2014년 4월 고3 학력평가 과학탐구 물리Ⅰ

2014년 4월 고3 학력평가 물리학Ⅰ 해설

2026-10-15 수정 · 이 회차 전체 해설 보기

13번: 멀어지는 자석과 켜진 전구

이 회차 물리Ⅰ에서 오답률이 가장 높았던 13번은 전자기 유도와 반도체를 한 회로에 묶었습니다. 막대자석이 코일에서 멀어지는 동안 다이오드에 순방향 전압이 걸려 전구가 켜졌다는 조건만 주고, 자석 A쪽의 극을 묻습니다. 자석이 멀어지니 코일을 지나는 자기력선속은 줄어들고(ㄱ은 틀림), 전구가 켜졌다는 사실에서 유도 전류가 코일 → 다이오드 → 전구 방향으로 흘렀다는 것을 거꾸로 읽어 내야 합니다.

그 전류가 코일 안에 만드는 자기장은 왼쪽을 향하므로 코일의 오른쪽 끝이 S극이 됩니다. 렌츠 법칙에 따르면 코일은 멀어지는 자석을 붙잡는 쪽으로 반응하므로, 코일의 S극과 마주 본 A쪽은 N극입니다. 순방향 전압이 걸린 다이오드 안에서 n형 반도체의 전자가 접합면 쪽으로 움직인다는 ㄴ도 맞아 정답은 ㄴ, ㄷ입니다. 다이오드 방향에서 전류 방향, 코일의 극, 자석의 극으로 한 단계씩 되짚어 가는 문항이어서, 중간에 방향 하나만 뒤집혀도 다른 선택지로 가게 됩니다.

20번: 판 위에 걸친 또 하나의 판

20번은 받침대 위 판 P의 양 끝에 물체 A, B를 올리고, 판 Q의 한쪽 끝은 실로 매달고 반대쪽 끝은 B 위에 걸쳐 둔 평형 문항입니다. 풀이의 출발점은 Q가 B를 누르는 힘입니다. Q는 밀도가 균일해 무게중심이 가운데에 있고 한쪽 끝을 실이 잡고 있으므로, B 위에는 Q 무게의 절반이 실립니다.

이 힘을 B의 무게에 더한 뒤 받침대를 회전축으로 잡고 A쪽과 B쪽의 돌림힘을 맞추면 됩니다. 균일한 판 P의 무게는 판의 가운데에 작용합니다. P의 질량을 구하라는 이상 받침대는 판의 가운데에서 벗어나 있어야 하고, 그 어긋남 때문에 P 자신의 무게도 돌림힘을 만들어 P의 질량을 구할 수 있게 됩니다.

4번과 19번: 보기 하나씩 따지기

4번은 A, B, C가 실 p, q로 이어져 함께 움직일 때 수평면 위의 B를 양쪽에서 당기는 두 실의 힘을 비교하게 했습니다. B도 가속하고 있으므로 두 힘은 같을 수 없고, 가속하는 쪽의 실 q가 B를 더 세게 당깁니다. 같은 가속도로 움직이는 A와 B는 질량도 같아서 받는 알짜힘이 같습니다.

19번은 단면적이 일정한 관이 오르내리는 그림입니다. 단면적이 같으면 연속 방정식에 따라 어느 지점에서나 속력이 같으므로, 베르누이 식에서 속력 항이 빠지고 압력과 높이만 남습니다. 그래서 낮은 지점일수록 압력이 크고, 그림에서 C보다 낮은 A의 압력이 더 큽니다. A와 B의 압력 차가 주어졌으니 높이 차에 비례해 B와 C의 압력 차까지 구할 수 있습니다.