[과외](고1) 03 모의고사 정답 해설지

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본문내용

물체의 운동을 속력-시간 그래프로 표현하면 다음과 같다.
72. [출제의도] 일상 생활에서 적용되는 운동의 법칙을 이해하는지를 묻는 문제이다.
(가)의 경우에는 물이 기울어진 것으로 보아 가속도 운동을 하고 있음을 알 수 있고, (나)의 경우에는 물이 수평한 것이므로 등속도 운동을 하고 있음을 알 수 있다. ㄷ. (가)의 경우에는 가속도 운동을 하므로 합력이 0보다 크고, (나)의 경우에는 등속도 운동하므로 합력이 0이다. 따라서 합력의 크기는 (가)의 경우가 (나)의 경우보다 크다.
[오답풀이] ㄱ. 물이 기울어진 것으로 잠수함의 가속도의 방향은 알 수 있다. 그러나 가속도의 방향으로 운동 방향을 알 수는 없다. ㄴ. (가)의 경우에는 가속도 운동을 하고 있고, (나)의 경우에는 등속도 운동을 하고 있다 하더라도 순간 속력의 크기를 비교하기는 어렵다.
73. [출제의도] 여러 가지 힘이 작용할 때 적용되는 운동의 법칙을 이해하는지를 묻는 문제이다.
ㄱ. A가 B를 미는 전기력과 B가 A를 미는 전기력은 작용 반작용의 관계이므로 힘의 크기는 같고 힘의 방향은 서로 반대이다.
[오답풀이] ㄴ. A, B는 정지해 있으므로 합력은 모두 0으로 같다. A의 경우 합력이 0이므로 A에 작용하는 전기력과 마찰력의 크기는 같고, 방향이 반대이다. 마찬가지로, B에 작용하는 전기력과 마찰력의 크기도 같다. A가 B에 작용하는 전기력과 B가 A에 작용하는 전기력의 크기는 같으므로 A에 작용하는 마찰력과 B에 작용하는 마찰력의 크기는 같다. ㄷ. 두 물체에 작용하는 합력은 모두 0으로 같다.
74. [출제의도] 일상 생활에서 운동량과 충격량의 관계를 이해하는지를 묻는 문제이다.
철수가 공을 던질 때의 속도를 이라 하고, 영희가 공을 받을 때의 속도를 라고 하면, 영희는 철수보다 높은 곳에 있으므로 공의 위치 에너지는 영희가 있는 곳이 철수가 있는 곳보다 크고, 운동 에너지는 철수가 있는 곳이 영희가 있는 곳보다 크므로 속도의 크기는 이다. 철수가 공을 던질 때 공이 철수로부터 받은 충격량의 크기는 운동량의 변화량이므로 이다. 공이 중력으로부터 받은 충격량은 운동량의 변화량이므로 이다. 따라서 공이 중력으로부터 받은 충격량의 크기는 이다. 영희가 공을 받을 때 공이 영희로부터 받은 충격량은 이다. 따라서 공이 영희로부터 받은 충격량의 크기는 이다. 따라서 이므로 이다.
75. [출제의도] 다양한 상황에서 적용되는 운동량 보존 법칙을 이해하는지를 묻는 문제이다.
철수, 영수, 수레의 질량을 이라고 하면, 철수가 수레를 탈 때 운동량이 보존되므로 이다. 따라서 이다. 영수가 수레를 탈 때에도 운동량이 보존되므로 이다. 따라서 이다. 따라서 철수가 수레를 타고 난 후의 속력과 철수가 탄 수레에 영수가 타고 난 후의 속력의 비는 이다.
76. [출제의도] 전력 손실을 줄이는 방법을 이해하는지를 묻는 문제이다.
ㄱ. 에서 전력 손실은 송전선의 저항에 비례하므로 송전선의 전기 저항을 줄이면 전력 손실은 줄어든다. ㄴ. 송전 전력이 일정할 때 송전 전압을 높이면 에서 송전 전류의 세기가 작아진다. 에서 전력 손실은 송전 전류의 제곱에 비례하므로 송전 전류의 세기가 작아지면 전력 손실은 줄어든다. ㄷ. 송전선의 길이를 줄이면 에서 송전선의 저항이 줄어들게 되어 ㄱ의 보기와 같이 전력 손실은 줄어든다.
77. [출제의도] 저항의 연결에 따른 전기 회로를 이해하는지를 묻는 문제이다.
을 닫고, 를 열면 전구 A에만 전류가 흐른다. 전구 A의 저항을 라고 하면 (Ω)이다. , 를 닫으면 전구 A와 B가 병렬 연결된 회로이고, 이 때 합성 저항의 크기는 (Ω)이다. 전구 A와 B의 합성 저항이 1Ω이므로 다음과 같은 식이 성립한다.
, , (Ω)
[다른풀이]
전구 A와 B를 병렬 연결한 회로이므로 전구 A와 B에는 모두 3V의 전압이 걸린다. 을 닫고, 를 열면 전구 A에만 전류가 흐르므로 전구 A에는 2A의 전류가 흐름을 알 수 있다. , 를 닫으면 전구 A와 B에 동시에 전류가 흐르게 된다. 전구 A와 B에 흐르는 전류가 3A이므로 전구 B에는 1A가 흐른다. 따라서 전구 B의 저항은 Ω 이다.
78. [출제의도] 주어진 자료에서 전력과 전력량을 이해하는지를 묻는 문제이다.
그래프에서 철수가 최대로 전력을 사용하는 시간은 형광등과 컴퓨터를 동시에 사용하는 17시에서 18시이고 이 때 사용한 전력은 60+200=260(W)이다. 철수의 방에서 하루 동안 사용한 전력량은 각 전기 기구의 전력량의 합이므로 다음과 같다.
60W×9h+200W×2h+100W×3h+40W×4h = 1400Wh
1.4kWh
[오답풀이] 20시에서 21시 사이에는 비록 형광등, 텔레비전, 스탠드를 동시에 사용한다 하더라도 전력은 200W이므로 최대 전력이 아니다.
79. [출제의도] 도선에 의한 자기장의 세기를 측정하는 실험을 이해하는지를 묻는 문제이다.
ㄷ. 나침반의 N극이 가리키는 방향은 전류에 의한 자기장과 지구 자기장의 합성 자기장이 가리키는 방향을 나타낸다. 도선에 가까이 갈수록 도선에 의한 자기장의 세기가 증가하므로 나침반의 N극의 방향이 변하게 된다.
[오답풀이] ㄱ. 나침반의 N극 방향이 자기장의 방향이므로 전류에 의한 자기장의 방향이 위에서 볼 때 시계 반대 방향임을 알 수 있다. 여기에서 오른 나사의 법칙을 적용하면 전류는 B에서 A방향으로 흐름을 알 수 있다. ㄴ. 지구 자기장은 도선과 나침반의 거리와 관계없이 크기가 일정하다.
80. [출제의도] 일상 생활에서 전자기 유도 현상이 적용되는 예를 이해하는지를 묻는 문제이다.
바퀴살에 있는 자석이 회전하면 코일 주변의 자기장이 변하게 되므로 코일에는 유도 전류가 흐르게 된다. 이 때, 유도 전류가 변하는 주기를 이용하여 자전거의 속력을 측정한다.
[오답풀이] ② 자석의 운동과 코일 자체의 저항은 관계없다. ③ 코일에 작용하는 자석에 의한 자기장의 세기는 자석이 코일 가까이 접근할 때 증가하다가 코일로부터 멀어지게 되면 감소한다. ⑤ 회전 속도가 빠를수록 자석의 운동에 의해 코일에 생기는 유도 전류의 크기는 증가하게 되고, 자석의 운동을 방해하는 힘은 증가한다.

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언어,   수리,   외국어,   사회탐구,   과학탐구