수능(물리II) 필기 기출문제복원 (2006-10-12)

수능(물리II) 2006-10-12 필기 기출문제 해설

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수능(물리II)
(2006-10-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림과 같이 수직으로 교차하는 고속도로의 중앙 O점을 중심으로 대칭인 원형 도로가 있다. 두 자동차A, B가 O점을 동시에 스쳐 지나간 후 점선을 따라 진행하여 A는 P점, B는 Q 점을 동시에 통과하였다. A 가 O 점을 지난 순간부터 P 점에 도달하는 데 걸린 시간은 t 이고, 두 자동차의 속력은 일정하였다.

두 자동차의 운동에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 두 도로의 높이 차는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 두 자동차가 이동한 경로의 길이는 기하학적으로 동일하므로, 같은 시간 $t$ 동안 이동한 거리가 같습니다. 따라서 평균 속력은 같습니다.
    평균 속도는 변위(위치 변화량)를 시간으로 나눈 값입니다. A의 변위는 $O$에서 $P$까지의 직선 거리이고, B의 변위는 $O$에서 $Q$까지의 직선 거리입니다. 두 변위의 크기가 다르므로 평균 속도는 다릅니다.
    상대 속도의 크기는 두 속도 벡터의 차이 $\vec{v}_{BA} = \vec{v}_B - \vec{v}_A$의 크기입니다. 두 자동차의 속력은 일정하지만, 원형 도로를 따라 진행하며 속도의 방향이 계속 변하므로 상대 속도의 크기는 일정하지 않습니다.

    오답 노트

    시간 $t$ 동안 두 자동차의 평균 속도는 같다: 변위의 크기가 서로 다르므로 평균 속도는 다릅니다.
    A에서 본 B의 상대 속도의 크기는 항상 일정하다: 운동 방향이 계속 변하므로 상대 속도의 크기도 변합니다.
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2. 그림과 같이 높이가 5 m 인 건물 옥상의 수평면에서 10 m/s 의 속력으로 운동하던 물체 A가 정지해 있는 물체 B와 정면 충돌한 후 A 는 왼쪽, B 는 오른쪽으로 진행하다 지면에 낙하하였다. 이때 건물 끝에서 낙하 지점까지 수평 이동 거리는 각각 3 m, 2 m 이었다.

두 물체가 충돌할 때 반발계수는 얼마인가? (단, 중력가속도는 10 m/s2이고, 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. 0.2
  2. 0.3
  3. 0.4
  4. 0.5
  5. 0.6
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 지면에 도달하는 시간 $t$는 높이 $h$에 의해 결정되며, 수평 이동 거리 $x$는 수평 속도 $v$와 시간 $t$의 곱으로 나타납니다.
    먼저 낙하 시간 $t$를 구합니다.
    $$t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \times 5}{10}} = 1\text{ s}$$
    충돌 후 A의 속도 $v_A$와 B의 속도 $v_B$를 구합니다.
    $$v_A = \frac{3\text{ m}}{1\text{ s}} = 3\text{ m/s}, \quad v_B = \frac{2\text{ m}}{1\text{ s}} = 2\text{ m/s}$$
    반발계수 $e$는 충돌 전후 상대 속도의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $e = -\frac{v_A' - v_B'}{v_A - v_B}$
    ② [숫자 대입] $e = -\frac{-3 - 2}{10 - 0}$
    ③ [최종 결과] $e = 0.5$
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3. 그림은 질량이 각각 2 kg, 3 kg 인 물체 A, B 가 수평면 상에서 서로 수직으로 진행하는 것을 나타낸다. 두 물체는 O점에서 충돌한 후 한 덩어리가 되어 운동하였다. 그래프는 충돌 후 덩어리의 y 방향 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

충돌 전 B의 속력과 충돌 후 덩어리의 운동량을 바르게 짝지은 것은? (단, 충돌 전 A의 속력은 4m/s이고, 수평면과의 마찰은 무시한다.) (순서대로 충돌 전 B의 속력, 충돌 후 덩어리의 운동량) [3점]

  1. 2 m/s, 10 kgㆍm/s
  2. 2 m/s, 8 kgㆍm/s
  3. 2 m/s, 6 kgㆍm/s
  4. 6 m/s, 10 kgㆍm/s
  5. 6 m/s, 8 kgㆍm/s
(정답률: 알수없음)
  • 그래프의 기울기를 통해 충돌 후 덩어리의 $y$방향 속도 $v_y$를 구하고, 운동량 보존 법칙을 적용합니다.
    1. $y$방향 속도 계산: $$v_y = \frac{6\text{ m}}{5\text{ s}} = 1.2\text{ m/s}$$
    2. B의 속력 $v_B$ 계산 (운동량 보존: $m_B v_B = (m_A + m_B) v_y$):
    ① [기본 공식] $v_B = \frac{(m_A + m_B) v_y}{m_B}$
    ② [숫자 대입] $v_B = \frac{(2 + 3) \times 1.2}{3}$
    ③ [최종 결과] $v_B = 2\text{ m/s}$
    3. 전체 운동량 $P$ 계산 (x방향 $P_x = m_A v_A$, y방향 $P_y = m_B v_B$):
    ① [기본 공식] $P = \sqrt{(m_A v_A)^2 + (m_B v_B)^2}$
    ② [숫자 대입] $P = \sqrt{(2 \times 4)^2 + (3 \times 2)^2} = \sqrt{8^2 + 6^2}$
    ③ [최종 결과] $P = 10\text{ kg\cdot m/s}$
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4. 그림과 같이 기울기가 일정한 경사면의 세 지점에서 같은 속력 v0로 세 물체 A, B, C 를 출발시켰다.

경사면에서 운동하는 동안 세 물체의 가속도의 크기를 바르게 비교한 것은? (단, 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. A > B > C
  2. B > C > A
  3. C > A > B
  4. A = C > B
  5. A = B = C
(정답률: 알수없음)
  • 마찰이 없는 경사면에서 물체가 받는 가속도는 중력의 경사면 성분인 $g \sin\theta$입니다. 가속도는 물체의 질량, 출발 위치, 초기 속력과 관계없이 경사각 $\theta$에 의해서만 결정되므로 세 물체의 가속도 크기는 모두 같습니다.
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5. 물로켓은 그림과 같이 내부의 공기 압력으로 물을 분사하면서 그 반작용으로 앞으로 나간다. 발사한 물로켓이 떨어진 직후 페트병을 수거하여 보면 페트병 내부에 하얗게 안개가 발생한 것을 볼 수 있다.

이 현상을 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 압축된 공기가 등압 팽창을 하면서 내부 에너지가 감소하기 때문이다.
  2. 압축된 공기가 등온 팽창하여 내부 에너지가 증가하기 때문이다.
  3. 압축된 공기가 등온 팽창하면서 외부에 일을 하기 때문이다.
  4. 압축된 공기가 단열 팽창하여 내부 에너지가 감소하기 때문이다.
  5. 공기가 압축될 때 이미 페트병 내부의 기온이 내려가 있기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 물로켓 내부의 압축된 공기가 물을 밀어내며 매우 빠르게 팽창할 때, 외부와 열 교환이 거의 없는 단열 팽창이 일어납니다. 이때 공기가 외부에 일을 하면서 내부 에너지가 감소하여 온도가 급격히 낮아지므로, 내부의 수증기가 응결되어 하얀 안개가 발생합니다.
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6. 그림과 같이 어떤 물체가 경사면에서 미끄러져 내려와 용수철에 충돌한 후 튕겨져 나왔다.

같은 높이에서 질량이 두 배인 물체를 놓았을 때, 물체와 용수철의 운동에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 모든 마찰과 용수철의 질량은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 역학적 에너지 보존 법칙에 의해 물체의 위치에너지가 용수철의 탄성 위치에너지로 전환됩니다. 질량이 2배가 되면 최대 압축 길이 $x$는 $\sqrt{2}$배가 되고, 용수철의 주기 $T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$에 의해 분리 시간 또한 $\sqrt{2}$배가 됩니다.

    오답 노트

    물체가 분리되는 순간의 속력은 처음 높이가 같으므로 질량과 관계없이 일정합니다.
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7. 지구 중심으로부터 반지름이 r인 궤도를 원운동하는 인공위성이 있다. 이 인공위성의 운동에너지가 E0이다.

이 인공위성의 궤도 반지름이 1/2 r 로 감소하게 되었을 때, 인공위성의 에너지에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 인공위성의 질량 변화는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 인공위성의 운동에너지 $E_k$는 궤도 반지름 $r$에 반비례합니다. 반지름이 $\frac{1}{2}r$로 감소하면 운동에너지는 2배가 되어 $2E_0$가 되므로, 운동에너지는 $E_0$만큼 증가합니다.

    오답 노트

    위치에너지는 $r$에 반비례하며 반지름이 $\frac{1}{2}r$이 되면 $-2E_0$가 되어 $E_0$만큼 감소하는 것이 아니라 $2E_0$만큼 감소합니다.
    역학적 에너지는 $E_k + E_p = -E_0$에서 $-2E_0$로 변하므로 보존되지 않습니다.
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8. 그림은 일정량의 이상 기체의 압력과 부피가 변하는 과정을 나타낸 것이다.

이 기체에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • A에서 B로 변할 때 부피가 일정하고 압력이 증가하는 정적 과정입니다. 기체가 외부로 일을 하려면 부피가 증가해야 하는데, 부피 변화가 없으므로 외부로 일을 하지 않습니다.

    오답 노트

    외부에 일: 부피 변화가 없으므로 일은 0입니다. (ㄱ은 틀림)

    B에서 C로 변할 때 부피는 일정하고 압력이 증가합니다. 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에 의해 압력 $P$가 증가하면 온도 $T$가 상승하며, 이는 외부로부터 열을 흡수했음을 의미합니다. 따라서 ㄴ은 옳습니다.

    온도는 $T \propto PV$에 비례합니다.
    점 C: $P_C \times V_C = 5 \times 10^5 \times 2 = 10 \times 10^5$
    점 D: $P_D \times V_D = 1 \times 10^5 \times 8 = 8 \times 10^5$
    따라서 $PV$ 값이 C가 더 크므로 온도는 C가 더 높고, D가 더 낮습니다. 따라서 ㄷ은 옳습니다.
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9. 그림은 경사각이 일정한 원형의 실험 장치에서 질량이 같은 두 물체A, B가 반지름이 r1, r2인 원을 따라 각각 등속 원운동하는 것을 나타낸다.

두 물체의 운동에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, r1 < r2이고, 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 원형 장치에서 물체는 중력의 성분과 수직항력의 합으로 구심력을 얻습니다. 경사각 $\theta$가 일정할 때, 구심력 $F_c = mg \tan \theta$로 반지름 $r$에 관계없이 일정합니다.

    오답 노트

    구심력: $r_1, r_2$에 관계없이 일정하므로 B가 A보다 크다는 설명은 틀렸습니다.

    구심력 공식 $F_c = \frac{mv^2}{r}$에서 $F_c$가 일정하므로, $v = \sqrt{\frac{F_c r}{m}}$ 입니다. 반지름 $r_2 > r_1$이므로 속력 $v$는 B가 A보다 큽니다. 따라서 ㄴ은 옳습니다.

    각속도 $\omega = \frac{v}{r} = \sqrt{\frac{F_c}{mr}}$ 입니다. 반지름 $r$이 분모에 있으므로, $r_2 > r_1$ 일 때 각속도는 A가 B보다 큽니다.

    오답 노트

    각속도: A가 B보다 크므로 ㄷ은 틀렸습니다.
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10. 철수는 그림의 실험 기구들을 사용하여 다음과 같은 실험을 하였다.

실험 과정을 거치는 동안 검전기의 상태가 될 수 없는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 유리 막대를 비단으로 문지르면 유리 막대는 양전하($+$), 비단은 음전하($-$)로 대전됩니다.
    (나) 유리 막대를 가까이하면 정전기 유도로 금속판 상단에 음전하가 모이고, 하단(검전기 부분)에 양전하가 모여 금속박이 벌어집니다.
    (다) 손을 접촉시키면 하단의 양전하가 손을 통해 빠져나가 금속박이 오므라듭니다.
    (라) 손을 떼면 금속판 전체적으로 부족해진 전자 때문에 양전하로 대전되어 금속박이 다시 벌어집니다.
    (마) 유리 막대를 치워도 금속판은 양전하 상태를 유지하므로 금속박은 벌어진 상태입니다.
    (바) 다시 손을 접촉시키면 대전된 양전하가 중화되어 금속박이 완전히 오므라듭니다.
    따라서 금속판이 양전하로 대전된 상태에서 금속박이 완전히 닫혀 있는 상태는 실험 과정 중 나타날 수 없습니다.
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11. 그래프는 대전된 두 금속구 A, B 주위의 전위를 위치에 따라 나타낸 것이다.

이 그래프에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전위 그래프에서 전위가 0보다 크고 양의 방향으로 솟아오른 형태는 양전하로 대전되었음을 의미합니다. A와 B 모두 전위가 양수이므로 둘 다 양전하로 대전되어 있습니다.
    전위의 최댓값은 전하량에 비례하므로, 전위가 더 높게 나타나는 B의 전하량이 A보다 더 큽니다.
    두 금속구가 모두 양전하일 때, 두 전하 사이에는 서로 밀어내는 전기장이 형성되며, 두 전하의 영향력이 상쇄되어 전기장의 세기가 0이 되는 지점이 반드시 존재합니다.

    오답 노트

    A는 음전하, B는 양전하로 대전되어 있다: A와 B 모두 전위가 양수이므로 둘 다 양전하입니다.
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12. 그래프는 축전기 A 와 B 에 걸린 전압과 축전된 전하량과의 관계를 나타낸 것이다.

이 두 축전기를 그림과 같이 병렬로 연결하여 4 V 의 직류 전원에 연결할 때 각각의 축전기에 저장된 전하량은 각각 몇 μC인가? (순서대로 A, B)

  1. 30, 20
  2. 60, 40
  3. 20, 30
  4. 40, 60
  5. 100, 100
(정답률: 알수없음)
  • 축전기의 전하량 $Q$는 전압 $V$에 비례하며, 그 비례 상수가 전기용량 $C$ ($Q = CV$)입니다. 그래프의 기울기가 곧 전기용량 $C$를 나타냅니다.
    병렬 연결 시 두 축전기에 걸리는 전압은 전원 전압인 $4\text{ V}$로 동일합니다.
    1. 축전기 A: 그래프에서 $V = 4\text{ V}$ 일 때 $Q = 60\mu\text{C}$ 임을 확인할 수 있습니다.
    2. 축전기 B: 그래프에서 $V = 4\text{ V}$ 일 때 $Q = 40\mu\text{C}$ 임을 확인할 수 있습니다.
    따라서 각각의 전하량은 $60\mu\text{C}, 40\mu\text{C}$ 입니다.
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13. 그림은 전지의 기전력 E를 측정하기 위한 회로이다. 두 점 A, B 사이에는 굵기가 일정하고 길이가 24 cm 인 저항선이 연결되어 있다. 전압 V는 기전력 E보다 크고, G 는 검류계이다.

접점 P를 조절하여 검류계 G에 전류가 흐르지 않도록 하였더니 AP사이의 거리가 18cm로 되었다. 기전력 E의 크기는? [3점]

  1. 1/4 V
  2. 1/3 V
  3. 3/4 V
  4. 2/3 V
  5. 1/18 V
(정답률: 알수없음)
  • 검류계 G에 전류가 흐르지 않는다는 것은 전지 $E$에 의한 전위차와 저항선의 일부 구간에 걸리는 전압 $V_{AP}$가 평형을 이루어 전위차가 $0$이 된 상태(포텐쇼미터 원리)를 의미합니다.
    전체 저항선 길이 $L = 24\text{ cm}$ 일 때 전압 $V$가 걸리므로, 길이 $l = 18\text{ cm}$ 인 구간에 걸리는 전압은 전압 분배 법칙을 따릅니다.
    $$\text{기전력 } E = V \times \frac{l}{L}$$
    $$E = 1\text{ V} \times \frac{18}{24}$$
    $$E = \frac{3}{4}\text{ V}$$
    따라서 기전력 $E$의 크기는 $3/4\text{ V}$ 입니다.
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14. 그림은 널빤지 위에 알루미늄박으로 회로를 만들어 자석 사이에 놓은 것을 나타낸다.

회로의 두 단자에 전원을 연결하였을 때, 전류의 방향에 따른 알루미늄박의 모양 변화를 바르게 예측한 것은? (순서대로 시계 방향, 반시계 방향)

  1. 안으로 오므라든다, 안으로 오므라든다.
  2. 안으로 오므라든다, 밖으로 펴진다.
  3. 밖으로 펴진다, 안으로 오므라든다.
  4. 밖으로 펴진다, 밖으로 펴진다.
  5. 변화 없다, 변화 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 자기장 방향이 S극(위)에서 N극(아래)으로 향하는 수직 자기장 영역에 전류가 흐르는 루프가 놓인 상황입니다.
    시계 방향으로 전류가 흐를 때: 앙페르의 오른나사 법칙에 의해 루프 내부의 자기장은 아래 방향으로 형성됩니다. 외부 자기장(위 $\rightarrow$ 아래)과 같은 방향이므로 자기력은 루프를 안으로 오므라들게 합니다.
    반시계 방향으로 전류가 흐를 때: 루프 내부의 자기장은 위 방향으로 형성됩니다. 외부 자기장과 반대 방향이 되어 서로 밀어내는 힘이 작용하므로 루프는 밖으로 펴지게 됩니다.
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15. 그림과 같이 점선 내에는 종이면 뒤에서 앞으로 향하는 균일한 자기장 B가 중력 방향에 수직으로 작용하고 있다. 저항이 R, 질량이 m, 한 변의 길이가 l인 정사각형 모양의 구리선이 자기장의 방향과 직각을 이루면서 중력 방향으로 떨어질 때, 그림과 같이 된 순간부터 완전히 자기장을 벗어날 때까지 등속도로 운동하였다.

이 때, 구리선에 유도되는 전류의 방향과 구리선의 속력을 바르게 구한 것은? (단, 중력가속도는 g 로 일정하고 공기 저항은 무시한다.) (순서대로 유도 전류의 방향, 구리선의 속력) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 구리선이 등속도로 낙하한다는 것은 중력과 자기력(로런츠 힘)이 평형을 이룬 상태임을 의미합니다.
    1. 전류 방향: 자기장이 종이면 뒤에서 앞으로 향하고 구리선이 아래로 낙하하므로, 플레밍의 오른손 법칙(또는 렌츠의 법칙)에 의해 유도 전류는 반시계 방향으로 흐릅니다.
    2. 속력 계산: 중력 $mg$와 자기력 $BIl$이 평형을 이룹니다. 이때 유도 기전력 $V = Blv$이며, 전류 $I = \frac{Blv}{R}$ 입니다.
    $$\text{평형 조건: } mg = BIl = B(\frac{Blv}{R})l$$
    $$mg = \frac{B^2 l^2 v}{R}$$
    $$v = \frac{mgR}{B^2 l^2}$$
    따라서 유도 전류의 방향은 반시계 방향, 속력은 $\frac{mgR}{B^2 l^2}$ 입니다.
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16. 그림과 같이 500 Ω의 저항, 0.4 mH 의 코일, 100 pF 의 축전기를 직렬로 연결하고, 이 회로에 전압이 1 V 인 교류 전원을 연결하였다.

교류 전원의 진동수가 회로의 고유진동수와 같을 때, 회로에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ. ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 교류 전원의 진동수가 고유진동수와 같을 때 회로는 공진 상태가 되며, 이때 임피던스는 최소가 되고 저항 $R$ 성분만 남게 됩니다.
    ㄱ. 공진 시 회로의 전체 임피던스는 $Z = R = 500\Omega$이므로, 흐르는 전류는 다음과 같습니다.
    $$\text{전류} = \frac{V}{R}$$
    $$\text{전류} = \frac{1}{500}$$
    $$\text{전류} = 2\text{ mA}$$
    따라서 A 점에 흐르는 전류의 세기는 $2\text{ mA}$가 맞습니다.
    ㄴ. 공진 시 유도 리액턴스와 용량 리액턴스의 합이 $0$이 되므로, 전원 전압은 모두 저항에 걸립니다.
    $$\text{전압} = I \times R = 2\text{ mA} \times 500\Omega = 1\text{ V}$$
    따라서 두 점 A, B 사이에 걸리는 전압은 $1\text{ V}$가 맞습니다.
    ㄷ. 공진 시 코일과 축전기에 걸리는 전압의 크기는 각각 $1\text{ V}$로 같지만 방향이 반대이므로, 두 소자를 포함하는 B, C 사이의 합성 전압은 $0\text{ V}$가 됩니다. 따라서 두 점 B, C 사이에 걸리는 전압은 $1\text{ V}$가 아닙니다.
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17. 다음은 진공 방전관을 이용하여 음극선의 성질을 알아보기 위한 여러 가지 실험의 결과이다.

실험 결과에 따른 음극선의 성질을 잘못 설명한 것은? (순서대로 실험 결과, 음극선의 성질)

  1. 가, 직진성이 있다.
  2. 나, 음전하로 대전되어 있다.
  3. 다, 질량이 있다.
  4. 라, 전자기파의 일종이다.
  5. 마, 모든 금속에 공통적으로 존재한다.
(정답률: 알수없음)
  • 음극선은 전하를 띤 입자(전자)의 흐름입니다.
    라. 외부 자기장에 의해 경로가 휘는 것은 전하를 띤 입자가 운동할 때 받는 로런츠 힘 때문이며, 이는 입자성(물질파)의 증거입니다. 전자기파는 전하를 띠지 않으므로 자기장에 의해 경로가 휘지 않습니다.

    오답 노트

    가: 장애물 뒤에 그림자가 생기므로 직진성이 있습니다.
    나: (+)극으로 휘므로 음전하를 띱니다.
    다: 바람개비를 회전시키므로 운동 에너지를 가진 질량이 있습니다.
    마: 금속 종류에 상관없이 동일한 결과가 나오므로 모든 금속에 공통적입니다.
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18. 그림은 어떤 원자의 가상적인 에너지 준위를 나타낸 것이다.

이 원자가 흡수할 수 있는 에너지 값이 아닌 것은?

  1. 4.0 eV
  2. 6.0 eV
  3. 7.0 eV
  4. 8.5 eV
  5. 9.5 eV
(정답률: 알수없음)
  • 원자가 흡수할 수 있는 에너지는 두 에너지 준위의 차이 $\Delta E = E_{upper} - E_{lower}$와 정확히 일치해야 합니다.
    주어진 준위: $-10.0, -6.0, -4.0, -1.5, -0.5\text{ eV}$
    가능한 에너지 차이 계산:
    $-6.0 - (-10.0) = 4.0\text{ eV}$
    $-4.0 - (-10.0) = 6.0\text{ eV}$
    $-1.5 - (-6.0) = 4.5\text{ eV}$
    $-0.5 - (-4.0) = 3.5\text{ eV}$
    $-0.5 - (-10.0) = 9.5\text{ eV}$
    $-1.5 - (-10.0) = 8.5\text{ eV}$
    위 계산 결과 중 $7.0\text{ eV}$는 어떤 두 준위의 차이로도 만들 수 없는 값입니다.
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19. 수소 기체가 들어 있는 방전관에 고전압을 걸어주었을 때 나오는 빛을 프리즘으로 통과시켰더니 그림과 같이 여러 가지 선스펙트럼이 나왔다.

이 현상에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 수소 원자의 선스펙트럼은 전자가 불연속적인 에너지 준위 사이를 전이하며 특정 에너지를 가진 광자를 방출하기 때문에 나타납니다.
    ㄱ. 선스펙트럼이 나타난다는 것 자체가 전자의 에너지 준위가 불연속적임을 증명하므로 옳습니다.

    오답 노트

    방출되는 광량자의 에너지는 전이되는 에너지 준위 차이에 따라 다르므로 모두 같지 않습니다.
    전압이 높을수록 더 높은 에너지 준위까지 전자가 들뜰 수 있어 선스펙트럼의 수가 증가합니다.
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20. 다음은 우라늄과 수소의 원자핵 반응식이다.

두 원자핵 반응에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 핵반응 전후의 질량수와 원자 번호의 합은 항상 보존됩니다.
    ㄱ. 반응식 $\text{ (가) } ^{235}_{92}\text{U} + ^{1}_{0}\text{n} \rightarrow ^{144}_{56}\text{Ba} + ^{89}_{36}\text{Kr} + 3^{1}_{0}\text{n}$와 $\text{ (나) } 4^{1}_{1}\text{H} \rightarrow ^{4}_{2}\text{He} + 2^{0}_{+1}\text{e}$ 모두 질량수가 보존되므로 옳습니다.
    ㄴ. $\text{ (가) }$는 무거운 핵이 가벼운 핵으로 쪼개지는 핵분열, $\text{ (나) }$는 가벼운 핵들이 합쳐져 무거운 핵이 되는 핵융합 반응이므로 옳습니다.
    ㄷ. 일반적으로 단위 질량당 에너지 방출량(질량 결손)은 핵융합 반응이 핵분열 반응보다 훨씬 큽니다.
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