2022학년도 9월 모의평가 물리II 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.

문제가 좀 특이하게 나와서인지 등급컷은 낮았다.

문제를 이렇게 낼수도 있다 라는걸 알려주려는 의도였던거같다.

내 개인적인 생각인데

수능날 4페이지에 한문제쯤은 이번 19번20번같은 문제 나올거같다.

 

9월모평 볼정도로 왔으니까 문제풀이에 친절한 설명은 필요없다 생각하므로

바로바로 풀겠다.

그래도 답지보단 친절하다.

 

원하시는 문제로 바로 가고싶으면

N번 문제로 가고싶다면

N )

이 형태로 검색하시면 됩니다.

예를들어 2번으로 가고싶으면 2 )

 

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1 )

 

A ) 등속 원운동이므로 구심력의 크기가 일정하다. A(o)

B ) 등속 원운동의 가속도 방향은 원의 중심방향이다. B(o)

C ) 등속 원운동이므로 속력이 일정하다. C(o)

따라서 답은 5번

 

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2 )

 

ㄱ )

Δy는 단일 슬릿의 폭이다.

따라서 Δy는 위치 불확정성이다. ㄱ(o)

 

ㄴ )

Δy가 감소하면 Δp 는 증가한다. ㄴ(x)

 

ㄷ )

회절은 전자의 파동적 성질이다. ㄷ(o)

 

따라서 답은 3번

 

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3 )

 

ㄱ )

빛이 B방향으로 휘었다는건

B방향으로 관성력을 받는다는것이다.

따라서 가속도 방향은 반대방향인 A방향이다. ㄱ(x)

 

ㄴ )

가속도가 클수록 관성력도 커진다. 따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

당연히 (o)

 

따라서 답은 4번

 

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4 )

 

ㄱ )

10회 왕복시간 = 주기의 10배

실의 길이만 2배로 늘렸으니

주기가 커진다. 따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

각은 그대론데 진자의 길이만 길어졌으므로

(다)에서의 추가 더 많이내려간다.

따라서 운동에너지 최댓값은 (다)에서가 (나)에서보다 크다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

추를 놓았을때 속도가 0인데

알짜힘도 0이면 그자리에 가만히 서있어야된다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 1번

 

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5 )

 

도플러 효과의 기본 유도과정이다.

λ' = λ - vs_T = λ - vs_/f

측정기는 정지해있으므로 측정한 소리의 속력은 v이고

f = v/λ 에서 λ가 vs_/f 작아졌으니

답은 2번

 

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6 )

 

포물선이 왜 여기?

따라서 답은 2번

 

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7 )

 

ㄱ )

불꽃 방전이 일어나며 네온램프에 불이 켜졌다는건

불꽃 방전이 일어날때 전자기파가 발생해서

그 전자기파가 안테나 A를 지나며 램프의 불을 켠것이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

전자기파 = 변하는 전기장과 변하는 자기장이 서로 유도하면서 진행하는것

따라서 일정한 세기의 전류가 흐르면 전자기파가 생기지 않는다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

거리를 멀리하면 전자기파의 세기가 작아질것이므로

당연히 네온램프의 밝기도 작아진다. 따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 3번

 

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8 )

 

ㄱ )

(가)에서의 A는 V

(나)에서의 A는 일단 B랑 나눠가지니까 V보단 작음

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

B 양단의 전위차가 (가)에서가 (나)에서보다 크다는건

B에 걸리는 전압이 (가)에서가 (나)에서보다 컸다는거다.

직렬연결된 축전기에서 충전된 전하량은 같으니

(가)의 C 전하량 = (가)의 B 전하량

(나)의 A 전하량 = (나)의 B 전하량

근데 전압이 (가)>(나) 이므로

전하량도 (가)>(나) 이다.

따라서 ㄴ(x)

 

ㄷ )

직렬연결된 축전기는 충전되는 전하량이 같은데

Q = CV 니까 전압과 전기용량은 반비례한다.

(가)와 (나) 모두 직렬연결된 축전기들에 걸리는 전압의 합은 V로 같은데

(가)의 B에 걸린 전압이 (나)에서보다 크니까

(가)의 C에 걸린 전압이 (나)의 A에 걸린 전압보다 작다.

따라서 Cc_>Ca_ 이고 ㄷ(x)

 

따라서 답은 1번

 

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9 )

 

ㄱ )

P는 두번째 어두운 무늬가 생기는 곳이므로

경로차는 3λ/2 이다. 따라서 ㄱ(x)

 

ㄴ )

P에서의 경로차가 3λ/2 인데

파장을 3λ/4로 바꾸면

3λ/2 = 3λ/4 × 2 이므로

P에서의 경로차는 바뀐 파장의 2배이고

따라서 보강 간섭이 일어난다. 따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

L이 2배가되면 Δx도 두배가 된다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

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10 )

 

ㄱ )

이미터와 베이스는 순방향 연결되어있는데

베이스→이미터 로 전류가 흐르므로

베이스가 p형이고 이미터가 n형이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

Ic_를 넘기면

이 식이 완성된다. 따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

이미터와 베이스 사이에는 순방향 전압(순방향 바이어스)이 걸린다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 3번

 

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11 )

 

ㄱ )

(가)에서 배율이 5인 실상이라 했으므로

볼록렌즈 식에서 b는 5×a = 100cm 이고

볼록렌즈 식에 대입해서 정리하면

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

(나)에서 물체는 초점거리보다 가까이 있으므로

정립 허상이 생긴다. 따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

상의 배율은 볼록렌즈 식에서 a 알고 f 아니까 b 구하면 된다.

주의할건 이땐 허상이니까 1/a - 1/b = 1/f 라고 써야된다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 3번

 

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12 )

 

ㄱ )

(다)에서 저항 B만 연결한게 전류 I이고

(라)에서 저항 A와 B를 직렬연결한게 전류 I/3 이다.

전류가 1/3배니까 저항은 3배이고

따라서 3 × (B의 저항) = B의저항+A의저항

따라서 B의 저항을 R이라하면

A의 저항은 2R이다. 따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

(다)는 (나)에서 저항만 A에서 B로 바꾼거다.

A의 저항은 2R이고 B의 저항은 R이므로

전류가 2배가 됐을것이다.

근데 그게 I 라고 하니까

Ia_ = I/2 이다. 따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

(라)는 직렬연결이니까 A의 전류도 I/3 이다.

따라서 A에서 시간당 소모되는 전기에너지는 2I^2/9R

(마)에서는 병렬이니까 전류 3I/2 를 나눠갖는다.

A와 B의 저항이 2 : 1 이므로 전류는 1 : 2 로 나눠갖는다.

따라서 B에 흐르는 전류는 I 이고

B에서 시간당 소모되는 전기에너지는 I^2/R

따라서 2/9 < 1 이고 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

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13 )

 

x=-2d 에서 전기장세기가 0이니

A와 B의 전하의 종류는 반대이다.

그리고 A보다 B가 멀리 떨어져있는데

합성 전기장세기가 0이니

B의 전하량이 A보다 크다.

따라서 x=2d에서는 B가 만드는 전기장이 이긴다.

즉 x=2d에서 B가 만드는 전기장이 -x 방향이다.

따라서 B는 음전하, A는 양전하이다.

따라서 -d<x<d 에서의 전기장은

A가 양전하고 B가 음전하이므로 무조건 +x방향이고

무조건 양수이다.

따라서 4번 아니면 5번인데

B의 전하량이 더 크므로

전기장의 세기가 최소가 되는 지점은

A에 더 가까울것이다.

따라서 답은 4번이다.

 

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14 )

 

ㄱ )

운동에너지는 운동량의 제곱에 비례한다.

운동량의 최대최소 비가 3 : 1 이니까

운동에너지의 비는 9 : 1 이다.

따라서 ㄱ(o)

 

ㄴ )

가속도 크기는 거리의 제곱에 반비례한다.

A 가속도크기 최대일때는 r0_ 일때고

B 가속도크기 최대일때는 3r0_ 일때 이니

가속도 크기 최댓값의 비는 9 : 1 이다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

긴지름 = 긴반지름의 2배 니까

긴반지름의 비가 곧 긴지름의 비이다.

긴지름을 구하는게 더 빠르므로 긴지름의 비로 구할것이다.

A의 긴지름은 r0_ + 3r0_ = 4r0_

B의 긴지름은 3r0_ + 5r0_ = 8r0_

긴지름이 1 : 2 이므로 공전주기는 1 : 2sqrt(2) 배이다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번

 

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15 )

 

A와 B에 흐르는 전류의 세기는 같고 방향은 반대이다.

따라서 A가 O에 만드는 자기장의 세기를 X 라고 하면

B가 O에 만드는 자기장의 세기도 X 이고

둘의 방향이 같으니 합성 자기장은 2X 이다.

근데 주의할게 이 영역 자체에 세기 B0_인 자기장이 있다.

따라서 O에서 sqrt(2)B0_ 라는건

A와 B가 만드는 자기장인 2X와

자기장영역에 의한 자기장 B0_를 합성해야한다.

방향이 수직이므로 피타고라스로 합성하면 되는데

sqrt(2)B0_ 라니까 2X = B0_ 이고 X = B0_/2 이다.

그리고 A와 B가 P점에서 만드는 자기장은

이렇게 되고 합성하면 -y방향이고

세기는 B0_/2 이다.

이제 자기장영역 자체의 자기장 B0_하고 합성하면 된다.

또 수직이므로 피타고라스로 구하면

합성자기장이 sqrt(5)B0_/2 가 나온다.

 

따라서 답은 1번

 

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16 )

 

ㄱ )

E₁ 과 E₂는 드브로이 파장의 최솟값이 2 : 1이다.

운동에너지는 드브로이 파장의 제곱에 반비례하므로

E₁ : E₂ = 1 : 4이다.

따라서 ㄱ(x)

 

ㄴ )

A의 일함수를 W라 하면

E₁ = 2hf - W

E₂ = 4E₁ = 5hf - W

연립하면 W = hf이다.

따라서 ㄴ(o)

 

ㄷ )

우선 E₃를 구해보면

E₃ = 7hf - W = 6hf = 6E₁

운동에너지가 6 : 1 이니 드브로이 파장은 1 : sqrt(6) 이다.

따라서 ㉠ = 2λ/sqrt(6) = sqrt(2/3)λ

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 4번

 

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17 )

 

ㄱ )

 

우선 t = 0~T/4 일때는

도선이 영역 Ⅰ로 들어감과 동시에

영역 Ⅲ에서 나오고 있는 상황이다.

영역 Ⅳ가 만드는 유도전류는 0이다.

도선이 영역 Ⅳ에 걸쳐있는 면적은 변하지 않기때문이다.

전체 유도 전류의 방향이 반시계방향인데

도선이 영역 Ⅰ로 들어감으로 인해 만들어지는 유도 전류는

시계방향이다.

근데 전체적으로 반시계방향 유도전류가 만들어져야하므로

영역 Ⅲ에서 나옴에 따른 유도 전류는 반시계방향이며

영역 Ⅰ에 의한 유도전류를 상쇄시키고도 남을정도로 자기장이 세야한다.

따라서 영역 Ⅲ가 영역 Ⅰ보다 자기장의 세기가 세며

영역 Ⅲ가 만드는 유도전류가 반시계방향이므로

영역 Ⅲ의 자기장의 방향은 나오는 방향이다.

 

t = T/4~T/2 일때는

도선이 영역 Ⅱ로 들어감과 동시에

영역 Ⅳ에서 나오고 있는 상황이다.

아까와 같은 논리로 영역 Ⅰ가 만드는 유도전류는 0이다.

전체 유도 전류의 방향이 시계방향인데

도선이 영역 Ⅱ로 들어감으로 인해 만들어지는 유도 전류는

반시계방향이다.

근데 전체적으로 시계방향 유도전류가 만들어져야하므로

영역 Ⅳ에서 나옴에 따른 유도 전류는 시계방향이며

영역 Ⅱ에 의한 유도전류를 상쇄시키고도 남을정도로 자기장이 세야한다.

따라서 영역 Ⅳ가 영역 Ⅱ보다 자기장의 세기가 세며

영역 Ⅳ가 만드는 유도전류가 시계방향이므로

영역 Ⅳ의 자기장의 방향은 들어가는 방향이다.

 

따라서 Ⅲ와 Ⅳ의 자기장의 방향은 반대이다.

따라서 ㄱ(x)

 

 

ㄴ )

 

아까 ㄱ 선지를 풀면서 대충 눈치챘어야 하는데

t = 0~T/4 일때는

Ⅲ 유도전류 + Ⅰ 유도전류 = -I0_

t = T/4~T/2 일때는

Ⅳ 유도전류 + Ⅱ 유도전류 = I0_

Ⅱ 유도전류와 Ⅰ 유도전류는 크기 같고 방향 반대니까

Ⅳ 유도전류 - Ⅰ 유도전류 = I0_ 이라 쓸수도 있고

Ⅲ 유도전류 + Ⅰ 유도전류 = -I0_ 이 식과 덧셈 연립하면

Ⅳ 유도전류 + Ⅲ 유도전류 = 0이다.

따라서 둘의 자기장의 세기가 같다.

따라서 ㄴ(o)

 

 

ㄷ )

 

Ⅲ는 나오는 방향 자기장인데 Ⅰ보다 강력한 자기장

Ⅳ는 들어가는 방향 자기장인데 Ⅱ보다 강력한 자기장

그리고 Ⅲ와 Ⅳ의 자기장 세기 같음

따라서 반대로 돌려도 전류의 최대 세기는 변하지 않는다.

이해 안되면 머릿속으로 직접 반대방향으로 돌리는 시뮬레이션을 해보자.

그러면 결국 세기는 똑같을것이구나 라는걸 알게될것이다.

따라서 ㄷ(x)

 

따라서 답은 2번

 

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18 )

 

돌림힘치고 쉽게나왔다.

B가 막대를 미는 힘을 모르니까

B를 회전축으로 잡은다음 둘다 돌림힘평형 쓰고 정리하면 끝난다.

L은 어차피 약분될거 아니까 안썼다.

따라서 답은 4번

 

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19 )

 

B를 A랑 시간차를 두고 놓았는데

등속도운동하는 구간까지 있고

A랑 B가 또 r에서 만난다하고

뭐 어쩌라는건지 상당히 당황스러웠을법한 문제인데

사실 문제가 묻는게 뭔지를 파악한다면 간단하게 풀 수 있다.

 

(나) 그래프를 참고하여 (가)그림에서

경사면 위에 각 지점의 간격들을 표시하면 이렇게 된다.

킬러문제니까 과정은 생략한다.

s = 2vt0_ 이므로 다시 표시하면

t0_ 초간 속도가 v 증가했으므로

가속도는 v/t0_ 이다.

근데 문제의 조건에 따르면 B의 운동은

저 등속도운동 구간에서의 속도가 2v이므로

B는 놓아진지 2t0_ 의 시간이 지난 후에 등속도운동 구간에 진입한다.

따라서 이번엔 B의 운동을 표시해보면

이번에 표시한건 거리가 아니라 소요시간이다.

저 ? 부분들은 구할순 있지만 구할필요가 없다.

E₁/E₂ 만 알면 된다.

만약 등속도운동하는 구간이 없었다면

B의 역학적에너지는 보존되므로

E₁/E₂ = 1일것이다.

근데 등속도운동 구간을 지나면서

원래 감소한 중력퍼텐셜에너지가

운동에너지로 전환되어야하는데 그러지 못한것이다.

따라서 E₁ = E₂(중력에 의한 경사면아래방향 힘이 한 일) - (등속도운동구간이 한 일)

등속도운동구간 s에서 B가 받는 힘을 f라 하고

B가 중력에 의해 경사면 아래방향으로 받는 힘을 F라 하면

등속도구간 s에서는 알짜힘이 0이므로 F=f이다.

따라서 E₁ = E₂ - Fs 이고

E₂ = F × 내려간 거리 이다.

내려간 거리를 s로 나타내면

따라서 내려간 거리는 11s/4 이다.

이제 계산하면 된다.

따라서 답은 2번

 

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20 )

 

문제에서 제시된 조건만 그대로 각 그림에 적어보면

근데 A와 B는

둘다 t₁ 이라는 시간동안 움직여서

A는 평균속도 v0_로 La_/4 이동했고

B는 La_/8 이동했으므로

평균속도는 A가 B의 2배이고

따라서 B가 구간 Ⅱ에 진입하는 순간의 속도를 알 수 있다.

그리고 B의 가속도의 크기는 A의 2배라 했는데

A의 가속도 방향은 속력증가했다 했으므로 오른쪽이고

B의 가속도 방향은 x=L에서 속도 0이니 왼쪽이다.

따라서 여기까지 표시하면

여기서 B의 운동을 보면

t₂ 초동안 -2a의 가속도를 받아서 속도가 v0_에서 0이 되었다.

즉 2at₂ = v0_ 이다.

따라서 A의 최종 속도는

v = v0_ + at₂ = 3v0_/2 이다.

이걸로 ㄴ은 맞는 선지임을 알 수 있다. ㄴ(o)

 

그리고 A의 최종속도를 알았으니

A가 각 구간을 지날때의 평균속도를 구할 수 있다.

평균속도의 비가 1 : 5/4 인데

이동거리는 1 : 3이다.

따라서 이동시간은 1 : 12/5 이고

따라서 t₁ = 5t₂/12 이고 ㄱ은 맞는 선지이다. ㄱ(o)

 

이제 B의 최종 이동거리가 L임을 이용하여

La_와 L의 관계를 알 수 있다.

따라서 ㄷ(o)

 

따라서 답은 5번