수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2010-03-12)

수능(물리I)
(2010-03-12 기출문제)

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1. 그림은 일직선상에서 운동하는 두 물체 A, B의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초부터 9초까지 A와 B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

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

    보기에서는 A와 B의 속도와 가속도에 대한 설명이 있다.

    A와 B의 속도는 처음에는 0이었다가 시간이 지남에 따라 증가하다가 다시 0이 되는 것으로 보아, A와 B는 서로 반대 방향으로 운동하고 있으며, 서로 같은 속도로 운동하고 있다.

    A와 B의 가속도는 처음에는 0이었다가 시간이 지남에 따라 증가하다가 다시 0이 되는 것으로 보아, A와 B는 처음에는 가속도가 없었지만, 일정한 가속도로 운동하다가 다시 정지하는 것으로 보아, 서로 같은 가속도로 운동하고 있다.

    따라서, A와 B는 서로 같은 속도와 가속도로 운동하고 있으며, 서로 반대 방향으로 운동하고 있다. 이에 따라 정답은 "ㄴ"이다.
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2. 그림은 두 자동차 A, B가 직선 도로에서 5m/s의 같은 속도로 기준선을 동시에 통과하여 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 표는 기준선을 통과한 때부터 20초 동안 A, B의 운동 상태와 이동 거리를 나타낸 것이다.

L은? [3점]

  1. 100 m
  2. 150 m
  3. 200 m
  4. 250 m
  5. 300 m
(정답률: 알수없음)
  • A와 B는 같은 속도로 운동하고 있으므로, 20초 동안 이동한 거리는 속도 × 시간 = 5 × 20 = 100(m)이다. 따라서, A와 B 사이의 거리는 200(m)이다. L은 A와 B 사이의 거리이므로, L = 200(m)이다.
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3. 그림은 전동기로 두 물체 A, B를 두 줄 p, q를 이용하여 끌어 올리는 모습을 나타낸 것이다. A와 B의 질량은 각각 1 kg이고, 가속도는 모두 1m/s2이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 모든 마찰과 줄의 질량은 무시하고, 중력 가속도는 10m/s2이다.) [3점]

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

    - ㄱ. A와 B의 가속도가 다르다.
    - ㄴ. A와 B의 가속도가 같다.
    - ㄷ. 두 줄의 길이가 다르다.

    이 문제에서는 모든 마찰과 줄의 질량이 무시되므로, A와 B에 작용하는 힘은 모두 중력과 전동기에서 인가되는 힘이다. 따라서 A와 B의 가속도는 모두 1m/s2이다.

    그러나 두 줄의 길이가 다르므로, A와 B가 끌리는 거리는 다르다. 따라서 B가 A보다 더 많이 끌려 올라간다. 이에 따라 두 물체의 거리가 벌어지게 되고, 두 줄의 길이 차이가 더욱 벌어지게 된다. 따라서 "ㄴ, ㄷ"가 정답이다.
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4. 다음은 전압과 전류의 관계를 알아보기 위한 실험이다.

실험 결과에 대한 해석으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대 로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 정답은 "ㄴ"이다. 이는 전압과 전류는 비례 관계에 있으며, 그래프 상에서 직선으로 나타난다는 것을 의미한다. 따라서 전압이 2배가 되면 전류도 2배가 되는 것이 일반적인 상황이다.
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5. 그림 (가)는 인라인스케이트를 타고 있는 철수가 민수를 밀어 주기 위해 함께 등속도 운동하고 있는 모습을 나타낸 것이다. 민수의 질량은 60 kg이다. 그림 (나)는 철수가 민수를 밀기 전과 민 후의 철수와 민수의 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 모든 마찰은 무시한다.)

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

    - 철수와 민수는 함께 등속도 운동하고 있다. 따라서 그들의 가속도는 0이다. 이는 그림 (나)에서도 확인할 수 있다.
    - 철수가 민수를 밀기 시작하면, 민수의 속도가 증가한다. 이는 그림 (나)에서도 확인할 수 있다. 따라서 철수가 민수에게 작용하는 힘은 민수의 운동량을 증가시키는 방향으로 작용한다.
    - 민수의 질량이 60 kg이므로, 민수의 운동량은 속도에 비례한다. 따라서 민수의 운동량이 증가하면, 민수의 속도도 증가한다.
    - 따라서, 철수가 민수를 밀기 시작하면 민수의 속도가 증가하고, 이는 그림 (나)에서도 확인할 수 있다. 또한, 철수가 민수를 밀기 전과 후의 민수의 속도 차이는 그림 (나)에서도 확인할 수 있다.
    - 따라서, 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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6. 그림은 마찰이 없는 경사면의 높이 4h인 지점에 물체를 가만히 놓았을 때 경사면을 내려온 물체가 마찰이 있는 수평면 S1, S2를 지나 마찰이 없는 반대편 경사면으로 최대 높이 h만큼 올라간 모습을 나타낸 것이다. 높이 h만큼 올라간 물체는 다시 내려와 수평면 S1과 S2의 경계 지점에서 정지한다. S1과 S2의 길이는 l로 같고 물체와 S1, S2사이의 운동 마찰 계수는 각각 μ1, μ2이다.

μ1 : μ2는? (단, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

  1. 1 : 2
  2. 1 : 4
  3. 2 : 1
  4. 3 : 2
  5. 4 : 3
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 S1과 S2를 지나가며 받는 마찰력은 각각 μ1mg, μ2mg이다. 이때 물체가 최대 높이 h만큼 올라갈 수 있는 조건은 마찰력의 합이 물체의 무게인 mg와 같아지는 경우이다. 즉, μ1mg + μ2mg = mg 이므로, μ1 + μ2 = 1이다. 따라서 μ1 : μ2 = 1 - μ2 : μ2 이고, μ1이 μ2보다 크면 물체는 S1을 지나갈 때 더 많은 마찰력을 받아 더 느리게 움직이게 되므로, μ1이 더 작아야 한다. 따라서 정답은 "2 : 1"이다.
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7. 그림 (가)와 (나)는 마찰이 없는 수평면에 정지해 있는 두 물체 A, B에 각각 수평 방향으로 작용한 힘 FA, FB를 시간에 따라 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 1 kg, 2 kg이다.

0초부터 2초까지 FA, FB가 한 일을 각각 WA, WB라고 할 때, WA : WB? [3점]

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 1 : 4
  4. 2 : 1
  5. 4 : 1
(정답률: 알수없음)
  • WA은 FA와 A의 이동 거리인 2 m의 곱이므로 WA = FA × 2이다. 마찰이 없으므로 A, B는 외력이 작용하지 않으면 등속운동을 하게 되며, 등속운동에서는 가속도가 0이므로 운동 방정식 F = ma에서 F = 0이 된다. 따라서 FA와 FB가 B에 작용하는 반작용력 FBA에 의해 상쇄되므로 B에 작용하는 외력은 FB - FBA = FB이다. 따라서 WB는 FB와 B의 이동 거리인 2 m의 곱이므로 WB = FB × 2이다. 이를 이용하여 WA : WB를 구하면 WA : WB = FA × 2 : FB × 2 = FA : FB이다. 그림에서 1 N = 1 kg × 1 m/s2이므로 FA = 2 N, FB = 1 N이다. 따라서 WA : WB = FA : FB = 2 : 1이다. 따라서 정답은 "2 : 1"이다.
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8. 그림 (가)는 수평면의 마찰이 없는 부분에서 등속도 운동하던 질량 1 kg인 물체가 마찰이 있는 부분으로 진행하여 정지한 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 물체가 운동하는 동안 운동량을 시간에 따라 나타낸 것이다.

마찰이 있는 부분에서 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10 m/s2이고, 물체의 크기는 무시한다.)

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

    - ㄱ: 마찰력은 운동 방향과 반대 방향으로 작용하며, 운동을 점차 감속시키다가 마침내 정지시킨다. 그림 (가)에서 보면, 마찰이 있는 부분에서 물체가 감속하다가 정지한 것을 볼 수 있다.
    - ㄴ: 마찰력은 물체의 운동 상태와 관계없이 항상 일정하다. 그림 (나)에서 보면, 운동량 그래프가 일정한 기울기를 가지고 있으므로, 마찰력이 일정하다는 것을 알 수 있다.
    - ㄷ: 마찰력은 운동 방향과 반대 방향으로 작용하므로, 운동에 필요한 에너지를 빼앗아 물체의 운동 에너지를 감소시킨다. 그림 (나)에서 보면, 운동량 그래프가 일정한 기울기를 가지고 있으므로, 마찰력이 일정하다는 것을 알 수 있고, 이는 운동 에너지의 감소를 의미한다.
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9. 그림은 저항값이 같은 니크롬선 5개를 전압이 일정한 전원 장치에 연결한 모습을 나타낸 것이다. p, q는 도선 상의 접점이며 집게는 p에 연결되어 있다.

집게를 p에서 q로 바꾸어 연결할 때, 니크롬선 A, B, C의 소비 전력의 변화를 바르게 짝지은 것은? (순서대로 A, B, C)[3점]

  1. 증가, 증가, 증가
  2. 증가, 증가, 감소
  3. 감소, 감소, 감소
  4. 감소, 감소, 증가
  5. 감소, 증가, 감소
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "감소, 증가, 감소"

    니크롬선의 전기저항은 온도에 따라 변화하므로, 집게를 p에서 q로 이동시키면서 니크롬선의 길이가 달라지게 되어 전기저항이 변화한다. 이에 따라 소비 전력도 변화하게 된다.

    A는 집게를 이동시키기 전과 후에 니크롬선의 길이가 같으므로 전기저항도 같아지고, 따라서 소비 전력도 같아진다. 따라서 A는 변화하지 않는다.

    B는 집게를 이동시키면서 니크롬선의 길이가 늘어나므로 전기저항이 증가하고, 따라서 소비 전력도 증가한다.

    C는 집게를 이동시키면서 니크롬선의 길이가 줄어들므로 전기저항이 감소하고, 따라서 소비 전력도 감소한다.
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10. 그림은 종이면에 수직으로 들어가는 균일한 자기장 영역에 모양으로 도선을 종이면에 고정시키고 가변 저항, 스위치, 전압이 일정한 전원 장치를 연결한 후 금속 막대 A, B를 도선에 올려놓은 모습을 나타낸 것이다. A, B는 스위치를 닫을 때 전류가 흐르는 부분의 길이가 같고 저항값은 각각 R, 2R이다.

스위치를 닫을 때 A가 받는 자기력 FA와 B가 받는 자기력 FB에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄱ"이다. 스위치를 닫으면 A와 B 사이를 흐르는 전류는 같으므로 오른쪽 항과 왼쪽 항이 같아진다. 이를 정리하면 FA/FB = R/2R = 1/2 이므로 A가 받는 자기력이 B가 받는 자기력의 2배가 된다.
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11. 그림 (가)는 두 금속 막대 A, B를 전압이 일정한 전원 장치에 직렬로 연결한 모습을 나타낸 것이다. A와 B의 길이는 같고 단면적은 B가 A의 2배이다. 그림 (나)는 A와 B의 비저항을 각각 온도에 따라 나타낸 것이다.

온도가 T1일 때 A와 B의 합성 저항을 R1 온도가 T2일 때 A와 B의 합성 저항을 R2라고 할 때, R1 : R2는? (단, 온도에 따른 금속 막대의 부피 변화는 무시한다.)

  1. 2 : 3
  2. 2 : 7
  3. 3 : 8
  4. 4 : 7
  5. 4 : 11
(정답률: 알수없음)
  • 온도가 올라가면 금속의 저항이 증가하므로, A와 B의 합성 저항은 온도가 높을수록 커진다. 따라서 R1 > R2 이다.

    A와 B의 길이는 같으므로, 단면적이 B가 A의 2배이므로 B의 저항은 A의 저항보다 1/2이다. 따라서 A와 B를 직렬로 연결하면 전류는 A와 B를 통과할 때 A의 저항이 더 크므로 A를 따라가게 된다.

    따라서 A와 B의 합성 저항은 A의 저항과 B의 저항을 더한 값과 같다.

    R1 = RA1 + RB1 = A1ρAL/A + B1ρBL/2B

    R2 = RA2 + RB2 = A2ρAL/A + B2ρBL/2B

    여기서 A1 = A2, B1 = 2B2 이므로

    R1 = A1ρAL/A + 2B1ρBL/2B = A2ρAL/A + 2B2ρBL/B

    R2 = A2ρAL/A + B2ρBL/B

    따라서 R1 : R2 = (A2ρAL/A + 2B2ρBL/B) : (A2ρAL/A + B2ρBL/B)

    = (ρAB) × (2B2/B2 + L2/L1) : (B2/B2 + L2/L1)

    = (2 + 1) × (1 + 273 + 50)/(1 + 273 + 20) : (1 + 273 + 50)/(1 + 273 + 20)

    = 3 × 323/293 : 323/293

    = 969 : 323

    = 3 : 1

    따라서 정답은 "2 : 3"이다.
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12. 그림 (가)는 xy평면의 y축 상에 고정된 도선 P와 P로부터 3d만큼 떨어진 곳에 고정된 도선 Q를 나타낸 것이다. P와 Q는 가늘고 무한히 길며 각각 세기가 I, 2I인 전류가 +y방향으로 흐른다. 점 A, B, C, D는 P로부터 각각 d, 2d, 4d, 5d만큼 떨어져 있는 x축 상의 지점들이다. 그림 (나)는 (가)의 Q를 3d만큼 +x방향으로 이동하여 고정시킨 것을 나타낸 것이다.

A, B, C, D 중 자기장의 세기가 (가)에서보다 (나)에서 작은 지점을 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. A
  2. B, C
  3. B, D
  4. A, C, D
  5. B, C, D
(정답률: 알수없음)
  • 도선 P와 Q에서의 자기장의 크기는 동일하므로, A, B, C, D 지점에서의 자기장의 크기는 거리에 반비례한다. 따라서 Q가 x축으로 이동하면서 A, B, C, D 지점에서의 자기장의 크기는 모두 작아진다. 그 중에서도 B와 C 지점은 Q와 가까워져서 상대적으로 더 큰 감소를 보이므로, 자기장의 세기가 (가)에서보다 (나)에서 작아진 지점은 B와 C이다. 따라서 정답은 "B, C"이다.
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13. 그림은 공기에서 정삼각형 프리즘의 P 점에 입사각 θ1로 입사한 단색광이 진행한 경로를 나타낸 것이다. P에서 굴절각 θ2로 굴절된 단색광은 Q점에 임계각 θc로 입사한다. A, B, C는 정삼각형의 세 꼭짓점이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ"이다. 이는 광선이 Q점에서 전적률이 큰 매질로 들어가면서 전적률이 작은 매질로 나오기 때문에 발생하는 현상인 총내향성(total internal reflection) 때문이다. 이 현상은 광선이 나가는 각도가 임계각보다 작을 때만 일어난다. 따라서, 이 문제에서는 광선이 Q점에서 전적률이 작은 매질로 나가는 각도가 임계각보다 작아야 총내향성이 일어난다.
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14. 그림 (가)는 종이면에 수직으로 들어가는 균일한 자기장 영역에 저항 R가 연결된 ㄷ자형 도선을 종이면에 고정시킨 후 도체막대를 도선에 수직하게 올려놓고 도체 막대를 오른쪽으로 이동시키는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 도체 막대의 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초에서 4초까지 저항 R에 흐르는 전류에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: ㄱ ("저항 R에 흐르는 전류는 시간에 따라 변하지 않는다.")

    도체 막대를 이동시키는 동안 자기장이 변화하면서 전기력이 발생하게 되지만, 이 때 저항 R에 흐르는 전류는 변하지 않는다. 이는 저항이 일정하기 때문에 오른쪽으로 이동하는 도체 막대와 왼쪽으로 이동하는 전자들 사이에서 발생하는 전기력이 상쇄되기 때문이다. 따라서, 그림 (가)에서 저항 R에 흐르는 전류는 시간에 따라 변하지 않는다.
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15. 그림은 두 용수철을 서로 다른 진동 방향으로 흔들어 발생한 파동 A와 B가 전파되고 있는 어느 한 순간의 모습을 나타낸 것이다. a와 b는 A에서 변위가 0인 두 지점이며, p와 q는 B에서 가장 밀한 두 지점이다. a와 b 사이의 거리는 p와 q 사이의 거리와 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

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

    ㄴ. 파동 A와 B는 서로 진동 방향이 다르기 때문에 서로 간섭하여 일어나는 결과 파동이다. 이를 간섭파동이라고 한다.

    ㄷ. a와 b 사이의 거리와 p와 q 사이의 거리가 같다는 것은 파동의 파장 길이가 같다는 것을 의미한다. 파장 길이는 파동의 주기와 진폭에 의해 결정되는데, 주기와 진폭이 같은 파동이라면 파장 길이도 같다. 따라서 A와 B의 파장 길이는 같다.
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16. 그림은 빨간색과 파란색 광원에서 나온 빛이 이중 슬릿 S1, S2를 동시에 통과한 후 스크린에 간섭무늬를 만드는 것을 나타낸 것이다. a, b는 두 빛이 각각 O점으로부터 첫 번째 밝은 무늬를 만드는 지점이다. O 점은 S1, S2로부터 거리가 같은 지점이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중에서 옳은 것은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    ㄱ. 두 광원에서 나온 빛이 이중 슬릿을 통과하면서 각각 파장이 다르기 때문에 간섭무늬가 생긴다.
    ㄴ. O점에서 첫 번째 밝은 무늬를 만드는 지점은 S1과 S2에서 나온 빛이 서로 상호 간섭하여 생긴다.

    ㄷ. 이중 슬릿을 통과한 빛이 서로 상호 간섭하여 생긴 간섭무늬는 일정한 간격으로 나타난다.
    ㄹ. 이중 슬릿을 통과한 빛이 서로 상호 간섭하여 생긴 간섭무늬는 스크린에서 중앙에서부터 멀어질수록 간격이 넓어진다.

    따라서, "ㄱ, ㄴ"이 옳은 설명이다.
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17. 그림은 길이 4 m인 용수철의 양끝을 철수와 영희가 각각 잡고 같은 위상으로 발생시킨 두 파동이 서로 반대 방향으로 진행하여 P 점에서 만나기 시작하는 순간의 모습을 나타낸 것이다. 두 파동의 진동수와 진폭은 같으며 P는 용수철의 가운데 지점이다.

용수철에 정상파가 만들어졌을 때, 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 중 정답은 "ㄴ"이다. 이유는 두 파동이 같은 진동수와 진폭을 가지므로 서로 상쇄되어 파동이 사라지는 현상인 간섭(interference)이 일어나기 때문이다. P 지점에서 두 파동이 만나면 파동의 진폭이 서로 상쇄되어 파동이 사라지게 되므로, P 지점에서는 정상파가 만들어지지 않는다.
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18. 그림은 금속 A의 표면에 빛을 비추었을 때 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지를 빛의 진동수에 따라 나타낸 것이다. f0은 금속 A의 한계 진동수이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. W는 금속 A의 일함수이다.
  2. 광자의 개수가 많아지면 f0의 값이 커진다.
  3. (가)는 진동수 f인 광자 1개가 가지는 에너지이다.
  4. 빛의 진동수가 클수록 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지가 크다.
  5. f0보다 작은 진동수의 빛은 금속 A의 표면에서 광전자를 방출시키지 못한다.
(정답률: 알수없음)
  • "광자의 개수가 많아지면 f0의 값이 커진다."는 옳지 않은 설명이다. 광자의 개수가 많아지면, 금속 A의 표면에 더 많은 광전자가 방출되므로 전체적으로 광전자의 운동 에너지가 증가할 수 있지만, f0는 금속 A의 특성에 따라 고정된 값이므로 광자의 개수와는 무관하다. 따라서, "광자의 개수가 많아지면 f0의 값이 커진다."라는 설명은 옳지 않다.

    정답: "광자의 개수가 많아지면 f0의 값이 커진다."
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19. 그림 (가), (나)는 두 종류의 현미경으로 모기를 관찰한 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.
    - (가)는 광학현미경으로, 모기의 외형을 관찰할 수 있다.
    - (나)는 전자현미경으로, 모기의 세포 구조를 관찰할 수 있다.
    따라서, "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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20. 그림은 마찰이 없는 수평면에서 한쪽 끝을 고정한 용수철에 질량 2m인 물체 A를 연결하고 질량 m인 물체 B를 A 위에 올려놓은 후 A를 평형 위치에서 x만큼 잡아 당긴 모습을 나타낸 것이다. A, B 사이에 정지 마찰 계수는 μ이고 용수철 상수는 k이다. 손을 가만히 놓으면 A와 B는 서로 미끄러지지 않고 함께 운동한다.

A와 B가 평형 위치까지 가는 동안 두 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 g이다.) [3점]

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

    A와 B는 용수철에 의해 연결되어 있으므로 함께 운동한다. A와 B 사이에는 정지 마찰력이 작용하므로 A가 당겨지면 B도 함께 당겨진다. 따라서 A와 B는 함께 운동하면서 용수철에 의해 인력을 받는다. 이 때, 용수철의 상수 k는 용수철의 길이 변화량에 비례하므로 A와 B가 평형 위치까지 가는 동안 용수철의 길이는 변하지 않는다. 따라서 A와 B는 용수철에 의해 수직 방향으로 상쇄되는 힘을 받으며, 이는 중력과 같은 크기와 반대 방향이다. 따라서 A와 B는 등속운동을 하면서 용수철에 의해 상쇄되는 힘과 정지 마찰력이 서로 상쇄되어 운동에 영향을 주지 않는다.
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