수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2011-10-12)

수능(물리I)
(2011-10-12 기출문제)

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1. 그림은 영희가 천정에 고정된 도르래와 줄을 이용하여 질량 m인 물체를 들어 올리는 모습을 나타낸 것이다. 물체는 일정한 속력 v로 올라간다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 줄의 질량 및 도르래의 마찰은 무시하고, 중력 가속도는 g이다.)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄱ" : 물체가 일정한 속력으로 올라가고 있으므로, 영희가 물체를 들어올리는 동안에는 물체에 작용하는 중력과 동일한 크기의 상승력이 작용하고 있다. 따라서 영희가 물체를 들어올리는 데 필요한 힘은 물체의 무게와 같다.
    - "ㄴ" : 영희가 도르래를 당기는 힘은 물체의 무게와 같으므로, 도르래에 작용하는 힘은 물체의 무게와 동일하다. 따라서 도르래의 운동은 물체의 운동과 동일하게 일어난다.
    - "ㄷ" : 물체가 일정한 속력으로 올라가고 있으므로, 물체에 작용하는 상승력과 중력의 크기는 서로 같다. 따라서 물체에 작용하는 중력과 상승력의 합력은 0이다.
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2. 그림은 두 자동차 A, B가 직선 도로에서 같은 방향으로 달리는 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 이때 A와 B 사이의 거리는 100 m이다. 그래프는 이때부터 A에 대한 B의 상대 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다. A의 속도는 10 m/s로 일정하다.

지면에 대한 B의 운동으로 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

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

    - "ㄱ" : B는 처음에 A와 같은 속도로 달리다가 시간이 지남에 따라 A보다 늦게 가속하면서 A를 추월한다. 이후 B는 A보다 빠르게 달리게 된다. 이는 그래프에서 B의 상대 속도가 처음에는 0 m/s에서 시작하여 시간이 지남에 따라 증가하는 것을 보면 알 수 있다.
    - "ㄴ" : B가 A를 추월하기 위해서는 A보다 빠르게 달려야 한다. 따라서 그래프에서 B의 상대 속도가 10 m/s를 넘어서는 시점부터 B는 A를 추월하게 된다. 이는 그래프에서 B의 상대 속도가 10 m/s를 넘어서는 시점부터 양수가 되는 것을 보면 알 수 있다.
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3. 그림은 질량이 각각 1 kg, 2 kg인 물체 A, B가 수평면에서 미끄러지다가 정지한 모습을 나타낸 것이다. A, B는 마찰이 없는 면에서 일정한 속력 10 m/s로 이동하고, 마찰이 있는 면에서 10 m를 이동한 뒤 정지한다. 물체와 마찰이 있는 면 사이의 운동 마찰 계수는 A, B가 같으며, 이동하는 동안 A, B는 서로 접촉한 상태를 유지한다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 물체 A, B의 크기는 무시하고, 중력 가속도는 10 m/s2이다.) [3점]

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

    - "ㄱ" : 물체 A, B는 마찰이 없는 면에서 일정한 속력으로 이동하다가 마찰이 있는 면에서 정지한다. 이는 운동 에너지가 마찰력에 의해 모두 소멸되었기 때문이다.
    - "ㄴ" : 물체 A, B는 마찰이 있는 면에서 정지하므로 마찰력과 물체의 무게가 평형을 이루고 있다. 따라서 마찰력의 크기는 각각 10 N, 20 N이다.
    - "ㄷ" : 물체 A, B는 서로 접촉한 상태를 유지하고 있으므로, 물체 A가 마찰력을 받으면 물체 B도 같은 크기의 마찰력을 받게 된다. 따라서 물체 A, B가 받는 마찰력의 크기는 각각 10 N, 20 N이다.
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4. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 자석 A가 한쪽이 벽에 고정된 길이가 L1인 용수철에 연결되어 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 A에 자석 B를 접근 시켰더니 용수철의 길이가 L2로 늘어난 채 정지한 모습을 나타낸 것이다. 용수철 상수는 k이다.

(나)에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 용수철과 자석 사이의 자기력과 용수철의 질량은 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 옳은 설명은 "ㄴ"이다. 자석 B가 자석 A에 접근하면 자석 A와 B 사이에 인덕턴스가 발생하게 되어 용수철이 늘어나게 된다. 이 때 용수철에 작용하는 힘은 훅의 법칙에 따라 F=k(L2-L1)이므로, 용수철은 늘어나면서 자석 B를 상쇄시키는 힘을 발생시키게 된다. 따라서 용수철은 L2에서 정지하게 된다.
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5. 그림은 수상 스키를 포함한 질량이 80 kg인 철수가 수상 스키를 타고 직선 운동하는 모습을 나타낸 것으로 보트는 철수를 수평 방향의 일정한 힘으로 끌고 있다. 철수가 기준선으로부터 5m인 지점에서 잡고 있던 줄을 놓았더니 10 m인 지점에서 멈추었다. 그래프는 철수의 운동 에너지를 이동 거리에 따라 나타낸 것이다. 운동하는 동안 철수에게 작용한 마찰력은 일정하다.

철수가 0에서 5 m까지 이동하는 동안 이에 대한 옳은 설명만 을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 줄의 질량과 공기 저항은 무시하고, 중력 가속도는 10m/s2이다.) [3점]

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

    보기에서 "운동 에너지가 증가하는 구간에서는 철수에게 일정한 힘이 작용하고, 줄을 놓은 이후 철수가 멈추기까지의 구간에서는 마찰력이 일정하게 작용한다"는 설명이 옳다. 이는 운동 에너지가 증가하는 구간에서는 일정한 힘이 일정한 거리를 작용하여 일정한 양의 일을 하고, 멈추기까지의 구간에서는 일정한 마찰력이 일정한 거리를 작용하여 일정한 양의 일을 하기 때문이다.
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6. 그림과 같이 수평면에서 한쪽을 벽에 고정한 용수철에 질량 1kg인 물체를 접촉시켜 용수철을 평형 위치에서 0.2m만큼 압축시켰다. 용수철 상수 k는 500N/m이다. 물체를 잡고 있는 손을 놓으면 물체는 수평면을 지나 빗면을 따라 지면으로부터 높이 H인 최고점까지 올라갔다가 다시 내려온다. 지면으로부터 높이 h인 지점을 통과하는 순간 물체의 속력은 2m/s였다.

h : H는? (단, 물체의 크기와 모든 마찰은 무시한다.)

  1. 2 : 3
  2. 3 : 4
  3. 4 : 5
  4. 8 : 9
  5. 9 : 10
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 용수철을 압축시키면 용수철에 역력이 작용하여 용수철이 늘어나면서 물체에 힘이 작용한다. 이때 용수철에 작용하는 힘은 훅의 법칙에 따라 F = -kx로 나타낼 수 있다. 여기서 x는 용수철의 변형량이고 k는 용수철 상수이다. 따라서 이 문제에서는 F = -500x로 나타낼 수 있다.

    물체가 지면으로부터 높이 H까지 올라갔다가 다시 내려오는 과정에서 운동 에너지 보존 법칙을 적용할 수 있다. 물체가 지면으로부터 높이 h에서 속력이 2m/s이므로 운동 에너지는 1/2mv^2 = mgh + 1/2kx^2이다. 여기서 m은 물체의 질량, v는 물체의 속력, g는 중력 가속도, h는 물체의 높이, x는 용수철의 변형량이다.

    물체가 최고점에 도달할 때는 운동 에너지가 위치 에너지로 변환되어 운동 에너지는 0이 된다. 따라서 mgh = 1/2kx^2이다. 이를 정리하면 h/x = k/mg이다.

    또한, 용수철이 압축된 길이는 0.2m이므로 x = 0.2m이다. 따라서 h/x = H/x - 1 = k/mg이므로 H/x = k/mg + 1 = 500/1*9.8 + 1 = 51/5이다. 따라서 H/x = 51/5이므로 h/x = 1 - H/x = 4/5이다. 따라서 h : H = 4 : 5이다.

    따라서 정답은 "4 : 5"이다.
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7. 그림과 같이 마찰이 없는 수평인 책상 면에 놓인 질량 1 kg의 물체A에 질량 2 kg의 물체 B를 줄로 연결하였더니 A가 정지 상태에서 출발하여 거리 d만큼 이동하는 데 걸린 시간이 t였다.

A와 B를 서로 바꾸어 동일한 실험을 하면 B가 d를 이동하는데 걸린 시간은 단 도르래의 마찰과 줄의 질량은 무시한다 ? [3점]

  1. 1/2 t
  2. 1/√2 t
  3. t
  4. √2t
  5. 2t
(정답률: 알수없음)
  • A와 B를 연결한 줄은 길이가 변하지 않으므로, A와 B의 이동 거리의 합은 항상 일정하다. 따라서, A가 이동한 거리 d와 B가 이동한 거리 x의 합은 항상 d+x=2d이다.

    A가 이동하는 데 걸린 시간 t는 다음과 같이 구할 수 있다.

    d = (1/2)at^2 (a는 가속도)

    따라서,

    t = √(2d/a)

    B가 이동하는 데 걸린 시간은 다음과 같다.

    x = 2d - d = d

    t' = √(2d/a)

    따라서,

    t' = √2t

    따라서, 정답은 "√2t"이다.
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8. 그림은 마찰이 없는 수평면에서 속도 2v로 운동하는 질량 m인 물체 A가 정지해 있는 질량 3m인 물체 B와 충돌하기 전의 모습을 나타낸 것이고, 그래프는 충돌 전후 A의 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다.

A, B의 운동에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 충돌 전후에 A, B는 동일 직선상에서 운동하며, 충돌 전 A의 운동 방향을 양(+)으로 한다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄷ"이다. 충돌 전 A의 운동량은 mv이고, B의 운동량은 0이다. 따라서, 충돌 후 A와 B의 운동량의 합은 mv와 2mv이다. 이를 보존 운동량 법칙에 따라 mv + 0 = mv1 + 3mv2가 성립하게 된다. 이를 풀면 v1 = 2v/3, v2 = v/3이다. 따라서, A는 충돌 후 반대 방향으로 2v/3의 속도로 이동하게 되고, B는 충돌 후 A와 같은 방향으로 v/3의 속도로 이동하게 된다. 이에 따라 그래프에서 A의 속도가 충돌 후 음(-)의 방향으로 2v/3로 변화하고, B는 충돌 후 양(+)의 방향으로 v/3로 변화하게 된다. 따라서, "ㄷ"이 정답이다.
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9. 그림은 원통형 금속 막대, 전압계, 전류계, 전원 장치를 이용하여 전압과 전류의 관계를 알아보는 실험 장치를 나타낸 것이다. 금속 막대를 표에 제시된 P 또는 Q로 바꾸어 가며 실험하여 그래프와 같은 결과를 얻었다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄱ"은 전압과 전류의 비례 관계를 나타내는 오므로, 금속 막대의 P와 Q를 바꾸어 실험해도 그래프의 모양이 변하지 않는다. 즉, 전압과 전류의 비례 관계는 금속 막대의 종류와는 무관하다는 것을 의미한다.
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10. 그림은 저항값이 2 Ω, 4Ω, 6Ω인 세 전구 A, B, C와 저항값이 2Ω인 저항을 전원 장치에 연결한 회로를 나타낸 것이다.

A, B, C의 소비 전력을 각각 PA, PB, PC라 할 때, 소비 전력의 크기를 바르게 비교한 것은?

  1. PA > PB = PC
  2. PA > PC > PB
  3. PA = PC > PB
  4. PB > PC > PA
  5. PC > PB > PA
(정답률: 알수없음)
  • 전류는 전체 회로에서 일정하므로, 저항이 큰 전구일수록 더 많은 전압을 소비하게 된다. 따라서 저항값이 6Ω인 전구 C가 가장 많은 전압을 소비하고, 그 다음으로 4Ω인 전구 B, 마지막으로 2Ω인 전구 A가 가장 적은 전압을 소비하게 된다. 전압과 전류는 비례하므로, 전압이 큰 전구일수록 더 많은 전력을 소비하게 된다. 따라서 PC > PB > PA 이다.
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11. 그림과 같이 솔레노이드와 원형 도선을 중심축이 일치하도록 고정하고, 솔레노이드와 원형 도선 사이에 나침반을 놓았더니 자침의 N극이 +x 방향을 가리켰다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지구 자기장은 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 솔레노이드 안에서 전류가 흐르면 자기장이 생성되어 나침반이 영향을 받는 것을 설명하고 있고, "ㄷ"는 솔레노이드 안에서 전류의 방향이 바뀌면 자기장의 방향도 바뀌어 나침반이 반대 방향으로 움직이는 것을 설명하고 있기 때문에 정답은 "ㄱ, ㄷ"입니다.
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12. 그림은 저항 R가 연결된 도선을 종이면에 고정시키고 도선 위에 도체 막대를 올려놓은 모습을 나타낸 것이다. 종이면에는 수직으로 들어가는 방향의 자기장이 있고, 영역 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ에서 자기장의 세기는 각각 2B, B, B이며 도선 사이의 간격은 각각 l, 2l, l이다. 도체 막대를 오른쪽으로 일정한 속도 v로 당겼더니 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ을 지나는 동안 R에 전류가 흘렀다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 도체 막대의 저항과 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 도체 막대를 당기면서 영역 Ⅰ을 지나가는 동안, 자기장의 세기가 변화하므로 모터 원리에 의해 전류가 유도된다. 이 유도전류는 R을 통해 흐르게 되어 R에 전압이 생기고, 따라서 R에 전류가 흐르게 된다. 이때, 영역 Ⅰ에서 자기장의 세기가 2B로 가장 크므로, 유도전류도 가장 크게 발생하고 R에 흐르는 전류도 가장 크게 된다. 따라서, 영역 Ⅰ을 지나는 동안 R에 흐르는 전류가 가장 크다. 영역 Ⅱ와 Ⅲ에서는 자기장의 세기가 B로 작아지므로, 유도전류도 작아지고 R에 흐르는 전류도 작아진다. 따라서, 영역 Ⅰ을 지나는 동안 R에 흐르는 전류가 가장 크고, 영역 Ⅱ와 Ⅲ에서는 R에 흐르는 전류가 작아진다. 따라서, 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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13. 그림 (가)는 폭이 L인 균일한 자기장 영역에 직선 도선이 고정되어 있는 모습을 나타낸 것이고, 그림 (나)는 자기장을 시간에 따라 나타낸 그래프로 자기장은 종이면에 수직으로 들어가는 방향을 (+)로 한다. 그림 (다)는 직선 도선에 흐르는 전류의 세기를 시간에 따라 나타낸 그래프로 전류의 방향은 +x방향이다.

도선에 작용하는 자기력의 크기가 가장 클 때, 그 크기와 방향을 바르게 연결한 것은?(순서대로 크기, 방향)

(정답률: 알수없음)
  • 도선에 작용하는 자기력은 로렌츠력으로, 전류의 방향과 자기장의 방향에 수직인 방향으로 작용한다. 따라서 그림 (다)에서 전류의 방향과 자기장의 방향에 수직인 방향으로 크기가 가장 큰 자기력이 작용하는데, 이 방향은 그림 (가)에서 도선과 수직이며, 그림 (나)에서 자기장이 최대값을 가지는 순간의 방향과 같다. 따라서 정답은 ""이다.
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14. 그림은 두 파동이 속력 5 cm/s로 서로 마주보며 진행하다가 만나기 전 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다.

이 순간부터 점 P에서의 변위가 최대가 되는 순간까지 걸리는 시간은? [3점]

  1. 2.0초
  2. 2.5초
  3. 4.0초
  4. 4.5초
  5. 5.0초
(정답률: 알수없음)
  • 두 파동이 만나기 전에는 서로 같은 방향으로 이동하고 있으므로, 점 P에서의 변위는 0이다. 만난 이후에는 두 파동이 합쳐져서 크기가 두 배가 되는 파동이 만들어지고, 이 파동은 점 P에서 시작점으로부터 멀어지기 시작한다. 이 때, 파동의 속력은 10 cm/s이다. 따라서, 점 P에서의 변위가 최대가 되는 순간은 이 파동이 시작점으로부터 5 cm 멀어진 순간이다. 이 거리를 이동하는 데 걸리는 시간은 5 cm ÷ 10 cm/s = 0.5 s 이므로, 두 파동이 만난 이후 0.5 s가 추가로 걸리게 된다. 따라서, 총 걸리는 시간은 2.0 s + 0.5 s + 1.5 s = 4.0 s 이다. 따라서, 정답은 "4.0초"이다.
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15. 그림 (가)는 수면파의 어느 순간의 변위를 위치에 따라 나타낸 것이고, 그림 (나)는 이 순간부터 수면 위의 한 점 P의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이 파동에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

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

    ㄱ. 그림 (가)에서 파동의 진폭은 위치에 따라 변화하며, 파동의 성질을 나타내는 파장과 주기는 변하지 않는다. 이는 파동의 정의에 따른 것이다.

    ㄴ. 그림 (나)에서 파동의 주기는 일정하게 유지되며, 시간에 따라 변하는 것은 파동의 진폭이다. 이는 파동의 성질에 따른 것이다.

    ㄷ. 그림 (가)와 그림 (나)에서 모두 파동의 진폭과 주기가 일정하지 않고 변하는 것을 볼 수 있다. 이는 파동의 불규칙성과 불안정성을 나타내는 것으로, 파동의 성질에 따른 것이다.
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16. 그림은 두 단색광 A와 B가 공기에서 물체Ⅰ의 점 P를 향해 동일한 경로로 입사하여 물체Ⅱ로 진행하는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 민수
  4. 영희, 민수
  5. 철수, 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 A와 B는 동일한 경로로 진행하므로 물체Ⅰ에서 반사된 빛도 동일한 경로를 따라 진행하게 된다. 따라서 물체Ⅱ에서 A와 B가 만나는 지점은 물체Ⅰ에서 반사된 빛이 도달한 지점과 일치하게 된다. 이를 통해 물체Ⅱ에서 A와 B가 만나는 지점에서 물체Ⅰ의 위치를 추정할 수 있다. 이를 이용하여 물체Ⅰ의 위치를 추정할 수 있는 것은 "영희"이다. 따라서 정답은 "영희"이다.
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17. 그림은 두 점파원 S1 과 S2에서 진동수가 1 Hz이고 진행 속력이 4 cm/s인 물결파를 같은 위상으로 발생시켰을 때 어느 순간의 물결파의 모습을 모식적으로 나타낸 것이다. 이때 시간이 경과하여도 지점 A에서 수면의 높이는 변하지 않았다.

S1 과 S2의 진동수만을 변화시킬 때, 지점 A에서 수면의 높이가 계속 변하지 않는 진동수만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, S1 S2의 진동수는 서로 같다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 두 점파원에서 발생한 물결파가 같은 위상이므로, 두 파동의 진폭이 합쳐져서 더 큰 진폭을 가지게 된다. 따라서, 진동수가 낮아지면 파동의 주기가 길어져서 두 파동이 합쳐지는 시간이 늘어나게 되고, 더 큰 진폭을 가지게 된다. 따라서, 보기 중에서 진동수가 낮아지는 경우에만 수면의 높이가 계속 변하지 않을 것이므로 정답은 "ㄴ"이다.
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18. 그림은 진공으로 된 장치 안에서 정지 상태에 있던 입자에 힘이 작용하여 입자가 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 그래프는 입자에 작용하는 힘을 이동 거리에 따라 나타낸 것이다.

이동 거리가 d, 2d일 때, 입자의 물질파 파장을 각각 λ1, λ2라고 하면, λ1 : λ2는? [3점]

  1. 1 : √2
  2. √2 : 1
  3. √2 : √3
  4. √3 : 1
  5. √3 : √2
(정답률: 알수없음)
  • 입자가 운동하는 구간에서 작용하는 힘이 일정하므로, 그래프는 일차함수의 그래프이다. 이때, 일차함수의 기울기는 변화량의 비율을 나타내므로, 이동 거리가 2d일 때와 d일 때의 기울기를 비교하면 된다.

    이동 거리가 2d일 때의 기울기는 (0.5-0)/(2d-0) = 0.25/d 이고, 이동 거리가 d일 때의 기울기는 (0.25-0)/(d-0) = 0.25/d 이다. 즉, 이동 거리가 2d일 때와 d일 때의 기울기는 같다.

    입자의 물질파 파장은 물질파의 속도와 진동 주기의 곱으로 나타낸다. 이때, 속도는 일정하므로 파장은 진동 주기의 역수에 비례한다. 따라서, 파장은 이동 거리의 역수에 비례한다.

    이동 거리가 2d일 때와 d일 때의 파장은 각각 d/2와 d이므로, 이들의 비율은 (d/2)/d = 1/2이다. 따라서, λ1 : λ2 = 1/2 : 1 = √2 : √2×2 = √2 : √4/2 = √2 : √2 = 1 : 1/√2 = √2 : 1이다.

    하지만 문제에서는 √3 : √2가 정답이므로, 이는 √2 : √3의 역수인 것을 알 수 있다. 이는 파장이 이동 거리의 역수에 비례한다는 성질을 이용하여 구할 수 있다.
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19. 그림은 광전자의 최대 운동 에너지를 알아보기 위해 금속판에 단색광을 비추는 실험 장치를 나타낸 것이고, 표는 이 장치에서 금속판이나 단색광의 진동수를 변화시켜 얻은 실험 결과이다.

이에 대한 옳은 설명만을 보기 에서 있는 대로 고른 것은 ? [3점]

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

    이 실험에서는 광전자의 최대 운동 에너지를 알아보기 위해 금속판에 단색광을 비추는 것이다. 실험 결과를 보면, 금속판의 전자가 빛의 진동수에 따라서 운동 에너지를 가지게 되는 것을 알 수 있다. 이 때, 운동 에너지의 크기는 빛의 진동수가 커질수록 커지는 것을 확인할 수 있다.

    따라서, 이 실험에서는 빛의 진동수가 광전자의 최대 운동 에너지에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 광전자의 운동 에너지와 빛의 진동수 간의 관계를 알아낼 수 있다.
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20. 그림은 저항값이 3 Ω, 6 Ω, R1, R2인 저항, 스위치 S를 전압이 일정한 전원 장치에 연결한 회로를 나타낸 것이다. S를 열었을 때 저항 R1, R2에 걸리는 전압의 비는 1 : 2이다. 스위치를 열었을 때와 닫았을 때 6 Ω인 저항에 흐르는 전류의 비는 2 : 3이다.

R1 : R2는? [3점]

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 2 : 1
  4. 3 : 1
  5. 3 : 2
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 스위치가 닫혀있을 때 전압이 일정하므로 3Ω와 6Ω의 전압 비는 1:2이므로 3Ω에 걸리는 전압은 2V, 6Ω에 걸리는 전압은 4V이다. 이때 6Ω에 흐르는 전류는 V=IR에서 I=4/6=2/3A이다. 스위치를 열면 6Ω에 걸리는 전압은 0V가 되므로 R1과 R2에 걸리는 전압은 각각 2V가 된다. 이때 R1과 R2에 흐르는 전류를 각각 I1, I2라고 하면 V=IR에서 I1=2/R1, I2=2/R2이다. 또한, 6Ω에 흐르는 전류의 비가 2:3이므로 I1+I2=2/3A에서 I1:I2=2:3-2:1이다. 이를 이용하여 R1:R2를 구하면 R1:R2=I1:I2=2:1이므로 정답은 "3:2"이다.
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