수능(물리I) 필기 기출문제복원 (2013-07-12)

수능(물리I) 2013-07-12 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(물리I) 2013-07-12 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(물리I)
(2013-07-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림 (가), (나)는 똑같은 앙부일구를 경도는 같지만 위도가 다른 지역에서 같은 날 관찰한 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 앙부일구의 그림자 위치와 길이를 통해 시간과 위도를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 그림자 끝이 중앙을 지나 오른쪽(동쪽)으로 치우쳐 있으므로, 태양이 서쪽에 위치한 오후 시간대입니다.
    ㄴ. (가)의 그림자가 (나)보다 더 길게 뻗어 있습니다. 같은 날, 같은 시각에 그림자가 더 길다는 것은 태양의 남중 고도가 더 낮다는 뜻이며, 이는 (가)의 관측 시각이 (나)보다 더 늦은(빠른) 시간임을 나타냅니다. (그림자 끝의 위치를 비교하면 (가)가 더 오른쪽으로 치우쳐 있어 시간이 더 늦습니다.)
    ㄷ. 같은 날 같은 시각에 그림자의 길이가 더 길다는 것은 태양의 고도가 더 낮다는 의미이며, 이는 위도가 더 높은 지역에서 관찰한 결과입니다. 따라서 (가)의 위도가 (나)보다 높습니다.
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2. 그림 (가), (나)는 일직선상에서 운동하는 물체의 속도와 운동량을 시간에 따라 나타낸 것이다. (가)와 (나)에서 그래프의 기울기는 각각 a와 b이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 속도-시간 그래프의 기울기는 가속도이고, 운동량-시간 그래프의 기울기는 알짜힘(힘)입니다.
    ㄱ. 속도-시간 그래프가 직선이므로 가속도가 일정하여 등가속도 운동을 합니다.
    ㄴ. 알짜힘 $F = ma$이므로, $b = m \times a$가 성립합니다. 따라서 질량 $m = \frac{b}{a}$ 입니다.
    ㄷ. 운동량-시간 그래프의 기울기 $b$가 일정하므로 알짜힘의 크기는 일정합니다.

    오답 노트
    알짜힘의 크기 증가: 기울기 $b$가 일정하므로 힘은 일정함
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3. 표는 지구를 중심으로 등속 원운동 하는 위성 A와 B의 공전 궤도 반지름과 질량을 나타낸 것이다.

A, B의 공전 주기를 각각 TA, TB라 할 때, TA : TB는?

  1. 2√2 : 1
  2. √2 : 1
  3. 1 : 1
  4. 1 : √2
  5. 1 : 2√2
(정답률: 알수없음)
  • 케플러 제3법칙에 의해 공전 주기의 제곱은 궤도 반지름의 세제곱에 비례합니다. 위성의 질량은 주기와 무관합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{T_A^2}{T_B^2} = \frac{r_A^3}{r_B^3}$
    ② [숫자 대입] $\frac{T_A^2}{T_B^2} = \frac{r^3}{(2r)^3} = \frac{1}{8}$
    ③ [최종 결과] $\frac{T_A}{T_B} = \frac{1}{\sqrt{8}} = \frac{1}{2\sqrt{2}}$
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4. 그림 (가)와 같이 질량이 2m으로 같은 물체 A, B 가 도르래를 통해 실로 연결되어 정지해 있다. A와 B의 높이의 차이는 h 이다. 그림 (나)는 (가)의 상태에서 B를 연직 아래 방향의 일정한 힘 F로 계속 당기는 것을 나타낸 것이다.

다음은 (나)에서 A와 B의 높이가 같아진 순간, A의 속력을 구하는 과정이다.

(ㄱ), (ㄴ) 에 들어갈 것으로 옳은 것은? (단, 실의 질량과 도르래의 마찰 및 공기 저항은 무시한다.) (순서대로 ㄱ, ㄴ)[3점]

(정답률: 알수없음)
  • 일-운동 에너지 정리를 이용하여 외력이 한 일의 양과 계의 운동 에너지 변화량을 비교합니다. B를 당기는 힘 $F$가 이동한 거리는 $h/2$이며, A와 B가 모두 속력 $v$로 움직이므로 전체 운동 에너지는 두 물체의 질량 합인 $4m$을 기준으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F \times \frac{h}{2} = \frac{1}{2} \times (m_A + m_B) \times v^2$
    ② [숫자 대입] $F \times \frac{h}{2} = \frac{1}{2} \times 4m \times v^2$
    ③ [최종 결과] $v = \sqrt{\frac{Fh}{4m}}$
    따라서 (ㄱ)은 $4m$, (ㄴ)은 $\sqrt{\frac{Fh}{4m}}$ 입니다.
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5. 그림은 일직선상에서 지면에 대하여 속력 v로 운동하는 철수가 탄 자동차 A와 정지 상태로 있는 영희가 탄 버스 B를 나타낸 것이다. 철수가 관측하였을 때 A의 광원에서 나온 속력 c인 빛은 A의 앞쪽 끝과 뒤쪽 끝에 동시에 도달하였다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광속 불변의 원리에 따라 관찰자의 상태와 관계없이 빛의 속력은 항상 $c$로 일정합니다.
    영희가 보기에 자동차 A는 속력 $v$로 이동하고 있으며, 빛의 속력은 앞뒤 모두 $c$로 동일합니다. 이때 빛이 도달해야 할 앞쪽 끝은 빛의 방향으로 멀어지고, 뒤쪽 끝은 빛을 향해 다가오므로 빛은 뒤쪽 끝에 먼저 도달하게 됩니다.

    오답 노트
    빛의 속력은 관찰자나 광원의 속도와 관계없이 항상 $c$로 일정하므로 $c$보다 크다는 설명은 틀렸습니다.
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6. 다음은 표준 모형에 대한 설명이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표준 모형에서 기본 입자는 쿼크와 렙톤으로 나뉩니다. 쿼크는 강한 상호 작용을 포함한 4가지 상호 작용을 모두 하지만, 렙톤은 강한 상호 작용을 하지 않습니다.
    따라서 (가)는 쿼크, (나)는 강한 상호 작용입니다.

    오답 노트
    쿼크는 분수 전하($+2/3$ 또는 $-1/3$)를 가지므로 전하량을 갖지 않는다는 설명은 틀렸습니다.
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7. 그림은 어떤 공간에 형성된 전기장을 전기력선으로 나타낸 것이다. 이 공간 내의 한 점에 대전된 입자 P를 가만히 놓았더니 입자는 점선을 따라 운동하였다.

P가 점선을 따라 운동하는 동안, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력의 효과와 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전기장 내에서 입자가 전기력선의 방향(양전하 $\rightarrow$ 음전하)을 따라 운동하므로, 입자 P는 양(+)으로 대전된 입자입니다.
    전기력선의 밀도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하므로 전기장의 세기가 감소하며, 이에 따라 P에 작용하는 전기력의 크기도 감소합니다. 하지만 가속 운동을 하므로 속력은 계속 증가합니다.

    오답 노트
    전기력선의 간격이 넓어질수록 전기장의 세기가 약해지므로 P에 작용하는 전기력의 크기는 감소합니다.
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8. 그림은 균일한 자기장이 형성된 영역에 반자성체를 넣었을 때, 반자성체 내부의 원자 자석 배열을 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만 을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반자성체는 외부 자기장을 걸어주었을 때 외부 자기장과 반대 방향으로 자화되는 물질입니다.
    따라서 반자성체를 자석에 가까이하면 외부 자기장과 반대 방향의 자기장이 형성되어 서로 밀어내는 척력이 작용합니다.

    오답 노트
    균일한 자기장의 방향은 반자성체 내부의 원자 자석들이 반대 방향으로 배열되어 있으므로 왼쪽입니다.
    반자성체는 외부 자기장을 제거하면 자성이 사라지므로 내부 자기장이 유지되지 않습니다.
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9. 그림은 수소 원자 모형에서 A는 n=4에서 n=2로, B는 n=3에서 n=2로 전자가 전이되는 과정을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보어의 수소 원자 모형에 따르면 전자는 특정한 에너지를 가진 궤도에서만 존재할 수 있습니다.
    전자가 갖는 에너지 준위는 불연속적이며, 주양자수 $n$이 클수록 에너지 준위가 높으므로 $n=4$에서의 에너지가 $n=3$보다 높습니다.

    오답 노트
    A와 B에서 방출되는 광자의 에너지는 전이되는 에너지 준위의 차이에 의해 결정되는데, $n=4 \rightarrow 2$ 전이와 $n=3 \rightarrow 2$ 전이의 에너지 차이는 서로 다르므로 방출되는 광자의 에너지도 다릅니다.
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10. 그림은 3개의 반도체를 이용해 만든 트랜지스터에 저항과 전지를 연결한 회로를 나타낸 것이다. 이미터, 베이스, 컬렉터에 흐르는 전류의 세기는 각각 Ia, Ib , Ic 이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 구조와 전류 특성을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 트랜지스터가 작동하여 전류가 흐르기 위해서는 이미터와 베이스 사이의 접합에 순방향 전압이 걸려야 합니다.
    ㄴ. 회로도를 보면 이미터(a)와 컬렉터(c) 쪽에 전지의 (+)극이 연결되어 있고, 베이스(b) 쪽에 (-)극이 연결되어 있습니다. 이는 p-n-p형 트랜지스터의 전형적인 연결 방식입니다.
    ㄷ. 키르히호프의 전류 법칙에 의해 이미터로 들어오는 전류 $I_a$는 베이스로 흐르는 $I_b$와 컬렉터로 흐르는 $I_c$의 합과 같습니다. 즉, $I_a = I_b + I_c$가 성립합니다.
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11. 그림은 저항, 코일, 축전기, 교류전원을 이용해 만든 회로를 나타낸 것이다. 교류 전원의 진동수가 f0일 때 저항에 흐르는 전류는 I0이다. 이 회로의 고유 진동수는 f0이다.

다른 조건은 그대로 두고 한 가지 조건만을 변화시킬 때, 저항에 흐르는 전류의 세기가 I0보다 증가하는 경우만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • RLC 직렬 회로의 임피던스와 공진 현상을 이용하는 문제입니다.
    현재 회로의 진동수가 고유 진동수 $f_0$일 때, 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 상쇄되어 임피던스가 최소가 되고 전류 $I_0$는 최대가 됩니다.
    ㄱ. 전류 $I = \frac{V}{Z}$이므로, 저항값을 감소시키면 전체 임피던스 $Z$가 감소하여 전류는 $I_0$보다 증가합니다.
    ㄴ, ㄷ. 이미 공진 상태($f = f_0$)에서 전류가 최대이므로, 진동수를 $f_0$보다 크게 하거나 작게 하면 임피던스가 증가하여 전류는 $I_0$보다 감소하게 됩니다.
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12. 다음은 검전기를 이용한 광전효과 실험의 과정과 결과이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광전효과의 핵심 원리인 문턱 진동수와 빛의 세기 관계를 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 빛 A는 금속판에서 광전자를 방출시켜 검전기의 금속박을 오므라들게(전하 감소) 했지만, 빛 B는 방출시키지 못했습니다. 이는 빛 A의 진동수가 금속의 문턱 진동수보다 크고, 빛 B의 진동수는 문턱 진동수보다 작음을 의미하므로 진동수는 A가 B보다 큽니다.
    ㄴ. 광전자의 최대 운동 에너지는 빛의 세기가 아니라 빛의 진동수에 비례합니다. 따라서 세기를 증가시켜도 최대 운동 에너지는 변하지 않습니다.
    ㄷ. 빛 B의 진동수가 문턱 진동수보다 낮다면, 빛의 세기를 아무리 증가시켜도 광전효과는 일어나지 않으므로 금속박을 오므라들게 할 수 없습니다.
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13. 그림과 같이 고정된 코일에 LED(발광 다이오드)를 연결하고 막대자석이 코일 내부를 통과하도록 떨어뜨렸다. (가)는 막대자석 이 코일에 가까이 접근할 때 LED에 불이 켜져 있는 모습을, (나)는 (가)의 막대자석이 코일을 빠져나온 직후의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기 저항은 무시하며, 자석은 회전하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 렌츠의 법칙과 전자기 유도 원리를 적용하는 문제입니다.
    ㄱ. (가)에서 자석의 N극이 코일에 접근하면, 코일 내부에는 위쪽 방향으로 N극이 형성되어야 합니다. 따라서 전류는 $b \to \text{LED} \to a$ 방향으로 흐르므로, $a \to \text{LED} \to b$ 방향이라는 설명은 틀렸습니다.
    ㄴ. (나)에서 자석의 N극이 코일을 빠져나갈 때, 코일 내부에는 위쪽 방향으로 S극이 형성되어야 합니다. 이때 유도 전류의 방향은 (가)와 반대인 $a \to \text{LED} \to b$ 방향이 됩니다. LED는 다이오드 특성상 한쪽 방향으로만 전류가 흐르는데, (가)에서 불이 켜졌다면 (나)에서는 반대 방향 전류가 흐르므로 불이 켜지지 않습니다.
    ㄷ. 자석이 코일을 통과하며 유도 전류가 흐를 때, 전자기력에 의해 자석의 운동을 방해하는 힘이 작용합니다. 따라서 역학적 에너지는 전기에너지로 전환되어 감소하므로 (가)와 (나)의 역학적 에너지는 다릅니다.
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14. 그림은 반도체 A와 B를 접합해 만든 태양 전지에 빛을 비추었을 때, 저항 R에 b→R→a 방향으로 전류가 흐르는 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른것은? (단, 반도체의 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 태양 전지에서 빛을 받았을 때 전류가 $b \to R \to a$ 방향으로 흐른다는 것은, 내부적으로 전자가 $a \to b$ 방향으로 이동함을 의미합니다.
    빛에 의해 생성된 전자-양공 쌍에서 전자가 모이는 곳이 n형 반도체, 양공이 모이는 곳이 p형 반도체입니다. 따라서 A는 n형, B는 p형 반도체입니다.
    pn 접합부에서는 n형(A)에서 p형(B) 방향으로 내부 전기장이 형성되어 있습니다.
    빛의 세기가 증가하면 생성되는 전자-양공 쌍이 많아져 광전류의 세기가 증가합니다.

    오답 노트
    B는 n형 반도체이다: B는 p형 반도체임
    빛의 세기가 증가하면 R에 흐르는 전류의 세기는 감소한다: 광전류는 빛의 세기에 비례하여 증가함
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15. 그림 (가)는 줄의 양 끝을 기둥 A와 B에 고정한 후 줄의 가운데를 튕겼을 때 줄에 생긴 정상파를, (나)는 (가)의 B를 오른쪽으로 이동시켰을 때 줄에 생긴 정상파를 나타낸 것이다. 정상파에 의해 발생한 소리는 (나)에서가 (가)에서보다 높다.

정상파를 만드는 파동의 물리량이 (나)에서가 (가)에서보다 큰것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정상파의 기본 진동수 $f$는 줄의 길이 $L$에 반비례하고 파동의 속력 $v$에 비례합니다.
    (나)에서 줄의 길이 $L$이 증가했음에도 소리가 더 높아졌다는 것은 진동수 $f$가 증가했다는 뜻입니다.
    진동수 $f = \frac{v}{2L}$이므로, $L$이 커졌는데 $f$가 증가하려면 속력 $v$가 훨씬 더 크게 증가해야 합니다.
    파장 $\lambda = 2L$이므로 $L$이 증가하면 파장도 증가합니다.
    진동수 $f$가 증가했으므로 당연히 진동수(진동수)도 큽니다.
    따라서 파장, 진동수, 속력 모두 (나)에서 더 큽니다.
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16. 그림은 전체 길이가 6 m인 다이빙대 끝에 다이빙 선수가 서 있는 것을 나타낸 것이다. 다이빙대는 수평인 상태로 정지해 있다. 고정점에서 다이빙대에 연직 아래 방향으로 작용하는 힘의 크기는 F1이고, 받침점에서 다이빙대에 연직 위 방향으로 작용하는 힘의 크기는 F2이다.

F1 : F2는? (단, 다이빙대의 질량은 무시한다.) [3점]

  1. 1 : 2
  2. 1 : 3
  3. 2 : 1
  4. 2 : 3
  5. 3 : 2
(정답률: 알수없음)
  • 다이빙대가 정지해 있으므로 받침점(회전축)을 기준으로 한 토크의 합은 0이 되어야 합니다.
    고정점 $F_1$에 의한 토크와 다이빙대 끝 선수(무게 $W$)에 의한 토크가 평형을 이룹니다.
    $$\tau = F \times d$$
    $$F_1 \times 2 = W \times 4$$
    $$F_1 = 2W$$
    또한, 수직 방향 힘의 평형에 의해 $F_2$는 $F_1$과 $W$의 합과 같습니다.
    $$F_2 = F_1 + W = 2W + W = 3W$$
    따라서 $F_1 : F_2$의 비율은 다음과 같습니다.
    $$F_1 : F_2 = 2W : 3W = 2 : 3$$
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17. 그림 (가)는 축구 선수가 찬 공이 회전하며 날아가는 모습을, (나)는 공의 진행 방향과 공 주변의 공기 흐름을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A 지점과 B 지점의 높이는 같다.) [3점]

  1. ᄂ
  2. ᄃ
  3. ᄀ, ᄂ
  4. ᄀ, ᄃ
  5. ᄀ, ᄂ, ᄃ
(정답률: 알수없음)
  • 공의 회전 방향과 공기 흐름의 방향이 일치하는 곳은 공기 속도가 빨라지고, 반대인 곳은 느려집니다. 베르누이 원리에 의해 속력이 빠른 곳은 압력이 낮아집니다.
    A 지점은 공의 회전 방향과 공기 흐름이 같아 속력이 B보다 빠르고 압력은 더 낮습니다.
    압력이 높은 B에서 낮은 A 방향으로 힘이 작용하므로, 마그누스 힘은 공의 진행 방향의 왼쪽으로 작용합니다.

    오답 노트
    공기의 압력은 A에서가 B에서보다 높다: 속력이 빠른 A의 압력이 더 낮음
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18. 그림 (가)는 광섬유의 구조를, (나)는 광섬유의 코어와 클래딩의 경계면에 단색광을 입사각 θ로 입사시켰을 때, 전반사가 일어나는 것을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전반사는 빛이 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 입사할 때, 입사각이 임계각보다 커야 일어납니다.
    코어에서 클래딩으로 전반사가 일어났으므로 코어의 굴절률이 클래딩보다 큽니다.
    전반사가 일어나는 조건은 입사각 $\theta$가 임계각 $\theta_c$보다 커야 하므로, 임계각은 $\theta$보다 작습니다.
    클래딩(굴절률 작은 곳)에서 코어(굴절률 큰 곳)로 빛이 입사할 때는 전반사가 절대 일어날 수 없습니다.

    오답 노트
    코어와 클래딩의 경계면에서 임계각은 $\theta$보다 크다: 전반사가 일어났으므로 임계각은 $\theta$보다 작아야 함
    코어의 굴절률은 클래딩의 굴절률보다 작다: 전반사가 일어나려면 코어의 굴절률이 더 커야 함
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19. 그림 (가)는 질량 2 kg인 물체 A 위에 질량 1 kg인 추가 올려진 상태로 물에 떠 정지해 있는 것을, (나)는 (가)에서 추를 제거한 후 A가 물에 떠 정지해 있는 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력가속도의 크기는 10 m/s2이다.)

  1. ᄀ
  2. ᄂ
  3. ᄀ, ᄃ
  4. ᄂ, ᄃ
  5. ᄀ, ᄂ, ᄃ
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 액체에 떠 있을 때, 부력의 크기는 물체와 위에 놓인 물체의 전체 무게와 같습니다.
    ㄱ. (가)에서 전체 질량은 $2\text{ kg} + 1\text{ kg} = 3\text{ kg}$이므로, 부력은 $3\text{ kg} \times 10\text{ m/s}^2 = 30\text{ N}$ 입니다.
    ㄴ. 중력은 지구가 물체를 당기는 힘이고, 부력은 액체가 물체를 밀어 올리는 힘이므로 작용 반작용 관계가 아닙니다.
    ㄷ. (가)에서는 $30\text{ N}$, (나)에서는 $20\text{ N}$의 부력이 작용하므로 (가)의 부력이 더 큽니다.

    오답 노트
    작용 반작용 관계: 서로 다른 힘의 원천을 가진 힘들이므로 성립하지 않음
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20. 그림은 핀으로 고정된 칸막이에 의해 두 부분으로 나누어 진 실린더에 이상 기체 A, B가 각각 들어 있는 것을 나타낸 것이다. 핀을 제거하였더니 칸막이는 A의 부피가 증가하는 방향으로 움직였다. 칸막이와 실린더를 통한 열과 기체의 이동은 없다.

A의 부피가 증가하는 동안, A, B가 갖는 물리량의 크기가 증가하는 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 칸막이의 질량 및 칸막이와 실린더 사이의 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 단열 과정에서 기체가 외부로 일을 하면 내부 에너지가 감소하고 온도가 내려갑니다.
    A는 부피가 증가하며 B에게 일을 해주었으므로, 단열 팽창에 의해 A의 온도와 압력은 감소합니다.
    B는 A로부터 일을 받았으므로, 단열 압축에 의해 B의 내부 에너지는 증가합니다.

    오답 노트
    A의 압력: 단열 팽창으로 인해 감소함
    A의 온도: 단열 팽창으로 인해 감소함
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