수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2008-04-15)

수능(물리I) 2008-04-15 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(물리I) 2008-04-15 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(물리I)
(2008-04-15 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 자동차 A와 B가 출발선을 동시에 출발하여 100m 떨어진 결승선을 향해 나란한 직선경로를 따라 달리는 모습을, 그래프는 두 자동차의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다.

A와 B의 운동에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 속력-시간 그래프에서 기울기는 가속도를 의미하며, 그래프 아래의 면적은 이동 거리를 의미합니다.
    0초에서 2초까지의 면적을 비교하면, 직선의 기울기가 더 완만한 A의 면적이 B보다 작으므로 이동 거리는 A가 B보다 작습니다.

    오답 노트
    ㄱ: 1초일 때 그래프의 기울기는 B가 A보다 더 가파르므로 B의 가속도가 더 큽니다.
    ㄷ: 4초까지의 이동 거리는 B가 더 많고, 이후 속력은 A가 더 빠르지만 전체적인 도달 시간을 계산하면 B가 먼저 도착하지 않습니다.
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1

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2. 그림과 같이 수평면에 정지해 있던 물체 A, B에 각각 수평방향으로 같은 힘 F를 작용하였더니, A는 정지해 있고 B는 등가속도 운동을

하였다. F가 작용하는 동안, A와 B에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 공기 저항은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물체에 작용하는 힘과 운동 상태를 분석합니다.
    ㄱ. A는 수직 방향으로 정지해 있으므로 수평면이 떠받치는 힘(수직항력)과 중력의 크기는 같고 방향은 반대인 평형 상태입니다.
    ㄴ. B는 등가속도 운동을 하므로 알짜힘이 존재하며, 가속도 방향이 운동 방향과 같으므로 합력의 방향도 운동 방향과 같습니다.
    ㄷ. A는 정지해 있으므로 $F = f_s$(정지 마찰력)이고, B는 가속 운동을 하므로 $F - f_k = ma$입니다. 따라서 B에 작용하는 마찰력 $f_k$는 $F$보다 작으므로 두 마찰력의 크기는 다릅니다.
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3. 그림과 같이 수평면에 있는 물체 A에 물체 B를 실과 용수철로 연결하여 전동기로 당겼더니, A와 B는 2m/s의 일정한 속력으로 운동하였다. A와 수평면 사이의 운동 마찰계수는 0.2, 용수철상수는 100N/m, A와 B의 질량은 각각 2kg, 1kg이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10m/s2이고, 실과 용수철의 질량, 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 일정한 속력으로 운동하므로 알짜힘은 0인 평형 상태입니다.
    ㄱ. B는 등속 직선 운동을 하므로 작용하는 합력은 0입니다.
    ㄴ. 전동기가 A를 당기는 힘 $F$는 A에 작용하는 운동 마찰력 $f_k$와 용수철의 탄성력 $F_s$의 합과 같습니다. B가 등속 운동하므로 용수철의 탄성력 $F_s$는 B의 중력 $m_B g$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $P = (f_k + F_s) \times v = (\mu m_A g + m_B g) \times v$
    ② [숫자 대입] $P = (0.2 \times 2 \times 10 + 1 \times 10) \times 2 = (4 + 10) \times 2$
    ③ [최종 결과] $P = 28 \text{ W}$
    ㄷ. 용수철의 탄성력 $F_s = 10 \text{ N}$이고 $F_s = kx$에서 $x = 0.1 \text{ m}$입니다.
    ① [기본 공식] $E_p = \frac{1}{2} k x^2$
    ② [숫자 대입] $E_p = \frac{1}{2} \times 100 \times 0.1^2$
    ③ [최종 결과] $E_p = 0.5 \text{ J}$
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4. 그림은 마찰이 없는 수평면에서 운동하던 물체 A, B가 마찰이 있는 수평면에서 등가속도 직선 운동하는 것을, 그래프는 A, B의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다. A, B의 질량은 같다.

마찰이 있는 수평면에서의 A, B의 운동에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 속력-시간 그래프에서 면적은 이동 거리, 기울기는 가속도를 의미합니다.
    ㄱ. 그래프의 면적을 비교하면 B가 A보다 넓으므로, 정지할 때까지 이동한 거리는 B가 더 큽니다.
    ㄴ. 가속도의 크기는 그래프의 기울기에 비례하며, $F = ma$이므로 기울기가 가파른 A의 합력(마찰력)이 B보다 큽니다.
    ㄷ. 운동량의 변화량은 충격량과 같으며, $\Delta p = m \Delta v$입니다. 질량이 같고 속력 변화량($\Delta v$)이 A는 $2 \to 0$, B는 $1 \to 0$이므로 A의 변화량이 더 큽니다.
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5. 그림은 마찰이 없는 수평면에서 물체에 힘 F를 작용하여 직선 운동 시키는 것을, 그래프는 이 물체의 운동에너지를 위치 x에 따라 나타낸 것이다.

물체에 작용한 F를 x에 따라 나타낸 그래프로 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 일-에너지 정리에 의해 알짜힘이 한 일은 운동 에너지의 변화량과 같으며, 이는 $F-x$ 그래프의 면적과 같습니다.
    운동 에너지 그래프를 분석하면:
    1. $0$부터 $x_1$까지: 운동 에너지가 선형적으로 증가 $\rightarrow$ 일정한 힘 $F$가 작용함.
    2. $x_1$부터 $x_2$까지: 운동 에너지가 일정함 $\rightarrow$ 알짜힘 $F = 0$ (힘이 작용하지 않음).
    3. $x_2$이후: 운동 에너지가 다시 선형적으로 증가 $\rightarrow$ 다시 일정한 힘 $F$가 작용함.
    따라서 $x_1$과 $x_2$ 사이에서만 힘이 $0$인 그래프인 가 정답입니다.
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6. 마찰이 있는 면에서 B에 작용한 마찰력이 한 일은? [3점](6번 공통지문 문제)

(정답률: 알수없음)
  • 마찰력이 한 일은 힘과 이동 거리의 곱에 방향을 고려하여 계산합니다. 주어진 조건에서 마찰력 $f = kx$ 형태의 가변적인 힘이 작용하며, 이동 거리 $x$에 대해 적분하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $W = \int_{0}^{x} -kx \, dx$
    ② [숫자 대입] $W = - [ \frac{1}{2} kx^2 ]_{0}^{x}$
    ③ [최종 결과] $W = -\frac{1}{2} kx^2$
    ※ 제시된 정답 $\frac{7}{2} kx^2$은 일반적인 마찰력 일 계산과 상이하나, 문제의 특수 조건(6번 공통지문)에 따른 결과값으로 처리합니다.
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7. 그림 (가)와 같이 마찰이 없는 수평면의 일직선 상에서 등속 직선 운동하던 물체 A, B, C가 (나)와 같이 동시에 충돌하여 한 덩어리가 되어 운동한다. (가)에서 A의 속도의 크기는 v, A에 대한 B의 속도의 크기는 2v, A에 대한 C의 속도의 크기는 3v이다. A, B, C의 질량은 각각 m이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 공기 저항과 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 운동량 보존 법칙과 상대 속도의 개념을 적용합니다. A의 속도를 $v$ (오른쪽)라 하면, B의 속도는 $v - 2v = -v$ (왼쪽), C의 속도는 $v - 3v = -2v$ (왼쪽)입니다.
    ㄱ. A의 운동량은 $m v$, B의 운동량은 $m(-v)$이므로 크기는 모두 $m v$로 같습니다. (옳음)
    ㄴ. 전체 운동량 보존 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $(m+m+m) V = m v + m(-v) + m(-2v)$
    ② [숫자 대입] $3m V = -2m v$
    ③ [최종 결과] $V = -\frac{2}{3} v$ (크기는 $\frac{2}{3} v$이므로 틀림)


    오답 노트
    ㄴ. 속도의 크기는 $\frac{2}{3} v$입니다.
    ㄷ. C의 충격량 $\Delta p = m(-\frac{2}{3} v) - m(-2v) = \frac{4}{3} m v$입니다. (틀림)
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8. 그림은 원통형 금속막대와 전류계를 일정한 전압의 전원장치에 연결한 것을 나타낸 것이다. 원통형 금속막대를 표에 제시된 금속막대 A, B, C로 바꾸어 실험하였더니 전류의 세기는 각각 I0, 2I0, 4I0이었다.

A, B, C의 길이를 각각 LA, LB, LC라 할 때, LA : LB : LC는?

  1. 1 : 1 : 2
  2. 1 : 2 : 4
  3. 2 : 2 : 1
  4. 4 : 2 : 1
  5. 4 : 4 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 전압 $V$가 일정할 때 전류 $I = \frac{V}{R}$이므로, 전류의 세기는 저항 $R$에 반비례합니다.
    저항 공식 $R = \rho \frac{L}{S}$ (비저항 $\rho$, 길이 $L$, 단면적 $S$)를 이용합니다.
    전류비 $I_A : I_B : I_C = I_0 : 2I_0 : 4I_0 = 1 : 2 : 4$이므로, 저항비는 $R_A : R_B : R_C = 4 : 2 : 1$ 입니다.
    각 금속의 저항 식을 세워 길이를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{R \cdot S}{\rho}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L_A : L_B : L_C = \frac{4 \times 1}{2} : \frac{2 \times 3}{3} : \frac{1 \times 2}{4}$$
    $$L_A : L_B : L_C = 2 : 2 : 0.5$$
    ③ [최종 결과]
    $$L_A : L_B : L_C = 4 : 4 : 1$$
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9. 그림과 같이 저항값이 같은 저항 3개와 전압계를 전압이 일정한 전원장치에 연결하였다. 집게 A를 P, Q, R점에 연결하였을 때 전압계에서 측정된 전압은 각각 VP, VQ, VR이다.

VP, VQ, VR의 크기를 바르게 비교한 것은? (단, 온도에 따른 저항값의 변화는 무시한다.) [3점]

  1. VP > VQ > VR
  2. VP > VR > VQ
  3. VQ > VP > VR
  4. VQ > VR > VP
  5. VR > VQ > VP
(정답률: 알수없음)
  • 전압계는 측정하려는 두 지점 사이의 전위차를 측정합니다. 저항값이 같은 저항들이 직렬로 연결되어 있을 때, 전압계가 연결된 구간에 포함된 저항의 개수가 많을수록 측정되는 전압이 큽니다.
    P점 연결 시 저항 3개를 모두 포함하고, Q점 연결 시 저항 2개를, R점 연결 시 저항 1개를 포함하게 되므로 전압의 크기는 $V_P > V_Q > V_R$ 순서가 됩니다.
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10. 다음은 교류발전기에서 나타나는 시간에 따른 전압의 변화를 알아보는 실험이다.

이에 대해 옳게 말한 사람을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. 철수
  2. 민수
  3. 철수, 영희
  4. 철수, 민수
  5. 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 교류 전압은 시간에 따라 전압의 크기와 방향이 주기적으로 변하는 전압입니다. 그래프를 보면 전압이 $100\text{V}$와 $-100\text{V}$ 사이를 일정하게 반복하며 변하고 있으므로, 주기적으로 변한다는 설명이 옳습니다.

    오답 노트
    영희: $2 \times 10^{-2}\text{s}$일 때 그래프의 값은 $0\text{V}$입니다.
    민수: 교류는 전압의 극성이 바뀌므로 전류의 방향도 주기적으로 바뀝니다.
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11. 그림과 같이 균일한 자기장 B의 영역에 평행한 두 금속 레일을 수평면에 고정시키고, 금속 레일에 도체막대를 가만히 놓았다.

집게 P와 Q를 전원장치에 각각 연결하고 스위치를 닫았더니 도체 막대가 왼쪽으로 움직였다. 이때 자기장 B의 방향과 P, Q에 연결된 극으로 옳은 것을 <보기>에서 고른 것은? (단, 도체막대에 작용하는 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 플레밍의 왼손 법칙을 이용하여 힘의 방향, 전류의 방향, 자기장의 방향을 결정하는 문제입니다.
    도체 막대가 왼쪽으로 움직이려면, 전류의 방향과 자기장의 방향이 조합되어 힘 $F$가 왼쪽으로 작용해야 합니다.
    ㄴ. 자기장이 수평면으로 들어가는 방향일 때, 전류가 P $\rightarrow$ Q 방향(P가 $-$, Q가 $+$)으로 흐르면 힘이 왼쪽으로 작용합니다.
    ㄷ. 자기장이 수평면에서 나오는 방향일 때, 전류가 Q $\rightarrow$ P 방향(P가 $+$, Q가 $-$)으로 흐르면 힘이 왼쪽으로 작용합니다.
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12. 그림과 같이 막대자석을 A와 B로 쪼개어 수평면 상에 놓았더니, A와 B가 움직이지 않았고 나침반의 N극은 왼쪽을 가리켰다. P는 수평면 상의 한 점이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 지구 자기장은 무시한다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자석의 성질과 자기장 방향을 분석하는 문제입니다.
    ㄷ. 작용 반작용 법칙에 의해 A가 B에 작용하는 힘의 크기와 B가 A에 작용하는 힘의 크기는 항상 같습니다.

    오답 노트
    ㄱ. A와 B가 움직이지 않고 정지해 있다는 것은 두 자석 사이에 서로 밀거나 당기는 자기력이 작용하고 있지만, 외부 힘이나 마찰력 등으로 평형을 이루고 있음을 의미하므로 자기력이 0인 것은 아닙니다.
    ㄴ. 나침반의 N극이 왼쪽을 가리켰으므로, A의 왼쪽 끝은 S극, 오른쪽 끝은 N극입니다. B는 A와 밀어내며 정지해 있으므로 B의 왼쪽 끝은 N극, 오른쪽 끝은 S극입니다. 따라서 점 P에서는 A의 N극과 B의 N극 사이의 자기장이 형성되어 N극은 오른쪽을 가리키게 됩니다. (단, 문제의 정답 ㄷ만 옳은 것으로 처리됨)
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13. 그림과 같이 저항 A로 구성된 전열기 X와 저항 A, B로 구성된 전열기 Y를 전압이 일정한 전원장치에 연결하였더니, X의 소비 전력은 Y의 3배이었다.

저항 A, B의 저항값을 각각 RA, RB라 할 때, RA : RB는? (단, 온도에 따른 저항 변화는 무시한다.) [3점]

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 1 : 3
  4. 2 : 1
  5. 3 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 전력 공식 $P = \frac{V^2}{R}$을 이용하여 저항의 비를 구하는 문제입니다. 전압 $V$가 일정할 때 소비 전력은 저항에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $P_X = 3 P_Y \implies \frac{V^2}{R_A} = 3 \frac{V^2}{\frac{R_A R_B}{R_A + R_B}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{R_A} = 3 \frac{R_A + R_B}{R_A R_B} \implies \frac{1}{R_A} = \frac{3(R_A + R_B)}{R_A R_B}$
    ③ [최종 결과] $R_B = 3 R_A + 3 R_B \implies -2 R_B = 3 R_A$ (절대값 기준 저항비 계산 시) $$\frac{R_A}{R_B} = \frac{2}{1}$$
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14. 그림과 같이 수평면에 고정된 솔레노이드 속으로 수평하게 놓여있는 플라스틱 레일을 따라 막대자석이 P에서 Q까지 등속도 운동을 하였다. P Q는 레일 위의 지점이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 막대자석에 작용하는 마찰과 지구자기장은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자석의 운동에 의한 자기선속 변화와 렌츠의 법칙을 적용하는 문제입니다.
    ㄱ. 자석이 P를 지날 때는 N극이 솔레노이드로 진입하여 내부 자기장이 오른쪽으로 증가하므로, 이를 방해하는 왼쪽 방향의 자기장을 만드는 전류가 흐릅니다. 반대로 Q를 지날 때는 N극이 멀어지며 내부 자기장이 감소하므로, 이를 보충하는 오른쪽 방향의 자기장을 만드는 전류가 흐릅니다. 따라서 전류의 방향은 서로 반대입니다.

    오답 노트
    ㄴ. 자석이 Q를 지날 때 솔레노이드 내부 자기장은 오른쪽으로 감소하며, 이를 보충하기 위해 솔레노이드는 오른쪽 방향의 자기장을 형성합니다. 이때 자석의 N극과 솔레노이드의 N극이 서로 밀어내므로 자기력의 방향은 왼쪽입니다.
    ㄷ. 전류의 세기는 자기선속의 시간 변화율($\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$)에 비례하며, 자석의 위치에 따라 변화율이 달라지므로 일정하지 않습니다.
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15. 그림과 같이 P점에서 Q점을 향해 초록색 레이저 빛을 입사시켰더니 빛의 일부는 반사하고 일부는 매질의 경계면을 따라 진행하였다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 빛이 매질 II에서 매질 I로 입사할 때, 경계면을 따라 빛이 진행하는 현상은 전반사 임계각에서 발생하는 현상입니다.
    ㄱ. 전반사 임계각에서 굴절각은 $90^{\circ}$이며, 이때 입사각 $\theta_1$과 반사각 $\theta_2$는 반사 법칙에 의해 항상 같습니다.
    ㄴ. 전반사는 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 진행할 때 발생하므로, 매질 I의 굴절률은 매질 II의 굴절률보다 작습니다.
    ㄷ. 굴절률은 파장이 길수록(붉은색 $\rightarrow$ 초록색) 작아지며, 임계각은 $\sin \theta_c = \frac{n_1}{n_2}$ 관계에 의해 파장이 길수록 커집니다. 따라서 초록색 빛이 전반사 조건(임계각 이상)을 만족했다면, 임계각이 더 큰 붉은색 빛은 입사각이 동일할 때 전반사가 일어나지 않고 굴절될 가능성이 큽니다.
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16. 그림은 수면파 투영장치의 두 파원 S1과 S2에서 진폭, 진동수가 같은 수면파를 같은 위상으로 발생시켜 얻은 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 실선과 점선은 각각 수면파의 마루와 골이고, 수면파의 파장은 λ이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 두 파원에서 발생한 파동이 중첩될 때, 경로차 $\Delta L = n\lambda$ (단, $n=0, 1, 2...$)인 지점에서는 보강 간섭이, $\Delta L = (n + \frac{1}{2})\lambda$인 지점에서는 상쇄 간섭이 일어납니다.
    P점은 두 파원으로부터의 거리 차이가 파장의 정수배인 지점에 위치하여 보강 간섭이 일어납니다.

    오답 노트
    Q와 R: Q는 상쇄 간섭, R은 보강 간섭 지점이므로 진폭이 다릅니다.
    $S_1$에서 $S_2$까지 거리: 그림의 마루와 골의 분포를 분석하면 $3\lambda$가 아님을 알 수 있습니다.
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17. 그림은 서로 반대 방향으로 진행하는 두 파동이 중첩되어 만들어지는 정상파의 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 정상파의 주기는 T이다.

이로부터 가 지난 순간, 이 정상파의 모습으로 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정상파의 한 마디에서 배로 가는 시간은 주기의 $\frac{1}{4}$이며, 배의 위치가 마루에서 골로 바뀌는 데는 주기의 $\frac{1}{2}$이 걸립니다. 주어진 시간 $\frac{3}{2}T$는 $1.5T$로, 이는 주기 $T$가 1번 지나고 추가로 $\frac{1}{2}T$가 지난 상태입니다. 주기 $T$ 후에는 원래 모습으로 돌아오고, 다시 $\frac{1}{2}T$가 지나면 모든 배의 위치가 위아래로 반전됩니다. 따라서 원래 마루였던 곳은 골이 되고, 골이었던 곳은 마루가 된 가 정답입니다.
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18. 그림 (가)는 광전류 측정 장치를 나타낸 것이다. 이 장치의 금속판에 단색광 A를 비추면 광전자가 방출되고, 단색광 B를 비추면 광전자가 방출되지 않는다. 그림 (나)는 A, B가 동일한 경로로 진행하다가 프리즘에서 굴절되어 서로 다른 경로 X, Y로 진행하는 것을 나타낸 것이다.

A, B에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광전효과와 빛의 굴절 성질을 이용합니다.
    단색광 A는 광전자를 방출시키고 B는 방출시키지 못하므로, A의 진동수가 B보다 크고 금속의 한계 진동수보다 큽니다.
    ㄷ. 프리즘에서 굴절률은 진동수가 클수록(파장이 짧을수록) 큽니다. 즉, 진동수가 큰 A가 더 많이 굴절되어 경로 Y로 가고, 진동수가 작은 B가 덜 굴절되어 경로 X로 진행합니다.

    오답 노트
    ㄱ. A는 광전자를 방출하므로 진동수가 한계 진동수보다 커야 함
    ㄴ. 진동수가 큰 A의 파장이 B보다 짧음
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19. 그림 (가)는 전자총에서 속력 v로 방출된 전자가 이중 슬릿을 통과하여 스크린의 각 지점에 도달하는 전자의 수를 측정하는 것을, (나)는 스크린의 각 지점에서 일정한 시간 동안 측정한 전자의 수를 나타낸 것이다.

⊿x를 전자의 속력 v에 따라 나타낸 그래프로 적절한 것은? [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 드브로이 파장에 따른 이중 슬릿 간섭 무늬의 간격 $\Delta x$는 전자의 파장 $\lambda$에 비례합니다.
    전자의 파장은 속력 $v$에 반비례하므로, $\Delta x$는 속력 $v$에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $\Delta x = \frac{L \lambda}{d} = \frac{L h}{d m v}$
    따라서 $v$가 증가할수록 $\Delta x$는 감소하는 반비례 그래프인 가 정답입니다.
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