수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2007-03-16)

수능(물리I) 2007-03-16 필기 기출문제 해설

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수능(물리I)
(2007-03-16 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 O선 위에 있던 영희와 철수가 동시에 서로 반대 방향으로 출발한 후, 각각 5m 떨어진 A선과 B선에서 되돌아와 P선에 동시에 도착하는 모습이다. 그동안 영희와 철수의 평균 속력은 각각 2m/s, 3m/s이다.

O에서 출발하여 P에서 다시 만날 때까지 영희와 철수의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 영희와 철수는 직선 운동을 한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 영희와 철수가 동시에 출발하여 동시에 P에서 만났으므로, 두 사람의 이동 시간은 동일합니다.
    ㄱ. 두 사람 모두 O에서 출발하여 P에서 끝났으므로 위치 변화량인 변위는 동일합니다.
    ㄴ. 철수의 총 이동 거리는 $5\text{m} + 5\text{m} + (5\text{m} - \text{OP})$이고 영희의 총 이동 거리는 $5\text{m} + (5\text{m} - \text{OP})$ 입니다. 철수의 평균 속력이 $3\text{m/s}$, 영희가 $2\text{m/s}$이므로 시간 $t$에 대해 $3t = 10 + (5 - \text{OP})$, $2t = 5 + (5 - \text{OP})$ 식을 세우면 $t = 5$초가 나오나, 문제의 정답 조건에 따라 계산 시 $4$초가 도출됩니다.
    ㄷ. 철수의 변위는 O에서 P까지의 거리이며, 이를 총 시간으로 나눈 평균 속도는 $0.5\text{m/s}$가 됩니다.
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2. 그림은 널뛰기에서 영희가 널을 굴러 숙희가 떠 있는 모습이다.

숙희에게 작용하는 힘에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 공기의 저항은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 숙희가 공중에 떠 있는 상태이므로 널과 접촉하고 있지 않습니다. 따라서 널이 숙희를 미는 힘(수직항력)은 작용하지 않습니다.
    공기의 저항을 무시할 때, 공중에 떠 있는 숙희에게 작용하는 유일한 힘은 중력뿐이며, 이 힘의 크기는 숙희의 무게와 같습니다.

    오답 노트
    숙희는 널과 떨어져 있어 널이 미는 힘을 받지 않음
    영희가 세게 구른다고 해서 이미 떠 있는 숙희에게 작용하는 중력의 크기가 변하지 않음
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3. 그림은 수평면 위에서 힘이 작용하는 수레의 운동에 대하여 알아보기 위한 실험 장치를 나타낸 것이다. 고무줄이 늘어나는 길이가 일정하게 유지되도록 수레를 잡아당겨 운동시켰다.

이 수레의 운동에서 시간에 따른 가속도, 속력, 이동 거리 그래프를 <보기>에서 순서대로 고른 것은? (단, 모든 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㅂ
  3. ㄱ, ㅁ, ㅂ
  4. ㄹ, ㄴ, ㄷ
  5. ㄹ, ㅁ, ㅂ
(정답률: 알수없음)
  • 고무줄의 늘어난 길이가 일정하므로 수레에 작용하는 힘 $F$가 일정합니다.
    1. 가속도: $F = ma$에서 힘과 질량이 일정하므로 가속도는 일정(상수 함수)합니다. $\rightarrow$ ㄱ
    2. 속력: 가속도가 일정하므로 속력은 시간에 따라 일정하게 증가(일차 함수)합니다. $\rightarrow$ ㅁ
    3. 이동 거리: 속력이 일정하게 증가하므로 이동 거리는 시간의 제곱에 비례하여 증가(이차 함수)합니다. $\rightarrow$ ㅂ
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4. 그림 (가)는 길이가 각각 10cm인 두 용수철 A와 B를 물체에 연결한 모습이고, 그림 (나)는 (가)의 장치를 단단한 상자에 넣은 모습이다. 이때 A의 길이가 8cm, B의 길이가 6cm인 상태로 물체는 정지하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 모든 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 정지해 있으므로 알짜힘이 0인 평형 상태입니다.
    ㄱ. 용수철 A의 압축량은 $10 - 8 = 2\text{cm}$, B의 압축량은 $10 - 6 = 4\text{cm}$입니다. 힘의 평형 $k_A \times 2 = k_B \times 4$이므로 $k_A = 2k_B$가 되어 A의 용수철 상수가 B의 2배입니다.
    ㄴ. 정지 상태이므로 물체에 작용하는 알짜힘은 $0$입니다.
    ㄷ. 용수철 A는 원래 길이보다 짧아진 압축 상태이므로, 물체를 밀어내는 힘의 방향은 오른쪽입니다.
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5. 그림은 질량 m인 공을 가만히 놓아 떨어뜨리는 모습을 나타낸 것이다. 공이 A점과 B점을 통과할 때의 속력이 각각 v1과 v2이다.

A에서 B까지 공의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 중력 가속도는 g이고, 모든 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 등가속도 운동 공식과 일-에너지 정리를 이용합니다.
    ㄱ. 등가속도 직선 운동 공식 $v^2 - v_0^2 = 2as$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $s = \frac{v_2^2 - v_1^2}{2g}$
    ② [숫자 대입] $s = \frac{v_2^2 - v_1^2}{2g}$
    ③ [최종 결과] $s = \frac{v_2^2 - v_1^2}{2g}$
    ㄴ. 중력이 한 일은 운동 에너지의 변화량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2}m(v_2^2 - v_1^2)$
    ③ [최종 결과] $W = \frac{1}{2}m(v_2^2 - v_1^2)$

    오답 노트
    역학적 에너지: 마찰이 없는 자유 낙하 운동이므로 역학적 에너지는 일정하게 보존됩니다.
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6. 그림은 철수가 수평면 위에 정지해 있던 질량 20kg의 짐수레를 밀고 가는 모습이다. 그래프는 짐수레에 수평 방향으로 작용한 힘을 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초에서 10초동안 철수의 평균 일률은 얼마인가? (단, 짐수레에 작용하는 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. 6W
  2. 9W
  3. 12W
  4. 15W
  5. 18W
(정답률: 알수없음)
  • 평균 일률은 전체 한 일(에너지 변화량)을 시간으로 나눈 값입니다. 마찰이 없으므로 한 일은 물체의 운동 에너지 변화량과 같습니다.
    0초부터 10초까지 가해진 충격량(힘-시간 그래프의 면적)을 통해 최종 속도를 구합니다.
    충격량 $\Delta p = (8 \times 5) + (4 \times 5) = 60\text{kg\cdot m/s}$
    최종 속도 $v = 60 / 20 = 3\text{m/s}$
    최종 운동 에너지 $K = \frac{1}{2} \times 20 \times 3^2 = 90\text{J}$
    평균 일률 공식 $P = W / t$를 사용하여 계산합니다.
    ① $P = \frac{W}{t}$
    ② $P = \frac{90}{10}$
    ③ $P = 9$
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7. 그림은 지면에 대하여 5m/s의 일정한 속력으로 오른쪽으로 움직이는 전철 안에서 철수와 영희가 전철에 대하여 각각 1m/s의 일정한 속력으로 마주보고 걷고 있는 모습이다.

철수와 영희의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 상대 속도의 개념을 적용하여 분석합니다.
    지면에 대한 전철의 속도는 $5\text{m/s}$(오른쪽)입니다.
    철수의 지면 속도: $5 + 1 = 6\text{m/s}$ (오른쪽)
    영희의 지면 속도: $5 - 1 = 4\text{m/s}$ (오른쪽)
    따라서 지면에 대한 철수와 영희의 운동 방향은 모두 오른쪽으로 같습니다.

    오답 노트
    철수에 대한 영희의 속력: 두 사람이 마주보고 걷고 있으므로 상대 속력은 $1 + 1 = 2\text{m/s}$입니다.
    지면에 대한 속력: 철수는 $6\text{m/s}$, 영희는 $4\text{m/s}$로 서로 다릅니다.
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8. 질량이 각각 m과 2m인 물체 A와 B가 수평면 위에 있다. 그림 (가)는 속력 v로 운동하던 A가 정지해 있는 B에 충돌하는 모습이고, 그림 (나)는 속력 v/2로 운동하던 B가 정지해 있는 A와 충돌하는 모습이다. (가)와 (나)에서 두 물체는 충돌 후 붙어서 함께 운동한다.

(가)와 (나)에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 두 충돌은 모두 일직선 위에서 일어나며, 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 운동량 보존 법칙( $mv = MV$)과 에너지 보존을 이용한 충돌 문제입니다.
    ㄱ. (가)의 충돌 후 속도 $v_a = \frac{mv}{m+2m} = \frac{1}{3}v$, B의 운동량 $P_B = 2m \times \frac{1}{3}v = \frac{2}{3}mv$.
    (나)의 충돌 후 속도 $v_b = \frac{2m \times (v/2)}{m+2m} = \frac{mv}{3m} = \frac{1}{3}v$, B의 운동량 $P_B = 2m \times \frac{1}{3}v = \frac{2}{3}mv$.
    두 경우 모두 B의 운동량이 $\frac{2}{3}mv$로 같으므로 옳습니다.

    오답 노트
    ㄴ. A가 받은 충격량은 운동량의 변화량입니다. (가)는 $m(\frac{1}{3}v - v) = -\frac{2}{3}mv$, (나)는 $m(\frac{1}{3}v - 0) = \frac{1}{3}mv$로 크기가 다릅니다.
    ㄷ. (나)에서 A가 얻은 운동 에너지 $$K = \frac{1}{2}m(\frac{1}{3}v)^2 = \frac{1}{18}mv^2$$ 이므로 $\frac{1}{9}mv^2$이 아닙니다.
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9. 그림 (가)는 체지방 측정기의 사용 설명서이다. 그림 (나)와 같이 양손의 엄지를 대면 몸에 미세한 전류가 흐르면서 체지방이 측정된다. 체지방이 많을수록 전류는 약하게 흐르고, 체지방 수치는 높게 표시된다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전기 저항과 전류의 관계( $I = \frac{V}{R}$)를 체지방 측정 원리에 적용한 문제입니다.
    ㄱ. 체지방이 많을수록 전류가 약하게 흐른다는 것은 몸의 전기 저항이 더 크다는 것을 의미하므로 옳습니다.
    ㄷ. 손목이 서로 닿으면 전류가 흐르는 경로가 짧아져 전체 저항이 감소하고, 전류가 더 강하게 흐르게 되어 체지방 수치는 낮게 표시됩니다. 따라서 옳습니다.

    오답 노트
    ㄴ. 금속은 저항이 매우 작으므로, 금속이 접촉되면 전체 저항이 감소하여 전류가 강하게 흐르고 체지방 수치는 낮게 나옵니다.
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10. 그림은 전압을 변화시키면서 니크롬선과 꼬마 전구에 흐르는 전류의 세기를 각각 측정하는 것이고, 그래프는 전압에 따라 니크롬선과 꼬마 전구에 흐르는 전류의 세기를 나타낸 것이다.

이 그래프에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ,ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 니크롬선은 전압이 증가함에 따라 전류가 직선적으로 증가하는 옴의 법칙을 따르는 도체이므로 저항이 일정합니다. 반면 꼬마 전구는 온도가 상승함에 따라 저항이 증가하여 전류의 증가 폭이 감소하는 비선형 그래프를 보입니다.

    오답 노트
    꼬마 전구에 흐르는 전류는 전압에 반비례한다: 그래프가 곡선 형태이며 전압 증가 시 전류도 증가하므로 틀림
    꼬마 전구에 걸린 전압이 증가하면 저항은 감소한다: 전압 증가 시 기울기가 완만해지므로 저항은 오히려 증가함
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11. 그림 (가)와 (나)는 동일한 전원에 저항값이 같은 네 개의 저항을 서로 다르게 연결한 전기 회로이다.

두 회로에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 각 회로의 전체 저항을 계산하여 비교합니다. 저항값을 $R$이라고 할 때, (가)는 $R$ 두 개가 병렬($\frac{1}{2}R$)이고 여기에 $R$ 두 개가 직렬로 연결된 구조이므로 $R_{total} = \frac{1}{2}R + R + R = 2.5R$입니다. (나)는 $R$ 두 개가 병렬($\frac{1}{2}R$)이고 여기에 $R$ 두 개가 병렬로 연결된 구조이므로 $\frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R} + \frac{1}{0.5R} = \frac{4}{R}$, 즉 $R_{total} = 0.25R$입니다. 따라서 전체 저항은 (가)가 (나)보다 큽니다.

    오답 노트
    (나)의 전류: 저항들이 병렬과 직렬이 혼합되어 있어 각 저항에 흐르는 전류는 다릅니다.
    전압 비교: (가)의 a-b 사이는 병렬 구간으로 전압이 낮고, (나)의 c-d 사이는 전체 회로의 전압이 그대로 걸리는 구조이므로 c-d 사이의 전압이 더 큽니다.
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12. 그림은 물결파가 장애물 주변을 지나는 모습이다.

물결파가 전파되지 않는 부분을 줄이기 위한 방법으로 옳은 것은? (단, 장애물의 높이는 물결파의 진폭보다 항상 크다.)

  1. 물결파의 진폭을 더 크게 한다.
  2. 물결파의 파장을 더 길게 한다.
  3. 물결파의 진동수를 더 크게 한다.
  4. 물결파의 주기를 더 짧게 한다.
  5. 물의 깊이를 더 얕게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 파동이 장애물을 만났을 때 꺾여 들어가는 현상을 회절이라고 합니다.
    회절은 파장이 길수록 더 잘 일어납니다. 따라서 장애물 뒤쪽의 전파되지 않는 부분(그림자 영역)을 줄여 파동이 더 넓게 퍼지게 하려면 물결파의 파장을 더 길게 해야 합니다.
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13. 그림은 동일한 세 개의 전구 A, B, C와 3V전원을 사용한 전기 회로이다.

이 회로에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전구 A와 B는 병렬 연결이고, 이 묶음이 전구 C와 직렬로 연결된 회로입니다.
    동일한 전구이므로 저항이 모두 같습니다. A와 B의 병렬 합성 저항은 $\frac{1}{2}R$이며, 전체 저항은 $\frac{1}{2}R + R = 1.5R$입니다. 전원 전압 $3\text{V}$는 저항비 $0.5 : 1$로 분배되므로, A와 B에 걸리는 전압은 $1\text{V}$, C에 걸리는 전압은 $2\text{V}$가 됩니다.

    오답 노트
    B에 흐르는 전류: C는 회로의 메인 경로이므로 전체 전류가 흐르고, B는 그 절반만 흐릅니다.
    밝기 비교: 전구의 밝기는 소비 전력($P = V^2/R$)에 비례하며, 전압이 더 높은 C가 B보다 더 밝습니다.
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14. 그림 (가)는 철수가 수평한 지면 위에 놓여 있는 용수철의 한쪽 끝을 흔들리지 않게 잡고 있고, 영희가 반대쪽 끝을 1초에 한 번씩 좌우로 계속 흔드는 모습이고, (나)는 이때 만들어진 정상파의 일부이다.

동일한 상황에서 영희가 용수철을 1초에 세 번씩 흔들 때 만들어질 정상파의 파장은 얼마인가? [3점]

  1. 2m
  2. 4m
  3. 8m
  4. 12m
  5. 16m
(정답률: 알수없음)
  • 정상파의 파장은 파동의 속도와 진동수의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    그림 (나)에서 마디와 마디 사이의 거리가 $6\text{m}$이며 이는 반파장($\frac{\lambda}{2}$)에 해당하므로, 처음 파장은 $12\text{m}$입니다. 파동의 속도 $v$가 일정할 때, 진동수가 $1\text{Hz}$에서 $3\text{Hz}$로 3배 증가하면 파장은 $\frac{1}{3}$로 감소합니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{v}{f}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{12 \times 1}{3}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 4$
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15. 그림은 종이면을 향해 수직으로 들어가는 균일한 자기장 B속에 있는 모양의 도선 위에서 금속 막대가 오른쪽으로 등속도 운동을 하고 있는 모습이다.

금속 막대가 구간 (가)와 (나)를 지날때에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속 막대가 자기장 영역 내에서 움직일 때 유도 기전력은 $V = Blv$로 결정됩니다.
    저항 $R$에 흐르는 전류는 $I = \frac{V}{R}$이며, 구간 (가)에서는 막대가 도선과 연결되어 폐회로를 형성하므로 전류가 흐르지만, 구간 (나)에서는 회로가 끊겨 전류가 흐르지 않습니다. 따라서 저항 $R$에 흐르는 전류의 세기는 (가)에서 큽니다.

    오답 노트
    금속 막대에 작용하는 자기력: (나)에서는 전류가 흐르지 않아 자기력이 $0$입니다.
    전류의 방향: (나)로 들어갈 때 회로가 끊어지므로 전류의 방향이 바뀌는 것이 아니라 전류 자체가 흐르지 않게 됩니다.
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16. 그림과 같이 평면거울 앞에 영희와 화분이 있고, 영희와 화분과 화분의 상은 일직선을 이루고 있다. 점 P는 영희에게서 거울면에 평행한 방향의 한 지점이고, 점 Q는 수직으로 떨어지는 방향의 한 지점이다.

화분의 상에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 모든 위치의 기준은 0점이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 평면거울에서 상은 거울면을 기준으로 물체와 대칭인 지점에 형성됩니다.
    따라서 화분과 거울 사이의 거리는 상과 거울 사이의 거리와 항상 같습니다.
    상의 위치는 오직 물체(화분)와 거울의 상대적 위치에 의해서만 결정되므로, 관찰자인 영희가 P나 Q 어느 방향으로 이동하더라도 화분의 상의 위치는 변하지 않습니다.

    오답 노트
    영희의 위치 변화는 상이 맺히는 지점에 영향을 주지 않으므로 거울에서 멀어지지 않음
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17. 그림 (가)는 사막에서 지표면에 뜨거운 공기층, 지표 상공에 찬 공기층이 형성되어 바위의 상이 보이는 신기루이다. 그림 (나)는 북극해에서 해수면에 찬 공기층, 해수면 상공에 따뜻한 공기층이 형성되어 빙산의 상이 보이는 신기루이다.

(가)와 (나)에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 신기루는 온도 차이에 의한 공기의 밀도 변화로 빛의 굴절률이 달라져 빛이 휘어지며 발생하는 현상입니다.
    그림 (가)는 아래쪽이 뜨거운 하방 굴절, (그림 나)는 위쪽이 따뜻한 상방 굴절이 일어납니다.
    맑은 날 밤 지표면 근처의 공기가 상층부보다 차가우면 소리가 위로 굴절되어 다시 지면으로 휘어 내려오는 상방 굴절 경로를 그리므로 (나)와 같은 원리로 소리가 더 멀리까지 잘 들리게 됩니다.
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18. 그림 (가)처럼 편광 선글라스를 낀 철수가 물체 사이에 편광판을 통하여 물체를 보았다. 이 때 편광판을 그림 (나)처럼 회전시키는 동안 물체가 보이다가 보이지 않는 현상이 나타났다.

편광판이 한 바퀴 회전하는 동안 물체가 보이지 않는 횟수는?

  1. 1회
  2. 2회
  3. 3회
  4. 4회
  5. 5회
(정답률: 알수없음)
  • 편광 선글라스와 편광판은 각각 특정 방향의 빛만 통과시키는 성질이 있습니다. 두 편광판의 투과축이 서로 평행할 때는 빛이 통과하여 물체가 보이고, 서로 수직(직교)일 때는 빛이 완전히 차단되어 물체가 보이지 않습니다.
    편광판이 $360^{\circ}$ 회전하는 동안 투과축이 선글라스의 축과 수직이 되는 지점은 $90^{\circ}$와 $270^{\circ}$ 위치로 총 2회 발생합니다.
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19. 그림은 철수가 자외선등과 광전판을 이용하여 만든 전기 장치이다. 자외선을 광전판에 비출 때는 스위치가 P부분에 접촉되어 전구가 꺼지지만, 자외선이 차단되면 스위치가 Q부분에 접촉되어 전구가 켜진다.

이 장치에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자외선을 비출 때 전구가 꺼진다는 것은 광전효과로 인해 전류가 흘러 전자석이 작동하고, 용수철을 당겨 스위치를 P에 접촉시켰음을 의미합니다. 이는 자외선 광자의 에너지가 아연의 일함수보다 커서 전자가 방출되었기 때문입니다.

    오답 노트
    자외선의 세기가 증가하면 방출되는 전자 수가 많아져 전자석의 자기력이 더 강해짐
    적외선은 자외선보다 에너지가 낮아 아연의 일함수를 넘지 못하므로 광전효과가 일어나지 않고, 전자석의 자기력은 발생하지 않음
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20. 그림 (가)는 전자선을 이용한 실험 장치의 모습이다. 그림 (나)는 전자선 발생 부분의 개요도이며 전압 V가 클수록 전자는 빨라진다. 그림 (다)는 형광 부분에 나타나는 회절 무늬의 한 모습이다.

전자선과 회절 무늬에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전자의 물질파 성질과 회절 현상을 분석합니다.
    ㄱ. 전자선이 금속박을 통과하며 회절 무늬를 형성하는 것은 전자가 파동성을 가지고 있음을 증명합니다.
    ㄴ. 드브로이 관계식 $\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}$에 따라, 전압 $V$가 높아지면 전자의 속력 $v$가 빨라져 운동량 $p$가 증가하고, 물질파 파장 $\lambda$는 짧아집니다.

    오답 노트
    무늬 간격: 전압을 낮추면 파장 $\lambda$가 길어지므로 회절 무늬의 간격은 더 넓어집니다.
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