다.

즉 역학적에너지 감소량이 9mgh/4 이다.

A의 충돌 전 속력이 충돌 후 속력의 3배이므로

충돌 전 운동에너지도 3배이다.

따라서 이때 마찰구간을 고려해

마찰구간을 지나기 전의 역학적에너지 - 9mgh/4 = 지난 후의 역학적에너지 식을 쓰면

따라서 답은 2번