2018학년도 수능 과학탐구 물리Ⅱ

2018학년도 수능 물리학Ⅱ 해설

2026-10-15 수정 · 이 회차 전체 해설 보기

과학탐구 최고점 71점, 최고점자 7명

물리Ⅱ는 표준점수 최고점이 71점으로 과학탐구에서 가장 높았지만 최고점자는 7명뿐이었고(1등급 구분 67점), 오답률 50%를 넘은 문항도 15개로 가장 많았습니다.

2점짜리 경사면 단진동 20번

가장 많이 틀린 20번(2점, 72.3%)은 마찰이 없는 경사면에서 용수철에 연결된 물체의 단진동 문항, 16번(69.9%)은 균일한 자기장 영역에서 점전하를 중심으로 원운동하는 입자 문항, 19번·18번(68.4%)은 평면 위 충돌과 입자의 운동 문항이었습니다.

20번·16번·19번 풀이의 실마리

20번은 경사면에서 용수철에 연결된 A 위에 같은 질량의 B를 얹고 x만큼 더 눌렀다 놓는 문항입니다. B는 용수철에 붙어 있지 않으므로, 용수철이 원래 길이 L이 되는 순간부터 A만 더 크게 감속해 둘이 분리됩니다(ㄱ). 분리 뒤 A는 주기 T로 진동하다 한 주기 뒤 같은 자리로 같은 속도로 돌아오고, B는 경사면 방향 가속도 g sinθ로 올라갔다 내려옵니다. T 뒤에 같은 자리에서 만나려면 분리 순간의 속력이 g sinθ·T/2여야 합니다. A 혼자일 때의 평형 조건 g sinθ = (2π/T)²ℓ과, A·B가 함께 진동할 때의 에너지 관계를 이 속력에 맞추면 x = ℓ + ℓ√(2π² + 4)가 됩니다(ㄷ). 분리 뒤 A의 진폭은 ℓ√(1 + π²)이라 x와 다르므로 정답은 ④입니다.

16번은 −Q 점전하를 중심으로 반지름 r인 A와 2r인 B가 같은 속력 v로 반대 방향으로 도는 문항입니다. 구심력 mv²/r은 반지름이 작은 A가 더 큽니다(ㄱ). 전기력은 둘 다 중심을 향하고 크기가 A가 B의 4배이며, 자기력은 크기가 같고 회전 방향이 반대라서 한쪽에서는 중심 쪽, 다른 쪽에서는 바깥쪽을 향합니다. 두 원운동의 식을 세우면 A의 자기력이 바깥쪽이어야 성립하고, 이때 A의 전기력은 자기력의 6배입니다(ㄷ). A에서 두 힘의 방향은 반대이므로 ㄴ은 틀리고, 정답은 ④입니다.

19번은 질량이 같은 A가 정지한 B와 탄성 충돌한 뒤 두 물체가 x = d인 선에 동시에 도달하고, 그때 둘 사이 거리가 5d/2인 상황입니다. 질량이 같은 2차원 탄성 충돌에서는 충돌 후 두 속도가 서로 수직이므로, x = d에서의 두 y좌표를 곱하면 −d², 차이는 5d/2입니다. 이로부터 B는 2d, A는 −d/2에 도달합니다. 충돌 전 A의 운동량은 충돌 후 두 운동량의 합과 같으므로 tanθ = (2d − d/2)/(2d) = 3/4, 정답은 ④입니다.