2022학년도 9모 과학탐구 물리학Ⅰ

2022학년도 9월 모의평가 물리학Ⅰ 해설

2026-10-15 수정 · 이 회차 전체 해설 보기

2점 문항이 맨 위에

2022학년도 9월 모평 물리학Ⅰ은 표준점수 최고점이 70점이었고, 오답률 50%를 넘은 문항이 6개 나왔습니다. 맨 위에 오른 것은 3점 문항이 아니라 2점짜리 19번 전기력 문항(69.4%)이었습니다.

19번: 힘이 0이라는 조건에서 출발

(나)에서 A에 작용하는 전기력이 0이므로, d에 있는 B와 2d에 있는 C가 A에 주는 힘이 상쇄됩니다. 거리가 2배이므로 C는 B와 부호가 반대이고 전하량 크기는 B의 4배, 즉 C는 음(−)전하입니다. 여기에 C가 받는 힘의 방향을 두 배치에서 비교하면 A의 전하량 범위가 잡힙니다. (가)에서 C가 +x 방향 힘을 받으려면 A가 C를 밀어내야 하므로 A는 음전하이고, 크기는 B의 9/4배보다 커야 합니다. (나)에서 −x 방향이 되려면 A의 전하량은 B의 4배, 곧 C의 전하량보다 작아야 합니다. 그래서 ㄱ만 옳고 ㄴ은 틀립니다. B가 받는 힘은 (가)에서 A 쪽(−x), (나)에서 C 쪽(+x)으로 뒤집히므로 ㄷ도 틀려 정답은 ①입니다.

20번: 마찰 구간에서 사라진 에너지

A는 높이차 3h/4인 마찰 구간을 등속도로 지나므로, 그 구간에서 잃은 위치 에너지가 고스란히 열로 빠져나갑니다. 충돌 뒤 B는 4h까지 올라가고 충돌 전 속력은 그 절반이므로 h_B = h이고, A는 마찰 구간 아래인 h/4에서 멈추므로 되돌아갈 때는 손실이 없습니다. B의 충돌 전 속력을 u로 두면 충돌 후 A는 u/2, B는 2u이고, 운동량 보존에서 충돌 전 A의 속력은 1.5u가 됩니다. 이 속력은 높이 2.25h에 해당하므로 마찰 손실 0.75h를 더한 h_A = 3h이고, h_B/h_A = 1/3(②)입니다. 오답률은 68.3%였습니다.

18번: 거리-시간 그래프의 기울기

(나)의 기울기는 두 물체의 상대 속도입니다. 0~1초에 거리가 2 m 줄었으므로 A는 2 m/s로 와서 1초에 B와 부딪칩니다. 1~3초의 기울기 1.5는 두 물체가 반대로 멀어지는 속력의 합이고, 3초에 B가 벽에서 튕긴 뒤의 기울기 −0.5는 같은 방향으로 움직이는 두 속력의 차입니다. 두 식에서 충돌 후 A는 0.5 m/s, B는 1 m/s이고, 2m_A = −0.5m_A + m_B에서 m_A : m_B = 2 : 5(④)입니다. 이 문항의 오답률은 65.2%였습니다.

13번은 그래프 기울기 두 개

실로 연결된 세 물체를 다룬 13번(2점, 61.6%)은 p가 끊어지기 전후의 가속도를 속력-시간 그래프의 기울기에서 각각 읽어 낸 뒤, 운동 방정식 두 개를 세워 C의 질량과 실의 장력을 구하는 순서로 풀립니다. 정답은 ①입니다.