정답과해설

E B S 수능특강 물리Ⅰ

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ2

1. 평균속력

해설 평균 속력은 이동한 전체 거리를 걸린 시간으로 나눈 값

이다. 전체 이동 거리는 120m이고, 걸린 시간은 A에서 B까

지 가는 데 걸린 시간과B에서C까지 가는 데 걸린 시간의 합

이므로 ;20);+;30);=5(s)이다.

평균속력`= =24m/s

한걸음더 평균속력

같은거리를속도 v와 v'로운동하는물체의평균속력을묻는

문제에서 평균 속력을 로 풀면 답을 구할 수 없다. 평

균 속력은 반드시 전체 이동 거리를 걸린 시간으로 나누어 계

산해야한다.

2. 평균속력과순간속력

해설 이동 거리－시간 그래프에서 평균 속력은 0초와 12초를

이은 직선의 기울기와 같으므로 :¡1•2º:=15(m/s)이고, P점

에서의 순간 속력은 P점에서의 접선의 기울기와 같으므로

:¡;6*;º:=30(m/s)이다.

3. 종이테이프그래프의분석

해설 ㄱ. 종이 테이프를 5타점 간격으로 잘라 차례로 붙 으

므로그래프의x축은시간을나타낸다.

약점 체크 ㄴ. 진동수가 50Hz인 시간 기록계로 기록한 종이

테이프를 5타점 간격으로 잘랐으므로 한 구간의 시간은

;5¡0;_5=;1¡0;(초)이다.

ㄷ. 종이 테이프를 잘라 차례로 붙여 만든 그래프의 y축은 구

간의평균속력을나타내므로기울기는가속도를나타낸다. 따

v+v'11252

120m11255s

라서수레는가속도가변하는운동을하고있다.

4. 상 속도의이해

해설 ㄱ. 두자동차사이의거리를시간에따라나타낸그래프

의기울기는상 속도를의미한다. 따라서 0초에서 10초사이

에A에 한B의속력은 10m/s이다.

ㄴ. 10초에서 30초 사이에 지면에 한 A의 속도는 25m/s

이므로이동거리는 25m/s_20s=500m이다.

ㄷ. 30초부터 40초 사이에 상 속도의 크기가 15m/s이고,

A와B 사이의거리가점점증가하므로A의속력은B의속력

보다 느리다. B의 속력이 25m/s이므로A의 속력은 10m/s

이다.

5. 이동거리－시간그래프의해석

해설 ①, ② 이동 거리－시간 그래프의 기울기는 속력을 나타

낸다. 그래프에서확인해보면처음 4초동안그래프의기울기

가 일정하므로 물체는 등속도 운동을 하 고, 4초 이후부터 7

초까지정지한상태를유지하 다.

③, ④ 0~7초 동안 이동한 전체 거리는 12m이므로 이 물체

의평균속력은다음과같다.

v평균= = =:¡7™:m/s

약점 체크 ⑤ 0~4초 동안 그래프의 기울기가 일정하므로 물

체의 속력은 일정하며, 이동 거리가 시간에 비례하여 증가

한다.

6. 속도－시간그래프의해석

해설 속도－시간그래프의기울기는가속도를나타내고, 그래

프아래의넓이는변위를나타낸다.

12m1127s

전체이동거리111111걸린시간

| 속도와가속도01

1. ③ 2. ③ 3. ① 4. ⑤ 5. ⑤ 6. ①

7. ② 8. ④ 9. ② 10. ① 11. ④ 12. ④

본문 13~15쪽

Ⅰ.힘과에너지

자료분석하기

0~10초동안：vÅı=-10m/s이므로

vÅ=25-(-10)=35(m/s)

10~30초동안：vÅı=0이므로 vÅ=25m/s

30~40초동안：vÅı=15m/s이므로 vÅ=25-15=10(m/s)

25020015010050

0 40302010

A

s

vAB=vB-vA

vA=vB-vAB

B 25m/s

거리(

)m

시간(s)

그래프의 기울기는 A에 한B의 상 속도를 나타낸다.

정답과해설 3

ㄱ. 자전거가 등속도로 달린 시간은 2초부터 4초까지이므로,

2초부터 4초까지 그래프 아래의 넓이인 16m가 등속도로 달

린거리이다.

약점 체크 ㄴ. 0~6초 동안 그래프 아래의 넓이인 32m가 자

전거의이동거리가되고, 걸린시간은 6초이므로평균속력은

=:¡3§:m/s이다.

ㄷ. 속도－시간그래프에서속도의부호는운동방향을의미한

다. 그런데 0~6초 동안 속도의 부호가 바뀌지 않았으므로 자

전거는계속같은방향으로운동하 다.

7. 등속도운동

해설 ㄱ. 0.5초 간격으로 찍은 다중 섬광 사진이므로 이웃한

상 사이에 걸린 시간은 0.5초이다. 또 이 자료를 바탕으로 시

간에 따른 이동 거리의 그래프를 그려보면 다음 그림과 같다.

즉, 드라이아이스통의이동거리는시간에비례한다.

ㄴ. 24cm 위치에 도착하기까지 걸린 시간이 0.5_6=3(초)

이므로평균속력은 =8cm/s이다.

약점 체크 ㄷ. 이동 거리－시간 그래프의 기울기는 속력을 나

타낸다. 따라서드라이아이스통이등속도운동을했다는것을

알 수 있으며, 그 속도의 크기는 그래프의 기울기에 해당하는

8cm/s이다.

8. 위치－시간그래프의해석

해설 위치－시간 그래프에서 접선의 기울기는 순간 속력과

같다.

④D점에서접선의기울기의부호가반 로바뀌므로운동방

향이바뀐것이다.

약점체크 ①O~A점까지접선의기울기가점점증가하 으

므로 물체의 속력이 점점 증가하 다. 따라서 물체의 운동 방

향과가속도의방향은같다.

②B점에서접선의기울기가0이므로순간속도는0이다.

③B점에서운동방향을바꿔C점을지나면서운동방향은계

속처음운동방향과반 로진행한다.

24cm1113s

24

30

cm

이동

거리(

)

시간(s)

32m1126s

⑤ E점에서 다시 출발점으로 되돌아왔으므로 O~E점 사이

의평균속도는 0이지만, 평균속력은0이아니다.

9. 속도－시간그래프의해석

해설 ① 0~4초 동안은 속력이 증가했고, 4초 이후부터 6초

까지는속력이감소하 다.

③ 0~6초동안자동차의평균가속도는 0초인점과 6초인점

을 이은 직선의 기울기와 같으므로 a평균= =;3$;m/s¤

이다.

④, ⑤ 자동차의 속력은 4초인 순간 10m/s로 가장 빠르며,

0~6초동안이자동차는같은방향으로진행하므로 6초일때

처음위치에서가장멀리떨어져있다.

약점체크 ②순간가속도는시간이아주짧을때의평균가속

도로, 속도-시간 그래프의 한 점에 그은 접선의 기울기와 같

다. 4초인순간접선의기울기가 0이므로가속도는0으로크기

가가장작다.

10. 변위－시간그래프의해석

해설 ㄱ. 물체의 순간 속도의 비는P점과Q점에서 접선의 기

울기의비와같으므로 v∏：vŒ=:¡2º:：:£1º:=1：6이다.

약점 체크 ㄴ. P점과Q점 사이에서 물체의 평균 가속도의 크

기는 속도 변화량을 걸린 시간으로 나눈 값과 같다. P점에서

의속도가 5m/s이고, Q점에서의속도가30m/s이므로평균

가속도는 =12.5(m/s¤ )이다.

ㄷ. 0~3초 사이에서 속력이 점점 빨라졌으므로 물체의 운동

방향과가속도의방향은같다.

11. 속도－시간그래프의해석

해설 속도－시간그래프의기울기는가속도를, 그래프아래의

넓이는이동거리를나타낸다.

① A구간에서 그래프의 기울기가 일정하므로 물체는 등가속

도운동을하 다.

② B구간에서 그래프의 기울기가 점점 감소하 으므로 가속

30-51112

10

8

6420 시간(s)

순간 가속도

기울기

=평균 가속도

속도(

)

m

s

8m/s1116s

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EBS 수능특강물리Ⅰ4

ㄴ. 0~4초동안물체의속도가 4m/s 증가했다가 4~6초동

안 2m/s 감소했으므로, 6초후물체의속도는 2m/s이다.

약점 체크 ㄱ. 4초일 때 가속도의 방향이 바뀌어 속도가 감소

하기시작하 으나운동방향이바뀐것은아니다.

ㄷ. 평균속도의크기는변위를걸린시간으로나눈값이다. 위

그래프에서색칠한부분의넓이가 12m이므로변위는 12m보

다 크고, 걸린 시간은 6초이다. 따라서 평균 속도의 크기는

2m/s보다크다.

2. 속도－시간그래프의해석

해설 ㄱ. 속도－시간그래프에서그래프의기울기는가속도와

같다. 0초부터 5초 사이에 기울기의 크기가 같으므로 두 자동

차의가속도의크기는같다.

약점체크 ㄴ. 5초까지A가이동한거리는 75m이고, B가이

동한 거리는 25m이므로, 5초부터 10초 사이에 A는 B보다

50m 앞에서달린다.

ㄷ. 질량이 같을 때 가속도의 크기는 합력의 크기에 비례한다.

따라서 10초부터 20초사이에B의가속도의크기가A의 2배

이므로B에작용하는합력(알짜힘)의크기는A의2배이다.

3. 속력과속도

해설 ㄱ. 속력－시간 그래프 아래의 넓이는 이동 거리를 의미

한다. 0.5시간 동안 20km/h로 달렸으므로 0.5시간 동안의

이동 거리는 10km이다. 울산까지의 거리가 60km이므로

0.5시간 이후에 이동한 거리는 50km가 되어야 한다. 따라서

50km/h로달린시간은 1시간이되고, 이자동차가표지판을

통과한후울산에도착하기까지걸린시간은 1시간30분이다.

약점 체크 ㄴ. 등속도 운동이란 직선상에서 속력이 일정한 물

체의 운동을 일컫는 말이다. 문제에서 도로가 굽어 있다고 했

으므로, 이자동차가표지판을통과한후 30분동안등속도운

동을했다고볼수없다.

ㄷ. 이 자동차의 평균 속력은 이동한 전체 거리를 걸린 시간으

로 나눈 값과 같으므로, v= =40km/h이다. 그러나

굽은도로이기때문에평균속도는40km/h보다작다.

4. 상 속도의이해

해설 ㄱ. 무빙 워크의 속도는 오른쪽으로 1m/s이고, C의 속

도는 -1m/s이다. 따라서 C는 무빙 워크 위에서 왼쪽으로

2m/s의속력으로걷고있다.

ㄷ. B의 속도는 무빙 워크의 속도와 같으므로 B는 무빙 워크

60km1111.5h

도의크기도점점감소하 다.

③ C구간에서는 속도가 변하지 않았으므로 등속도 운동을 하

다.

⑤C구간에서등속도운동하므로가속도의크기는0이다.

약점체크 ④그래프아래의넓이가가장큰구간에서이동거

리가 가장 크며, 각 구간의 시간 간격이 일정하므로 단위 시간

동안이동거리가가장큰구간은C이다.

12. 속도－시간그래프의해석

해설 ㄱ. 0~5초 동안 평균 가속도는 0초인 점과 5초인 점을

이은직선의기울기와같으므로세물체의평균가속도는모두

같다.

ㄷ. 속도－시간그래프의기울기는가속도를나타내므로, 물체

C는속도와가속도모두증가하는운동을한다.

약점 체크 ㄴ. 직선상에서 한 방향으로 운동하는 물체의 변위

와이동거리가같으므로, 속도－시간그래프아래의넓이는이

동거리와같다. 따라서0~5초동안A의이동거리가가장길

고, C의이동거리가가장짧다. 따라서평균속력은A가가장

크고, C가가장작다.

한걸음더 속도－시간그래프에서평균속력의계산

등가속도운동하는물체의평균속도는처음속도와나중속도

에 하여 산술 평균으로 평균 속력을 계산할 수 있다. 그러나

등가속도운동이아닌경우에는그래프아래의넓이가이동거

리와 같으므로 그래프의 넓이를 구하고, 이를 걸린 시간으로

나누어평균속력을구한다.

1. ① 2. ① 3. ① 4. ③ 5. ③ 6. ⑤

7. ③ 8. ③ 9. ① 10. ⑤

본문 16~20쪽

1. 가속도－시간그래프의해석

해설 가속도－시간 그래프를 속도－시간 그래프로 전환하면

다음과같다.

4

2

0 642

시간(s)

속도(

)

m

s

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정답과해설 5

위에정지해있다. 즉, B에 한A와C의상 속도의크기는

같다.

약점체크 ㄴ. 무빙워크의속도는오른쪽으로1m/s이고A의

속도가오른쪽으로 3m/s이므로, A는오른쪽으로 2m/s의속

력으로 걷고 있다. 그리고C는 왼쪽으로 2m/s의 속력으로 걷

고있으므로, A에 한C의상 속도의크기는4m/s이다.

5. 등가속도직선운동

해설 ㄱ. 속도－시간 그래프의 기울기가 가속도이므로, 가속

도의크기는A가B보다크다.

ㄴ. 오른쪽 방향을 (+)로 하면A의 가속도의 방향은 오른쪽

이고, B의 가속도의 방향은 왼쪽이다. 따라서 가속도의 방향

은A와B가반 이다.

약점체크 ㄷ. 0~6초까지A가이동한거리는6초까지그래프

아래의넓이와같으므로 43.2m이고, B가이동한거리는 30m

이다. 따라서6초일때A와B가지나는지점은같지않다.

6. 등속도운동

해설 ㄱ. 상 속도는물체의속도에서관찰자의속도를뺀값

이다. 오른쪽을 (+)방향으로 정하면 vÅı=vı-vÅ=-20

-10=-30(m/s)이므로, A에 한B의상 속도의크기

는30m/s이다.

ㄴ. 두 자동차가 교차하는 시각을 t라 하고, t초 동안 A의 이

동 거리를 s라고 하면 s=10t y`이고, B의 이동 거리는

300-s이므로 300-s=20t y`이다. 두 식 , 을 연립

하면 t=10초이다. 즉, 두자동차는10초일때교차한다.

ㄷ. 10초동안A의이동거리가 100m이고, B의이동거리가

200m이므로교차하는위치는A로부터100m 위치이다.

7. 가속도－시간그래프의해석

해설 ㄷ. 속도－시간그래프에서속도의부호는물체의운동방

향을나타낸다. 0~6초동안 희는직선도로에서같은방향으

로 운동하므로, 0~6초 동안 희의 평균 속력과 평균 속도의

크기는같다.

약점 체크 ㄱ. 가속도－시간 그래프의 부호는 속도의 증감을

표현한다고 볼 수 있다. 따라서 3초일 때 희의 운동 방향이

바뀌는 게 아니라, 3초까지 속도가 증가하다가 3초 이후 속도

가감소하는것이다.

ㄴ. 가속도－시간그래프에서물체의이동거리와변위를알려

면 속도－시간 그래프로 전환하여야 한다. 0~6초 동안 희

는 직선상에서 같은 방향으로 운동하 으므로, 6초일 때 희

가제자리로돌아올수없다.

8. 상 속도의이해

해설 ㄱ. 배가 지면을 기준으로 강물이 흐르는 방향으로 진행

할때의속도는 8+6=14(m/s)이다.

ㄷ. 140m를 왕복하는 데 걸리는 시간은 t=:¡1¢4º:+:¡;2$;º:=

자료분석하기

A와 B 모두 정지 상태에서 출발하여 각각 등가속도 직선 운동을

했으므로속도－시간그래프를그려보면다음과같다.

A와 B는 서로 반 방향으로 운동하 으므로 A의 속도가 (+)값

이면 B의 속도는 (-)값이다. 또한, A와 B 모두 등가속도 운동을

하 므로 속도－시간 그래프의 기울기는 일정하다. 두 물체가 정지

상태에서출발하여A는 10초동안 120m를, B는 12초동안 120m

를운동하 으므로그래프아래의넓이는각각 120m가된다.

0

24

14.4

106

A

B

12

-20

-10

시간(s)

속도(

)

m

s

자료분석하기

가속도－시간그래프를속도－시간그래프로전환하면다음과같다.

처음속도의방향을 (+)로놓을때가속도가 (+)일경우속도가

증가하고, (-)일 경우 속도가 감소한다. 또, 가속도－시간 그래프

에서 그래프 아래의 넓이는 속도의 증가량과 감소량을 나타내므로,

0~3초 동안 물체의 속도는 5m/s만큼 빨라졌고, 3~6초 동안 물

체의속도는 5m/s만큼느려졌다.

속도－시간 그래프의 기울기가 가속도를 나타내므로 0~2초 동안

과 4~6초 동안은 등가속도 운동으로 속도－시간 그래프의 기울기

가일정하고, 2~3초동안은가속도가감소하므로기울기가감소하

고, 3~4초동안은가속도의크기가증가하므로기울기의절댓값이

증가한다. 단, 속도－시간 그래프에서 부호가 바뀌지 않았으므로 물

체는한쪽방향으로만운동한다.

5

4

0 시간(s)4 632

속도(

)

m

s

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EBS 수능특강물리Ⅰ6

10+70=80(s)이므로 평균 속력은 v=:™8•0º:=3.5(m/s)

이다.

약점 체크 ㄴ. 배가강 흐름의역방향으로 진행할 때의속도는

8-6=2(m/s)이다. 따라서 배가 A점에서 B점까지 가는

데 걸린 시간은 10초이고, B점에서 A점으로 되돌아오는 데

걸린시간은 70초이다.

9. 가속도－시간그래프의해석

해설 가속도－시간 그래프를 속도－시간 그래프로 전환하면

다음과같다.

ㄱ. 0~3초 동안 속도－시간 그래프 아래의 넓이가 13m보다

크므로이동거리는 13m보다크다.

약점 체크 ㄴ. 0~8초 동안 물체의 가속도의 방향은 2번 바뀌

었고, 운동방향은일정하다.

ㄷ. 0~8초 동안 물체의 운동 방향이 변하지 않았으므로 출발

지점에서가장멀리갔을때는8초일때이다.

10. 속력－시간그래프의해석

해설 ㄱ. 두 물체가 서로 반 방향으로 운동하 으므로A에

한 B의 상 속도의 크기는 B의 속력과 A의 속력을 더한

값과같다. 따라서A에 한B의상 속도의크기는점점증

가한다.

ㄴ. 속력－시간 그래프에서 기울기는 가속도의 크기를 나타내

므로가속도의크기는A가B의 2배이다.

ㄷ. 2초일때A의이동거리는직선상에서 (+)방향으로 4m

이고, B의 이동 거리는 직선상에서 (-)방향으로 2m이다.

따라서A와B 사이의거리는 6m이다.

987654321

0 1 2 3 4 5 6 7 8

시간(s)

속도(

)

m

s

1. ① 2. ③

본문21쪽

1. 가속도－시간그래프의해석

해설 가속도－시간 그래프를 속도－시간 그래프로 전환하면

다음과같다.

ㄴ. 4초일때A의속력은 4m/s이고, B의속력도4m/s이다.

약점체크 ㄱ. A의운동방향은 0~8초동안변하지않았다.

ㄷ. A는 0~8초 동안 (+)방향으로 운동하고, B는 0~8초

동안 (-)방향으로 운동한다. 따라서 A와 B 사이의 거리는

계속멀어진다.

2. 자유낙하운동의이해

해설 ㄱ. 자가 자유 낙하 운동을 하므로 자의 낙하 거리가 길

수록 반응 시간은 길고, 낙하 거리가 짧을수록 반응 시간은 짧

다. 따라서시각반응시간이청각반응시간보다짧다.

ㄷ. 중력 가속도는 10m/s¤ 이므로 자유 낙하하는 자의 속도-

시간그래프를그리면다음과같다.

청각 반응 시간 동안 평균 낙하 거리는 32cm이다. 속도－시

간 그래프 아래의 넓이가 이동 거리에 해당하므로 시간을 t로

놓고계산하면다음과같다.

;2!;_(10t)_t=0.32 ∴ t?0.25초

따라서청각반응시간은약0.25초이다.

약점체크 ㄴ. 공기저항이없을때자유낙하하는물체의가속

도는 질량과 무관하다. 따라서 플라스틱 자 신 쇠자를 사용

해도낙하거리는변하지않는다.

10t

t0

0.32m

시간(s)

기울기:10m/s@속도(

)

ms

04 8

B

A

4

-4

시간(s)

속도(

)

m

s

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정답과해설 7

1. 종이테이프타점의분석

해설 시간 기록계는 일정한 시간 간격으로 타점을 찍으므로

타점과 타점 사이의 간격은 속력에 비례한다. 그리고 그 간격

의변화는가속도를나타낸다.

F¡으로 당길 때：타점 간격이 5칸, 6칸, 7칸으로 1칸씩 일

정하게늘어났다.

F™로당길때：타점간격이 5칸, 5.5칸, 6.0칸으로 0.5칸씩

일정하게늘어났다.

F£로 당길 때：타점 간격이 1칸, 3칸, 5칸, 7칸으로 2칸씩

일정하게늘어났다.

따라서F£일때의가속도는F¡일때의 2배이고, F™일때의 4

배이다.

2. 힘과가속도의관계실험

해설 힘과 가속도의 관계를 알아보는 실험이므로, 수레에 작

용하는힘의크기를변화시키기위한도구와그힘을측정하기

위한도구가필요하다.

③수레에금속판을올려놓으면빗면에서수레가받는힘이커

지기는 하나 수레의 질량도 증가하므로 가속도에 향을 주지

않는다. 이는중력장에서자유낙하하는물체의가속도가물체

의 질량과 무관하다는 사실과 같은 맥락으로 생각할 수 있는

내용이다.

약점 체크 ①, ②, ④ 빗면에서 수레에 작용하는 힘의 크기는

mg sin h이므로 빗면의 경사각을 변화시키기 위한 여러 장의

벽돌이 필요하며, 벽돌을 증가시킬 때마다 경사각을 측정하기

위한각도기가필요하다. 그리고 sin h의값을알기위한삼각

함수표도필요하다.

⑤타점사이의간격을측정해야가속도를비교할수있다.

3. 도르래에매달린두물체의운동

해설 용수철 저울이 가리키는 값은 0.5kg인 추를 위쪽으로

당기는 힘과 크기가 같다. 이 힘을T라 하고 추의 가속도를 a

라고하면,

15-T=1.5a yy`

T-5=0.5a yy`

이다. 이 두 식 , 을 연립하여 풀면 a=5m/s¤ 이고,

T=7.5N이다.

4. 로켓발사

해설 희：로켓에작용하는힘은로켓엔진의추진력과로

켓에작용하는중력이다. 추진력이중력보다크므로로켓은위

쪽으로점점속력이증가할수있다.

약점 체크 철수：로켓을 운동시키는 힘은 로켓이 분사하는

가스에 작용하는 힘의 반작용이다. 지면이 로켓을 어올리는

것이아니므로가스가지면에가하는힘의반작용이아니다.

민수：로켓이위쪽으로가속되기때문에우주인들의몸무게

는 무거워진다. 실제로 로켓이 발사될 때 우주인들은 하늘을

보고누워있는자세인데, 이때몸에강한압력을느낀다.

5. 미끄럼틀에서의운동마찰력

해설 ㄱ. 0~3초 동안 등가속도 운동을 하여 9m를 이동하

으므로, 다음그래프에서 3초일때의속력은v=6m/s이다.

ㄴ. v=6m/s이므로 가속도를 나타내는 그래프의 기울기는

2m/s¤ 이다.

ㄷ. 어린이에게작용하는수직항력과중력의합력은mg sin h

=20_10_ =80(N)이다. 그런데 어린이에게 작용하

는합력이 20_2=40(N)이므로, 어린이에게작용하는운동

마찰력은40N이다.

한걸음더 역학적에너지의감소

어린이의 운동 마찰력을 다음과 같이 구할 수도 있다. 어린이

의 위치 에너지 감소량이 720J이고 Q점에서 어린이의 운동

에너지가 360J이므로, 마찰력이한일은 360J이다. 따라서마

찰력을 f라하면, f_9=360에서 f=40N이다.

6. 도르래에의한세물체의운동

해설 A에는 10N의 중력이 작용하고 B에는 20N의 중력

이 작용하므로 실이 끊어지기 전 수레의 가속도는 20-10=

3.61259

0

9m

v

3

속력( )

m

s

시간(s)

| 운동의법칙02

1. ② 2. ③ 3. ④ 4. ② 5. ⑤ 6. ①

7. ④ 8. ② 9. ③ 10. ④ 11. ⑤ 12. ①

본문 29~31쪽

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ8

(1+1+2)_a에서 a=2.5m/s¤ 이다. 따라서 0.8m 지점을

지나는순간의속력은v¤ =2_2.5_0.8에서v=2m/s이다.

Q점을 지나는 순간부터는 합력의 방향이 왼쪽이므로, 가속

도는-10=(1+1)a에서 a=-5m/s¤ 이다. 따라서Q점으

로부터 속도가 0인 지점까지의 거리 s는 0¤ -2¤ =2_(-5)

_s에서 s=0.4m이다.

7. 운동마찰계수

해설 마찰이없는면에서는속력이 5m/s로일정하므로기준

선과 도착선 사이의 거리는 5m/s_2s=10m이다. 따라서

마찰이 있는 면에서 도착선을 통과하는 순간의 속력을 v라고

하면, 그래프 아래의 넓이가 10m가 되어야 한다. 따라서

_2.5=10에서v=3m/s이다.

마찰이 있는 면에서의 가속도는 =-0.8(m/s¤ )이므

로, 물체의 질량이 m이면 운동 마찰력의 크기는 0.8m이다.

따라서운동마찰계수는l= =0.08이다.

8. 작용과반작용

해설 ㄴ. 일정한 속력으로 내려오고 있으므로, A에 작용하는

마찰력은중력과 크기가 같은Mg이고, B에 작용하는마찰력

은mg이다. 따라서A에작용하는마찰력이더크다.

약점체크 ㄱ. A와B에작용하는수직항력의크기는두자석

사이에작용하는자기력의크기와같다. 운동제 3법칙에의해

각각에작용하는자기력의크기가같으므로, A와B에작용하

는수직항력의크기는같다.

ㄷ. 두 자석이 받는 수직 항력이 같은데A에 작용하는 마찰력

이더크므로 f=lN에서A와유리사이의운동마찰계수가

더크다.

9. 용수철로연결된두물체의운동

해설 ㄱ. 마찰이 없는 수평면 위에서 용수철로 연결된A와B

가 10N의 힘에 의해 함께 운동하므로, 10=(2+3)a에서

0.8m112mg

3-51122.5

0

5

v

2.5

속력( )

m

s

시간(s)

(5+v)11152

a=2m/s¤ 이다.

ㄴ. (나)에서도B의 가속도가 2m/s¤ 이므로, B가 받는 합력은

4N이다.

약점체크 ㄷ. (가)에서는A에작용하는합력이탄성력과같으

므로, 용수철의 탄성력은 3_2=6(N)이다. 그리고 (나)에서

도 B에 작용하는 합력이 탄성력과 같으므로, 탄성력은 2_2

=4(N)이다. 따라서 용수철의 늘어난 길이는 (가)에서가 더

길다.

10. 마찰력과마찰계수

해설 ㄱ. 나무 도막 1개를 용수철에 매달고 늘어난 길이 d를

측정하면, 나무도막에작용하는중력은kd가된다. 그리고수

평면에놓고나무도막이움직이는순간용수철의늘어난길이

d'를 측정하면 최 정지 마찰력은 kd'가 된다. 따라서 정지

마찰 계수는 l= = 가 된다. 즉, 주어진 도구로 정지

마찰계수를구할수있다.

ㄷ. 나무도막 1개에용수철을연결하여늘어난길이를측정한

후, 나무 도막을 한 개씩 올려놓으면서 용수철의 늘어난 길이

를 측정한다. 이때 나무 도막의 개수가 수직 항력에 비례하고,

용수철의늘어난길이가최 정지마찰력에비례하므로, 수직

항력과최 정지마찰력의관계를알수있다.

약점체크 ㄴ. 용수철의탄성계수를모르므로, 나무도막과실

험 사이의최 정지마찰력은구할수없다.

11. 두자석사이의작용과반작용

해설 ㄱ. 극을 바꾸었을 때 140g을 가리켰으므로, 극을 바꾸

기전에는자석B의무게가감소하 음을알수있다. 즉, 자석

A가B를 당긴 것이다. 따라서 두 자석은 다른 극끼리 마주보

고있었음을알수있다.

ㄴ. 극만 바꾸었으므로 자기력의 크기는 변하지 않고 방향만

변한것이다. 즉, 자석의무게(mg)-자기력`=0.8이고자석의

무게`+자기력`=1.4이므로 자석의 무게는 mg=1.1N이다.

따라서자석의질량은m=110g이다.

ㄷ. 아래쪽으로작용하는힘은중력 1.1N과자기력 0.3N이므

로, 용수철의탄성력은1.1+0.3=1.4(N)이다.

12. 도르래를통해연결된세물체의운동

해설 ㄱ. A와B의 가속도가 a로 같고, 질량은B가A의 2배

이므로, B에작용하는합력은A에작용하는합력의 2배이다.

약점 체크 ㄴ. A와 B에 작용하는 마찰력은 각각 lmg로 같

d'13d

kd'123kd

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 9

다. 따라서 전체에 한 운동 방정식은 3mg-2lmg=6ma

이므로l=;2#;1- 이다.

ㄷ. A에 작용하는 합력은TÅ-Tı-lmg이고, B에 작용하

는합력은Tı-lmg이다. B에작용하는합력이A에작용하

는 합력의 2배이므로, Tı-lmg=2(TÅ-Tı-lmg)에

서2TÅ=3Tı+lmg이다.

2a12g

1. ④ 2. ① 3. ③ 4. ⑤ 5. ① 6. ⑤

7. ② 8. ④ 9. ③ 10. ① 11. ③ 12. ④

본문 32~37쪽

1. 고정도르래와움직도르래

해설 ㄴ, ㄷ. 같은 시간 동안B가 이동하는 거리는A가 이동

하는 거리의 2배이므로, B의 가속도의 크기가 A의 2배이다.

그리고 A의 질량이 B의 4배이므로 A는 내려오고 B는 올라

간다.

이때 A의 가속도를 a라 하고, 줄에 걸리는 장력(줄이 물체를

당기는힘)을T라하면, A와B에 한운동방정식은각각다

음과같다.

A：40-2T=4a

B：T-10=2a

두식을연립하여풀면a=2.5m/s¤ 이고T=15N이다.

약점체크 ㄱ. 실의b부분과 c부분이고정도르래를통하여연

결되어있으므로, 두부분의실이받는힘의크기는같다. 뿐만

아니라a부분이받는힘의크기도b, c부분과같다.

2. 도르래로연결된두물체의운동

해설 ㄱ. Q점까지의 물체의 가속도는 10=(4+1)a에서

a=2m/s¤ 이다. 그런데마찰이없는면과있는면에서의운동

거리가 같으므로 가속도의 크기가 같다. 따라서 마찰이 있는

면에서가속도의크기는2m/s¤ 이다.

약점 체크 ㄴ. 1kg인 추의 가속도가 -2m/s¤ 이므로, 추에

연결된줄이추를당기는힘을T라하면, 10-T=1_(-2)

에서T=12N이다. 이 힘과 줄이 수평면 위의 물체를 당기는

힘의크기는같다.

ㄷ. 물체의 가속도가 -2m/s¤ 이므로 마찰력을 f라고 하면,

12-f=4_(-2)에서 f=20N이다. 물체에 작용하는 수직

항력이 40N이므로, 물체와 마찰이 있는 면 사이의 운동 마찰

계수는l=;4@0);=0.5이다.

한걸음더 마찰력이하는일

마찰이 있는 면의 마찰 계수는 다음과 같이 구할 수도 있다.

1kg인 추가 2d만큼 낙하하여 역학적 에너지가 2mgd=20d

만큼 감소하 다. 이 값은 마찰이 있는 면에서 마찰력이 한 일

과 같은데, 마찰력이 한 일은 lmgd=40ld이므로, 20d=

40ld에서l=0.5이다.

3. 운동마찰계수

해설 ㄱ. 마찰이없는면에서는물체가등속도운동을하므로,

기준선과 도착선 사이의 거리는 4v이다. 따라서 마찰이 있는

면에서의 물체의 속도를 나타낸 다음 그림에서 5초까지 그래

프아래의넓이가 4v이므로도착선을지나는순간의속력v'는

0.6v가된다.

ㄴ. 속도－시간 그래프의 기울기가 가속도이므로, 그래프에서

5초까지의가속도는 =-0.08v이다.

약점 체크 ㄷ. 물체의 질량을 m이라 하면 가속도가 -0.08v

이므로 운동 마찰력은-0.08mv가 된다. 수직 항력이mg이

므로 운동 마찰 계수는 l= = =0.008v

이다.

4. 줄로연결된두물체의운동

해설 ㄱ. (가)에서A와B가 등속도 운동을 하므로, A와B의

질량이같음을알수있다.

ㄴ. (나)에서A가경사면에놓여있으므로A에작용하는중력

과 수직 항력의 합력은 B에 작용하는 중력보다 작다. 따라서

A에마찰력이작용하지않으면A와B는등가속도운동을한

다. 그리나잡고있던손을놓았을때움직이지않는것으로보

아A에작용하는마찰력이최 정지마찰력보다작거나같음

을알수있다.

ㄷ. A를살짝 었을때등가속도운동을하므로, A에작용하

는합력보다B에작용하는중력이더큼을알수있으며, 일단

0.08v111g

0.08mv1112mg

0.6v-v11115

0

v

v'

5

속력( )

m

s

시간(s)

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ10

움직이면 최 정지 마찰력보다 작은 운동 마찰력이 작용하므

로, A에 작용하는 합력은 감소하여 정지 상태와 달리B에 작

용하는중력보다작다.

한걸음더 빗면에놓인물체가받는힘

A(수직항력)=mg cosh

B(마찰력)=mg sinh：수직 항력과 중력의 합력과 크기가

같다.

C(중력)=mg

D(중력과수직항력의합력)=mg sinh

5. 용수철로연결된두물체의운동

해설 ㄱ.A가 용수철에 연결되어 운동할 때에는 용수철의 탄

성력과운동마찰력의두힘을받는다. 그러나용수철로부터분

리되면 운동 마찰력만 받는다. 이때의 가속도는 (나)의 2초와

3.2초 사이의 그래프의 기울기와 같은 -1m/s¤ 이다. 따라서

A에작용하는운동마찰력의크기는 f=3_1=3(N)이다.

약점체크 ㄴ. A가용수철로부터분리되기전인 0~2초구간

에서두물체의가속도는 0.6m/s¤ 이므로두물체가받는합력

의 크기는 (3+2)_0.6=3(N)이다. 따라서A와B에 작용

하는운동마찰력의합은 10-3=7(N)이다. 그런데A에작

용하는 운동 마찰력이 3N이므로, B에 작용하는 운동 마찰력

의크기는7-3=4(N)이다.

2초 이후B에 작용하는 합력은 10-4=6(N)이므로 가속도

는 6=2a에서a=3m/s¤ 이다.

ㄷ. A의 운동 마찰 계수는 ;3£0;=0.1이고, B의 운동 마찰 계

수는 ;2¢0;=0.2이다.

6. 두자동차사이의작용과반작용

해설 ㄴ. 승용차에 작용하는 힘은 마찰력과 줄이 승용차를 당

기는힘이다. 줄이승용차를당기는힘이승용차에작용하는마

찰력보다크기때문에승용차의속력이조금씩증가한다.

ㄷ. 트럭에 작용하는 마찰력에 의해 트럭과 승용차의 속력이

증가한다. 따라서트럭에작용하는마찰력은줄이트럭을당기

는힘보다크다.

약점 체크 ㄱ. 작용반작용의법칙에 따라줄이승용차를 당기

BA

C

D

½

½

는 힘과 승용차가 줄을 당기는 힘은 크기가 같다. 그리고 줄이

트럭을당기는힘은줄이승용차를당기는힘과크기가같다.

7. 등가속도운동하는물체에작용하는힘

해설 ㄷ. 모형 자동차의 가속도의 크기가 2m/s¤ 이므로, 모형

자동차가받는합력의크기는 4_2=8(N)이다.

약점체크 ㄱ. 모형자동차의운동을기준선으로부터의거리와

시간의관계로나타낸식인d=10t-t¤ 과등가속도운동의식

인 s=vºt+;2!;at¤ 을 비교해 보면 가속도는 ;2!;a=-1에서

a=-2m/s¤ 이고, 처음속도는vº=10m/s이다.

ㄴ. 모형 자동차의 속도를 시간에 따라 나타내면 다음 그림과

같으므로, 기준선으로부터 25m 떨어진P점은반환점이된다.

그러나 가속도의 방향은 바뀌지 않는다. 즉, 힘의 방향은 P점

에서바뀌지않는다.

8. 정지마찰계수

해설 ㄱ. 물체가 움직일 때의 가속도는 (나)에서 0.4m/s¤ 이

다. 따라서 물체에 작용하는 운동 마찰력을 f라고 하면, 10-

f=(4+1)_0.4에서 f=8N이다.

ㄷ. (가)의 상태에서 줄이 물체를 당기는 힘은 10N이다. 움직

이지 않으므로 최 정지 마찰력은 10N보다 크거나 같다. 따

라서정지마찰계수는l;4!0);=0.25이다.

약점 체크 ㄴ. 마찰이있는 현재상태에서는 추를당기는힘을

T라고 하면, 10-T=1_0.4에서 T=9.6N이다. 물체에

5 시간(s)

10

0

25m

속도(

)

m

s

자료분석하기

기전에정지해있었으므로, 최 정지마찰력은 10N보다크다.

0~2초 구간에서 가속도가 0.4m/s¤ 인 등가속도 운동을 하므로,

추에작용하는중력이운동마찰력보다크다.

0

0.2

1.0

2

속력( )

m

s

시간(s)

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 11

마찰이작용하지않으면, 추의가속도 a가 10=(4+1)a에서

a=2m/s¤ 이다. 따라서 마찰이 없을 때 추를 당기는 힘T'는

10-T'=1_2에서 T'=8N이다. 따라서 줄이 추를 당기는

힘은마찰력이없을때보다크다.

9. 양쪽벽을미는힘

해설 ㄱ. 작용 반작용의 법칙에 따라 두 쇠파이프 A와 B가

받는힘은서로같다. 즉, 두고무판이쇠파이프A와B로부터

받는힘은서로같다. 따라서두고무판이문틀을미는힘의크

기는서로같다.

ㄴ. 그네와 어린이에 작용하는 중력과 두 고무판에 작용하는

마찰력의 합력은 서로 평형 관계에 있다. 따라서 고무판 한 개

에작용하는마찰력은0.5mg이다.

약점 체크 ㄷ. 문틀로부터 고무판에 작용하는 수직 항력은 증

가하나, 지지 에매달린어린이와그네의질량이변하지않았

으므로, 고무판과문틀사이의마찰력은커지지않는다.

10. 도로상태에따른마찰계수

해설 ㄱ. P점과 Q점 사이에서는 마찰력에 의해 등가속도 운

동을하므로, -lmg=ma에서자동차의가속도는a=-lg

=-0.9_10=-9(m/s¤ )이다.

따라서 P점과 Q점 사이에서의 운동을 나타낸 다음 그래프에

서기울기가-9m/s¤ 이다. vº=9t이고그래프아래의넓이가

18m이므로, 4.5t¤ =18에서 t=2초이고, vº=18m/s이다.

약점 체크 ㄴ. P점에서의 속력이 2vº로 2배이면, 제동 거리를

나타내는그래프아래의넓이는 4배인72m가된다.

ㄷ. 젖은 상태에서는 마찰 계수가 마른 상태의 ;9!;배이므로, 가

속도가 ;9!;배인-1m/s¤ 이다. 따라서 vº=t이고 그래프 아래

의 넓이가 18m이므로 0.5t¤ =18에서 t=6초이다. 따라서

vº=6m/s이다.

11. 두용수철에매달린물체

해설 ㄱ. A가 받는 힘은 50N이고B가 받는 힘은 30N이다.

늘어난 길이가 같으므로 A와 B의 용수철 상수를 각각 kÅ와

0

v¼

t

속력( )

m

s

시간(s)

kı라고하면, 50=kÅd와30=kıd에서kı=0.6kÅ이다.

ㄴ. A의 탄성력이 50N이므로 2kg인 추가A로부터 받는 탄

성력은 50N이다. 그리고B로부터 30N의탄성력을받으므로

탄성력의합력은 50-30=20(N)이다.

약점 체크 ㄷ. 2kg인 추에 아래쪽으로 작용하는 힘은 중력

20N과 용수철 B로부터 받는 탄성력 30N의 합력인 50N이

다. 이합력과A의탄성력이평형을이루고있다.

12. 시간기록계의분석

해설 과정Ⅱ의결과：가속도를나타내는구간간격의변화

가 2.5cm이고, 시간 단위는 6타점이 찍히는 0.1s이므로, 가

속도는 2.5cm/(0.1s)¤ =2.5m/s¤ 이다. 추에 작용하는 중력

에 의해 수레와 추가 등가속도 운동을 하므로, 수레의 질량을

m수라고 하면, 1.0_10=(m수+1.0)_2.5에서 m수=3kg

이다.

과정Ⅲ의결과：구간간격의변화가 2cm이므로, 가속도는

2m/s¤ 이다. 철판의 질량을 m철이라고 하면, 1.0_10=

(3+m철+1)_2에서m철=1kg이다.

1. ② 2. ③ 3. ① 4. ②

본문 38~39쪽

1. 등가속도운동하는물체에작용하는힘

해설 0.8초이전에는출발점에서점점멀어지다가 0.8초이

후에는 다시 가까워지므로, 0.8초 이전과 이후의 운동 방향이

다르다. 따라서 0.8초일때물체의순간속력이0이다.

각구간간격이 0.7m, 0.5m, 0.3m, 0.1m로 0.2m씩일정

하게 감소하다가 물체의 운동 방향이 바뀌면서 0.1m, 0.3m,

0.5m, 0.7m로 0.2m씩 일정하게 증가하 으므로 물체의 가

속도는 일정하다. 그리고 물체의 가속도 방향은 물체의 출발

방향과항상반 방향이다.

속력을 나타내는 구간 간격이 0.2초마다 0.2m씩 변하 으

므로, 가속도의크기는 =5m/s¤ 이다.

가속도의 크기가 5m/s¤ 이므로, 물체가 받는 힘의 크기는

10N으로일정하다.

0.2m1112(0.2s)¤

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ12

2. 운동마찰계수

해설 ㄱ. 물체가 1초동안 0.5m를이동하 으므로물체의가

속도 a는 0.5=;2!;_a_1¤ 에서 a=1m/s¤ 이다. 따라서 물체

가 받은 힘은 2_1=2(N)이며, 이 힘이 수레와 물체 사이의

운동 마찰력이다. 따라서 수레와 물체 사이의 운동 마찰 계수

는 ;2™0;=0.1이다.

ㄷ. 수레에 작용하는 힘이 보다 작으면 수레의 가속도가

1m/s¤ 보다 작다. 물체가 정지 상태에서 받는 힘이 운동 마찰

력인 2N보다도 작으므로 최 정지 마찰력보다 작다. 따라서

물체는수레위에서미끄러지지않고함께운동한다.

약점 체크 ㄴ. 수레가 1초 동안에 1m를 이동하 으므로 수레

의 가속도 a'는 1=;2!;_a'_1¤ 에서 a'=2m/s¤ 이다. 물체가

4N의 힘을 받으면 물체의 가속도가 2m/s¤ 으로 수레와 같으

므로, 물체는수레위에서미끄러지지않는다. 그러나미끄러졌

으므로수레가받는최 정지마찰력의크기는4N보다작다.

3. 두힘의합력(알짜힘)

해설 ㄱ. 철수가 줄을 당기는 힘과 줄이 철수를 당기는 힘은

크기가 같다. 철수의 가속도가 2m/s¤ 이므로 철수가 줄로부터

받는 힘의 크기는 50_2=100(N)이다. 따라서 철수가 줄을

당기는힘의크기도 100N이다.

약점 체크 ㄴ. 희가 물체를 당기는 힘의 크기는 50_1=

50(N)이다. 따라서 물체가 두 사람으로부터 받는 힘의 합력

은 왼쪽으로 50N이다. 따라서 물체의 가속도의 크기는

0.5m/s¤ 이다.

ㄷ. 0초부터 1초까지철수는오른쪽으로 1m를이동하고, 희

는 왼쪽으로 0.5m를 이동하며, 물체는 왼쪽으로 0.25m를 이

동한다. 따라서 1초일때철수와물체사이의거리는 0.25m이

고, 희와 물체 사이의 거리는 1.25m이다. 따라서 1초일 때

희와물체사이의거리는철수와물체사이거리의5배이다.

4. 도르래에연결된물체의운동

F152

해설 마찰이 있는 수평면 위에서A가 운동하므로, A에는 운

동마찰력이작용한다.

ㄴ. (가)에서는A의 속력이 2m/s로 일정하다. 중력 가속도가

10m/s¤ 이므로A와수평면사이의마찰계수를l라고하면,

10m=(40l+20) yy`

이성립한다. (나)에서는 4m/s¤ 의가속도운동을하므로,

(20+10m)-40l=(6+m)_4 yy`

이성립한다. 이두식, 에서m=4kg, l=0.5이다.

약점체크 ㄱ. C의질량m은4kg이다.

ㄷ. (가)에서는 등속도 운동을 하므로, C를 당기는 힘이 40N

이다. (나)에서 당기는 힘을T라고 하면, (2+4)_10-T=

6_4에서T=36N이다. 즉, A와C를연결한실이C를당기

는힘의크기는(가)에서가(나)에서보다크다.

자료분석하기

(가)에서는 등속도 운동을 하므로, A에 작용하는 마찰력과 B에

작용하는중력을더한값은 C에작용하는중력과크기가같다.

(나)에서는 가속도가 4m/s¤ 인 가속도 운동을 하므로, B와 C에

작용하는중력을더한값은합이A에작용하는마찰력보다크다.

A

B Cm2kg

4kg

A

C

B

m

2kg

4kg

0 1

4

2

시간s

(나)가속도가 4m/s@인등가속도 운동

속도가 2m/s인등속도 운동

(가)

2m/s 4m/s@

속도(

)

ms

(가)

(다)

(나)

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 13

1. 충격량

해설 바닥에 충돌하기 직전 공의 속력은 v¡¤ =2_10_5에서

v¡=10m/s이고, 충돌직후공의속력은 v™¤ =2_10_1.8에

서 v™=6m/s이다. 따라서 운동량의 변화량은 2_6-

2_(-10)=32(kg¥m/s)이다. 그런데 운동량의 변화량은

충격량과 같으므로 공이 바닥으로부터 받은 충격량의 크기는

32N¥s이다.

약점체크 충돌직전과 직후속도의 방향이서로반 이다. 따

라서 위쪽을 (+)방향으로 정하면 충돌 직전의 속도는 (-)

값을갖는다.

한걸음더 바닥에충돌할때튀어오른높이와속력의관계

높이 h에서 자유 낙하한 물체가 바닥에 충돌하기 직전의 속

력은v='∂2gh이다.

바닥에 충돌한 후 튀어 오른 높이가 h'이면 충돌 직후의 속

력은v'="√2gh'이다.

∴속력의비는 =æ– 이다.

2. 운동량과충격량

해설 ㄷ. 평균 힘의 크기는 F평균= 이다. 그런데 힘을 받

은시간은A가B의 2배이고, 충격량의크기는B가A보다크

므로, 바닥으로부터받은평균힘의크기는B가A보다크다.

약점 체크 ㄱ. v¤ =2_10_12.8에서 바닥에 충돌한 직후 A

의속력은v=16m/s이다.

ㄴ. 충돌 직전 A와 B의 속력은 20m/s이고, 충돌 직후 A의

속력은 16m/s, B의 속력은 12m/s이다. 따라서 A와 B의

속도변화량은각각 36m/s, 32m/s이다. 그런데B의질량이

A의 2배이므로B가받은충격량의크기가A보다크다.

3. 힘－시간그래프해석

해설 ㄴ. 충격량의 크기가 1N¥s이므로 1=;2!;_0.5_F에

I12Dt

h'15hv'15v

서F=4N이다.

ㄷ. 평균힘의크기는F평균= = =2(N)이다.

약점 체크 ㄱ. 공의 속도 변화량의 크기가 5m/s이므로 공이

받은충격량의크기는I=mDv=0.2_5=1(N¥s)이다.

4. 충돌과운동량보존

해설 A와 B가 충돌한 후 A에 한 B의 속도가 2v이므로,

A와 B가 충돌한 후 A는 정지하고 B는 2v의 속도로 운동한

다. 따라서 B와 C가 충돌하여 한 덩어리가 된 후의 속도는

m_2v+m_v=2m_V에서V=;2#;v이다.

약점체크 A와B가충돌한후A의속도를 v¡, B의속도를 v™

라고 하면m_2v=m_v¡+m_v™, v™-v¡=2v가 성립한

다. 따라서v¡=0, v™=2v이다.

5. 힘－시간그래프의해석

해설 ㄱ. 힘－시간그래프아래의넓이가2N¥s이므로A가받

은충격량의크기는2N¥s이다. 따라서충돌후A는정지한다.

ㄴ. A가 정지하므로 충돌 후B의 운동량은 충돌 전A의 운동

량과 같다. 따라서 충돌 후 B의 운동량의 크기는 2kg¥m/s

이다.

약점 체크 ㄷ. A와 B가 받는 힘은 작용 반작용의 관계이므로

항상크기가같다. 따라서A와B가받은충격량의크기는같다.

6. 충돌과운동량보존

해설 ㄷ. 충돌후B의운동량크기는 12kg¥m/s이므로충돌

전A의운동량크기보다크다.

약점 체크 ㄱ, ㄴ. A가 받은 충격량이 왼쪽으로 2-(-10)

=12(N¥s)이므로 B가 받은 충격량의 크기는 12N¥s이다.

따라서B의질량은 3kg이다.

한걸음더 충돌과운동에너지

두 물체가 충돌하면 일반적으로 운동 에너지의 합이 감소한

다. 이것은 운동 에너지의 일부가 물체의 모양을 변형시키는

일로 소모되거나, 소리 에너지, 열에너지 등으로 전환되기 때

문이다.

탄성충돌：특별한경우두물체가충돌할때운동에너지가

보존되는 경우가 있는데, 이러한 충돌을 탄성 충돌이라고 한

다. 두물체가직선위에서정면으로탄성충돌을하면충돌전

후상 속도의크기가같다.

1120.5I12Dt

| 운동량과충격량03

1. ⑤ 2. ② 3. ⑤ 4. ② 5. ③ 6. ②

7. ③ 8. ④ 9. ② 10. ③ 11. ③ 12. ①

본문 46~48쪽

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ14

∴ 두 물체가 직선 위에서 정면으로 충돌할 때 상 속도의 크

기가 작아지면 운동 에너지의 합이 감소하고, 상 속도의 크

기가같으면운동에너지가보존된다.

7. 충돌과운동량보존

해설 ㄱ. 0.01_30=0.01_v+0.5_1에서충돌후고무탄

환의속도는v=-20m/s이다. 따라서속력은20m/s이다.

ㄴ. 나무 도막의 운동량이 0.5kg¥m/s만큼 변하 다. 따라서

나무도막이받은충격량의크기는 0.5N¥s이다.

약점체크 ㄷ. 충돌전운동에너지의합은E¡=;2!;_0.01_30¤

=;2(;(J)이고, 충돌 후 운동 에너지의 합은 E™=;2!;_0.01

_20¤ +;2!;_0.5_1¤ =;4(;(J)이다. 따라서 충돌 후 운동 에

너지의합은충돌전보다작다.

8. 충돌과운동량보존

해설 ㄱ. (나)에서 탄환과 수레의 속력은 0.01_100=

(0.01+0.99)_v에서v=1m/s이다.

ㄴ. 운동량이 보존되므로 (나)에서 탄환과 수레의 운동량은

(가)에서탄환의운동량과같다.

약점 체크 ㄷ. 운동 에너지는 E˚= 이다. 그런데 운동량

이 같으므로 운동 에너지는 질량에 반비례한다. 따라서 (나)에

서운동에너지의합은(가)에서의 ;10!0;배이다.

9. 충돌과운동량보존

해설 ㄴ. 충돌 후 한 덩어리가 된 속도가 충돌 전의 ;3@;배이므

로, 충돌후한덩어리가된A와B의질량은충돌전A의 ;2#;배

이다. 따라서B의질량은A의 ;2!;배인1kg이다.

약점 체크 ㄱ. 충돌 전 A의 속력은 =60(cm/s)=

0.6(m/s)이다. 따라서충돌전A의운동량의크기는p=2_

0.6=1.2(kg¥m/s)이다.

ㄷ. 충돌 전 A의 운동량과 충돌 후 한 덩어리가 된 A와 B의

운동량이 같다. 그런데 질량이 ;2#;배로 증가하므로E˚=

에서운동에너지는 ;3@;배로감소한다.

p¤1252m

311;2¡0;

p¤1252m

10. 분열과운동량보존

해설 ㄱ. A와B의 운동량의 합이 0이므로, A와B의 운동량

은 방향이 반 이고 크기가 같다. 따라서A와B는 서로 반

방향으로운동한다.

ㄴ. m_15=3m_vı에서B의속력은vı=5m/s이다.

약점 체크 ㄷ. 분열되는 동안A와B가 받은 충격량의 크기는

같다.

11. 분열과운동량보존

해설 ㄱ. A가 받는 힘과 B가 받는 힘은 작용 반작용의 관계

이다. 따라서두힘의크기는같다.

ㄴ. 분열후B의속력이 15m/s이면 2m_10=m_vÅ+m

_15에서 A의 속도는 vÅ=+5m/s이다. 따라서 A는 오른

쪽으로운동한다.

약점 체크 ㄷ. 분열 후 B의 속력이 20m/s이면 A는 정지한

다. 따라서운동에너지의합은분열전의2배가된다.

12. 분열과운동량보존

해설 4m_1=m_4+3m_v¡에서 분열 후 B의 속도의

수평 성분은 v¡=0이고, 0=m_3+3m_v™에서 분열 후B

의속도의수직성분은 v™=-1이다. 따라서속도를나타내는

화살표는아래쪽방향으로1칸이다.

1. ④ 2. ③ 3. ⑤ 4. ⑤ 5. ④ 6. ③

7. ④ 8. ⑤

본문 49~52쪽

1. 운동량과충격량

자료분석하기

시간

용수철이 최 로 압축된 순간=탄성력 최=수레에 작용하는 힘 최

t¡ t™ t£

20

0

40

길이 cm

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 15

해설 ㄴ. t™일 때 압축된 길이가 20cm=0.2m이므로 힘의

크기는 F=200_0.2=40(N)이다. 따라서 가속도의 크기

는a= =80(m/s¤ )이다.

ㄷ. t™일 때 속력은 0이고 t£일 때 속력은 4m/s이다. 따라서

t™~t£ 동안 수레가 받은 충격량의 크기는 0.5_4=2(N¥s)

이다.

약점 체크 ㄱ. 충돌 전 수레의 운동량의 크기는 p=0.5_4=

2(kg¥m/s)이다.

2. 힘－시간그래프의해석

해설 ㄱ. A가 받은 충격량의 크기는 IÅ=;2!;_0.02_3000

=30(N¥s)이고, 힘을받은시간은 0.02초이다. 따라서A가

받은평균힘의크기는F평균= =1500(N)이다.

ㄷ. 충돌전운동량이왼쪽으로 20kg¥m/s이고, B가받은충

격량의 크기가 40N¥s이다. 따라서 충돌 후B의 운동량이 오

른쪽으로 20kg¥m/s이므로 B가 벽에서 튀어나오는 속력은

10m/s이다.

약점 체크 ㄴ. B가 받은 충격량의 크기는 Iı=;2!;_0.04_

2000=40(N¥s)이므로 벽으로부터 받은 충격량의 크기는B

가A보다크다.

3. 힘－시간그래프의해석

해설 ㄱ, ㄴ. 그래프A, B 아래의 넓이가 같으므로 수레가A

와B에 충돌하는 동안 받은 충격량의 크기는 같다. 그런데 힘

을 받은 시간은 A의 경우가 B의 ;2!;배이므로 A로부터 받은

평균힘의크기가 2배더크다.

ㄷ. 수레가 받은 충격량의 크기가 8N¥s이므로 용수철에서 튀

어나올 때 운동량의 크기는 4kg¥m/s이다. 따라서 튀어나오

는속력은 2m/s이다.

4. 충돌과운동량보존

해설 ㄱ. 0~1초동안A의속도가5cm/s이고, 1~5초동안

A의속도가 3cm/s이다. 따라서 4m_5=4m_3+m_vı에서3초일때B의속도는vı=8cm/s이다.

ㄴ. 1~5초 동안A에 한B의 상 속도가 5cm/s이다. 따

라서L=5_4=20(cm)이다.

ㄷ. 1초일 때와 5초일 때 A의 속도 변화량의 크기가 2cm/s

301150.02

401250.5

로같으므로, 1초일때와 5초일때A가받은충격량의크기가

같다. 따라서 1초일 때와 5초일 때B가 받은 충격량의 크기도

같다.

5. 충격량과운동량보존

해설 충돌 전 A에 한 B의 상 속도의 크기가 (가)에서는

4m/s, (나)에서는 2m/s이므로, 충돌에 의해 받는 충격량의

크기는(나)가(가)의 ;2!;배이다. 그런데(가)에서A와B의속도

변화량이 각각 왼쪽으로 4m/s, 오른쪽으로 2m/s이므로,

(나)에서A와B의 속도 변화량은 각각 왼쪽으로 2m/s, 오른

쪽으로 1m/s가된다. 따라서충돌후A는왼쪽으로 1m/s로

운동하고B는정지한다.

6. 충돌과운동량보존

해설 ㄱ. 거리－시간 그래프의 기울기가 속력과 같으므로 화

살이 박힌 나무 도막의 속력은 2m/s이다. 따라서 운동량의

크기는p=1_2=2(kg¥m/s)이다.

ㄷ. 나무 도막에 박히기 전 화살의 속력은 0.05_v=2에서

v=40m/s이다.

약점체크 ㄴ. 나무도막이받은충격량의크기는 I=0.95_2

=1.9(N¥s)이다. 따라서 화살이 받은 충격량의 크기도

1.9N¥s이다.

7. 분열과운동량보존

해설 (가)：A와B의이동거리의비가 5：7이므로질량의

비는7：5이다. 따라서B의질량은 0.5kg이다.

(나)：A와추전체질량이 1kg이므로B의 2배이다. 따라서

s¡：s™=1：2이다.

자료분석하기

B

sÁ sª

A B

0.7kg

(가)

(나)

50cm 70cm

이동 거리의 비가

5:7이면 질량의 비는

7:5이다.

질량의 비가 2:1이므로

이동 거리의 비는 1:2이다.

0.5kg

A

0.3kg

1kg

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ16

1. 충돌과운동량보존

해설 ㄴ. B와 C가 충돌한 직후 B의 속도는 왼쪽으로 1m/s

이므로, B가 C로부터 받은 충격량은 왼쪽으로 10N¥s이다.

따라서 4초일때C의운동량은오른쪽으로 10kg¥m/s이다.

ㄷ. 6~8초 동안 A에 한 B의 상 속도가 오른쪽으로

2m/s이다. 따라서충돌후A는왼쪽으로 1m/s로운동하고,

B는오른쪽으로 1m/s로운동한다.

약점 체크 ㄱ. 0~2초 동안 A에 한 B의 상 속도가

=3(m/s)이므로, B의속도는4m/s이다.8-21122

2. 마찰과운동량보존

해설 (나)에서B의속도가 2v이므로마찰이있는면을통과한

직후A의속도는4v이다. 따라서마찰력이한일은 ;2!;_m_

4v¤ -;2!;_m_6v¤ =-10mv¤ 이다. 따라서 lmgscos180˘

=-10mv¤ 이므로A와 마찰이 있는 면 사이의 운동 마찰 계

수는l= 이다.10v¤115gs

1. ⑤ 2. ④

본문 53쪽

8. 운동량보존과운동에너지

해설 ㄱ. 실을끊기전과후의운동량의합이같다. 따라서5_

3=3_v에서v=5m/s이다.

ㄴ. 실을 끊기 전B의 운동량은 9kg¥m/s이고, 실을 끊은 후

운동량은 15kg¥m/s이다. 따라서 실을 끊은 후 B가 용수철

로부터받은충격량의크기는 15-9=6(N¥s)이다.

ㄷ. (나)에서 B의 운동량과 (가)에서 A와 B 전체의 운동량이

같다. 그런데 (나)에서B의 질량이 (가)에서A와B 전체 질량

의 ;5#;배이므로E˚= • 에서(나)에서B의운동에너

지는(가)에서A와B 전체의 ;3%;배이다.

113m

p¤1252m

자료분석하기

10 2 3 4 5 6 7 8

2

4

6

8

ts

m

x

B와 C충돌

A와 B충돌기울기=3m/s

=A에 한 B의상 속도

A에 한 B의 상 속도=왼쪽으로 2m/sB의 속도=왼쪽으로 1m/sB가 C로부터 받은 충격량=10N∙s

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 17

1. 일

해설 ㄱ. 운동 마찰 계수가 0.3이므로 (가)에서 운동 마찰력의

크기는 f¡=lmg=0.3_10_10=30(N)이다. 따라서 철

수가상자를미는힘의크기는30N이다.

ㄴ. (나)에서 운동 마찰력의 크기는 f™=0.3_20_10=

60(N)이다.

약점 체크 ㄷ. 희가 작용한 힘의 크기가 철수의 2배이고 이

동거리도 2배이다. 따라서 희가한일은철수의 4배이다.

2. 힘－거리그래프의해석

해설 힘이 한 일은 힘－이동 거리 그래프 아래의 넓이와 같으

므로 W¡=30_8=240(J), W™=20_12=240(J)이다.

따라서W¡：W™=1：1이다.

3. 도르래를이용할때의일과일률

해설 ㄴ. 물체가 올라간 높이가 2m이므로 힘F로 당긴 줄의

길이는 s=4_2=8(m)이다.

약점체크 ㄱ. 1000N=4F에서힘F의크기는250N이다.

ㄷ. 힘F의크기는 250N이고줄을당기는속력은 0.8m/s이

다. 따라서힘F의일률은P=250_0.8=200(W)이다.

4. 일

해설 ㄱ. 물체의 속도가 일정하므로 운동 마찰력의 크기는 줄

을 당기는 힘의 수평 성분과 같다. 따라서 f=200_cos 30˘

=100'3(N)이다.

ㄷ. 물체를당기는힘이한일은W=Fs cos h=200_10_

=1000'3(J)이다.

약점 체크 ㄴ. 줄을 당기는 힘의 수직 성분이 100N이므로 수

직 항력은 400N이다. 따라서 100'3=l_400에서 운동 마

찰계수는l= 이다.

5. 에스컬레이터의일과일률

해설 ㄱ. 에스컬레이터가 철수에게 작용한 힘과 철수에게 작

용한 중력이 평형을 이룬다. 따라서 에스컬레이터가 철수에게

작용한힘의크기는철수의무게와같은600N이다.

ㄴ. 철수가 힘의 방향으로 올라간 높이가 15m이므로 에스컬

레이터가한일은W=600_15=9000(J)이다.

약점 체크 ㄷ. 걸린 시간이 15초이므로 에스컬레이터의 일률

은P=:ª;1)5);º:=600(W)이다.

6. 충돌과운동에너지

해설 A에서 볼 때 충돌 전B의 속력이C의 2배이다. 그리고

충돌후A에서본B와C의속력은모두0이다. 그런데A에서

보더라도운동량이보존되어야하므로C의질량이B의 2배이

다. 따라서 B, C 전체의 질량은 3m이고 속력은 A와 같은

v이다. 그러므로 tº 이후 B와 C의 운동 에너지 합은 ;2!;_3m

_v¤ =;2#;mv¤ 이다.

'3124

'3122

| 일과에너지04

1. ② 2. ① 3. ② 4. ③ 5. ③ 6. ③

7. ⑤ 8. ④ 9. ⑤ 10. ① 11. ③ 12. ③

본문 64~66쪽

자료분석하기

줄을당기는힘이F이므로줄의모든부분에걸리는힘은F이다.

물체의 무게가 1000N이므로 줄이 위쪽으로 당기는 힘의 합력도

1000N이다. 따라서줄에걸리는힘은F=250N이다.

물체가 올라간 높이를 h, 힘 F로 당긴 줄의 길이를 s라고 하면 일

의이득이없으므로다음관계가성립한다.

1000h=250s ∆ s=4h

따라서 물체의 속력이 0.2m/s이면 힘 F가 줄을 당기는 속력은

0.2_4=0.8(m/s)이다.

100kg

1000N

F F F F

4F=1000N

∴F=250N

자료분석하기

거리－시간그래프의기울기는A가본 B와 C의상 속도이다.

4L

0 tº

Ltº3L

2LL

m C

B

12

거리(

)

시간(s)

A에 한 C의 상 속도

vAC=-=--v'

충돌 후 B와 C의 상 속도=0

2Ltº

A에 한 B의 상 속도

vAB= =v'-

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ18

v최 =2m/s이다.

약점 체크 ㄴ. 용수철을 10cm만큼 늘 을 때 위치 에너지가

;2!;_200_0.1¤ =1(J)이므로, 5cm 지점에서 위치 에너지는

;4!;배인0.25J이다. 따라서5cm 지점에서운동에너지는0.75J

이다.

ㄷ. 수레에 작용하는 최 힘이F최 =200_0.1=20(N)이

다. 그런데 수레의 질량이 0.5kg이므로 가속도의 최댓값은

a최 = =40(m/s¤ )이다.

11. 탄성력에의한위치에너지

해설 ㄱ. (가)와 (나)에서물체에작용하는중력과탄성력이평

형을 이룬다. 그런데 중력의 크기가 (나)가 (가)의 2배이다. 따

라서B에작용하는탄성력의크기는A의 2배이다.

ㄴ. (가)에서 용수철이 늘어난 길이는mg=kx에서 x=

이다. 따라서 탄성력에 의한 위치 에너지는 Eπ=;2!;_k_

2= 이다.

약점 체크 ㄷ. 용수철이 늘어난 길이는 (나)가 (가)의 2배이다.

따라서탄성력에의한위치에너지는(나)가(가)의4배이다.

12. 충돌에서의운동량과역학적에너지

해설 충돌할 때 운동량이 보존되므로 0.1_5=0.1_(-1)

+0.2_vı에서 충돌 직후B의 속도는 vı=3m/s이다. 따라

서 ;2!;_0.2_3¤ =;2!;_45_x¤ 에서 용수철이 최 로 압축되

는길이는x=0.2m=20cm이다.

약점 체크 충돌하는 경우에는 반드시 운동량 보존 법칙을 이

용해야한다.

m¤ g¤12232k

mg125k

mg125k

201250.5

1. ③ 2. ② 3. ② 4. ⑤ 5. ① 6. ②

7. ④ 8. ④ 9. ③ 10. ④ 11. ② 12. ④

본문 67~72쪽

약점 체크 등속도 운동하는 좌표계에서는 좌표계의 속도에 관

계없이운동량보존의법칙이성립하며, A를기준으로사용하

면B와C의질량을쉽게구할수있다.

한걸음더 정지좌표계에서질량계산

충돌 전 B의 속도를 vı=v+v'라고 하면 C의 속도는 vÇ=

v-;2!;v'이다. 그런데 충돌할 때 운동량이 보존되므로 m_

(v+v')+mÇ_v-;2!;v'=(m+mÇ)v가성립한다. 따라

서mÇ=2m이다.

7. 운동에너지

해설 (가)와 (나)에서 수레의 운동 에너지는 각각E˚=;2!;_1

_1¤ =0.5(J), E˚=;2!;_0.5_3¤ =;4(;(J)이다. 따라서 (나)

에서막 자가 려들어가는길이는4_;2(;=18(cm)이다.

약점 체크 막 자가 려들어가는 길이는 수레의 운동 에너

지에비례한다.

8. 중력과역학적에너지보존

해설 ㄱ. 공이낙하하면높이가 15m 낮아지므로감소하는위

치에너지는0.2_10_15=30(J)이다.

ㄷ. 지면에 닿는 순간 운동 에너지가 40J이므로 40=;2!;_0.2

_v¤ 에서공의속력은v=20m/s이다.

약점 체크 ㄴ. 처음 운동 에너지가 ;2!;_0.2_10¤ =10(J)이

므로지면에닿는순간운동에너지는40J이다.

9. 중력과역학적에너지보존

해설 수레가 등가속도 운동을 하므로 수레의 속력은 시간에

비례하고, 운동 에너지는 시간의 제곱에 비례한다. 따라서 운

동 에너지는E˚=at¤ (a는 상수)과 같이 나타낼 수 있다. 그런

데운동에너지와위치에너지의합이일정하므로E˚+Eπ=E(일정)에서 위치 에너지는 Eπ=-at¤ +E가 된다. 따라서

위로볼록한포물선모양이다.

약점 체크 이동한 거리에 따른 위치 에너지 그래프는 ②와 같

이오른쪽아래로향하는직선모양이된다.

10. 탄성력과역학적에너지보존

해설 ㄱ. ;2!;_0.5_v최 ¤ =;2!;_200_0.1¤ 에서 최 속력은

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 19

1. 일

해설 ㄱ. 속도가 일정한 t~2초 동안 합력이 0이다. 그런데

엘리베이터가 작용한 힘이 500N이므로 중력의 크기도 500N

이다. 따라서철수의질량은 50kg이다.

ㄴ. 0~t 동안 합력이 위쪽으로 50N이므로 철수의 가속도가

위쪽으로1m/s¤ 이다. 따라서 t는 1초이다.

약점 체크 ㄷ. 2~4초 동안 가속도가-0.5m/s¤ 이므로 합력

이아래쪽으로 25N이다. 따라서엘리베이터가철수에게작용

하는 힘은 475N이다. 그런데 올라간 높이가 1m이므로 엘리

베이터가철수에게한일은475J이다.

2. 전동기의일률

해설 물체가 등속 운동하므로 전동기가 끄는 힘과 속력이 모

두일정하다. 따라서일률P=Fv는일정하다.

약점 체크 ⑤ 물체가 위쪽으로 등가속도 운동을 하도록 끌어

올리면오른쪽위로향하는직선이된다.

3. 일률

해설 ㄷ. 물체를 끄는 힘이 같고 속력은 (나)가 (가)의 1.5배이

다. 따라서P=Fv에서 물체를 끌어올리는 일률은B가A의

1.5배이다.

약점 체크 ㄱ. (가), (나) 모두 물체가 등속도 운동을 하므로 물

체에작용하는합력은 0이다. 따라서기중기가물체를끄는힘

은mg sin h로같다.

ㄴ. (가)와 (나)에서 물체를 끌어올린 높이가 같으므로 A와 B

가한일은같다.

4. 일－에너지정리

해설 6m 지점까지 A와 B에 한 일의 비가 3：2이므로 6m

지점에서 A와 B의 운동 에너지의 비는 3：2이다. 그런데 질

량의 비가 2：3이므로 속력의 비는 ;2!;_2_vŤ ：;2!;_3_

vı ¤ =3：2에서속력의비는vÅ：vı=3：2이다.

약점체크 힘－이동거리그래프아래의넓이는힘이한일과같

고, 힘이물체에한일은물체의운동에너지변화량과같다.

5. 운동량과운동에너지

해설 ㄱ. E˚=;2!;mv¤ = 이므로 p='ƒ2mE˚이다. 따라

서충돌전A의운동량의크기는'ƒ2mEº이다.

약점 체크 ㄴ. 충돌 전A의 운동량과 충돌 후A, B의 운동량

은같다. 그런데E˚= 에서운동량은같고질량이 4배증

가하므로 운동 에너지는 ;4!;배로 감소한다. 따라서 충돌 후 A

와B의운동에너지는 ;4!;Eº이다.

ㄷ. 충돌후A와B의운동에너지가 ;2!;_4m_v¤ =;4!;Eº이므

로충돌후A와B의속력은v=æ– 이다.

6. 일률과위치에너지

해설 ㄷ. 물체의 속력이 일정하므로 운동 에너지가 일정하다.

따라서전동기가물체에한일은물체의위치에너지증가량과

같다.

약점 체크 ㄱ. 물체의 질량이 같으므로 물체에 작용하는 중력

의크기는(가)와(나)에서같다.

ㄴ. 빗면의 경사각은 (나)가 (가)보다 크므로 줄이 물체를 끄는

힘의 크기는 (나)가 (가)보다 크다. 따라서 물체를 끌어올리는

일률은Q가P보다크다.

7. 충돌과역학적에너지보존

해설 ㄱ. 운동량이 보존되므로 1_3=1_(-1)+2_v에

서충돌후B의속력은v=2m/s이다.

ㄷ. 3=;2!;_600_x¤ 에서 용수철이 최 로 압축되는 길이는

x=0.1m=10cm이다.

Eº1258m

p¤1252m

p¤1252m

자료분석하기

1

0 t 2 3 4시간s

속도가 일정하다.합력이 0이다.

속도

ms

550

500

F

0 t 2 3 4시간s

N

힘

합력이 50N이다.가속도가 1m/s@이다.

합력이 0이므로 희의

무게가 500N이다.

이동한 거리

=-\2\1=1m

기울기가 1이다. t는 1초이다.

12

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ20

1. ① 2. ④ 3. ③ 4. ⑤

본문 73~74쪽

1. 일과충격량

해설 ㄱ. 0~2초동안가속도가 3m/s¤ 이므로기중기가당기

는 힘의 크기는 1300N이다. 따라서 기중기가 한 일은 W¡=

F¡s=1300_6=7800(J)이다.

약점 체크 ㄴ. 2~7초 동안 중력은 아래쪽으로 1000N이고

약점체크 ㄴ. 용수철이최 로압축된순간두수레가한덩어

리가 되므로 A와 B의 속도는 1m/s로 같다. 따라서 운동 에

너지는 ;2!;_3_1¤ =1.5(J)이다. 그런데 충돌 전 A의 운동

에너지가 4.5J이므로 탄성력에 의한 위치 에너지는 3J이다.

즉, 탄성력에의한위치에너지의최댓값은3J이다.

8. 마찰과역학적에너지

해설 ㄴ. 용수철에 충돌하기 직전 운동 에너지는 10J이다. 따

라서 10=;2!;_500_x¤ 에서 용수철이 최 로 압축되는 길이

는x=0.2m=20cm이다.

ㄷ. 마찰이 있는 면 2m를 통과하면서 감소한 운동 에너지가

12J이므로마찰력의크기는 12=f_2에서 f=6N이다. 그런

데 수직 항력이 20N이므로 운동 마찰 계수는 l=;2§0;=0.3

이다.

약점 체크 ㄱ. (가)와 (나)에서 운동 에너지는 각각 16J, 4J이

다. 따라서마찰력이한일은-12J이다.

한걸음더 마찰력이하는일

마찰이 있는 수평면에서 물체가 미끄러질 때 마찰력의 방향

은 운동 반 방향이다. 따라서 이때 마찰력이 하는 일은 0보

다작다.

물체가왼쪽으로통과할때와오른쪽으로통과할때, 마찰력

의 크기와 마찰면의 길이가 같으므로 마찰력이 한 일은 같다.

따라서 마찰면을 1번 통과할 때마다 물체의 운동 에너지는 6J

씩준다.

9. 역학적에너지보존

해설 용수철의압축길이가일정하면역학적에너지는일정하

므로E=mgh가일정하다. 따라서h는m에반비례한다.

약점 체크 ⑤ 수레의 질량이 일정하고 용수철을 압축하는 길

이 x가 변하면, h•x¤ 이 성립한다. 따라서 ⑤와 같이 아래로

볼록한포물선모양이된다.

10. 반발과역학적에너지

해설 그림에서 탄성력에 의한 위치 에너지는 ;2!;_120_0.1¤

=0.6(J)이므로, 반발 직후 A와 B의 운동 에너지의 합은

0.6J이다. 그런데 A와 B의 운동량의 크기가 같으므로 E˚=

에서 질량이 ;2!;배인 A의 운동 에너지가 B의 2배이다.

따라서A와B의운동에너지는각각0.4J, 0.2J이다.

p¤1252m

h¡：0.4=0.1_10_h¡ ∆ h¡=0.4m=40cm

h™：0.2=0.2_10_h™ ∆ h™=0.1m=10cm

약점 체크 반발 직후 A의 속력이 B의 2배이다. 그런데 최고

높이는 수평면에서의 속력의 제곱에 비례한다. 따라서 h¡：

h™=4：1이다.

11. 충돌과역학적에너지

해설 ㄴ. (나)에서 올라간 높이가 같으므로 충돌 직후 A와 B

의속력은같다. 따라서B의운동에너지가A의 3배이다.

약점 체크 ㄱ. 충돌 직전 A의 속력은 mghº=;2!;mvº¤ 에서

vº='ƒ2ghº이다.

ㄷ. 충돌 직전 A의 속력을 vº라고 하면 mvº=m_(-v)

+3mv에서 충돌 직후 A와 B의 속력은 v=;2!;vº이다. 따라

서h= 이다.

12. 반발과역학적에너지

해설 ㄱ. 0.3_2=0.1_(-2)+0.2_v에서 v=4m/s

이다.

ㄷ. 운동 에너지의 합이 1.2J 증가했으므로 (가)에서 탄성력에

의한 위치 에너지는 1.2J이다. 따라서 1.2=;2!;_240_x¤ 에

서용수철이압축된길이는x=0.1m=10cm이다.

약점 체크 ㄴ. 실을 끊기 전 A와 B의 운동 에너지는 각각

0.2J, 0.4J이고, 실을 끊은 후 A와 B의 운동 에너지는 각각

0.2J, 1.6J이다. 따라서 용수철이 A와 B에 한 일은 각각 0,

1.2J이다.

hº154

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 21

속력은 위쪽으로 6m/s이다. 따라서 중력의 일률은 P™=

1000_6_cos180˘=-6000(W)이다.

ㄷ. 0~2초 동안 물체가 기중기로부터 받은 충격량의 크기는

I¡=1300_2=2600(N¥s)이고, 7~10초 동안 기중기가

당기는 힘의 크기가 800N이므로 물체가 기중기로부터 받은

충격량의 크기는 I£=800_3=2400(N¥s)이다. 따라서

7~10초 동안 물체가 기중기로부터 받은 충격량의 크기는

0~2초동안보다작다.

2. 일과운동에너지

해설 ㄱ. 50_12+60_3=60_v에서 고난 후B의 속도

가 v=13m/s이므로, B가 받은 충격량은 I=Dp=600N¥s

이다. 따라서A가B를민시간은 600=1500_t에서 t=0.4

초이다.

ㄴ. B의 운동 에너지 변화량이 ;2!;_60_13¤ -;2!;_60_3¤

=4800(J)이다. 따라서 A가 B를 미는 힘이 한 일은 4800J

이다.

약점 체크 ㄷ. 기 전과 후 운동 에너지의 합은 각각 다음과

같다.

E¡=;2!;_50_12¤ +;2!;_60_3¤ =3870(J)

E™=;2!;_60_13¤ =5070(J)

따라서 고난후의운동에너지의합이더크다.

3. 운동량보존과역학적에너지

해설 ㄱ. 충돌 직전 추의 속력이 vº='∂2gl이므로 추가 받은

충격량의크기는m'∂2gl이다.

ㄷ. 충돌 직후 수레의 운동 에너지는 이다. 따라서 용수

철이 최 로 압축된 순간 탄성력에 의한 위치 에너지는

이다.

약점체크 ㄴ. 충돌직후수레의속력은 ;2!;vº=æ– 이다. 따

라서 ;2!;kx¤ =;2!;_2m_ 에서 용수철이 최 로 압축되

는길이는x=æ≠ 이다.mgl115k

gl132

gl132

mgl1152

mgl1152

4. 마찰력이한일과역학적에너지

해설 마찰이 있는 면을 통과한 후A의 운동 에너지는mv¤ -

2lmgL이다. 그리고A가B와충돌한후한덩어리가되므로

질량은 ;2#;배증가한다. 그런데운동량이보존되므로운동에너

지는 ;3@;배로감소한다. 따라서 ;2!;kx¤ =;3@;(mv¤ -2lmgL)에

서용수철이최 로압축되는길이는x=æ≠

이다.

약점 체크 E˚= 이므로 운동량이 같으면 운동 에너지는

질량에 반비례한다. 따라서 충돌에 의해 질량이 ;2#;배로 증가

하면충돌전과후의운동량이같으므로운동에너지는 ;3@;배로

감소한다.

p¤1252m

4m(v¤ -2lgL)11111113k

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ22

1. 저항, 전압계, 전류계, 전원장치의연결

해설 ㄴ. 저항이 일정하고 저항에 걸리는 전압이 일정하므로

전류의세기는일정하다.

ㄷ. 전압계는 저항의 왼쪽 끝과 접점 P 사이의 전압을 측정하

므로, 접점이 a에서 b쪽으로 이동할수록 전압계에 걸리는 전

압은증가한다.

약점 체크 ㄱ. 접점을 이동하더라도 전류가 흐르는 도선의 길

이가일정하므로회로의저항은일정하다.

2. 스위치가있는저항의혼합연결

해설 스위치 S가 열려 있을 때는 3X+R와 6X의 병렬 연결

이므로 3X+R과 6X에 각각 18V가 걸린다. 전류계에 흐르

는전류가 6A이면 6X에흐르는전류는 3A이므로 3X+R에

3A가 흘러야 한다. 따라서 3X+R는 6X이 되어야 하므로

R=3X이다.

스위치 S가 닫히면 3X에는 전류가 흐르지 않으므로 6X과R

에는 모두 18V가 걸린다. 따라서 R에 흐르는 전류는 6A이

고, 6X에 흐르는 전류는 3A이므로 전류계에 흐르는 전류는

9A이다.

3. 전류－전압그래프와저항의직렬연결

해설 전류－전압 그래프에서 기울기는 저항의 역수와 같으므

로A의저항은B의 4배이다.

ㄱ. R=q 에서동일한재질이므로q는같고단면적은A가

B의 ;2!;배이므로길이는A가B의 2배이다.

ㄴ. (나)에서저항이직렬로연결되어있으므로A, B의저항의

비와 전압의 비는 같다. A, B의 저항에 걸리는 전압의 합이

25V이므로 A, B에 걸리는 전압은 각각 20V, 5V이며, (가)

에서A, B에흐르는전류는 4A이다.

l1S

약점 체크 ㄷ. A, B에 흐르는 전류가 같으므로P=VI에 의

해전력은전압에비례한다. A, B에걸리는전압의비가 4：1

이므로소비전력의비도4：1이다.

4. 가변저항이있는저항의혼합연결

해설 ㄱ. 전원의 전압이 10V이고 전체 전류가 1A이면 합성

저항은 10X이되어야하는데, C의저항이 7X이므로A, B의

합성 저항은 3X이다. 따라서 =;1¡0;+ =;3!;에서

Rı=:£7º:X이다.

ㄷ. B의저항이증가하면A, B의합성저항도증가하므로A,

B에걸리는전압이증가하여C에걸리는전압은감소한다.

약점 체크 ㄴ. 저항의 병렬 연결에서 하나의 저항값은 일정하

고다른하나의저항값이증가하는경우합성저항도증가한다.

따라서A와B의합성저항은B가10X일때더크다.

한걸음 더 두 저항을 직렬로 연결하면 합성 저항은 저항값이

가장 큰 저항보다 크고(R>R¡, R™), 병렬로 연결하면 합성

저항은저항값이가장작은저항보다작다(R<R¡, R™).

직렬연결

병렬연결

5. 가변저항과전구의혼합연결

해설 R™와 전구의 합성 저항을R', R¡에 걸리는 전압은V¡,

R'에 걸리는 전압을 V'라 하면 R¡과 R'가 직렬 연결이므로

R¡：R'=V¡：V'이다.

ㄴ, ㄷ. R™가 증가하면 = + 에 의해 R'가 증

가하여V'가증가하므로전구에흐르는전류는증가한다.

약점 체크 ㄱ. R'가 일정한데 R¡이 증가하면 V¡이 증가하고

111R전구

112R™

112R'

V

I

R

V

V

I I

RÁ

RªI£

IÁ

V

VI I

RÁ

Vª

Rª

IÁ

VÁ

VI

R

V

IIª

112Rı

111RÅı

| 전류와전기저항05

1. ⑤ 2. ③ 3. ③ 4. ④ 5. ④ 6. ③

7. ② 8. ① 9. ① 10. ③ 11. ② 12. ②

본문 87~89쪽

Ⅱ.전기와자기

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 23

V'는감소한다. V'는전구에걸리는전압이므로V'가감소하

면전구의소비전력이감소하여전구의밝기는감소한다.

6. 전류의열작용

해설 저항A, B는10분동안온도변화가각각20æ, 10æ이

므로 발생한 열의 비는 2：1이다. 발생한 열은 저항의 소비 전

력에비례하고, 전압이일정할때소비전력은저항에반비례하

므로A, B의저항의비는1：2이다.

R=q 에 의해A의 저항이 q 이므로B는 q 이 되어

야한다.

7. 스위치가있는저항의연결

해설 ㄴ. (가), (나) 모두 스위치가 닫혀 있을 때, (가)는 R¡에

30V가 걸리고, (나)는 R¡, R™, R£의 혼합 연결이므로 R¡에

15V가걸린다.

약점체크 ㄱ. (가), (나) 모두스위치가열려있을때, R¡과R™

가 직렬 연결되어 있으므로 회로에 흐르는 전류의 세기는 6A

로같다.

ㄷ. (가), (나) 모두 스위치가 닫혀 있을 때, (가)의 전체 전류는

15A이고, (나)에서 R£에 15V가 걸리므로 흐르는 전류는

:¡6∞:A이다.

8. 합성저항구하기

해설 A점과 B점 사이의 합성 저항은 = +

= 에서RÅı=;3@;R이고, A점과C점사이의합성저항은

= + + = 에서RÅÇ=;3@;R이다.31252R

11252R

11252R

11252R

1115RÅÇ

31252R

11R

11252R

1115RÅı

2l13S

l1S

l1S

9. 직렬과병렬연결에서소비전력

해설 ㄱ. P= 에서R= 이므로전압이같을때전력

과 저항은 반비례 관계이다. 따라서 저항값은 A가 B의 ;2!;배

이다.

약점 체크 ㄴ. A에 걸리는 전압이 (가)에서는 :¡;3);º:V이고,

(나)에서는 100V이므로 P= 에서 소비 전력은 (가)에서

가(나)에서의 ;9!;배이다.

ㄷ. 병렬 연결에서는 A가 끊어지더라도 B에 걸리는 전압에

변화가 없으므로 B의 소비 전력도 변화가 없다. 그러나 전체

소비전력은A가끊어지므로감소하게된다.

10. 헤어드라이어의내부회로

해설 ㄱ. C만닫히면팬모터만작동되므로차가운바람만불

게된다.

ㄷ. A, B, C가 모두 닫히면 병렬 연결된 저항의 개수가 많아

지므로합성저항은감소한다.

약점체크 ㄴ. B와C가닫히면팬모터와니크롬선이병렬연

결되므로 팬 모터와 니크롬선에 걸리는 전압은 전원의 전압과

같다. 따라서 팬 모터의 소비 전력은 일정하므로 바람의 세기

는C만닫힐때와같다.

11. 저항의연결에서전체소비전력

해설 직렬 연결에서 합성 저항은RÅ+Rı이고, 병렬 연결에

서합성저항은 이다.

P= 에서 전체 소비 전력은 합성 저항에 반비례하므로

RÅ+Rı： =;3!;：;1¡6;이다.

따라서 3(RÅ+Rı)¤ =16RÅRı이므로 3RÅ=Rı 또는

RÅ=3Rı가 되어 RÅ：Rı=1：3 또는 RÅ：Rı=3：1

이다.

12. 합선과단선

해설 정상적인전구에불이들어오기위해서는정상적인전구

에 전류가 흘러야 하는데, 합선된 전구와 직렬로 연결되거나

단선된 전구와 병렬로 연결되면 정상 전구에 전류가 흐른다.

RÅRı1111RÅ+Rı

V¤12R

RÅRı1111RÅ+Rı

V¤12R

V¤12PV¤12R

자료분석하기

A점과 B점사이, A점과 C점사이의저항의연결은다음과같다.

A BCA

2R

R R

R

R R R

R R

2R

합성 저항 R

합성 저항 2R

합성 저항 2R

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ24

1. ⑤ 2. ③ 3. ④ 4. ② 5. ⑤ 6. ①

7. ④ 8. ⑤ 9. ④ 10. ③ 11. ① 12. ②

본문 90~95쪽

1. 스위치가있는저항의혼합연결

해설 ㄱ. 스위치가열려있을때회로의합성저항은4R이다.

ㄴ. 스위치가닫혀있을때A의왼쪽 ;2L;에걸리는전압은

이고 A의 오른쪽 ;2L;에 걸리는 전압은 이므로, A의 양끝

에걸리는전압은 이다.

ㄷ. 전류계에 흐르는 전류는 B에 흐르는 전류이다. 스위치가

열려 있을 때 B에 걸리는 전압은 이고, 스위치가 닫혀 있

을 때 B에 걸리는 전압은 이다. 스위치가 열려 있을 때가

닫혀있을때보다B에걸리는전압이 1.5배크므로전류도 1.5

배크다.

2. 저항의혼합연결과소비전력

해설 3X에흐르는전류가 2A이므로 3X과R에걸리는전압

은 6V이다. R의 소비 전력이 6W이므로 P= 에 의해

R=6X이고R에 흐르는 전류는 6V=I_6X에 의해 1A가

V¤12R

V153

V152

V152

V156

V153

된다. 3X과 R에 흐르는 전류의 합이 2X에 흐르는 전류이므

로 2X에흐르는전류는 3A이고전압은 6V이다. 따라서전원

장치의 전압은 12V이다. 2R는 12X이고 걸리는 전압은 전

원 장치의 전압인 12V이므로 소비 전력은 P= =

=12(W)이다.

3. 비저항과저항관계및저항의혼합연결

해설 ㄱ. 직선 막 의 길이를 r, 직선 막 와 반원형 막 의

비저항을 각각 q직, q반라 하면 직선 막 와 반원형 막 의 저

항의 비가 1：2이므로 1：2=q직 ：q반 가 되어 비저

항의비는q직：q반=3：2이다.

ㄷ. h=45˘일 때 R¡= , R™=;2#;R이므로 전체 합성 저항

은 ;1!0!;R이고, h=135˘일 때R¡=;2#;R, R™= 이므로 전

체 합성 저항은 :¡6¡:R이다. 전원 장치의 전압이 일정하므로

h=45˘일 때와 h=135˘일 때 전류계에 흐르는 전류의 비는

5：3이다.

약점 체크 ㄴ. h가 증가하면 R¡이 증가하고 R™가 감소한다.

따라서 R¡에 걸리는 전압 V¡은 커지고 R™에 걸리는 전압(R

에걸리는전압)은작아진다.

4. 저항 3개를이용한두종류의혼합연결

해설 ㄷ. a점과 c점에 흐르는 전류는 전체 전류이므로 전체

전류의세기가같으려면전체합성저항이같아야한다. (가)의

합성 저항은 ;3%;R이므로 (나)의 합성 저항이 ;3%;R가 되기 위해

서는 = + 에서RÅ=10R가되어야한다.

약점 체크 ㄱ. 전원의 전압을 V라 하면 (가)에서 2R와 R가

1125RÅ

11252R

1115;3%;R

R152

R152

pr12S

r15S

12¤1212

V¤12R

자료분석하기

스위치가 열려 있을 때와 닫혀 있을 때의 회로를 간단히 그려 보면

다음과같다.

A B

R 2R

C

R

V

A

B

2R

V

R R

R R

A

합성 저항R

스위치가닫혀있을때스위치가열려있을때

전구A는합선이되었고, 전구B는단선이되었다. 따라서P,

Q가모두불어들어오는경우는A와는직렬로, B와는병렬로

연결된ㄱ과ㄹ이다.

자료분석하기

h가 0˘~180˘이면 그림과 같은 저항 3개의 혼합 연결이다. 즉,

R¡과R™가반원형막 이고, R가직선막 이다.

+ -

전원 장치

R

Rª

RÁ

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 25

병렬 연결된 부분의 합성 저항은 ;3@;R이고, a점과 b점 사이의

저항R와 ;3@;R는 직렬 연결이므로 2R에 걸리는 전압은 ;5@;V

이다. 따라서 b점에 흐르는 전류는 ;5@;V=I∫_2R에 의해

I∫= 이다.

(나)에서직렬연결된R와R의합성저항은 2R이므로 d점에

흐르는전류는V=I∂_2R에서I∂= 이다. 따라서I∫는

I∂의 ;5@;배이다.

ㄴ. a점과b점사이에걸리는전압은Vå∫= _R=;5#;V

이고, c점과 d점 사이에 걸리는 전압은 Vç∂= _R=

;2!;V이다. 따라서a점과b점사이에걸리는전압은 c점과d점

사이에걸리는전압의 ;5;배이다.

5. 전류와전압의관계

해설 ㄱ. (나)에서 가변 저항기의 저항값은 R= =

=10(X)이다.

ㄴ. (나)에서가변저항기에걸리는전압과전류는비례한다.

ㄷ. (다)에서꼬마전구에걸리는전압이증가하면꼬마전구의

저항값은R¡= = =10(X), R™= ?13.33(X),

R£= ?17.14(X)으로증가함을알수있다.

6. 전력과일률

해설 지구의중력가속도를g라하면지구에서전원장치가공

급한전력은전동기가물체를끌어당기는일률은P(가)=

=mgv와 같다. 달의 중력 가속도는 ;6!;g이므로 달에서 전동

기가물체를끌어당기는일률은P(나)=3m_;6!;g_2v=mgv

이다.

7. 스위치가연결된회로

해설 스위치가 닫혀 있을 때는 4X인 저항이 전원에 연결된

회로이고, 스위치가 열려 있을 때는 그림과 같이 6X과 3X이

병렬로연결된것에4X과2X이직렬연결된회로이다.

mgh112t

6110.35

4120.3

2120.2

V15I

2120.2

V15I

V1252R

3V1255R

V1252R

V1255R

ㄱ. 스위치가 열려 있을 때 a점에 흐르는 전류는 전체 전류이

고, 6X과 3X에흐르는전류의합이다. 6X과 3X의병렬연결

이므로 b점에 흐르는 전류가 아래 3X에 흐르는 전류의 ;2!;배

이다. 따라서 a점에 흐르는 전류는 b점에 흐르는 전류의 3배

이다.

ㄷ. 스위치가 열려 있을 때 합성 저항은 8X이고, 스위치가 닫

혀있을때합성저항은 4X이므로P= 에의해전체소비

전력은 스위치가 열려 있을 때가 스위치가 닫혀 있을 때의 ;2!;

배이다.

약점체크 ㄴ. 전체전압을V라하면병렬연결된 6X과 3X의

합성 저항은 2X이므로 4X에는 ;2!;V가 걸리고 6X에는 ;4!;V

가 걸린다. 6X은 3X과 3X의 직렬 연결이므로 위쪽 3X에 걸

리는전압은 ;8!;V가된다. 따라서a점과b점사이에걸리는전

압은 ;2!;V+;8!;V=;8%;V이다.

8. 스위치가연결된회로에서발열량

해설 ㄱ. 스위치가 열린 상태에서 가변 저항값이 증가하면 병

렬 연결 부분의 합성 저항이 증가하므로, 전체 합성 저항이 증

가하여전체전류의세기는감소한다.

ㄴ. 가변 저항값을 R≈, R에 걸리는 전압을 V, 3R에 걸리는

전압을 V'라 하면, R≈와 3R의 합성 저항은 이고

R와 의직렬연결이므로저항의비는다음과같다.

R： =1： =V：V'

따라서V'= V이다.

R와 3R의 소비 전력이 같으려면 = 이 되어야 하므

로 = V2 이되어R≈= R이다.

ㄷ. 열량계Q에 들어 있는 물의 온도 변화량의 비가 스위치를

닫기전과닫은후가 1：4이면, Q에걸리는전압은 1：2가되

어야 한다. 따라서 전체 전압이V라면 스위치를 닫기 전Q에

3111'3-1

3R≈11113R+R≈11253R

V¤12R

V' ¤1253RV¤12R

3R≈11113R+R≈

3R≈11113R+R≈3RR≈11113R+R≈

3RR≈11113R+R≈

3RR≈11113R+R≈

V¤12R

a

b

4ã 2ã

3ã 3ã

3ã

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ26

걸리는 전압은 가된다. 즉, R≈와 3R의합성저항이R가

되어야하므로 + = 이되어R≈=;2#;R이다.

9. 저항의혼합연결

해설 (가), (나)의회로는다음과같이나타낼수있다.

(가)

(나)

하나의 저항값을 R, 전원 장치의 전압을 V라 하면 (가)의 합

성저항은R(가)= 이고, (나)의합성저항은R(나)=;5$;R이다.

따라서A점에흐르는전류는 IÅ= 이고, (나)는B점양끝

2R에 ;2!;V가걸리므로B점에흐르는전류는Iı= 이다.

10. 저항의혼합연결과소비전력

해설 R= 에 의해 전구 A, B의 저항값은 RÅ=100X,

Rı=50X이다.

ㄱ. (가)에서 전구 A 2개의 합성 저항은 50X이므로 A, B에

걸리는전압은 로동일하다.

ㄴ. (나)에서 전구 B 2개의 합성 저항은 25X이므로 A, B에

걸리는 전압은 각각 ;5$;V, ;5!;V이다. (다)에서는A, B 각각에

걸리는 전압은 모두 이다. 따라서A의 밝기, 즉A의 소비

전력은 P= 에 의해 전압이 가장 크게 걸리는 (나)에서가

가장크다.

V¤12R

V152

V152

V¤12P

V124R

2V12R

R152

B

B

A

A

115R11253R

112R≈

V152 약점체크 ㄷ. (가), (다)에서각전구에걸리는전압은모두 이

므로(가)의전체밝기는 _2+ = 이고,

(다)의 전체 밝기는 _2+ _2= 이다.

즉, 전체밝기는(다)가(가)의 ;2#;배이다.

11. 저항체가감긴솔레노이드내부의자기장

해설 전원장치의전압을V라하면저항체의저항은R=q

이므로솔레노이드내부에형성된자기장의세기는B=k''nI

=k'' =k'' 이다. 저항의길이l은감은수N에

비례하므로B• 이다. 따라서①에서자기장의세기는B

가되어야한다.

12. 스위치, 가변저항, 저항의혼합연결

해설 ㄴ. S¡을닫으면A와C의합성저항이감소하므로A에

걸리는 전압이 감소하고, B에 걸리는 전압은 증가한다. 따라

서A의밝기는감소하고B의밝기는증가한다.

약점 체크 ㄱ. S¡, S™가 열린 상태이면A, B, D는 직렬 연결

이므로 D의 저항값을 증가시키면 B에 걸리는 전압이 감소한

다. 따라서B의밝기는감소한다.

ㄷ. S™를닫으면B, D에는전압이걸리지않아전류가흐르지

않고 A에 걸리는 전압이 전체 전압인 V로 일정하므로, A의

밝기는일정하다.

1125Lq

SV125ql

N15LV15R

N15L

l15S

3V¤11200

V152211150

V15 22111100

V¤11100

V152211150

V15 22111100

V152

1. ⑤ 2. ④ 3. ② 4. ⑤

본문 96~97쪽

1. 저항의직렬, 병렬연결과원형전류에의한자기장

해설 ㄴ. (가)에서 합성 자기장의 방향이 종이면에 수직으로

들어가는방향이므로(나)에서합성자기장의방향은종이면에

서수직으로나오는방향이다.

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 27

ㄷ. A의 반지름을 rÅ=nrº라 하면 RÅ：Rı=n：3이므로

RÅ=nR, Rı=3R로 둘 수 있으므로 (가)에서는 IÅ=Iı=

이고, (나)에서는 IÅ'= , Iı'= 이므로(가)

에서합성자기장은k +k = ;n!;+1

이고, (나)에서 합성 자기장은 -k +k =

- 이다.

(가)에서합성자기장의세기와(나)에서합성자기장의세기가

같으므로 ;n!;+1 =;3!;- 이 되어 n‹ -6n-9

=0이므로n=3이다. 따라서 rÅ=3rº이다.

약점 체크 ㄱ. 전원 장치의 전압을 V라 하면 A, B를 (가)는

직렬로, (나)는 병렬로 연결한 것이다. 이때B는 (나)에서V가

걸리고(가)에서는V보다작은전압이걸리기때문에(나)에서

소비하는전력이(가)에서보다크다.

2. 저항의길이, 단면적과저항값과의관계

해설 도선의 길이 l을 2배 증가시키면 단면적S는 ;2!;배로 감

소하므로, R=q 에 의해 B의 저항값은 4배인 12R이 된

다. 따라서 (가)와 (나)의 O점에 형성되는 합성 자기장은 다음

과같다.

B(가)=k +k = ;3!;+;2!; =k

B(나)=-k +k = - =-k

이므로B(가)：B(나)=;1¡8;：;7∞2;=4：5이다.

3. 저항의혼합연결과소비전력

5V11172rºR

V1259R

V1124R

k15rº

Iı'1252rº

IÅ'1253rº

V11118rºR

V1115R

k15rº

Iı1252rº

IÅ1253rº

l15S

115n¤

1112n+3

V11n¤ R

V123R

k15rº

I'ı125rº

I'Å123nrº

V11112(n+3)R

k15rº

Iı12rº

IÅ123nrº

V123R

V125nR

V11112(n+3)R

자료분석하기

(가)와 (나)의회로는다음과같이나타낼수있다.

(가) (나)

V

R

R

R 12

AR

2R

2R

AR

2R

2R

V -R

해설 (가)의합성저항은 ;3@;R이고, (나)의합성저항은 ;2#;R이

다. (가)에서A에걸리는전압은V이고, (나)에서A에걸리는

전압은 ;3!;V이다.

4. 전류의세기, 단면적, 평균속력의관계

해설 ㄴ. I=nSev에의해전자의평균속력 v는단면적S에

반비례한다. 따라서전자의속력은단면적이큰A쪽으로이동

하면서감소한다.

ㄷ. 3개의 저항이 동일하므로R£에 걸리는 전압은R™에 걸리

는전압의 2배이다. 따라서C와D에흐르는전류의세기의비

는 1：2이고, C와D의단면적의비는 9：4이다. 전자의평균

속력은 전류의 세기에 비례하고 단면적에 반비례하므로 C와

D에서평균속력의비는2：9이다.

약점체크 ㄱ. 하나의 저항체에흐르는 전류의 세기는항상 일

정하므로D와E에흐르는전류의세기는서로같다.

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ28

1. 직선전류에의한자기장

해설 한칸의거리를d라고할때, I¡에의한자기장은종이면

에서수직으로나오는방향으로k 이므로I™에의한자기장

은종이면에수직으로들어가는방향이어야하고, 크기는k

=k 이어야 한다. 따라서 I™의 방향은 아래 방향(-y)이

고, 세기는 이다.

2. 직선전류에의한자기장

해설 종이면에서 수직으로 나오는 방향을 (+)라고 할 때, B

에서전류가위로흐른다고하면다음과같다. (만약B의전류

가 (-)값이나오면아래로흐르는전류가된다.)

x=0인지점에서의자기장：-k +k

x=2d인지점에서의자기장：-k -k

두 지점에서의 자기장의 세기와 방향이 같으므로 -k +

k =-k -k 이다.

2k =k ∴Iı=

따라서B의전류는윗방향으로 이다.

3. 직선전류와원형전류에의한자기장

해설 P점에서는 원형 도선과 직선 도선이 만드는 자기장의

방향이 모두 종이면에서 수직으로 나오는 방향이고, 자기장의

세기는다음과같다.

B=2_10—‡ _ +2p_10—‡ _ =2(1+p)_10—‡ _

Q점에서는 원형 도선은 종이면에 수직으로 들어가는 방향으

I1r

I1r

I1r

I13

I13

2I123d

Iı15d

Iı15d

I123d

Iı15d

I1d

Iı15d

I123d

Iı15d

I1d

I¡152

I¡122d

I™15d

I¡122d

로, 직선도선은종이면에서수직으로나오는방향으로자기장

을만들고, 자기장의세기는다음과같다.

B=2_10—‡ _ -2p_10—‡ _ =2(1-p)_10—‡ _

따라서자기장의방향은반 가되고, 자기장의세기는P가Q

보다크다.

4. 직선도선에의한자기장의측정

해설 ㄷ. 전원의 극을 바꾸면 전류의 방향이 바뀌므로 자기장

의방향도반 가된다.

약점체크 ㄱ. 실험전직선도선은반드시남북방향과평행하

도록 해야 하는데, 이는 직선 도선에 의해 생기는 자기장의 방

향이도선과수직이므로직선도선을동서방향으로놓으면지

구자기장의방향이도선에의한자기장의방향과같아자기장

의변화를측정할수없기때문이다.

ㄴ. 가변 저항을 작게 하면 도선에 흐르는 전류가 증가하므로

직선도선이만드는자기장의세기도증가한다. 따라서자침의

회전각도는커진다.

5. 솔레노이드에의한자기장

해설 솔레노이드에의한자기장은B=4p_10—‡ nI이다.

ㄱ. B•I이므로 전류의 세기를 2배로 증가시키면 내부 자기

장의세기도 2배가된다.

ㄴ. B•n이므로 n을 2배로 증가시키면 내부 자기장의 세기

도 2배가된다.

약점 체크 ㄷ. 솔레노이드 내부에서 만들어지는 자기장의 세

기는원통의반지름과무관하다.

6. 원형전류에의한자기장

해설 ㄱ. 도선의저항은R=q 이므로단면적이 ;2!;배인A

의저항이B의2배이다.

ㄴ. 원형 도선에 흐르는 전류의 방향이 같으므로 자기장의 방

향도종이면에수직으로들어가는방향으로같다.

약점 체크 ㄷ. 저항은 A가 B의 2배이므로 전류는 B가 A의

2배이다. 직선 도선에 의한 자기장은 B•I이므로 자기장의

세기는Q점이P점의2배이다.

7. 직선도선에의한자기장

해설 나침반자침의N극이가리키는방향과지구자기장B지구,

l15S

I1r

I1r

I1r

| 전류의자기작용06

1. ⑤ 2. ① 3. ④ 4. ③ 5. ② 6. ④

7. ② 8. ⑤ 9. ④ 10. ④ 11. ⑤ 12. ③

본문 105~107쪽

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 29

전류에의한자기장B전류의관계는그림과같다.

즉, tanh= 이다.

(나)에서자기장：B=B지구tan60˘='3B지구

(다)에서자기장：B'=B지구tan30˘= B지구

따라서B'=;3!;B이다.

직선 도선에 의한 자기장은B• 인데, 전류의 세기가 같으

므로(다)의경우는(나)의경우보다도선으로부터의수직거리

가 3배 더 멀어야 한다. 따라서 나침반은 북쪽으로 6cm_3

=18cm 떨어진곳에있어야한다.

약점 체크 ① 자기장의 세기는 각 h에 비례하는 것이 아니라

tanh에비례한다.

③, ④, ⑤나침반이도선의남쪽에위치하면전류에의한자기

장의방향이반 가되므로N극의회전방향이반 가된다.

한걸음 더 직선 전류에 의한 자기장의 세기를 지구 자기장과

관련지어 표현하는 것을 익혀야 한다. 이때 각 h에 비례하는

것이아니라 tanh에비례함에유의한다.

8. 자기장속에서전류가받는힘

해설 ㄱ. 전류는앞쪽으로흐르고, 자기장의방향은연직아래

방향이므로 알류미늄 막 가 받는 자기력의 방향은 오른쪽이

다. 따라서용수철은압축된다.

ㄴ. 자석의 N극과 S극을 바꾸면, 자기장의 방향이 반 가 되

므로자기력의방향도반 가된다.

ㄷ. P점을 오른쪽으로 이동시키면 가변 저항의 저항값이 증가

하므로회로에흐르는전류가감소하고, 자기력의크기도감소

한다. 따라서용수철의변형된길이도감소한다.

9. 자기장속에서전류가받는힘

해설 ㄱ. 도선이받는자기력의방향은쪽이다.

ㄷ. 자기장 속의 도선이 받는 힘은 F=BIl이므로 자기장의

세기가증가하면도선이받는힘의크기도증가한다.

약점 체크 ㄴ. 가변 저항기의 저항값을 증가시키면 회로에 흐

I1r

112'3

B전류115B지구

Ω

N

B지구

B전류

Ω

N극

르는전류가 감소하므로, F•I에서도선이 받는힘의크기는

감소한다.

10. 직선전류가만드는자기장속에서전류가받는힘

해설 각도선이받는힘의방향은그림과같다.

도선 BC와 도선 AD가 받는 힘은 크기가 같고, 방향이 반

이므로합력은 0이다.

도선 CD가 도선 AB보다 직선 도선에 더 가까우므로 도선

CD에 작용하는 자기장의 세기는 도선 AB에 작용하는 자기

장보다 크고, 도선 CD가 받는 자기력이 도선 AB가 받는 자

기력보다크다. 따라서자기력의합력은d방향이다.

약점 체크 도선AB와 도선 CD가 받는 힘의 방향이 서로 반

이더라도 자기장의 세기가 달라 힘의 크기가 다르다는 것을

알아야한다.

11. 자기장속에서전류가받는힘

해설 자기장 속에 있는 알루미늄 박에 전류가 흐르므로 알루

미늄박은자기력을받는다.

ㄱ. 알루미늄박이위쪽으로힘을받으므로자기장의방향은B

에서A방향이다.

ㄴ. 가변저항값을증가시키면회로에흐르는전류가감소하므

로알루미늄박이받는힘은작아진다.

ㄷ. 건전지의극을바꾸면알루미늄박에흐르는전류의방향이

반 가되므로알루미늄박이받는힘의방향도반 가된다.

한걸음더 자기장속에있는도선에전류가흐를때, 도선이받

는힘의방향은그림(가)와같이오른손을이용하여찾을수도

있지만, 자기장의 형태로도 알 수 있다. 즉, 그림 (나)와 같이

자기장이 센 곳(자기력선이 한 곳)에서 자기장이 약한 곳(자

기력선이소한곳)으로도선에힘이작용한다.

(가) (나)

전류의방향

자기력의 방향

자기장의방향

S N\

자기력의 방향

F

I¡ I™

B

A

C

D

FF

F

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ30

12. 솔레노이드가만드는자기장속에서전류가받는힘

해설 도선ab가받는힘의방향은그림과같다.

저항R¡의값이증가하면솔레노이드가만드는자기장의세기

가작아지므로도선ab가받는힘의크기도작아진다.

F•B, B• ∴F•

저항 R™의 값이 증가하면 회로에 흐르는 전류가 감소하므로

도선ab가받는힘의크기도작아진다.

F•I, I• ∴F•112R™

112R™

112R¡

112R¡

V™

R™

F

I

V¡ R¡

B

a

b

1. ④ 2. ③ 3. ③ 4. ① 5. ② 6. ⑤

7. ③ 8. ③ 9. ① 10. ③

본문 108~112쪽

1. 직선도선에의한자기장

해설 그림과같이도선과의거리를

r라 하고, 종이면에서 수직으로 나

오는 방향을 (+)로 하면 P와 Q

에서 도선A, B, C에 의한 자기장

은다음과같다.

B∏=-k +k -k =-2k

BŒ=-k -k -k =-:¡3¢:k

따라서 P와 Q에서는 모두 종이면에 수직으로 들어가는 방향

으로자기장이생기며, 자기장의세기는BŒ가B∏보다크다.

2. 원형도선에의한자기장

해설 ㄱ. 금속막 a, b의저항값의비는다음과같다.

Rå：R∫=q ：q =3：22L123S

L15S

I1r

3I12r

I1r

2I123r

I1r

3I123r

I1r

2I12r

QP

A B C

2I I 3I

r r r r

ㄷ. 저항값은 a가 b보다 크므로 전류는 b를 연결했을 때가 a

를 연결했을 때보다 더 세다. 따라서 원형 도선에 의한 자기장

도b에연결했을때가더크다.

약점체크 ㄴ. 전류는전지의 (+)극에서 (-)극으로흐르므

로 원형 도선에서는 시계 방향으로 흐른다. 따라서 자기장의

방향은종이면에수직으로들어가는방향이다.

3. 솔레노이드에의한자기장

해설 ㄱ. 지구 자기장의 방향은 북쪽이고, 솔레노이드가 만드

는 자기장의 방향은 동쪽이므로 나침반의N극은 북동쪽을 가

리킨다.

ㄷ. 가변저항기를조절하거나전원장치의극을바꾸면회로에

흐르는전류의세기를조절하거나방향을바꿀수있으므로전

류와솔레노이드가만드는자기장과의관계를알아볼수있다.

약점 체크 ㄴ. 솔레노이드가 만드는 자기장의 방향은 솔레노

이드축과나란하다.

4. 직선도선에의한자기장

해설 나침반의 N극이 가리키는 방향은

지구 자기장 B지와 전류가 만든 자기장

B전의합성자기장의방향으로그림과같

다. 따라서 전류의 의한 자기장은 다음과

같다.

tanh= ∴B전=B지 tanh

그런데 B전•I= 이므로 •tan h에서 •R

이다.

5. 자기장속에서도선이받는힘

11125tanh

115R

V15R

B전125B지

N

S

Ω

B지

B전

자료분석하기

전류는 시계 반 방향으로 흐르므로 도체 막 PQ가 받는 자기력

의방향은왼쪽이다.

\

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P

Q

B

L자기력

전류

도체 막 가 자기력을 받아움직이면 L이 점점 줄어든다.

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 31

해설 ㄴ. 도체 막 에 작용하는 알짜힘은 자기력인데, 자기력

의 크기는 F=BIL이므로 L이 작아지면 자기력도 작아진

다. 즉, 알짜힘의크기는점점작아진다.

약점체크 ㄱ. 도체막 는왼쪽으로움직인다.

ㄷ. 힘이 작아지므로 가속도도 작아진다. 그러나 가속도의 방

향은변하지않으므로속력은계속증가한다.

6. 자기장속에서도선이받는힘

해설 코일 P, Q, R의 각 도선이 받는 힘의 방향은 그림과

같다.

코일 P 코일 Q 코일 R

따라서 코일P는 회전하지 않고, 코일Q는 d방향으로 회전하

고, 코일R는 f방향으로회전한다.

7. 솔레노이드에의한자기장속에서도선이받는힘

해설 ㄱ. 조절 나사로 수평을 이룬 상태에서 실험하 으므로

다음의관계를가진다.

AB ”_BIL=AD”_mg

따라서도선AB와AD의길이는같게하 다.

ㄷ. 도선 BC는 아래 방향으로 자기력을 받아야 한다. 전류의

방향이 C에서 B쪽이고, 힘의 방향이 아래쪽이므로 자기장의

방향은도선AB와나란한방향으로B에서A쪽이된다.

약점 체크 ㄴ. 도선 BC에 작용하는 중력을 무시하는 것이 아

니라조절나사로도선BC의무게만큼도선D쪽에힘이작용

하도록조절한것이다.

8. 원형도선에의한자기장

해설 시간이 t¡일 때 전류 i는 I와 세기가 같아진다. 전류 I가

만든자기장이B이므로시간이 t¡일때, 전류 i가만드는자기

장은 -2B이다. 따라서 합성 자기장은 B+(-2B)=-B

이므로 t¡일 때 자기장이 -B가 되는 ③이 가장 적절한 그래

프이다.

F

F

F

F I I I

FF

FF

d

fB

9. 자기장내에서도선이받는힘

해설 자기장의 세기가 x=a로부터 멀어질수록 세다는 것에

주의한다. 각 도선의 윗부분과 아래 부분에서 받는 자기력은

크기는 서로 같고, 방향은 반 이므로 합력이 0이다. 따라서

각도선의왼쪽부분과오른쪽부분이받는자기력만을고려하

면된다. 각자기력의상 적크기는다음과같다.

ㄱ. ㄴ.

ㄷ.

따라서ㄱ은오른쪽(+x방향)으로합력을받고, ㄴ과ㄷ은왼

쪽(-x방향)으로합력을받는다.

10. 자기장내에서도선이받는힘

해설 막 P에 작용하는 자기력의 방향은 오른쪽이고, 막

Q에 작용하는 자기력은 왼쪽이므로 용수철은 압축된다. 회

로에흐르는전류의세기는I=;rV;=:¡2º:=5(A)이므로막

P에작용하는자기력의크기는다음과같다.

F=BIl=10_5_0.1=5(N)

막 Q에작용하는자기력의크기도 5N이다. 즉, 용수철은양

쪽에서 5N의 힘으로 압축되고 있으므로 탄성력이 5N이다.

따라서압축된길이는다음과같다.

F=kx, 5=100_x ∴x=0.05m=5cm

한걸음더 용수철에양쪽에걸리는힘은항상같고, 그힘이탄

성력이다. 가령 용수철의 양쪽에 10N이 걸리면 용수철에 작

용하는탄성력이 10N이다. 용수철의질량을무시하면용수철

I

자기장 역

a x2a0

I

자기장 역

a x2a0

자기장 역

a x2a

I

0

자료분석하기

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\

10cm

10T

2„

10V

100N/m

P Q

전류 전류전원에 의한전류의 방향은반시계 방향이다.

자기력에 의해 용수철은압축된다.

자기력 자기력

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ32

해 빗면 위로 받는 힘은Fı=BIl cos h이다. 따라서 빗면의

기울기가 증가하면 FÅ는 증가하고, Fı는 감소하므로 구리

막 의운동방향은빗면아래쪽이다.

약점체크 자기장속에있는도선에전류가흐를때, 도선이받

는 자기력의 크기는 도선과 자기장이 수직일 때 가장 크고, 도

선이받는자기력의방향은전류와자기장에모두수직이다.

FB=BIl cos Ω

FA=mg sin Ω

Ω

자기력BIl

중력mg

구리 막 Ω

Ω

1. ① 2. ③

본문 113쪽

1. 직선도선과원형도선에의한자기장

해설 직선 전류가 만드는 자기장은 2_10—‡ _ 이고, 원형

전류가만드는자기장은2p_10—‡ _ 이다.

P점에서 직선 전류가 만드는 자기장의 방향은 종이면에 수직

으로들어가는방향이고, 원형전류가만드는자기장의방향은

종이면에서수직으로나오는방향이다.

직선 전류와 원형 전류에 의한 자기장의 합이 0이 되는 곳은

다음과같다.

2_10—‡ _ =2p_10—‡ _ ∴ r= R

따라서 직선 전류의 변위가 2R와 3R 사이의 한 지점일 때 P

점에서의 자기장이 0이 되므로 P점에서의 자기장은 다음과

같다.

⑴이동거리가 2R일때까지는원형전류에의한자기장이더

세므로자기장은(+)이다.

⑵ 이동 거리가 2R에서 3R 사이에서 P점에서의 자기장이 0

이된다.

⑶계속이동거리가증가하여직선전류가P점에근접할때까

지는 직선 전류에 의한 자기장이 더 세므로 자기장은 (-)가

된다.

⑷직선전류가P점을지난이후에는직선전류와원형전류에

의한 자기장의 방향이 모두 종이면에서 수직으로 나오는 방향

이므로P점에서의자기장은항상 (+)이다.

2. 자기장속에서도선이받는힘

해설 빗면의 기울기가 h일 때, FÅ는 중력에 의해 빗면 아래

로받는힘이므로FÅ=mg sin h이다.

구리막 가받는자기력의방향은오른쪽이므로, 자기력에의

11p

I15R

I1r

I15R

I1r

에작용하는합력은 0이다. 따라서용수철의양쪽에걸리는힘

의크기는항상같다.

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정답과해설 33

1. 전자기유도실험

해설 ㄱ. 자석을 넣을 때는 자속이 증가하고, 뺄 때는 자속이

감소하므로유도전류의방향이반 가된다. 따라서검류계에

흐르는전류의방향은반 이다.

ㄴ. 자석을 코일 속에 넣고 정지시키면 자속의 변화가 없으므

로 유도 전류가 흐르지 않는다. 따라서 검류계에 전류가 흐르

지않는다.

ㄷ. 더강한자석을같은속도로코일속에넣으면자속의시간

적변화율이크기때문에더센유도전류가흐른다. 따라서검

류계에흐르는전류가세어진다.

2. 유도전류의방향

해설 ㄱ. 0초부터 2초까지 원형 도선 내부에서 윗방향의 자속

이증가하므로, 이를방해하기위해유도자기장을아래방향으

로만들어야한다. 따라서시계방향으로유도전류가흐른다.

ㄷ. 1초일때는자속이증가하고, 5초일때는자속이감소하므

로유도전류의방향은반 이다.

약점 체크 ㄴ. 2초부터 4초까지 자속의 변화가 없으므로 유도

전류는흐르지않는다.

3. 유도전류에의한자기력

해설 ㄱ. (가)와 (나)는N극과S극을각각가까이하는경우이

므로검류계에흐르는전류의방향은반 이다.

ㄷ. (다)에서 자석이 받는 자기력의 방향은 운동 방향과 반

방향이므로N극을 가까이 할 때와 멀리 할 때 자석이 받는 자

기력의방향은반 이다.

약점체크 ㄴ. (가)와 (나)에서도선에흐르는전류에의한자기

장으로부터 자석이 받는 힘의 방향은 항상 운동 방향과 반

방향이다. 즉, N을 가까이 하든 S극을 가까이 하든 자석이 받

는자기력의방향은모두운동방향과반 방향이다.

4. 교통카드의원리

해설 ㄱ. 교통 카드 내부에 코일이 들어 있으므로 단말기로부

| 전자기유도07

1. ⑤ 2. ③ 3. ③ 4. ⑤ 5. ① 6. ⑤

7. ③ 8. ⑤ 9. ⑤ 10. ⑤ 11. ⑤ 12. ①

본문 120~122쪽

터발생하는자기장의변화에의해유도전류가흐른다.

ㄴ. 단말기에서는시간에따라변하는자기장이발생해야교통

카드에서유도전류가흐른다.

ㄷ. 교통 카드를 단말기에 접근시키면 교통 카드에 전류가 흘

러교통카드가작동한다.

5. 사각형도선에서의전자기유도

해설 ㄷ. (다)일때사각형도선에는유도전류가흘러운동방

향과반 방향인왼쪽으로자기력을받는다.

약점 체크 ㄱ. (가)일 때 사각형 도선 내부에서 종이면에 수직

으로들어가는방향의자속이증가하므로, 유도전류는반시계

방향으로흐른다.

ㄴ. (나)일때사각형도선이모두자기장 역에들어있어움직

이더라도자속의변화가없으므로유도전류가흐르지않는다.

6. 전류가흐르는도선주위에서의전자기유도

해설 ㄱ. 원형 도선을 오른쪽으로 이동시키면 종이면에 수직

으로 들어가는 방향의 자속이 감소하므로 시계 방향으로 유도

전류가흐른다.

ㄴ. 원형 도선은 운동 방향과 반 방향인 왼쪽으로 자기력을

받는다.

ㄷ. 직선도선에서멀어질수록자기장이약해지므로원형도선

내부에서자속의변화율이작아진다. 따라서유도전류의세기

는점점감소한다.

7. 전자기유도

해설 ㄱ. (가)에서 원형 고리가 낙하하면서 원형 고리 내부의

자료분석하기

직선 전류에 의한 자기장은 B=k 이므로, 거리에 따른 자기장의

그래프는다음과같다.

이때두지점 P, Q에서같은거리만큼원형도선이이동했을때자

속의변화량이그래프아래의넓이와같은데, 거리가멀수록작아지

므로유도되는전압도거리가멀수록작아진다.

자기장

거리O

P

Q

I1r

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ34

므로두경우에원형도선에흐르는전류의방향은반 이다.

약점 체크 ㄴ. 자석이받는 자기력의방향은 운동방향과반

방향인위쪽으로같다.

ㄷ. 낙하하면서자석의위치에너지가감소하여운동에너지로

전환되는데, 자석에 자기력이 작용하여 일부가 전기 에너지로

전환되므로역학적에너지는(나)에서가더작다.

한걸음 더 유도 전류에 의한 자기장은 항상 자석의 운동을 방

해하는 방향으로 생기므로 자석이 위에 있을 때는 원형 도선

위쪽이N극이되도록자기장이형성되고, 자석이아래에있을

때는아래쪽이N극이되도록자기장이형성된다.

자기장의 방향으로 오른손의 엄지손가락을 가리키고 도선을

감아쥐면나머지네손가락이돌아가는방향이유도전류의방

향이다.

S

NN S

S NS

N

원형도선

(가)

(나)

원형도선

1. ② 2. ② 3. ⑤ 4. ② 5. ⑤ 6. ③

7. ③ 8. ③ 9. ⑤ 10. ③

본문 123~127쪽

1. 사각형도선에흐르는유도전류

해설 ㄷ. 사각형 도선에 유도되는 전압은 V=Blv로, (다)의

속력이(가)의 3배이므로유도전류도 3배이다. 이유도전류에

의해 자기장으로부터 받는 자기력은 F=BIl이므로 (다)가

(가)의3배이다.

약점체크 ㄱ. (가)에서사각형도선에는종이면에수직으로들

어가는 방향의 자속이 증가하므로 반시계 방향으로 유도 전류

가흐른다.

ㄴ. (나)에서는사각형도선내부의자속변화가없으므로유도

전류가흐르지않는다.

자속이증가하므로유도전류가흐른다.

ㄷ. (나)에서원형고리가정지해있어자속의변화가없으므로

원형고리에는유도전류가흐르지않는다.

약점체크 ㄴ. (가)에서원형고리는중력과자기력을받는데, 자

석에접근할수록자기력이증가하므로가속도는변하게된다.

8. 전자기유도현상의예

해설 ㄱ. 자석사이에서사각형도선이회전할때사각형도선

내부를지나는자속이계속변하므로유도전류가흐른다.

ㄴ. 코일 위에서 자석이 회전하면 코일 내부의 자속이 계속 변

하므로유도전류가흐른다.

ㄷ. 사각형 도선이 왕복함에 따라 사각형 도선 내부를 지나는

자속이계속변하므로유도전류가흐른다.

9. 전자기유도에서에너지전환

해설 ㄱ. 사각형도선이계속왕복운동하면도선내부의자속

이계속변하므로유도전류가흐른다.

ㄴ. 사각형 도선에 흐르는 유도 전류에 의해 도선은 계속 운동

방향과반 방향으로자기력을받는다.

ㄷ. 손으로사각형도선을움직이는동안손이해준일이전기

에너지로전환된다.

10. ㄷ자도선에서의전자기유도

해설 ㄱ. 도체 막 왼쪽 폐회로에서 윗방향의 자속이 증가하

므로 시계 방향으로 전류가 흐른다. 따라서 도체 막 에는

a ⁄ b로전류가흐른다.

ㄴ. 도체 막 는 항상 운동 방향과 반 방향으로 자기력을 받

는다.

ㄷ. v가클수록더큰유도전압이생겨도체막 에흐르는전

류가증가한다.

11. 유도전류의세기비교

해설 사각형 도선이 자기장으로 들어갈 때 유도되는 전압은

V=Blv이다. 따라서 사각형 도선의 세로 길이와 속력에 비

례하므로 A는 Blv, B는 Bl_(2v)=2Blv, C는 B_

(2l)_(2v)=4Blv이다. 따라서 유도 전류는 IÇ>Iı>IÅ이다.

12. 원형도선내부를통과하는자석

해설 ㄱ. (가)에서는 N극이 원형 도선에 접근하므로 아래 방

향의 자속이 증가하고, (나)에서는 아래 방향의 자속이 감소하

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정답과해설 35

2. 도선내부를통과하는자석의유도전류

해설 ㄴ. 자석이p를지날때코일A에는오른쪽방향의자속

이 감소하고, B에는 오른쪽 방향의 자속이 증가하므로 유도

전류의방향은서로반 이다.

약점 체크 ㄱ. 자석이 p를 지날 때 두 원형 코일에 모두 유도

전류가흐르므로자석은운동방향과반 방향으로힘을받는

다. 즉, 자석에작용하는합력은0이아니다.

ㄷ. 자석이운동하는동안운동방향과반 방향으로자기력을

받으므로 속력이 감소한다. 따라서 자석이 a를 지날 때보다 b

를지날때속력이느리므로유도전류의세기는b를지날때가

더작다.

3. 흔들리는자석에의한전자기유도현상

해설 ㄱ. (가)에서 코일에 유도 전압이 생기지만 코일의 스위

치가열려있으므로유도전류는흐르지않는다.

ㄴ. (나)에서자석이운동하는동안코일내부의자속이변하므

로코일에유도전류가흐른다.

ㄷ. (나)에서자석이운동하는동안코일에흐르는유도전류에

의한 자기장으로부터 계속 운동 방향과 반 방향으로 자기력

을받는다. 따라서자석은계속진폭이감소하다가정지한다.

4. 세로길이가다른도선에서의전자기유도

해설 도선이 자기장 역에 진입함에 따라 도선 내부에는 종

이면에수직으로들어가는방향의자속이증가한다. 이때도선

에 유도 전압이 생기는데, 유도 전압은V=Blv이다. 그런데

자기장 B와 속력 v는 일정하지만 세로 길이 l이 단계적으로

증가하므로, 유도 전류도 단계적으로 증가하는 형태인 ②번과

같이흐른다.

5. 자석에의한전자기유도

해설 ㄱ. 다른 조건은 그 로 두고 막 자석의 속력이 2v로

증가하면 자속의 시간적 변화율이 커져 더 센 유도 전류가 흐

르므로검류계바늘이움직인각은h보다크다.

ㄴ. 다른조건은그 로두고자석의세기가더큰막 자석을

사용하면자속의시간적변화율이커지므로더센유도전류가

흘러검류계바늘이움직인각은h보다크다.

ㄷ. 다른 조건은 그 로 두고 자석의 극을 바꾸면 자속의 방향

이 반 가 되므로 유도 전류가 반 로 흘러 검류계 바늘은 왼

쪽으로움직인다.

6. 자기장의세기가다른 역에서의전자기유도

해설 ㄱ. bc 부분이(나) 역에서운동하는동안사각형도선

의 왼쪽에서는 종이면에서 수직으로 나오는 방향의 자속이 감

소하고, 오른쪽에서는 수직으로 들어가는 방향의 자속이 증가

하므로유도자기장은수직으로나오는방향으로생겨야한다.

이때 자속의 변화율은 bc 부분이 (가) 역에 있을 때의 세 배

이므로 흐르는 유도 전류의 세기도 (가) 역에 있을 때의 세

배인 3I가된다.

ㄴ. ad 부분이 (나) 역에서 운동하는 동안 사각형 도선에는

수직으로 들어가는 방향의 자속이 감소하고, 자기장의 세기가

2B이므로 흐르는 유도 전류의 세기는 bc 부분이 (가) 역에

있을때의두배인2I가된다.

약점체크 ㄷ. 사각형도선의bc 부분이(가) 역을통과할때

는 시계 방향으로 유도 전류가 흐르고, (나) 역을 통과할 때

는 반시계 방향으로 흐른다. (나) 역을 빠져 나갈 때는 다시

시계방향으로흐른다.

7. 자기장변화그래프를이용한전자기유도의해석

해설 ㄱ. 0초부터 0.2초까지P와Q 내부의자속이모두같은

방향으로 증가하므로 두 도선에 흐르는 유도 전류의 방향은

같다.

ㄷ. 0.1초일 때는 자기장이 세지고, 0.4초일 때는 자기장이 약

해지므로두경우Q에흐르는전류의방향은반 이다.

약점 체크 ㄴ. 0초부터 0.2초까지 P와Q 내부의 자기장의 시

자료분석하기

사각형 도선이 다음 그림과 같은 자기장 역에서 움직일 때 자속

의변화량

① (가) 역：수직으로 나오는 방향으로 BDS(DS：1초 동안의

면적변화량)만큼감소한다.

② (나) 역：수직으로들어가는방향으로 2BDS만큼증가한다.

③ 따라서자속의변화율은 3BDS이다.

④ 자속의 변화를 방해하려면：도선 내부에서 수직으로 나오는 방

향으로 자기장을 만들어야 한다. 따라서 유도 전류는 반시계 방

향으로흐른다.

\\\\\\

\\\\\\

\\\\\\

\\\\\\

\

\

\\

\\

\\

\\\\\\\\\ \ \ \ \ \

B

a

d

b

c

2B\ \

(가) (나)

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ36

1. ② 2. ②

본문 128쪽

1. 빗면에서미끄러지는도선에유도되는전압

해설 ㄴ. t초 이후에 도체 막 의 속력이 일정하여 자속의 시

간적변화율이일정하므로일정한세기의유도전류가흐른다.

약점 체크 ㄱ. 0초부터 t초까지 도체 막 의 속력이 증가하므

로도체막 에유도되는전압(=Blv)은증가한다. 따라서유

도전류도증가한다.

ㄷ. t초 이후에 도체 막 가 등속도 운동하므로 작용하는 합력

(알짜힘)은 0이다. 이때 도체 막 에 작용하는 중력의 빗면 방

향의성분과자기력이힘의평형을이룬다.

2. 사다리꼴모양의도선에유도되는전압

해설 ㄴ. 도체 막 가 오른쪽으로 이동하면 왼쪽 폐회로에서

는종이면에수직으로들어가는방향의자속이증가하고, 오른

쪽 폐회로에서는 종이면에서 수직으로 들어가는 방향의 자속

이 감소한다. 따라서 왼쪽 폐회로에는 반시계 방향으로 유도

전류가흐르고, 오른쪽폐회로에는시계방향으로유도전류가

흐른다. 따라서 두 저항에 흐르는 유도 전류는 방향은 모두 아

래쪽이다.

약점 체크 ㄱ. 도체막 가 오른쪽으로이동할 때 왼쪽과오른

쪽 폐회로에서 자속의 시간적 변화율이 같으므로 유도되는 전

압은같다.

ㄷ. 도체 막 에 흐르는 전류가 증가하고 자기장 역에 놓인

도체 막 의 길이도 증가하므로 도체 막 에 작용하는 자기력

의크기는증가한다.

간적 변화율은 같지만 내부 면적은 P가 Q의 4배이므로 자속

의 시간적 변화율은 P가 더 크다. 따라서 전류의 세기도 P가

더크다.

8. ㄷ자형도선에유도되는전압

해설 도체 막 가 움직이는 동안 도체 막 에 유도되는 전압

은 V=BLv이다. 저항이 R이므로 유도 전류는 I=

이고, 소비전력은 P=VI= 이다. 이유도전류에의

해 도체 막 가기존자기장으로부터받는자기력은F=BIL

=B_ _L= 이고, 일률은P=Fv=

이다. 전동기가소비하는전력이모두일하는데사용되었다고

했으므로전동기의 소비 전력P는 일률과 같은P=

이다.

한걸음 더 전자기 유도 현상에서도 에너지 보존 법칙이 성립

하므로 전동기가 하는 일만큼 전기 에너지가 생긴다. 따라서

전동기의 일률과 저항의 소비 전력은 같다. 만일 전동기의 에

너지 효율이 100%가 아니어서 회전하는 동안 열이 발생한다

면 전동기의 소비 전력보다 전동기의 일률이 작으므로 저항의

소비전력은전동기의소비전력보다작아진다.

9. 빗면에서운동하는자석에의한전자기유도

해설 ㄱ. (가)에서 빗면을 내려오는 동안 마찰력이 작용하지

않으므로수레에작용하는알짜힘은일정하다.

ㄴ. (나)에서 수레가 원형 도선 아래를 지날 때 원형 도선 내부

의자속이변하므로유도전류가흐른다.

ㄷ. (나)에서수레가원형도선아래를지날때원형도선에유도

되는 전류에 의한 자기장으로부터 수레가 운동 방향과 반 방

향으로 자기력을 받게 된다. 따라서 수레는 (가)보다 가속이 덜

되므로바닥에도달하는순간의속력은(가)에서가(나)에서보다

크다.

10. 직사각형도선에서나타나는전자기유도

해설 ㄱ. 직사각형 도선에 유도되는 전압은 V=Blv인데

+z방향으로 움직일 때 도선의 길이 l이 가장 크므로 유도 전

압이 최 이다. 따라서 직사각형 도선에 흐르는 전류도+z방

향으로움직일때가장크다.

ㄷ. +y방향으로움직일때직사각형도선내부의자속은변하

지않으므로유도전류가흐르지않는다.

B¤ L¤ v¤1112R

B¤ L¤ v¤1115R

B¤ L¤ v111R

BLv112R

B¤ L¤ v¤1115R

BLv112R

약점 체크 ㄴ. +x방향과 +z방향으로 움직일 때 직사각형

도선 내부에는 윗방향의 자속이 감소하므로 모두 반시계 방향

으로유도전류가흐른다.

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 37

1. 파동의전파와매질의운동

해설 물결파의 전파 속력이 0.2m/s이므로 1초 동안 파동은

0.2m를 이동한다. 그러나 매질은 제자리에서 진동만 하므로

코르크마개는x=0.2m인곳의마루에위치하게된다.

2. 파동의종류와파동의전파원리

해설 ㄱ. 파면과파면사이의거리는한파장이다.

ㄴ. 구면파는파동이진행할수록파동에너지가입사하는면적

이 넓어져 파동에 세기가 약해진다. 따라서 진폭은 점점 작아

진다.

약점 체크 ㄷ. 파동의 진행 방향은 항상 파면에 수직인 방향

이다.

3. 파동의기본요소

해설 ㄴ. (가)에서 파장이 4m이고, (나)에서 주기가 4초이므

로, 파동의전파속력은v= = =1m/s이다.

ㄷ. 0~1초 동안 만큼 이동하므로Q점은 아래쪽으로 운동k14

4m1254s

k15T

| 파동의발생과전파08

1. ③ 2. ② 3. ④ 4. ② 5. ① 6. ④

7. ① 8. ④

본문 137~138쪽

Ⅲ.파동과입자 하여-1m 위치에있다.

약점 체크 ㄱ. (나)에서 P점의 다음 순간의 운동 방향이 위쪽

이므로파동의진행방향은오른쪽이다.

4. 물결파의파면비교하기

해설 수면파의 이웃한 마루와 마루 또는 이웃한 골과 골 사이

의거리는한파장을나타내고v=fk이다.

수면파 A의 전파 속력은 vÅ=vı+1=5Hz_1cm이고, 수

면파B의 전파 속력은 vı=fı_2cm이므로, vı=4cm/s이

고 fı=2Hz이다.

5. 줄위에의파동의전파속력

해설 줄위에서의파동의전파속력은줄의팽팽한정도와관

계있고, 진동수와는 무관하다. 줄의 상태가 같은 경우 전파 속

력이 일정하므로, v=fk에서 진동수가 2배이면 파장은 ;2!;배

이다.

6. 물의깊이와전파속력

해설 ㄴ. 진동수는 매질의 조건에 의해 결정되는 것이 아니므

로, 파동이진행하는도중에변하는물리량이아니다.

ㄷ. 진동수가일정하고파장이짧아졌으므로전파속력은B에

서느려진다.

약점 체크 ㄱ. 물의 깊이가 얕아지면 물결파의 파장이 짧아지

므로, A에서의파장이더길다.

7. 종파와횡파의비교

해설 ㄱ. (가)는 파동의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 수직

이므로횡파이고, (나)는파동의진행방향과매질의진동방향

이나란하므로종파이다.

약점체크 ㄴ. 횡파는이웃한마루와마루사이의거리가한파

장이고, 종파는 이웃한 한 부분과 한 부분 부분 사이의 거

리가 한 파장이다. 따라서 (가)의 파장은 이고, (나)의 파장L152

자료분석하기

물결파의 파장에 비해 물의 깊이가 얕은 곳에서는 물의 깊이가 얕

을수록파장이짧아지고, 파동의전파속력이느려진다.

진행 방향

물

바닥

자료분석하기

2 4P Q

6위치(m)

0

1

-1

m

변위( ) m

변위( )

2 4 6시간(s)

0

1

-1

파장

1초 후 Q점의 위치

다음 순간 P점의

운동 방향이 +y축방향이다

주기진행 방향

(가) (나)

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ38

수를 갖게 되는데, 이러한 현상을 이용하여 의사들이 11주 안

팎의태아의심장을알아낸다.

3. 물결파의파동의기본요소

해설 ㄴ. 물결파의 전파 속력은 v=fk이므로 (다)의 경우가

(가)의4배이다.

ㄷ. 원형파는 전파됨에 따라 파동 에너지가 입사되는 면적이

넓어져파동의세기가점점감소하는데, 전파속력이빠른(다)

에서파동의세기가감소되는정도가가장빠르다.

약점 체크 ㄱ. 인접한파면 사이의거리가 한 파장을나타내므

로물결파의파장의크기는(다)>(가)=(나)이다.

4. 종파비교하기

해설 ㄱ. 종파에서는이웃한 한부분사이의거리가한파장

이므로 kÅ：kı=4：3이다. 즉, kÅ=;3$;kı이다.

약점체크 ㄴ. 동일한두용수철을같은길이만큼늘여놓고진

동시켰으므로, 두용수철에서파동의전파속력은서로같다.

ㄷ. v=fk에서 v가 같으므로 fÅ：fı= ： =3：4이

다. 따라서B의진동수는20Hz이다.

5. 음파의진행

해설 ㄱ. 음파의 전파 속력은 v=fk에서 344m/s=440Hz

_k(가)이므로 k(가)?0.78m이다.

ㄴ. 음파에서는 이웃한 두 한 부분 사이의 거리가 한 파장이

된다. (나)에서 음파의 파장이 (가)에서의 ;3@;배이므로, 진동수

는 (가)에서의 ;2#;배이다. (가)에서의 음파의 진동수가 440Hz

이므로(나)에서음파의진동수는440Hz_;2#;=660Hz이다.

약점 체크 ㄷ. 소리의 세기는 진폭이 클수록, 진동수가 클수록

커진다. (가)와 (나)는 진폭을 비교할 수 없으므로 소리의 세기

도비교할수없다.

6. 매질의운동

해설 파장이2m이고속력이1m/s이므로, 주기는T= =

= =2초이다. 따라서 0~2초 동안 파동이 1회 진동

하는데, 오른쪽으로 파동이 이동하므로 잠시 후에P점이 아래

로운동함을알수있다.

2m11231m/s

k1v

115kı

115kÅ

은 이므로(가)의파장은(나)의2배이다.

ㄷ. 진동수가일정하므로파장이 2배인(가)의전파속력이(나)

의 2배이다.

8. 종파의진행

해설 ㄴ. v=fk=2Hz_0.2m=0.4m/s

ㄷ. 종파는매질의진동방향과파동의진행방향이나란하다.

약점체크 ㄱ. 종파는이웃한 한부분과 한부분사이의거

리가한파장이므로파장은0.2m이다.

L154

1. ② 2. ② 3. ④ 4. ① 5. ③ 6. ③

7. ③ 8. ②

본문 139~142쪽

1. 파동의기본요소

해설 ㄴ. 파동의세기는진폭이클수록, 진동수가클수록커지

는데, A는 진폭과 진동수가 모두 B보다 작으므로 파동의 세

기도작다.

약점 체크 ㄱ. (나)에서 A의 주기가 B의 2배이므로 f=

에서진동수는A가B의 ;2!;배이다.

ㄷ. A의 파장이B의 2배이나 진동수는A가B의 ;2!;배이므로

A와B의전파속력은같다.

2. 초음파의전파속력

해설 ㄴ. 인체 조직 내에서 초음파의 전파 속력이 1500m/s

이므로 파장은 1500m/s=4.5_10fl Hz_k인체에서 k인체=

;3!;_10—‹ m이다.

약점 체크 ㄱ. 의료장치는 초음파의반사와 굴절을이용한 것

이다. 초음파가 몸에 들어가면 인체 기관의 표면에서 반사와

굴절되어인체기관의외형사진을얻을수있다.

ㄷ. 초음파의진동수는매질에관계없이일정하므로공기중에

서 초음파의 진동수는 4.5_10fl Hz이다. 그러나 초음파가 움

직이고 있는 물체에 입사할 때 반사된 음파는 약간 다른 진동

115T

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 39

7. 파동에너지의전달

해설 ㄱ. 음파의이동거리가10m이므로음파의속력은

?333m/s이다.

ㄴ. 공의 위치 에너지가 200J에서 180J로 감소했으므로 공과

지면이충돌하는과정에서공이잃어버린에너지는 20J이다.

약점체크 ㄷ. 떨어뜨린공이 10m를낙하하는데걸린시간은

t=æ≠ ='2초이므로 철수는 공을 떨어뜨리고 '2+

0.03초후에공이지면에충돌하는소리를듣게된다.

8. 파동의기본요소

해설 ㄴ. v=fk이므로 파장이짧아지면 주기가짧아진다. 즉,

A가짧을수록B도줄어든다.

약점체크 ㄱ. 종파에서두이웃한 한곳사이의거리는파장

을나타낸다.

ㄷ. A는파장이고B는주기이므로전파속력은 v= =;bA;

이다.

k15T

2_10m1121510m/s¤

10m11230.03s

1. ③ 2. ②

본문 143쪽

1. 진행파의상 속력

해설 전갈과 딱정벌레 사이의 거리 d는 - =Dt,

d= _Dt에 의해 d= _

(2_10—‹ s)이므로d=0.15m이다.

2. 물분자의운동

해설 물분자가원운동을하므로x, y축의그림자운동은주기

적으로 일정한 진폭을 왕복하는 단진동 운동 그래프로 나타난

다. A점에서x축의변위는 0이고, y축의변위는가장크다.

150m/s_50m/s11111111150m/s-50m/s

v종파_v횡파11112v종파-v횡파

d123v종파

d123v횡파

1. 물결파의반사

해설 ㄱ. 반사의법칙에따라입사각과반사각은항상같다.

ㄴ. 입사파와 반사파의 진행 속력이 같고, 진동수도 같으므로

입사파면사이의거리와반사파면사이의거리가같다.

약점 체크 ㄷ. 물결파뿐만 아니라 모든 파동은 진행하는 과정

및반사과정에서진동수가변하지않는다. 반사판에서반사된

후에도같은깊이의물을진행하므로물결파의속력역시변하

지않는다.

2. 거울에의한빛의반사

해설 ㄴ. 성화채취는반사된태양광을한점에집중시켜불을

붙이는 것이다. 이것은 태양에서 오는 평행 광선이 반사한 후

모두한점에모이는것을의미한다.

ㄷ. 볼록 거울을 사용하는 경우는 (가)와 같이 주변을 넓게 보

기 위한 것이다. (가)에서 보듯이 주변을 넓게 볼 수는 있지만

신비친모습은실물보다더작게보인다.

약점체크 ㄱ. 볼록거울이든 오목거울이든빛이거울면에 입

사하여반사할때는반사의법칙에따라입사각과반사각은항

상같다.

3. 빛의굴절

해설 ㄱ, ㄴ. 반사의 법칙에 따라 h=h'이다. 빛의 속력은 공

기 중에서보다 물속에서 느리기 때문에 물속에서 법선 쪽으로

더꺾인다. 즉, h>r이므로h'>r이다.

약점체크 ㄷ. 파동의진행과정에서진동수는변하지않는다. 빛

역시공기중에서진행할때나물속을진행할때진동수는같다.

4. 굴절률과빛의속도

해설 매질의 굴절률은 ='3이다. 또한, 진공에

한 매질의 굴절률은 n= = ='3이므로

매질에서의빛의속력은 v매질='3_10° m/s이다.

3_10° m/s111115v매질

c123v매질

sin 60˘1112sin 30˘

| 파동의반사와굴절09

1. ④ 2. ⑤ 3. ③ 4. ⑤ 5. ⑤ 6. ③

7. ③ 8. ④ 9. ① 10. ② 11. ① 12. ②

본문 151~153쪽

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ40

약점체크 ㄷ. 방충망을통과한빛이퍼져보이는것은빛의회

절현상때문에나타나는현상이다.

8. 빛의반사와굴절

해설 ㄱ. 공기에서유리로입사할때꺾인정도를비교해보면

빛 a가 b보다 더 많이 꺾 다. 파장이 짧은 빛일수록 굴절 정

도가크다. 따라서빛a가b보다파장이더짧다.

ㄷ. 공기에서 유리로 들어갈 때 두 빛은 굴절 정도가 다르므로

나라하지 않고, 반사되어 나오는 동안에도 나란하지 않다. 그

러나공기중으로빠져나올때는굴절의법칙에따라두빛 a,

b가나란하다.

약점 체크 ㄴ. 공기 속에서 두 빛의 속력은 같다. 굴절이 많이

된 빛일수록 속력이 더 많이 감소한 빛이다. a가 b보다 더 많

이 굴절했으므로 속력은 a가 b보다 더 많이 감소했다. 따라서

유리속에서빛의속력은a가b보다작다.

9. 빛의분산

해설 ㄱ. 물방울속으로입사할때꺾이는정도를비교해보면

빛A가B보다더많이꺾인다. 파장이짧을수록더많이꺾이

므로A의파장이B보다짧다.

약점체크 ㄴ. 빛이진행하는동안반사, 굴절, 회절등여러과

정을거쳐도진동수는변하지않는다.

ㄷ. 파장이 짧을수록 매질에서의 속력이 느리다. A가 B보다

파장이짧으므로속력은A가B보다느리다.

한걸음더 무지개색의위치

지평선에 해사람이빨간색을보는각도가보라색을보는각

도보다 크다(h‰>hı). 따라서 사람은 무지개를 볼 때 빨간색

이보라색보다더위에있는것으로본다.

10. 빛의반사와굴절

해설 ㄱ. 구슬의 굴절률은 >1이므로 구슬의 굴절률

은 1보다크다.

sina112sin b

햇빛

보라색

보라색

빨간색

빨간색

½R

½B

굴절률이 클수록 더 많이 꺾인다.

보라색이 빨간색보다더 많이 꺾인다.

5. 물결파의굴절

해설 ① 그래프를 분석해 보면 주기는 0.5초이다. 따라서 A

지점의주기는 0.5초이다.

② 진동수는 f= = =2Hz이다. 물결파가 진행하는

동안 진동수는 변하지 않으므로 B지점에서의 진동수도 2Hz

이다.

③ 얕은 곳을 진행할 때 물결파의 속력이 느려진다. 진동수는

두지점모두같으므로파장은A지점이B지점보다길다.

④ 파동 발생 장치에서 직선 막 를 진동시키면 직선 형태의

평면파가발생한다.

약점 체크 ⑤ 유리판 위에서는 물결파의 속력이 느려지므로

굴절각은 입사각보다 작다. 굴절각이 작아지려면 물결파는 윗

방향으로꺾여서진행해야한다.

한걸음더 물결파의굴절방향

유리판을 향해 진행하는 물결파의

경우 굴절하지 않는다면 오른쪽 그

림과 같이 점선 방향으로 진행한다.

파동의 진행 방향과 법선과 이루는

각은 속력이 느린 역에서 각이 더

작아야하므로화살표와같이굴절한다.

6. 파동의굴절현상

해설 제시된현상은파동의굴절현상을나타낸다.

ㄱ. 물속의 물고기가 실제 깊이보다 더 얕아 보이는 이유는 빛

이굴절하기때문이다.

ㄴ. 밤에는 상층부 공기의 온도가 하층부 공기의 온도보다 높

아서상층부를진행하는소리의속력이빠르다. 따라서소리는

상층부에서 하층부 쪽으로 꺾이는데, 이것 역시 파동의 굴절

현상의한예이다.

약점 체크 ㄷ. 텔레비전맞은편 벽을향해서 리모컨버튼을 누

르면리모컨에서적외선이나온다. 이적외선이벽에부딪치면

반사하여 TV 수신부에 도달하여 TV 수상기를 켤 수 있는

것이다. 이는파동의반사현상을이용한것이다.

7. 빛의굴절현상

해설 ㄱ, ㄴ. 물속에 잠긴 연필은 실제보다 더 짧아 보인다.

이것은 물속의 연필에서 나오는 빛이 수면에서 꺾 기 때문에

나타나는것이다. 즉, 이현상은굴절에의한현상이다.

유리판

1110.5s

115T

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 41

ㄴ. 입사각이 증가하면 굴절각도 커지므로 a가 증가하면 b도

증가한다.

약점체크 ㄷ. 와같은값을같는양은 이다.

11. 빛의전반사

해설 ㄱ. 매질 Ⅰ에 한 매질 Ⅱ의 굴절률은 레이저 빛이 매

질 Ⅰ에서 Ⅱ로 진행할 때의 상 굴절률이다. 이때는 a가 굴

절각이므로상 굴절률은 이다.

약점체크 ㄴ. 두매질에서의빛의속력을비교할때속력이클

수록 법선과 빛의 진행 방향이 이루는 사잇각이 크다. 사잇각

은 b가 c보다 크므로 매질 Ⅰ에서의 빛의 속력이 Ⅱ에서보다

작다.

ㄷ. 굴절률이 큰 매질은 Ⅰ이다. 전반사가 일어나기 위한 필요

조건은빛이굴절률이큰매질에서굴절률이작은매질로입사

할 때이므로, 매질 Ⅰ에서 매질 Ⅱ로 빛을 입사하는 경우만 전

반사가가능하다.

12. 빛의굴절

해설 굴절률이 클수록 빛의 속력이 느리다. 표에 의하면 굴절

률은 유리`>물`>공기 순이다. 같은 물질 속을 진행하는 경우

빛의 파장이 짧을수록 빛의 속력은 느리다. 따라서 파장은 B

가A보다짧다.

ㄷ. 물에서공기중으로빛이나온다고할때파장이짧은 B가

A보다더많이꺾여야한다.

약점 체크 ㄱ. 공기에서 유리로 입사하는 것이므로 굴절각은

입사각보다 작아야 한다. 그림은 굴절각이 입사각보다 크므로

잘못된그림이다.

ㄴ. 유리의 굴절률이 물의 굴절률보다 크므로 빛의 진행 경로

와법선이이루는사이각은물에서가유리에서보다커야한다.

그림은반 로되어있어옳지않다.

sin c112sina

sind112sin c

sina112sin b

1. ④ 2. ⑤ 3. ② 4. ③ 5. ② 6. ⑤

7. ③ 8. ④ 9. ③ 10. ⑤

본문 154~158쪽

1. 고정단반사

해설 고정단 반사할 경우 반사파는 위상이 반 가 된다. 투과

파의경우위상의변화가없으므로투과파의모양은위로볼록

해야한다.

2. 빛의반사

해설 ㄴ. h¡을 작게 한다는 것은 입사각을 더 크게 하는 것과

같다. 입사각이커지면굴절각 r도커진다.

ㄷ. 파란색으로 실험할 경우 더 많이 굴절하여 반사되므로 A

와B 사이의간격이줄어든다.

약점 체크 ㄱ. 빛A는 반사한 빛이고, 반사의 법칙에 따라 입

사각과 반사각이 같아야 하므로 h¡=h™이다. 그리고 r=r'이

므로h™=h£이다.

3. 거울에의한빛의반사

해설 ㄷ. 거울에가까이다가가면자신의보는상의크기는변

하지 않지만 거울에 반사한 후 사람의 눈에 들어올 수 있는 범

위가 더 넓어진다. 따라서 시계의 보이지 않던 부분도 볼 수

있다.

약점체크 ㄱ. 거울에비친시계는좌우가바뀐모습이므로, 좌

우 칭이되게변환하여보면시계는 2시30분을가리킨다.

ㄴ. 거울에서 멀어진다고 해서 자신의 보이지 않던 모습이 더

보이지도 않으며, 반사의 법칙에 따라 작도하면 상은 항상 실

물과크기가같다.

4. 굴절률

해설 ㄱ. 물의 굴절률은 = = 이다.

여기서O점에서A점까지의거리와C점까지의거리는같다.

ㄷ. 물질이 달라지면 굴절률이 달라지므로 물을 채웠을 때 일

직선으로 일치했던 세 위치는 다른 물질로 채울 경우 더 이상

일직선으로일치하지않는다.

약점 체크 ㄴ. 핀 1의 위치를 옮겨 실험을 하면 핀 2의 위치도

변한다. 물질이 달라지지 않았으므로 굴절률 의 값은

변하지않는다.

5. 물결파의굴절

해설 ㄷ. 이 실험에서 입사각을 크게 하면 굴절각도 커지지만

입사각과굴절각은서로비례하지않는다. 신사인값은서로

비례하므로 의값은변하지않는다.sin i112sin r

sin i112sin r

AB”11CD”

AB”/OA”1111CD”/OC”

sin i112sin r

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ42

해설 ㄴ. 거울이 1초 동안 v만큼 움직이면 칠판과 거울 사이

의거리는 v만큼멀어진다. 칠판과상은거울에 해 칭이므

로 거울과 상 사이이 거리도 v만큼 멀어진다. 따라서 칠판의

상은1초동안2v만큼이동해야한다.

ㄷ. 칠판으로부터멀어질수록동일한물체에 한시각이작아

지므로, 관측자에게느껴지는상의크기는작아진다.

약점 체크 ㄱ. 위 그림으로부터 칠판 전체를 보기 위한 P점과

칠판 사이의 최소 거리를 기하학적으로 생각해 보면 4m임을

알수있다.

9. 빛의굴절

해설 ㄱ. 유리로입사했다가다시빠져나올때입사하는빛과

굴절하여빠져나오는빛은평행하므로 i=r이다.

ㄴ. 유리 속으로 진행할 때B가 더 많이 꺾 다. 즉, B의 속력

이A보다더많이감소했다는것을의미하므로유리속에서의

속력은A가B보다빠르다.

약점체크 ㄷ. 빛의진동수는공기속을진행하든유리속을진

행하든 항상 변하지 않으므로 두 빛의 경우 진동수의 차이는

없다.

10. 빛의파장에따른굴절

해설 ㄱ. 경계면으로들어갈때꺾인만큼경계면에서나올때

도같은정도로꺾여나오므로h¡=h™이다.

ㄴ. A를따라진행하는빛이B를따라진행하는빛보다덜꺾

다. 파장이 길수록 덜 꺾이므로A를 따라 진행하는 빛의 공

기중파장은 k™이다.

ㄷ. 빛의 속력이 덜 감소할수록 덜 꺾인다. A를 따른 빛이 B

를 따른 빛보다 덜 꺾 으므로 A를 따라 진행하는 빛의 속력

이B를따른빛보다더빠르다.

1. ② 2. ①

본문 159쪽

약점 체크 ㄱ. (나)는 (가)에서 유리판의 위치만 조금 회전시켜

놓은 것으로, 유리판 위에 물결파의 속력은 (가)와 (나)에서 같

다. 따라서물결파의파장도같다.

ㄴ. (가)의 경우 입사각이 0이다. (가)의 유리판을 반시계 방향

으로 회전시키면 (나)의 유리판과 같이 만들 수 있다. 따라서

(나)에서반시계방향으로회전시켜야입사각이더커진다.

6. 빛의전반사

해설 굴절률과임계각사이의관계식은굴절률= =

='2이므로임계각hç=45˘이다.

ㄱ. 반사의 법칙에 따라 입사각과 반사각은 항상 같으므로

h=45˘이다.

ㄴ. 굴절률 n= ='2이므로 sin r= =;2!;이

다. 따라서 r=30˘이다.

ㄷ. P점에 입사할 때 입사각은 60˘이다. 이 각은 임계각보다

크므로빛은P점에서전반사한다.

7. 빛의전반사

해설 입사각이 임계각과 같은 경우 굴절각은 90˘이므로 굴절

의 법칙에 의해 물질의 굴절률이 n이면 sin iç=;n!;이다. 입

사각이 임계각보다 클 때 전반사가 일어나므로 sin i>sin iç

일때전반사가일어나며, >;n!;이므로h> 이다.

8. 평면거울에의한상

R15n

h15R

'212211'2

sin45˘1113sin r

1111sinhç

sin 90˘1113sinhç

자료분석하기

다음 그림에서 알 수 있듯이 칠판과 칠판의 상은 거울에 해서

칭이다.

칠판의 상

칠판

평면 거울0.5m

5m

P'눈의 상

P눈

0.5m

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 43

1. 굴절과전반사

해설 ㄴ. P점 또는Q점으로 향한 빛의 입사각이 전반사 임계

각이다. 임계각을 hç라 하면 굴절률이 ;3%;이므로 sinhç=;5#;

이다.

점광원에서 Q점까지의 거리를 l, 원판의 반지름을 r라 하면

sinhç=;5#;=;lR;이다. l¤ =2¤ +r¤ 이므로 두 관계식을 이용하

면 r=;2#;m이다. 따라서P점과Q점사이의거리는 3m이다.

약점 체크 ㄱ. P점과Q점 밖의 수면에서는 빛의 전반사가 일

어나므로원판을띄워놓으면점광원에서나온빛이액체밖으

로 빠져 나오지 못한다. 따라서 수면 위의 관찰자는 점광원을

볼수없다.

ㄷ. 파란색 빛으로 체하면 이 빛에 한 액체의 굴절률은 증

가한다. 이는 곧 임계각이 감소함을 의미하며, 전반사할 수 있

는 입사각이 감소함을 의미한다. 따라서P점과Q점에서 굴절

하여빠져나가는빛없이전반사한다.

2. 굴절률

해설 매질 2와 매질 3의 경계면에서 전반사하려면 매질 2의

굴절률이 매질 3보다 커야 하므로 n™>n£이다. 따라서 sinhç

자료분석하기

(나)

(가)에서 sinhç=;lR;이고, l¤ =2¤ +r¤ 이다.

(나)와 같이 점광원을 파란색 빛으로 바꾸면 전반사 임계각은 더

작아져서 hç'<hç이다. 따라서 그림과 같이 원판의 안쪽에서는

이미전반사가일어난다.

빨간색 빛보다 파장이 더 긴 빛을 사용하면 Q점에서 빛이 빠져

나간다.

(가)

r

Ωcl

P

2m

Q

빨간색 빛

원판

Ωc'

P Q

파란색 빛

원판

= 이다. 매질 2에서 매질 3으로 입사할 때의 입사각을 h

라하면 sinh>sinhç= 이다. 마찬가지로매질2와매질1

사이의관계를살펴보면n™>n¡이고, 임계각hç'에 해sinhç'

= 이다. 따라서 sin(90˘-h)>sinhç'= 이다. 이 관

계식을 이용하면 sin¤ h+sin¤ (90˘-h)=sin¤ h+cos¤ h=

1> 2+ 2 = 이므로 n™¤ >n¡¤ +n£¤ 의 관

계가성립한다.

n¡¤ +n£¤11125n™¤

n¡15n™

n£15n™

n¡15n™

n¡13n™

n£15n™

n£13n™

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ44

5. 의이중슬릿실험

해설 ㄱ. (가)의P점에서 밝은 무늬가 나타난다고 했으므로P

점에서는보강간섭이일어난것이다.

ㄴ. (나)에서P점에어두운무늬가나타나는이유는이점에도

달하는 빛들이 상쇄 간섭을 일으켰기 때문이다. 즉, 이 빛들의

위상은서로반 이다.

ㄷ. 플라스틱의굴절률은공기보다크므로빛이플라스틱판을

지나는동안속력이느려진다.

6. 파동의중첩

해설 ①은 왼쪽 파동과 오른쪽 두 번째 파동이 간섭했을 때의

모습이다.

②는 왼쪽 파동과 오른쪽 파동이 막 만나기 시작하는 순간의

모습이다.

③은왼쪽파동이오른쪽두파동사이에있을때의모습이다.

⑤는 왼쪽 파동과 오른쪽 첫 번째 파동이 간섭했을 때의 모습

이다.

약점체크 ④③과같은상태를착각하여이와같은모습이나

타난다고생각할수도있다.

7. 물결파의간섭

해설 ㄱ. P점은 두 파원으로부터 같은 거리에 있으므로, 두

파원으로부터 P점에 도달하는 수면파의 위상은 같다. 따라서

P에서보강간섭을한다.

약점체크 ㄴ. P에서보강간섭을하는수면파의진동수는원래

의파동의진동수와같다. 따라서P점에서의진동수는 f이다.

ㄷ. Q에서의 경로차는 _1이다. Q점은 반 파장의 홀수배

인지점이므로상쇄간섭이일어난다. 따라서진폭은0이다.

8. 줄의정상파

해설 ㄷ. 두경우모두기본진동수의정상파가줄에만들어진

모습으로, 각각 정상파의 반 파장을 나타낸다. 이 둘을 비교해

보면정상파파장은(가)의경우가(나)의경우보다길다.

약점체크 ㄱ. (가)의줄의정상파파장은(나)보다길고, (가) 줄

의정상파의 진동수는(나)보다작다. 따라서 줄이만드는소리

의 진동수 역시 (가)의 경우가 (나)의 경우보다 작다. 높은 소리

일수록진동수가크므로(가)의소리가(나)의소리보다낮다.

ㄴ. 소리의속력은소리의진동수와무관하며일정하다.

k12

1. 물결파의간섭

해설 ㄴ. Q점에서는 상쇄 간섭이 일어나므로 물결파의 진폭

은거의일정하다.

약점 체크 ㄱ. P점은 현재 밝은 부분이므로 이 점에서는 보강

간섭이일어난다. 보강간섭이일어나는부분에서는변위가최

가 되도록 진동하므로 골과 골이 만날 때는 어두운 부분이

된다.

ㄷ. 물결파의 한 파장은 밝은 부분과 인접한 밝은 부분까지의

거리와같다. P점과R점은밝은부분이지만인접한부분이아

니므로한파장의 2배와같다.

2. 빛의간섭

해설 간섭 무늬 사이의 간격은 Dx= 이다. 슬릿 사이의

간격 d를 0.2mm에서 2mm로 한다는 것은 슬릿 사이의 간

격을 10배로 하는 것이다. 그러면 무늬 사이의 간격은 ;1¡0;배

로줄어든다.

3. 얇은막에의한간섭

해설 사진은 반사된 빛들 사이의 간섭에 의한 무늬이다. 이러

한무늬는비누막또는기름막등에서도볼수있는데, 이들모

두간섭에의한무늬이다.

4. 간섭무늬사이의간격

해설 간섭 무늬 사이의 간격은 Dx= 이므로 무늬 사이

의 간격이 최 가 되려면 파장은 최 이고, 슬릿 사이의 간격

은 최소이어야 한다. 반 로 무늬 사이의 간격이 최소가 되려

면 파장은 최소이고, 슬릿 사이의 간격은 최 이어야 하며, 이

러한조합은③이다.

약점체크 파동의세기는무늬사이의간격과무관하다.

Lk12d

Lk12d

| 파동의간섭과회절10

1. ② 2. ② 3. ⑤ 4. ③ 5. ⑤ 6. ④

7. ① 8. ③ 9. ① 10. ⑤ 11. ③ 12. ①

본문 168~170쪽

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 45

한걸음더 악기와정상파

만일 줄을 끝에서 ;2!;인 지점을 누르고 퉁기면 진동수는 2배가

되며, 이때음은한옥타브높은소리가난다. 예를들어 6개의

기타줄중맨윗줄을퉁기면‘미’소리가나는데, 이줄의가운

데를 누르고 퉁기면 같은‘미’소리가 나지만 이 소리는 한 옥

타브높은소리이며, 또한진동수는2배인소리이다.

9. 빛과소리의회절

해설 회절 현상은 파동의 파장에 비해 장애물의 틈이나 크기

가 상 적으로 작을 때 잘 나타난다. 소리의 파장은 략

0.2~20m 정도이므로, 틈이 이 정도 범위에 있으면 회절이

잘 일어나 벽 뒤에 있어도 소리를 들을 수 있다. 창문이 열린

정도는 이 정도 범위이므로 희는 철수의 소리를 잘 들을 수

있는것이다. 그러나빛의경우는파장이 400nm~700nm로

창의 열린 틈은 빛의 파장에 비해 엄청나게 크다. 이러한 경우

회절은 거의 일어나지 못하며, 벽 뒤에 있는 희는 불빛을 볼

수없는것이다.

약점 체크 소리나 빛 모두 파동으로서 회절 현상이 나타난다.

다만회절정도가상 적이기때문에상황에따라잘일어나기

도하고그렇지않기도하는것이다.

10. 파장에따른빛의회절

해설 광원을파장이긴빨간색빛으로바꾸면회절이더잘일

어난다. 즉, 가운데 밝은 부분이 더 넓게 퍼진다. 신 가운데

의빛의세기는약해진다.

11. 빛의편광

해설 ㄱ. LCD 모니터에서나오는빛이편광판 1개의회전각

에 따라 차단되기도 하고 통과하기도 하므로, LCD 모니터에

서나오는빛은편광된빛이다.

ㄷ. 빛이 편광 현상을 나타낸다는 것은 빛의 진동 방향과 진행

방향이수직인횡파임을보여준다.

약점 체크 ㄴ. 그래프를 분석해 보면 알 수 있듯이 회전각이

45˘인경우에도빛의세기가 0이아니므로편광판을통과하는

빛이있다.

한걸음더 편광축과진동방향

빛의 진동 방향이 편광축과 나란하면 편광판을 통과하지만 수

직이면 통과하지 못한다. 만일 편광축이 진동 방향에 해 비

스듬한경우는어떨까?

빛의진동을벡터취급을하면오른쪽

그림과 같이 빛의 진동 방향을 편광

축에 나란한 방향과 편광축에 수직인

방향으로 분해할 수 있으며, 진동 성

분 중 편광축에 나란한 성분의 빛은

통과한다.

12. 소리의회절

해설 ㄴ. 회절이가장잘나타나는경우는스피커의지름은가

장작고, 소리의진동수도가장작은경우로(가)에서 (B)의소

리가발생할때이다.

약점 체크 ㄱ. 회절이 잘 이루어지려면 소리의 파장이 길어야

한다. 이 경우 진동수가 가장 작은 (B)의 소리가 회절이 가장

잘된다.

ㄷ. 지름과 진동수의 곱이 같은 경우 회절되는 정도가 같다.

(나)에서 (B)의소리가발생하는경우와(가)에서 (C)의소리가

발생하는 경우 지름과 진동수의 곱이 같지 않으므로 회절되는

정도도다르다.

편광축

1. ④ 2. ④ 3. ⑤ 4. ③ 5. ② 6. ⑤

7. ③ 8. ④ 9. ③ 10. ④ 11. ④ 12. ⑤

본문 171~176쪽

1. 물결파의간섭

해설 A, B는 모두 보강 간섭이 일어나는 점이고, C는 상쇄

간섭이일어나는점이다. 즉, A, B점까지의경로차는D=

_짝수, C점까지의 경로차 D= _홀수이다. 진동수를 두

배로 증가시키면 파장은 반으로 감소하므로 k'= 이며, 이

식을경로차를나타내는식에 입하면다음과같다.

A, B점：D= _짝수= _(짝수_2)

C점：D= _홀수= _(홀수_2)= _짝수

따라서A, B, C점에서는모두보강간섭이일어난다.

k'132

k'132

2k'1252

k'132

2k'1252

k12

k12

k12

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ46

게 들리며, x=2m 지점에서 소리가 작게 들린다. 다시

x=3m 지점에서 소리가 크게 들리므로 x=3m에서 소리는

보강간섭을한다.

약점 체크 ㄷ. O점에서 두 소리의 경로차는 항상 0이므로 진

동수가 어떻게 변하든 상쇄 간섭 조건만 만족한다. 따라서 소

리는항상작게들리거나들리지않는다.

5. 파동의중첩

해설 ㄱ. 그림을 보면 파동 A의 한 파장은 20cm임을 알 수

있다.

ㄴ. 두파동모두(가)에서(다)까지가는동안의시간이주기이

므로 주기는 4초이다. 또, 한 주기 동안 이동한 거리가 파장이

므로A와B의파장은 20cm이다. 따라서 v= =

=5cm/s이다.

약점 체크 ㄷ. (다)에서 중첩파의 진폭은 진동의 각 파동의 진

폭의합이므로2cm이다.

6. 이중슬릿에의한빛의간섭과단일슬릿에의한빛의회절

해설 ㄱ. 이중 슬릿에 의한 간섭 무늬는 밝고, 어두운 부분이

거의 일정한 간격으로 나타나지만, 단일 슬릿에 의한 무늬는

가운데 밝은 무늬의 간격은 넓은 데 비해 벗어날수록 밝은 무

늬의간격은좁아진다.

ㄴ. 빨간색 빛과 파란색 빛에 의한 무늬의 간격을 비교해 보면

빨간색빛이더크다. 이것은빛이더많이퍼져나가서간섭했

음을의미한다. 따라서파장이긴빛일수록더잘회절된다.

ㄷ. (가)에서어두운무늬가생긴부분에서는빛이상쇄간섭하

기때문에빛의세기가 0이되어어둡게나타난다.

7. 이중슬릿에의한빛의간섭

해설 ㄱ. O점은 밝은 무늬가 나타나는 지점으로 보강 간섭이

일어난다. 따라서이지점에도달하는빛의위상은같다.

ㄷ. Dx= 이므로파장이긴빛으로실험할수록무늬사이

의간격인Dx가증가한다. 따라서파장이더긴 600nm의빛

으로동일한실험을하면Dx가증가한다.

약점 체크 ㄴ. 보강간섭이 일어나는지점까지두 빛의경로차

는D= _짝수이다. P점은두번째밝은무늬가있는지점

이므로경로차가반파장의 4배인곳이다. 따라서두슬릿에서

P점에도달한빛의경로차는400nm의2배인800nm이다.

k12

Lk12d

20cm1114s

k15T

2. 줄에만들어진정상파

해설 ㄱ. 반파장 3개가 90cm이므로정상파의파장은 60cm

=0.6m이다.

ㄷ. 정상파의진동에의한소리의진동수는정상파의진동수와

같다. 따라서 소리의 진동수는 f= = =12.5(Hz)

이고, 소리의 속력은 340m/s이므로 소리의 파장은 k=

=27.2m이다.

약점체크 ㄴ. 정상파의진동모습을나타낸과정이 ;2!; 주기이

므로 정상파의 주기는 0.08초이다. 줄을 따라 진행하는 파동

역시 주기가 0.08초이고, 파장이 0.6m이므로 속력은 v=

= =7.5m/s이다.

3. 소리의간섭

해설 ㄱ. (가)의 O점은 두 스피커로부터의 경로차가 0이므로

진동수와관계없이항상보강간섭이일어난다.

ㄴ. (나)에서 두 스피커 사이의 경로차는 1m이다. 스피커에서

나오는소리의파장을 k라하면 1= _n이다. 소리의진동

수를증가시키다보면파장은감소하는데, 이과정에서경로차

가 반 파장의 홀수배 또는 짝수배가 되므로 O점에서는 상쇄

간섭이일어나기도하고, 보강간섭이일어나기도한다. 즉, 소

리가커졌다작아졌다를반복한다.

ㄷ. (나)의O점에서상쇄간섭을일으키는경우는다음과같다.

1m= _홀수= _홀수

즉, 소리의 진동수는 f= _홀수이며, 이러한 조건에 맞는

소리 중 가장 작은 진동수는 홀수`=1일 때이다. 이때 소리의

진동수는 170Hz이다.

4. 소리의간섭

해설 ㄱ. 두 스피커에서 나오는 소리의 위상이 서로 반 이므

로, 위상이같은경우의보강간섭및상쇄간섭이일어나는조

건과 반 이다. 즉, 경로차가 반 파장의 홀수배이면 보강 간섭

이일어나고, 짝수배이면상쇄간섭이일어난다. O점은경로차

가0인지점이므로상쇄간섭이일어나며소리가작게들린다.

ㄴ. O점에서소리가작게들리고 x=1m 지점에서소리가크

v12

v122f

k12

k12

0.6m11250.08s

k15T

340m/s111112.5Hz

1110.08

115T

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 47

8. 빛의편광

해설 ㄱ. (나)는모니터에서나오는빛을편광판 1개로도빛을

차단할 수 있음을 보여준다. 이는 모니터에서 나오는 빛이 편

광된빛이라는것을의미한다.

ㄷ. (나)에서 편광 필름을 90˘ 더 회전시키면 편광축은 (가)와

같은상태이므로 씨를다시볼수있다.

약점 체크 ㄴ. 모니터에서 나오는 빛의 진동 방향이 (가)의 편

광필름의편광축과수직이면빛이편광필름을통과하지못하

고 (나)와 같이 어둡게 보여야 한다. 따라서 (가)의 경우 빛의

진동방향과편광축은수직이아니다.

9. 정상파

해설 ㄱ. 줄을 따라 진행하는 파동의 주기가 0.4초이므로, 전

파속력은v=2.5_0.4=1(m/s)이다.

ㄴ. 0~0.3초 동안 두 파동은 각각 0.3m를 이동한다. 즉, 0.3

초 후 왼쪽 파동의 마루는 0.5m인 위치에 도달하고, 0.5m인

위치에서 오른쪽 파동의 변위는 마루가 된다. 따라서 0.5m인

위치에서줄의변위는 0.4m이다.

약점 체크 ㄷ. 충분한 시간이 지나면 줄에는 정상파가 만들어

지는데, 0.6m 줄에 파장이 0.4m인 정상파로 가능한 모양은

이다.

10. 작은구멍에서빛의회절

해설 ㄱ. 작은구멍한개에빛을입사시켰을때나타난무늬이

므로회절무늬이고, 이것은빛이파동임을나타내는것이다.

ㄷ. 구멍의크기가작을수록회절이더잘나타난다. 무늬가더

많이퍼져보이는것은(가)이므로, 구멍의크기는(가)가(나)보

다작다.

약점 체크 ㄴ. 회절 무늬가 좌우, 위아래로 칭이므로 구멍의

자료분석하기

그림은 두 파동의 모습을 0.1초 간

격의 시간적 순서에 따라 나타낸

것이다.

점선 파동은 왼쪽에서 오른쪽으로,

실선 파동은 오른쪽에서 왼쪽으로

진행한다.

0.3초 후 0.5m 지점에서 두 파동

의마루가만난다.

0.3초 후

0.1초 후

0.1 0.3 0.5

0.2초 후

0.1 0.3 0.5

0.1 0.3 0.5

모양은좌우와위아래가 칭인정사각형모양이다.

11. 이중슬릿에의한빛의간섭무늬

해설 무늬가 모두 나타난 길이를 l이라 하면 k¡으로 실험한

경우 밝은 무늬 사이의 간격은 ;6L;이고, k™으로 실험한 경우 밝

은무늬사이의간격은 ;8L;이다. 즉, 무늬사이의간격은Dx¡：

Dx™=4：3이다. 무늬 사이의 간격은 파장에 비례하므로 사

용한빛의파장의비는 k¡：k™=4：3이다.

12. 빛의편광

해설 ㄱ. 편광판A를회전시켜도A를통과한빛의세기가변

하지않는다. 따라서(가)의광원에서나오는빛은편광되지않

았다.

ㄴ. B를 통과한 빛의 세기는 회전각이 90˘일 때 최 이고, C

를 통과한 빛의 세기는 회전각이 0˘일 때 최 이다. 따라서 B

로 향하는 빛은 수평 방향으로 진동하고, C로 향하는 빛은 연

직방향으로진동한다.

ㄷ. 빛의편광은빛이횡파이기때문에나타나는현상이다.

1. ② 2. ①

본문 177쪽

1. 정상파

해설 ㄱ. (가)의 경우 1m 줄에 반 파장이 4개인 정상파가 만

들어져 있다. 따라서 줄에 만들어진 정상파의 파장은 0.5m

이다.

ㄴ. (나)의줄에만들어진정상파의파장은 1m이다. 이때진동

자료분석하기

50Hz로 진동시키면 기본 진동수의 정

상파가만들어진다.

100Hz로 진동시키면 2배 진동수의 정

상파가만들어진다.

150Hz로 진동시키면 3배 진동수의 정

상파가만들어진다.

50Hz와 100Hz 사이의 진동수, 예를 들어 75Hz 또는 80Hz

등의진동수로진동하면정상파가만들어지지않는다.

50Hz

100Hz

150Hz

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ48

1. 최 운동에너지－진동수그래프

해설 ① 플랑크 상수는 그래프의 기울기와 같으므로 와

같다.

② 한계 진동수는 광전자의 최 운동 에너지E˚의 값이 0이

되는 fº이다.

③금속의일함수는W=hfº이다.

⑤한계진동수가 fº이므로한계파장은 이다.

약점 체크 ④ 진동수는 나타나 있으나 빛의 세기는 그래프에

나타나있지않다.

2. 한계진동수

해설 ㄴ. 전류계의 바늘이 움직이지 않는 이유는 금속에서 전

자가 튀어나오지 않거나, 전자가 튀어나오더라도 정지 전압이

커서 양극에 도달하는 전자가 없기 때문이다. 빨간색 빛을 파

란색 빛으로 바꾸면 광양자의 에너지가 커지기 때문에 광전자

의최 운동에너지가커져서양극에도달할수도있다.

약점 체크 ㄱ. 전류계가 움직이지 않는 이유는 광전자가 양극

에 도달하지 못하기 때문이다. 그렇다면 광전자의 최 운동

에너지를더증가시키면되는데, 광양자의에너지는빛의진동

수에비례하기때문에빨간색빛을세게하여도광양자의에너

지가더커지지않아광전자가양극에도달하지못한다.

ㄷ. 광전류가 흐르지 않는 또 다른 이유로 음극과 양극 사이에

걸리는 전압이 너무 크기 때문일 수도 있다. 따라서 전자가 양

극에 도달하도록 하려면, 전압을 줄이는 방법을 시도해야 한

다. 그런데P점을b점쪽으로이동시키면광전관에걸리는전

압의크기가오히려커진다.

3. 일함수

해설 빛A를 비출 때의 정지 전압이 8V이고B를 비출 때의

정지전압이 3V이므로광전관의음극에서튀어나오는광전자

의최 운동에너지는각각8eV와3eV이다.

c13fº

W13fº

| 빛과물질의이중성11

1. ④ 2. ② 3. ④ 4. ⑤ 5. ② 6. ⑤

7. ③ 8. ①

본문 183~184쪽

수 100Hz이므로줄을따라진행하는파동의속력은 100m/s

이다. (나)의 줄을 흔들어 주는 진동수에 따라 가능한

정상파의 파장은 가장 긴 것부터 2m, 1m, ;3@;m, y 등이며,

각 경우 해당 진동수는 50Hz, 100Hz, 150Hz, y 등이다.

따라서 75Hz의진동수를갖는정상파는불가능하다.

약점 체크 ㄷ. 같은 줄에 질량이 m인 물체가 매달렸을 때인

(가)보다 4m인 물체가 매달렸을 때인 (나)가 장력이 더 크다.

(가)의 줄을 따라 진행하는 파동의 속력은 50m/s이고, (나)에

서파동의속력은 100m/s이므로줄의장력이클수록줄을따

라전파되는파동의속력은빠르다.

2. 파동의간섭

해설 P, Q, R에서 간섭되는 모습을 이해하려면 P, Q, R에

서 두 파동의 진행에 따른 변위를 파악하면 된다. 6m 지점인

P점에왼쪽파동의마루가도달할때오른쪽파동의마루가도

달한다. 따라서이지점에서는항상보강간섭이일어난다.

Q점에 두 파동이 도달할 때 어느 한 파동이 마루이면 다른 파

동은 변위가 0이다. 즉, 두 파동의 위상차가 90˘이다. 따라서

보강간섭과상쇄간섭의중간에해당하는간섭이발생한다.

R점에서는 왼쪽 파동의 골이 도달하면 오른쪽 파동의 마루가

도달하며, 이지점에서두파동의위상차는항상 180˘이다. 따

라서 이 지점에서는 항상 상쇄 간섭이 일어난다. 결국, 진폭의

크기는P>Q>R 순이다.

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 49

빛A의 진동수가B의 2배이므로B의 광양자 한 개의 에너지

를E라고하면A의광양자에너지는 2E이다. 그리고음극으

로사용된금속의일함수를W라고하면,

3=E-W

8=2E-W

에서 B의 광양자 에너지는 E=5eV이고, 음극을 이루는 금

속의 일함수는 W=2eV이다. 따라서 A의 광양자 에너지는

10eV이다.

4. 파장이다른세빛의비교

해설 ㄱ. A와C에 한정지전압이같으므로광전자의최

운동에너지가같다. E˚= -W에서광전자의최 운동

에너지가 같으면 파장 k의 값이 같다. 따라서 A와 C는 같은

색의빛이다.

ㄴ. A에 한정지전압이B에 한정지전압보다크므로, A

의 광양자 에너지가 B의 광양자 에너지보다 크다. 파장이 짧

을수록 광양자 에너지가 크므로, A의 파장은 B의 파장보다

짧다.

ㄷ. 전류는 단위 시간 동안 광전관을 통과하는 전하의 양이다.

양극전압이 0일때의광전류는B가C보다크므로, 양극에도

달하는전자의수는B를비출때가C를비출때보다많다.

5. 테일러실험

해설 테일러 실험은 광양자가 한 개씩 통과할 때에도 파동성

이나타난다는사실을입증한실험이다.

ㄱ. 슬릿의 폭이 좁을수록 회절이 잘 일어난다. 즉, 회절 무늬

의폭이커지므로Dx가커진다.

ㄴ. 빛의 세기와 회절의 정도는 무관하므로, 빛의 세기를 세게

하여도 Dx는 변하지 않는다. 그러나 빛의 세기를 세게 하면

hc12k

자료분석하기

A와 B는 양극 전압이 0일 때의 전류가 같다. 양극 전압이 0일

때는튀어나온전자가제어를받지않으므로양극에도달한다.

A와 C는광전류가 0일때의전압이같다. 즉, 정지전압이같다.

-

-

음극

전류계

슬릿

광원

광전관

양극

µA

V

+

-

A

B

C

0전압

광전류

통과하는 광양자의 개수가 증가하므로, 가운데 줄무늬를 이루

는점의개수는증가한다.

약점 체크 ㄷ. 빛이 파장이 클수록 회절이 잘 되어Dx뿐만 아

니라 나머지 무늬의 폭도 커진다. 그런데 통과하는 광양자의

개수가 같으므로 점의 도가 작아지나 무늬 한 줄당의 전자

개수가감소하지는않는다.

6. 전자현미경

해설 전자 현미경은 광선과 똑같은 원리로 전자선이 상을 만

들게 하는 장치이다. 파장이 5_10—‡ m 정도인 가시 광선을

이용하는 광학 현미경은 회절 현상 때문에 2_10—‡ m 이하의

작은 물체를 확 하여 볼 수 없으며, 배율을 더 높여도 파동의

회절현상때문에상이선명하게나타나지않는다.

신 전자의 드브로이 파장은 가시 광선 파장의 약 ;10¡00;배

정도이므로, 회절이그만큼적게일어나서배율을광학현미경

의약 1000배정도로확 시킬수가있다.

7. 전자선이만드는간섭무늬

해설 간섭무늬한개의폭은Dx= 이다.

ㄱ. 이중 슬릿 사이의 간격 d가 좁아지면 무늬의 폭Dx가 증

가한다.

ㄷ. 이중슬릿과사진건판사이의간격L을증가시키면, 무늬

의폭Dx가증가한다.

약점 체크 ㄴ. k= 이므로 전자의 속력이 증가하면 파장

이 짧아진다. 파장이 짧아지면 무늬의 폭인 Dx가 감소한다.

즉, 무늬의폭이증가하려면전자의속력이감소해야한다.

8. 물질파

해설 ㄱ. 입자의속력이 vº로같을때는주어진그래프에서알

수 있듯이 입자 A의 물질파 파장이 B의 물질파 파장보다 길

다. 물질파 파장은 k= 이므로 입자 A의 질량이 B보다

작음을알수있다.

약점 체크 ㄴ. 입자의 운동량은 k= 에서 mv= 이다.

A와B의파장이 kº로같으므로A와B의운동량은같다.

ㄷ. 질량이m이고속력이 v인입자의운동에너지는 ;2!;mv¤ =

이다. 따라서 운동량이 같으면 질량이 클수록 운동(mv)¤1112m

h1k

h125mv

h125mv

h125mv

Lk125d

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ50

해설 한계 파장은 광전자가 튀어나오기 위한 최 파장으로,

한계 파장보다 긴 파장의 빛에서는 광전자가 튀어나오지 않는

다. 즉, 한계 파장은 광전자가 튀어나오기 위한 파장의 최댓값

이다.

ㄱ. 한계파장을 kµ, 빛의속도를 c라고하면, 일함수는다음과

같다.

W=hfº=

A의한계파장이B의 ;2!;배이므로, 일함수는A가B의2배이다.

ㄴ. 한계 파장보다 짧은 빛을 비추어야 광전자가 튀어나온다.

kº는A의한계파장 kÅ보다길고B의한계파장 kı보다짧으

므로, B가 음극인 광전관에 비추면 광전자가 튀어나오지만A

가음극인광전관에비추면광전자가튀어나오지않는다.

ㄷ. A의 일함수를 WÅ, B의 일함수를 Wı라고 하면 EÅ와Eı는다음과같다.

EÅ= -WÅ

Eı= -Wı

따라서Eı와EÅ의값차이는일함수의차이와같다. A의일

함수가B의 2배이므로, Eı-EÅ=Wı이다.

3. 빛의진동수와광전자의최 운동에너지

해설 철수：진동수가 f인 빛을 일함수가 W인 금속에 비

추었을 때 튀어나오는 광전자의 최 운동 에너지는 E=hf

-W이다. 따라서실험Ⅰ과Ⅱ에서다음과같은두개의식이

세워진다.

Eº=hf¡-W yy`

2Eº=hf™-W yy`

에서 을 빼면, Eº=h(f™-f¡)이다. 따라서 플랑크 상수

는 h= 이다.

희：(가)의값을E라고하면, 실험Ⅲ과Ⅳ에서다음과같

은식이세워진다.

E=hf¡-W yy`

3Eº=hf™-W yy`

에서 을 빼면, 3Eº-E=h(f™-f¡)=Eº이다. 따라서

E=2Eº이다.

약점 체크 민수：광전자의 최 운동 에너지는 빛의 세기와

무관하고진동수에만비례한다.

Eº111f™-f¡

hc12k

hc12k

hc12kµ

에너지가 작다. 물질파의 파장이 kº일 때 A와 B의 운동량은

같고질량은A가B보다작으므로, 운동에너지는A가B보다

크다.

1. ⑤ 2. ⑤ 3. ③ 4. ③ 5. ① 6. ④

7. ④ 8. ② 9. ⑤ 10. ②

본문 185~189쪽

1. 광전효과실험결과

해설 ㄱ. 광전관의두극사이의전압을증가시키다보면광전

류가 0이 될 때가 있다. 이때의 전압을 정지 전압이라고 한다.

이 정지 전압에 전자의 전하량을 곱한 값이 광전자의 최 운

동 에너지이다. 두 그래프를 비교해 보면 파장이 짧은 보라색

빛을사용하 을때가빨간색빛을사용하 을때보다정지전

압이 크다. 따라서 파장이 짧을수록 광전자의 최 운동 에너

지는크다는사실을확인할수있다.

ㄴ. 정지 전압의 크기는 보라색과 빨간색 모두 빛의 세기와는

무관하다. 그러나빛의색과는관계가있어서보라색의경우가

빨간색의 경우보다 크다. 따라서 보라색을 비출 때의 최 운

동 에너지가 빨간색을 비출 때의 최 운동 에너지보다 크다.

따라서광전자의최 속력은파장이짧을수록크다는것을알

수있다.

ㄷ. 빛의 세기가 셀수록 광전류가 세다. 이는 광전관에서 튀어

나온 광전자가 많으면 양극에 도달하는 전자의 수가 많아져서

전류의세기가세어지는것이다.

2. 빛의파장과광전자의최 운동에너지

자료분석하기

A의 한계 파장(최 파장)이 B보다 짧으므로 A의 한계 진동수

는 B보다크다. 즉, A의일함수가더크다.

파장에 관계없이 동일한 파장의 빛에 하여 두 금속에서 튀어나

온전자의E˚값의차이는일함수의차이로일정하다.

0 ¬A ¬º ¬B

EBA B

파장

EA

최

운동

에너지

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 51

4. 정지전압의측정

해설 ㄱ, ㄴ. 접점을 b쪽으로 서서히 이동시키면 음극과 양극

에 걸리는 전압이 증가한다. 이때 광전류가 0이 되는 순간의

전압을 정지 전압이라고 하며, 그 값에 전자의 기본 전하량을

곱하면광전자의최 운동에너지가된다. 진동수가 f인빛을

비출 때 광전자의 최 운동 에너지는 4.3eV이고, 진동수가

2f인빛을비출때광전자의최 운동에너지는 11.1eV이므

로, 진동수가 f인 빛을 비출 때의 광양자 1개의 에너지를 E,

광전관의음극으로사용된금속의일함수를W라고하면다음

식이성립한다.

E=4.3+W

2E=11.1+W

두식에서E=6.8eV, W=2.5eV가된다.

약점 체크 ㄷ. 진동수가 f일 때의 정지 전압이 4.3V이고,

2f일 때의 정지 전압이 11.1V이다. a점과 접점 사이의 거리

의 비가 정지 전압의 비이므로, 진동수가 2f일 때 a점과 접점

사이의거리는a점과P점사이거리의 배이다.

한걸음더 직렬연결에서의저항과전압

그림에서 a~P 사이의 저항을 Rå, b~P 사이의 저항을

R∫라 하고, a~P 사이의 전압을 Vå, b~P 사이의 전압을

V∫라고 하면, Vå：V∫=Rå：R∫이다. 즉, 광전관에 걸리는

전압Vå는P점이아래로내려갈수록커진다.

5. 광전효과의이용

해설 부저는 침입자가 자외선을 차단할 때에만 작동해야 한

다. 즉, 광전 효과가 일어나지 않을 때 소리가 나야 한다. 따라

서평상시에는계속광전효과가일어나야한다.

철수：음극으로 일함수가 4.8eV인 광전관 B를 사용하면,

4.5eV의 자외선으로 광전 효과를 일으킬 수가 없으므로 광전

관 B를 사용한 것이 분명하다. 따라서 일함수가 4.0eV인 A

로교체하면된다.

약점체크 희：자외선의파장을 1.2배로바꾸면자외선의

광양자 에너지는 에서 배가 됨을 알 수 있다. 따라서11251.2

hc12k

-

-

음극

전류계

슬릿

자외선f

광전관

양극b

+

-

a

P

µA

V

11.11154.3

해결방안이되지못한다.

민수：광양자의 에너지는 빛의 세기와는 무관하고, 빛의 진

동수에만비례한다. 따라서빛의세기를세게하여도광전관B

에서는광전효과가일어나지않는다.

6. 최 운동에너지－진동수그래프의해석

해설 ㄱ. 금속A는진동수가 4_10⁄ › Hz 이상인빛에서광전

자가 방출된다. 가시 광선 중에서 진동수가 가장 작은 빛은 파

장이 가장 긴 빨간색이며, 그 진동수는 f= =4.3_

10⁄ › (Hz)이다. 따라서금속A는가시광선의어떤색을비추

어도광전자가방출된다.

ㄷ. 한계 진동수를 fº라고 하면 일함수는 W=hfº이다. B의

한계 진동수가 A의 2.5배이므로, B의 일함수는 A의 2.5배

이다.

약점 체크 ㄴ. 보라색 중에서 진동수가 가장 큰 빛의 파장은

3.8_10—‡ m이다. 이에 해당되는 진동수는 f '=

=7.9_10⁄ › (Hz)이다. 따라서 보라색 빛을 금속 B에 비출

때금속B에서광전자가튀어나오지않는다.

7. 정지전압－진동수그래프의해석

해설 ㄱ. hf=E˚+W에서진동수 f가 0일때E˚=-W=

-eV¡이다. 즉, 금속의일함수는 eV¡이다.

ㄷ. hfº=eV¡에서플랑크상수는h= 이다.

약점 체크 ㄴ. 한계 진동수가 fº이므로, 금속의 일함수는 hfº

이다. 진동수가 f¡일때와 f™일때의광양자에너지는각각다

음과같다.

eV¡122fº

3_10°111123.8_10—‡

3_10°111257_10—‡

자료분석하기

금속의일함수：hfº=eV¡

진동수가 f¡일때광전자의최 운동에너지는 eV¡이다.

진동수가 f™일때광전자의최 운동에너지는 2eV¡이다.

0

2VÁ

VÁ

-VÁ

fªf¼ fÁ

정지

전압

진동수

w w w . e b s i . c o . k r

EBS 수능특강물리Ⅰ52

1. ③ 2. ①

본문 190쪽

1. 정지전압의측정및일함수의계산

해설 ㄱ. a점과b점사이의전위차가 10V이므로, a점과b점

사이의길이를 l이라고하면, a점과 a점으로부터 0.3l인지점

사이의전위차는3V이다.

a점의 전위를 10V, b점의 전위를 0V라고 하면, P점의 전위

는 7V이다. Q점의전위가 5V이므로양극의전위는 5V이다.

따라서 양극과 음극의 전위차는 5-7=-2(V)이다. 즉, 양

극전압Vº는-2V이다.

ㄴ. 광양자 1개의 에너지가 =5eV이므로, 일함수는 5=2

+W에서W=3eV이다.

약점 체크 ㄷ. P점을 a점에서 b점쪽으로 옮겨서 양극 전압을

높여주면, 튀어나온 광전자가 양극에 도달하는 수가 증가하여

광전류가 증가한다. 그러나 음극에서 튀어나오는 광전자의 수

는 비춰준 빛에 의해 결정되며, 양극 전압에 의해 결정되지 않

는다.

한걸음더 전압강하와전위차

저항R에전류 I가흐르면전위가 IR만큼낮아진다. 이를전

압강하라고하며, 이전압강하는저항양단에걸린전압과같

다. 그림에서 2X의 저항을 통과하면 4V의 전압 강하가 일어

난다. 즉, a점의전위는b점보다 4V가높다. 같은이유로b점

의전위는 c점보다 6V만큼높다. 예를들어P점의전위가 0V

이면, a점의 전위는 5V이며, b점의 전위는 5-4=1(V)이

고, c점의전위는 1-6=-5(V)이다. 이때 b점을광전관의

음극에, P점을 광전관의 양극에 연결한다면 양극 전압은 0-

1=-1(V)가된다.

5V 5V

a b c

P

2A

2„ 3„

전자의 가속 전압의 제곱근에 비례한다. 따라서 전자의 물질

파파장 k= 는 에비례한다.111"çV

h125mv

hf¡=eV¡+hfº

hf™=e(2V¡)+hfº

그런데 hfº=eV¡이므로 hf¡=2eV¡, hf™=3eV¡이다. 따라

서 f¡=;3@; f™이다.

8. 전자의입자성

해설 ㄴ. (나)의 무늬는 빛이 단일 슬릿을 통과하 을 때와 같

은모양으로, 단일슬릿을통과한전자들이파동성을나타냄을

알 수 있다. 슬릿의 틈이 넓어지면 회절 정도가 감소하므로

Dd의값은작아진다.

약점 체크 ㄱ. 가속 전압 V를 크게 하면 전자총으로부터 나

오는 전자의 속력이 빨라진다. 속력이 빨라지면 k= 에서

물질파 파장이 작아짐을 알 수 있다. 파장이 작아지므로 회절

정도는감소하여Dd의값은작아진다.

ㄷ. 가속 전압V를 작게 하면 속력이 느려지므로, k= 에

서파장이커짐을알수있다. 파장이커지면회절정도가커져

서Dd의값이커진다. 슬릿의폭은변하지않았으므로통과한

전자의 수는 동일하다고 보아야 하며, Dd가 커졌으므로 점의

빽빽한정도는감소한다.

9. 물질파파장

해설 일정한 크기의 힘을 받으므로A와B 모두 등가속도 운

동을 하는데, A의 가속도는 이고 B의 가속도는

= 이다. 즉, A의 가속도는B의 2배이다. 동시에 출발하

고A의 가속도가 B의 2배이므로, A의 속력은 항상B의 2

배이다. 따라서 출발 후 어느 순간A의 속력을 v라고 하면 동

일한시각에B의속력은 ;2V;가되므로A의물질파파장은

로 나타낼 수 있고, B의 물질파 파장은 =

이다. 따라서 kÅ：kı=2：1이다.

10. 전자의운동에너지에따른물질파파장

해설 전자의운동에너지가가속전압V에비례하므로, ;2!;mv¤

= •V에서mv•"çV이다. 즉, 전자의운동량mv는(mv)¤11152m

h1212mv

h111254m;2V;

h125mv

F1232m

2F1234m

F13m

h125mv

h125mv

w w w . e b s i . c o . k r

정답과해설 53

2. 물질파에의한정상파형성

해설 양쪽 벽에서 정상파의 마디가 형성되기 때문에 그림과

같이정상파가형성된다.

따라서 k«= = 에서 v«= (n은 정수)이므로

속력은 , , , y의 값이 가능하다. 즉,

과 의값은가질수없다.3h1154ml

h1153ml

3h1152ml2h1152ml

h1152ml

nh1152mlh115mv«

2l13n

기본 진동

2배 진동

ÂÁ=2l

ª=l

£=3배 진동2l3-

l

Fly to Glorious Dream, with EBS!

제가초등학교 1학년때어머니께서집을나가셨습니다. 아버지께서는저와동생을홀로 뒷바라지하셔야했기때문

에어렵고힘들게살아오셨습니다. 어렸을때부터저에게닥친커다란상처들은저를방황의길로이끌었고, 공부의길

과는 점점 멀어져갔습니다. 그렇게 고등학교에 입학할 즈음, 아버지께서 공사판에서 심하게 다치셨습니다. 당시 아버

지께서는인천에계셨고저는광주에있어서아버지께서입원했다는사실을일주일이지난후에서야알았습니다. 아버

지와의통화중에애써괜찮다고말 하시는데눈물이왈칵나오더라고요. 이제우리집을이끌어야할기둥이저라는

것을 느끼고 오랫동안 멀어져 있던 공부를 시작해야겠다고 생각했습니다. 아무런 기초도 없는, 더욱이 과외는커녕 학

원은꿈도못꾸는저에게실낱같이비춰진유일한빛이바로EBS 습니다.

모의고사를치르면서저의위치가처절히드러났습니다. 과학 30점 , 언어 역은 4등급초반, 수학은 50점 . 그래

도 관심이 있어서 자신 있었던 어도 무너지자 정말 막막하더군요. 눈앞에서 아버지 얼굴이 아른거리는데 답답하고

또답답했습니다.

‘하면된다.’라는믿음으로<기본과특별한> 시리즈로공부를시작했습니다. 기초가없는저에게는학교에서아침시

간에방송해주는EBS가얼마나고마웠는지모릅니다. 교과서위주로진행되는데문학갈래에서는작품하나하나를익

히는 것에, 비문학 갈래에서는 의 중심 내용 파악하는 것에 역점을 두어 공부했습니다. ‘작품의 감상 방법’이나‘한

국문학의미형식’등의기본이론을파악하자처음보는작품을보는눈이점점생겼습니다. 그렇지만책과는담을쌓

아온 터라 을 읽어나가는 독해력이 현저히 부족했습니다. 아무리 연습해도 점수는 그 자리……, 열정만으로는 되지

않는것인가하는좌절에빠졌습니다.

그러다가 새롭게 선보이는 김주혁 선생님의 <오답노트> 강좌가 눈에 띄었습니다. ‘출제자의 의도’를 파악하는 것에

서부터실질적인 의독해방법까지성적향상에직결되는스킬을배울수있었습니다. 심지어지문을보지않고도문

제지 사이에서 답을 도출해내는 논리적 사고 과정을 따라하고 훈련하다 보니까 자연스레 자신감이 붙었습

니다. 흔히언어 역고수(?)들은문제를읽는순간에감이온다고하는데그감이조금씩느껴지는것같

아정말기뻤습니다. 선생님께서말 해주신 로강의를듣는것에서그치지않고평가원과수능기

출 문제를 통해 직접 훈련했더니, 넘을 수 없을 것만 같은 모의고사에서는 98점, 문학 97점, 국어

생활 96점! 한치앞도보이지않는곳에서괄목할만한성적을이루어냈다는마음에성적표를

보고얼마나울었는지모릅니다.

수학은 <기특한>으로 시작해서 <포스>를 들었습니다. 아무것도

최우수상

당선작

없는허허벌판에서방금배운지식을심고기본문제를수확하는과정이눈에보이니까가장재밌고자신있는과목이

수학이되었습니다. 다른어떤과목보다도수학은강의를듣기전에문제를풀어보는게중요했습니다. 예제-유제-연

습문제-1등급 고난도 문제를 미리 풀어 보고, 선생님께서“그런 식으로 접근하는 것은 출제자의 함정이고, 이렇게 풀

어야해.”라고말 하시는부분을유심히들었습니다. 선생님께서강조하신부분이시험에서똑같은형식으로나오는

것을볼때마다희열을느꼈습니다.

어는 <기특한> 시리즈와 <포스>를 완강하고 EBS만의 특장점인 학별고사에 있는 석정수 선생님의 경찰 학교

강의를 들었습니다. 실력은 형편없어도 정신적 충격(?)을 받기 위해 경찰 학교 강의를 들었는데, 정말로 충격을 받았

습니다. 10문제를 풀면 2문제밖에 못 맞아서 1주일간 자존심이 상해서 공부할 힘이 생기지 않더군요. 제 자신에게 분

풀이하는마음으로<학습Q&A>에마음껏질문을올렸습니다. 이해가될때까지질문하고또질문했습니다. 제가자주

틀리는유형은 의순서찾기, 어법상틀린것고르기같은문제이었는데, 선생님께서제시해주신방법을가지고저만

의 일관된 풀이 체계를 쌓았습니다. 논리적으로 해결되지 않는 빈틈들을 서서히 좁혀나가는 연습을 하다 보니 자연스

레실수도줄어들고문제를푸는시간도많이단축되었습니다.

저는국사, 근∙현 사같이흐름이중요한과목에굉장히취약했습니다. 그런 제머릿속에흐름의큰획을 그어주신

분이 바로 최태성 선생님이십니다. 말 그 로 저에게 큰별[太星] 선생님이셨죠. 칠판 하나를 가득 메우는 필기를 형형

색색의 볼펜을 이용하면서 노트에 필기를 하니까 아주 자연스럽게 논리적인 인과 관계로 정리되더군요. 선생님께서

들려주시는 모든 사례와 농담까지 흐름을 이해하기 위해 기억했습니다. 시 를 관통하는 맥이 생기니 문제가 보이기

시작했고, 점수는수직상승했습니다.

제가 강의를 들은 곳도, 입시 정보를 얻는 곳도 모두 EBS 습니다. 공부가 지루할 때마다 EBS 홈페이지를 샅샅이

둘러보았습니다. EBS를둘러보니양질의강의를더욱빛나게하는기능들을정말많이발견할수있었습니다. 저는그

효과를톡톡히보았습니다. 우선강의를들으면서‘알파브레인’을이용했는데, 집중력이항상부족했던저를강의에몰

두할수있도록도와주었습니다. 삐~ 소리가들리지않을때면제가확실히집중하고있다는것을느꼈지요. 또EBS에

서 주관하는 모의고사를 한 달에 한 번씩 보는 것이 배운 내용을 점검할 수 있는 좋은 기회 습니다. 모의고사를 치르

는동안은철저하게자기를관리할수있도록시간도정해져있고시험이끝나기전까지다른것을못하도록되어있어

서제 로된실전연습을할수있었습니다.

어떤 일을 하든지 날아오르려는‘꿈’이 필요하다고 생각합니다. 거기에는 꿈을 실현시켜주는 날개가 있어야만 합니

다. 방향성이없었던저의꿈에날개가되어준것이바로EBS 습니다. 밑바닥에서출발하여저조차도믿기힘든전교

1등을이루어냈습니다.

무엇이 당신의 발목을 붙잡는 것인가요. 한 치 앞도 보이지 않는 현실? 가난한 환경? 넘을 수 없을 것만 같은 벽?

EBS와함께해서이루어낸, 또이루어낼저를보십시오. 당신의꿈을가로막는모든속박을걷어내고힘차게날아오르

십시오. ‘EBS’라는날개를단다면그어느곳이든 갈수있으리라확신합니다.

Fly High to glorious dream, with Essentially Broadening our dream, Supporter

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