2018학년도 9모 과학탐구 물리Ⅱ

2018학년도 9월 모의평가 물리학Ⅱ 해설

2026-10-15 수정 · 이 회차 전체 해설 보기

최고점 75점, 최고점자는 7명

물리Ⅱ는 표준점수 최고점이 75점이었지만 최고점자는 7명뿐이었고(1등급 구분 71점), EBSi 가채점 응답자 기준으로 오답률 50%를 넘은 문항이 15개에 달했습니다. 가장 많이 틀린 문항은 2점짜리 20번(79.9%)이었고, 19번(76.6%)이 뒤를 이었습니다.

20번: 기체 둘과 용수철을 한 덩어리로

20번은 단열 실린더 안에서 진공 속 용수철로 이어진 두 단열 피스톤이 A, B(각 1몰, 온도 T₀)를 나누고 있습니다. A에 열량 8Q₀을 서서히 가하자 용수철 에너지가 Q₀에서 9Q₀/4로 늘어난 상황입니다. 용수철 에너지가 9/4배이면 압축 길이는 1.5배이고, 두 피스톤 모두 용수철 힘과 평형을 이루므로 A와 B의 압력도 똑같이 1.5배가 됩니다. 실린더 전체는 외부에 일을 하지 않으므로 8Q₀은 A와 B의 내부 에너지 증가와 용수철 에너지 증가(5Q₀/4)로만 나뉩니다. 단원자 기체의 내부 에너지는 (3/2)PV라서 A와 B의 부피를 따로 알 필요 없이 '압력 × 전체 기체 부피'의 변화만 쓰면 되고, 진공 부분이 줄어든 만큼 기체 부피가 늘어납니다. 이 관계를 정리하면 Q₀ = RT₀/3, 정답은 ④입니다.

19번: 대칭 충돌로 질량비를 먼저

19번은 정지한 B에 A가 탄성 충돌하는 두 상황입니다. (가)에서 충돌 후 A, B가 x축과 똑같이 30°를 이루었으므로, y방향 운동량 보존에서 m₁v_A = m₂v_B입니다. x방향 운동량과 운동 에너지 보존을 함께 쓰면 질량비 m₁:m₂ = 2:1이 나옵니다. 이 질량비를 (나)에 그대로 넣고, B가 60°로 튕겨 나간 조건에서 두 방향 운동량과 에너지 보존을 풀면 tanθ = √3/5, 정답은 ②입니다. 첫 그림이 답이 아니라 질량비를 주는 장치였다는 점을 알아채는 것이 출발점이었습니다.