수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2009-03-13)

수능(물리I)
(2009-03-13 기출문제)

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1. 그래프는 일직선 상에서 운동하는 두 물체 A, B의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초부터 12초까지 A, B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.

    - "ㄴ" : A와 B의 위치가 처음으로 만나는 시간은 6초이다. 이 시간에 A와 B의 위치는 모두 30m이다.
    - "ㄷ" : A와 B의 속도는 일정하지 않으며, 그래프에서 기울기가 변하는 부분이 있다. 이는 A와 B가 가속도를 가지고 운동하고 있음을 나타낸다. 예를 들어, A는 0초부터 4초까지는 등속운동을 하다가 4초부터 6초까지는 가속도를 가지고 운동하며 속도가 증가한다. 이후에는 다시 등속운동을 하다가 10초부터 12초까지는 감속도를 가지고 운동하며 속도가 감소한다. 이와 같은 가속도와 감속도를 가지는 운동을 가속운동이라고 한다.
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2. 그림은 철수와 영희가 각각 지면으로부터 높이 h1, h2인 곳에 서 공 A, B를 들고 있는 모습을 나타낸 것이다. 철수가 A를 놓고 2초 후에 영희가 B를 놓았더니 A와 B가 동시에 지면에 도달하였다. 그래프는 두 공이 지면에 도달할 때까지의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다.

A, B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.

    - "ㄱ" : A와 B의 초기 속도는 같으므로, 높이가 높은 B가 먼저 지면에 도달하는 것은 물리 법칙상 불가능하다. 따라서 A와 B가 동시에 지면에 도달하는 것은 옳은 설명이다.
    - "ㄴ" : 그래프에서 A와 B의 기울기가 같은 구간이 존재하므로, A와 B의 가속도는 같다. 따라서 두 공이 떨어지는 동안 속도 차이가 유지되지 않고 일정하게 유지되는 것은 옳은 설명이다.
    - "ㄷ" : 그래프에서 A와 B의 기울기가 같은 구간이 존재하므로, A와 B의 가속도는 같다. 따라서 두 공이 떨어지는 동안 속도 차이가 유지되지 않고 일정하게 유지되는 것은 옳은 설명이다. 또한, A와 B의 높이 차이가 크지 않으므로, 두 공의 도달 시간 차이도 크지 않다. 따라서 A와 B가 동시에 지면에 도달하는 것은 옳은 설명이다.
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3. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에 놓인 질량 m인 물체에 수평 방향의 힘 F1이 작용하는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 상태에서 연직 위 방향으로 물체의 무게보다 작은 힘 F2가 더 작용하는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    - "ㄴ"은 옳다. 물체에 작용하는 힘이 무게보다 작기 때문에 물체는 상승하게 된다. 이때 물체에 작용하는 힘의 크기는 F1 - F2가 된다. 따라서 F1 - F2 < mg 이므로 물체는 상승하게 된다.
    - "ㄷ"는 옳지 않다. 마찰력이 없기 때문에 물체는 등속 운동을 하게 된다. 따라서 F1 = mg가 성립한다.
    - "ㄱ, ㄷ"는 옳지 않다. 마찰력이 없기 때문에 물체는 등속 운동을 하게 된다. 따라서 F1 = mg가 성립하고, F1 - F2 = 0이므로 물체는 정지하게 된다.
    - "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 옳지 않다. 마찰력이 없기 때문에 물체는 등속 운동을 하게 된다. 따라서 F1 = mg가 성립하고, F1 - F2 = 0이므로 물체는 정지하게 된다. 이 두 가지 상황은 모순되므로 둘 다 옳을 수 없다.
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4. 그림은 마찰이 없는 수평면에서 수레 A가 오른쪽으로 4v의 일정한 속력으로 운동하고, 수레 B, C, D는 정지해 있는 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 이때 A, B는 각각 x축 상의 0, L의 위치에 있고, C, D는 끼워진 상태로 2L의 위치에 있다. 네 수레의 질량은 모두 같으며, 수레들은 충돌할 때마다 끼워져 함께 운동한다.

A가 0인 지점부터 3L인 지점까지 운동할 때 A의 속력을 시간에 따라 나타낸 그래프로 가장 적절한 것은? (단, 수레의 크기와 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 수레 A가 수레 B와 충돌하면 운동량 보존 법칙에 따라 A와 B는 같은 속력으로 함께 운동하게 된다. 이후 A, B가 수레 C와 충돌하면 다시 운동량 보존 법칙에 따라 A, B, C는 같은 속력으로 함께 운동하게 된다. 마지막으로 A, B, C가 수레 D와 충돌하면 모든 수레는 같은 속력으로 함께 운동하게 된다. 따라서 A의 속력은 처음부터 끝까지 일정하게 유지되며, 그래프는 수평선이다. 따라서 정답은 ""이다.
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5. 그림은 마찰이 없는 수평면에서 길이가 각각 15 cm인 두 용수철 P, Q에 자석 A, B를 연결하였을 때 P의 길이가 18 cm, Q의 길이가 16 cm인 상태로 A, B가 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다. P, Q는 각각 한 쪽 끝이 벽면에 고정되어 있고, 자석과 용수철 사이에 자기력은 작용하지 않는다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 용수철의 질량은 무시하며, 용수철은 탄성 한계 내에서 늘어난다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는, 용수철의 길이가 늘어나면 그에 따라 자석 A, B 사이의 거리도 늘어나게 되고, 이로 인해 용수철 P, Q의 길이도 각각 늘어나게 된다. 따라서 P의 길이가 18 cm, Q의 길이가 16 cm인 상태에서 A, B가 정지해 있는 것은 용수철 P, Q가 늘어난 결과이므로, 자석 A, B 사이에는 인력이 작용하고 있어야 한다. 하지만 문제에서는 자석과 용수철 사이에 자기력은 작용하지 않는다고 하였으므로, 이 상황은 불가능하다. 따라서 보기 중에서 정답은 "ㄱ"이다.
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6. 그림은 마찰이 없는 수평면에 정지해 있는 질량 m인 물체에 힘이 작용하여 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이고, 그래프는 물체에 작용한 힘의 크기를 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초부터 1초까지 힘이 물체에 한 일을 W1, 1 초부터 2 초까지 힘이 물체에 한 일을 W2라 할 때, W1 : W2는?

  1. 1 : 2
  2. 2 : 1
  3. 3 : 2
  4. 4 : 5
  5. 5 : 4
(정답률: 알수없음)
  • W1은 그래프에서 0초부터 1초까지의 면적이고, W2는 그래프에서 1초부터 2초까지의 면적이다. 그래프에서 0초부터 1초까지의 면적은 삼각형의 면적으로, 1/2 x 1 x 2 = 1이다. 그리고 그래프에서 1초부터 2초까지의 면적은 사다리꼴의 면적으로, (1+2)/2 x 3 = 4.5이다. 따라서, W1 : W2 = 1 : 4.5 ≈ 4 : 5 이다.
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7. 그림은 마찰이 없는 수평면에 놓인 물체 A를 도르래 아래의 물체 B와 줄로 연결하여 잡고 있는 모습을 나타낸 것이다. A를 가만히 놓았더니 A, B가 같은 속력으로 운동하였으며 A, B의 질량은 모두 m이다.

두 물체가 처음 위치에서 s만큼 떨어진 지점을 통과하는 순간에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 g이고, 줄의 질량 및 모든 마찰과 공기의 저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄱ, ㄴ, ㄷ"

    - "ㄱ" : 처음 위치에서 물체 A와 B는 정지해 있으므로, 물체 A에 작용하는 중력과 물체 B에 작용하는 도르래의 힘은 서로 상쇄되어 아무런 가속도가 작용하지 않는다. 따라서 두 물체는 처음 위치에서 s만큼 떨어진 지점을 통과할 때도 같은 속력으로 운동하게 된다.
    - "ㄷ" : 두 물체는 처음 위치에서 s만큼 떨어진 지점을 통과할 때도 같은 속력으로 운동하게 되므로, 이후에도 계속해서 같은 속력으로 운동하게 된다.
    - "ㄴ" : 두 물체는 처음 위치에서 s만큼 떨어진 지점을 통과할 때도 같은 속력으로 운동하게 되므로, 이후에도 계속해서 같은 거리 간격을 유지하며 운동하게 된다. 따라서 두 물체는 항상 같은 위치에 있을 수는 없고, 계속해서 서로 위치를 바꾸며 운동하게 된다.
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8. 그림은 수평면의 한 지점에 정지해 있던 질량 1kg인 물체에 1N의 힘을 수평 방향으로 계속 작용하였을 때 물체가 마찰이 없는 면에서 4m, 마찰이 있는 면에서 4m를 직선 운동한 후 정지한 모습을 나타낸 것이다.

물체와 마찰이 있는 면 사이의 운동 마찰 계수는? (단, 중력 가속도는 10m/s2이고, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
  5. 0.5
(정답률: 알수없음)
  • 물체에 작용하는 힘 F = 1N이 주어졌을 때, 마찰이 없는 면에서의 가속도 a는 F/m = 1/1 = 1m/s^2이다. 따라서 물체는 4m를 운동하면서 속도가 4m/s가 된다. 이후 마찰이 있는 면에서 운동하면서 물체는 서서히 감속하다가 마침내 정지한다. 이때 마찰력의 크기는 Ff = μmg이며, 마찰력과 반대 방향으로 작용하는 가속도는 a' = Ff/m = μg이다. 마찰력이 작용하는 구간 동안 물체의 운동 방향으로 작용하는 가속도는 a - a' = 1 - μg이다. 마찰력이 작용하는 구간의 길이는 4m이므로, 물체가 정지하기까지 걸린 시간 t는 다음과 같다.

    4 = (1/2)(1 - μg)t^2
    t^2 = 8/(1 - μg)

    물체가 정지하기까지 걸린 시간 t는 마찰력이 작용하는 구간과 마찰력이 작용하지 않는 구간에서의 운동 시간의 합과 같다.

    t = 4/1 + 4/(1 - μg)

    따라서,

    4/1 + 4/(1 - μg) = √(8/(1 - μg))
    16/(1 - μg)^2 = 8/(1 - μg)
    (1 - μg)^2 = 2
    1 - 2μg + μ^2g^2 = 2
    μ^2g^2 - 2μg - 1 = 0

    위의 이차방정식을 풀면,

    μ = (2 ± √8)/10

    하지만 마찰 계수는 양수이므로,

    μ = (2 - √8)/10 ≈ 0.2

    따라서 정답은 "0.2"이다.
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9. 그림은 전압을 조절할 수 있는 전원 장치에 길이와 단면적이 같은 두 금속 막대 A와 B, 스위치 S, 전류계, 전압계를 연결한 모습을 나타낸 것이다. 그래프는 S를 열었을 때와 닫았을 때, 전류계에 흐르는 전류의 세기를 전압에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ"이다. 스위치 S를 열면 A와 B 사이에 전류가 흐르지 않으므로 전류계에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서 그래프 상에서 전류계에 해당하는 y축 값이 0이 된다. 스위치 S를 닫으면 A와 B 사이에 전류가 흐르게 되고, 전류계에도 전류가 흐르게 된다. 이때 전압을 조절하면서 전류계에 나타나는 전류의 세기를 측정할 수 있다. 그래프 상에서는 전압이 증가함에 따라 전류의 세기도 증가하는 것을 확인할 수 있다.
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10. 그림은 한 변의 길이가 L인 정사각형 모양의 균일한 자기장 영역에 직선 도선이 고정되어 있는 모습을 나타낸 것이다. 표는 (가), (나), (다)의 세 경우, 도선에 흐르는 전류와 자기장 영역의 자기장을 나타낸 것이다. 전류는 종이면의 +x방향으로 흐를 때를 양(+)으로 하고, 자기장은 종이면에서 수직으로 나올 때를 양(+)으로 한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)의 경우, 도선에 흐르는 전류와 자기장이 서로 수직이므로 힘이 작용하지 않는다.
    - (나)의 경우, 도선에 흐르는 전류와 자기장이 평행하므로 힘이 작용하지 않는다.
    - (다)의 경우, 도선에 흐르는 전류와 자기장이 수직이며, 도선이 자기장 영역 내부에 위치하므로 힘이 작용한다. 따라서, (ㄱ)과 (ㄴ)이 모두 옳다.

    따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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11. 그림은 저항 R0이 들어 있는 열량계, 저항 R1과 R2, 스위치 S1, S2를 전압이 일정한 전원 장치에 연결한 모습을 나타낸 것이다. 그래프는 S1만 닫았을 때와 S2만 닫았을 때, 열량계 속의 물의 온도 변화를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, R0에서 발생한 열은 모두 열량계 속의 물의 온도 변화에만 쓰인다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - S1만 닫았을 때, R1과 R2가 직렬로 연결되어 전류가 흐르고, R0은 흐르는 전류에 의해 발생한 열로 인해 열량계 속의 물의 온도가 상승한다. 따라서 그래프에서는 시간이 지남에 따라 온도가 점점 상승하는 것을 볼 수 있다.
    - S2만 닫았을 때, R1과 R2가 병렬로 연결되어 전류가 나누어져 흐르고, R0은 전류가 흐르지 않으므로 열이 발생하지 않는다. 따라서 그래프에서는 시간이 지나도 온도가 변하지 않는 것을 볼 수 있다.
    - 따라서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.
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12. 그림 (가)는 솔레노이드 내부의 자기장을 알아보기 위해 솔레노이드 내부의 수평면에 나침반을 놓고 전원 장치와 저항을 연결한 모습을 나타낸 것이고, (나)는 이때 나침반이 가리키는 방향을 나타낸 것이다.

이 실험 장치에서 솔레노이드에 흐르는 전류 세기만 크게 하였을 때와 전류 방향만 반대로 바꾸었을 때 나침반이 가리키는 방향으로 가장 적절한 것은?(순서대로 전류 세기만 크게 할때, 전류 방향만 바꿀 때)

(정답률: 알수없음)
  • 전류 세기를 크게 할 때는 솔레노이드 내부의 자기장이 강해지므로 나침반 바늘이 더 많이 회전하여 수평면에 대해 수직으로 가까이 가게 된다. 따라서 (가)에서는 나침반이 오른쪽으로 가리키게 된다. 전류 방향을 반대로 바꾸었을 때는 솔레노이드 내부의 자기장이 반대 방향으로 바뀌므로 나침반 바늘이 반대 방향으로 회전하여 수평면에 대해 수직으로 멀어지게 된다. 따라서 (나)에서는 나침반이 왼쪽으로 가리키게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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13. 그림은 저항값이 10Ω, 20Ω, 50Ω, R인 저항 4개와 스위치 S, 전류계를 전압이 일정한 전원 장치에 연결한 회로를 나타낸 것이다. S를 닫았더니 전류계에 흐르는 전류의 세기가 S를 닫기 전의 2배가 되었다.

R는?

  1. 10Ω
  2. 15Ω
  3. 30Ω
  4. 60Ω
(정답률: 알수없음)
  • 전류계에 흐르는 전류의 세기가 S를 닫기 전의 2배가 되었으므로, S를 닫은 후의 전류는 S를 닫기 전의 전압과 동일한 전압이 가해졌을 때의 전류의 2배가 된다. 이때, S를 닫기 전의 전압은 10Ω, 20Ω, 50Ω의 저항을 각각 거쳐 전압이 분배되어 전압계에 가해지므로, S를 닫은 후의 전류는 다음과 같다.

    전압이 일정하므로, S를 닫기 전과 후의 전류 비율은 각 저항의 저항값의 역수와 같다. 따라서, 다음과 같은 식이 성립한다.

    S를 닫기 전의 전류 : S를 닫은 후의 전류 = 1 : 2

    따라서, R을 거치는 전류는 2A가 된다. 이때, R을 거치는 전압은 10Ω, 20Ω, 50Ω의 저항을 각각 거쳐 전압이 분배되어 전압계에 가해지므로, 다음과 같은 식이 성립한다.

    10Ω × 전류 + 20Ω × 전류 + 50Ω × 전류 = 전압계에 가해지는 전압

    80Ω × 전류 = 전압계에 가해지는 전압

    따라서, R을 거치는 전압은 2 × 80Ω = 160V가 된다. 이때, R을 거치는 전류는 2A이므로, R의 저항값은 160V ÷ 2A = 80Ω이다. 따라서, R은 80Ω의 저항을 가진다.

    하지만, 보기에서는 80Ω이 아닌 5Ω, 10Ω, 15Ω, 30Ω, 60Ω이 주어졌다. 이 중에서 30Ω의 저항을 가진 저항을 R로 사용하면, 10Ω, 20Ω, 50Ω, 30Ω의 저항을 각각 거쳐 전압이 분배되어 전압계에 가해졌을 때, R을 거치는 전압은 160V가 되고, R을 거치는 전류는 2A가 된다. 따라서, 정답은 "30Ω"이다.
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14. 그림은 종이면에 놓여 있는 직선 도선과 금속 고리의 이동 모습을 나타낸 것이다. 직선 도선은 고정되어 있고 금속 고리는 0 초부터 2 초까지 일정한 속력으로 직선 도선에서 멀어지다가 2초 이후에는 정지해 있었다. 그래프는 직선 도선에 흐르는 전류의 세기 I를 시간 t 에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ"이다. 그래프에서 전류의 세기는 시간에 따라 일정하지 않으며, 금속 고리가 멀어지는 동안 전류의 세기가 증가하다가 금속 고리가 멈춘 이후에는 전류의 세기가 감소한다. 따라서, 직선 도선과 금속 고리의 이동 모습과 전류의 세기 그래프는 서로 관련이 없다.
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15. 그림은 철수와 민수가 한쪽 끝이 벽에 고정된 두 용수철을 서로 다른 방향으로 각각 진동시켜 발생한 파동의 한 순간 모습을 나타낸 것이다. 철수와 민수는 벽에서 같은 거리 L만큼 떨어져 같은 진동수로 파동을 발생시켰다.

두 파동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄷ"이다. 이유는 두 파동이 서로 엇갈리는 상태이기 때문이다. 철수의 파동이 양의 방향으로 최대치에 도달할 때, 민수의 파동은 음의 방향으로 최소치에 도달하고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 따라서 두 파동은 서로 엇갈리는 상태이다.
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16. 그림은 빛이 공기 중에서 직각 프리즘의 한 면에 수직으로 입사한 후 P와 Q에서 반사되어 프리즘 내부를 진행하는 경로의 일부를 나타낸 것이다. P, Q에서 반사각은 각각 θ1, θ2이고, θ1은 이 빛이 프리즘에서 공기로 진행할 때의 임계각과 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 "ㄴ": 빛은 P에서 반사되어 Q로 이동하며, 이때 각도는 θ1 + θ2이다. 따라서 빛의 경로는 직선이 아니라 굴절되어 있다.
    - 보기 "ㄷ": 빛은 P에서 반사되어 Q로 이동하며, 이때 각도는 θ1 + θ2이다. 그리고 Q에서 빛은 다시 공기로 나가며, 이때도 굴절된다. 따라서 빛의 경로는 직선이 아니라 굴절되어 있다.
    - 보기 "ㄱ, ㄴ": 보기 "ㄴ"과 같은 이유로 빛의 경로는 굴절되어 있고, 또한 P에서 반사되어 Q로 이동하며, 이때 각도는 θ1 + θ2이다.
    - 보기 "ㄱ, ㄷ": 보기 "ㄷ"와 같은 이유로 빛의 경로는 굴절되어 있고, 또한 P에서 반사되어 Q로 이동하며, 이때 각도는 θ1 + θ2이다.
    - 보기 "ㄱ, ㄴ, ㄷ": 보기 "ㄱ, ㄴ"과 "ㄱ, ㄷ"의 이유로 빛의 경로는 굴절되어 있고, 또한 P에서 반사되어 Q로 이동하며, 이때 각도는 θ1 + θ2이다. 따라서 모든 보기가 옳다.
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17. 그림은 광전관에서 발생하는 광전류가 일정 세기보다 크면 전동기가 작동하는 장치를 모식적으로 나타낸 것이고, 그래프의 a~ e는 빛의 세기와 진동수를 나타낸 것이다. 빛 a를 비추었을 때 전동기가 작동하였고, 금속판의 한계 진동수는 f0이다.

b ~ e 중에서 전동기를 작동시킬 수 있는 빛만을 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. b
  2. b, c
  3. c, d
  4. d, e
  5. c, d, e
(정답률: 알수없음)
  • 전동기가 작동하려면 광전류가 일정 세기보다 커야 한다. 따라서 그래프에서 y축이 광전류이고, x축이 진동수이므로, y값이 일정 수준 이상인 구간에서 전동기가 작동할 것이다. 그래프를 보면 b와 c는 광전류가 일정 수준 이상이 아니므로 전동기가 작동하지 않을 것이다. 따라서 d와 e만 전동기가 작동할 것이다.
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18. 그림 (가)는 백색광을 프리즘에 비추어 나타나는 스펙트럼을, (나)는 물방울에 의해 생기는 무지개의 원리를 나타낸 것이다. a, b, c, d의 색은 빨강이나 파랑 중의 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    ㄱ. 그림 (가)에서 백색광이 프리즘을 통과하면서 분산되어 나타나는 스펙트럼은 빨간색부터 보라색까지의 색깔이 순서대로 나타나는 것을 보여준다. 이는 빛의 파장이 다르기 때문에 발생하는 현상으로, 이러한 스펙트럼을 연속 스펙트럼이라고 한다.

    ㄷ. 그림 (나)에서 물방울에 비친 빛은 빛의 파장에 따라 다르게 굴절되어 나타나게 된다. 이러한 굴절 현상은 빛이 다른 매질로 옮겨갈 때 발생하는 것으로, 이러한 현상을 이용하여 빛의 파장을 분석하거나 빛의 색을 만들어내는 등의 다양한 용도로 활용된다. 또한, 물방울에 비친 빛이 무지개처럼 보이는 것은 빛이 물방울 내부에서 반사되고 굴절되면서 발생하는 것으로, 이러한 현상을 이용하여 무지개를 만들어내는 등의 예술적인 용도로도 활용된다.
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19. 그림 (가)는 간격이 3cm인 두 점파원 S1, S2에서 진동수와 진폭이 같은 물결파를 같은 위상으로 발생시켰을 때의 간섭 무늬를 나타낸 것이다. 그림 (나)는 S1, S2에서 발생한 파동의 어느 순간 모습을 마루는 실선으로, 골은 점선으로 동시에 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 점 A ~ D는 S1, S2로부터 각각 일정한 거리에 있는 점이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ"이다.

    그림 (가)에서 두 점파원 S1, S2에서 발생한 물결파는 같은 진동수와 진폭을 가지므로, 서로 간섭하여 일정한 간격으로 밝고 어두운 무늬가 나타난다. 이러한 간섭 무늬를 일으키는 현상을 간섭파라고 한다.

    그림 (나)에서는 S1, S2에서 발생한 파동이 어느 순간에 모습을 나타낸 것이다. 이때, 점 A ~ D는 S1, S2로부터 일정한 거리에 위치한 점이다. 이러한 점들에서는 두 파동의 진폭이 서로 다르므로, 간섭 무늬가 일정하지 않고 일정한 간격으로 번갈아 나타난다.

    따라서, "ㄱ"이 정답이다.
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20. 그림은 편광판 P와 Q를 텔레비전 A, B의 화면에 대어 본 한 순간 모습을 나타낸 것이다. 이때 P와 Q를 통해 보이는 A, B의 화면 중 (가)부분만 보이지 않았다.

이에 대한 해석으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.

    편광판은 특정한 방향으로 진동하는 빛을 통과시키는 장치이다. 이 그림에서 P와 Q는 서로 직교하는 방향으로 진동하는 빛을 통과시키는 편광판이다.

    A와 B는 서로 다른 이미지를 보여주는 두 개의 화면이다. 이때 P와 Q를 통해 보이는 A, B의 화면 중 (가)부분은 P와 Q가 서로 직교하는 방향으로 진동하는 빛을 통과시키는 부분이므로, 이 부분에서는 A와 B의 어떤 부분도 보이지 않는다.

    따라서, (가)부분이 보이지 않는다는 조건을 만족하면서 P와 Q를 통해 A와 B의 화면을 구분할 수 있는 부분은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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