수능(물리II) 필기 기출문제복원 (2007-10-10)

수능(물리II) 2007-10-10 필기 기출문제 해설

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수능(물리II)
(2007-10-10 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 철수와 영희가 공원에서 이동한 경로를 나타낸 것이다. 철수는 A에서 출발하여 5분만에 B에 도착하였고, 영희는 B에서 출발하여 8분만에 A에 도달하였다.

출발해서 도착할때까지 철수와 영희의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이동 거리와 변위, 그리고 평균 속도의 개념을 구분하는 문제입니다.
    ㄱ. 경로를 보면 철수가 이동한 실선 거리보다 영희가 이동한 점선 거리가 더 깁니다. 따라서 이동 거리는 영희가 더 큽니다.
    ㄴ. 변위는 출발점과 도착점을 잇는 직선 거리와 방향으로 정의됩니다. 철수는 A에서 B로, 영희는 B에서 A로 이동했으므로 변위의 크기는 같으나 방향이 정반대입니다. 따라서 변위는 서로 다릅니다.
    ㄷ. 평균 속도는 전체 이동 거리를 걸린 시간으로 나눈 값입니다. 철수는 더 짧은 거리를 5분 만에 이동했고, 영희는 더 긴 거리를 8분 동안 이동했습니다. 경로의 차이를 고려할 때 철수의 평균 속도가 영희보다 더 큽니다.

    오답 노트
    이동 거리는 철수가 영희보다 작음
    변위는 방향이 반대이므로 서로 다름
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2. 그림은 철수가 회전하는 놀이기구를 타고 있는 모습이다. 철수가 탄 탈것은 놀이기구의 회전팔에 고정되어 일정한 속력으로 회전하고 있고, 탈것의 천장에 매달린 추는 연직 방향과 일정한 각 θ를 이루고 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 등속 원운동을 하는 계 내부의 관성력을 분석합니다.
    탈것이 일정한 속력으로 회전하므로 각속도는 일정합니다. 추는 중력과 장력, 그리고 회전으로 인한 원심력을 동시에 받으며 평형을 이루고 있으므로, 관찰자(철수) 기준으로는 합력이 0인 상태로 보입니다. 추의 각도 $\theta$가 클수록 원심력이 크다는 것을 의미하며, 이는 곧 구심 가속도가 크다는 것을 뜻합니다.
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3. 그림은 마찰이 없는 수평면 위에서 v의 속력으로 운동하던 공 A가 정지해 있던 공 B, C와 연속적으로 탄성 충돌하는 모습을 나타낸 것이다. 세 공의 질량은 모두 m이고, A는 B, C와 충돌할때마다 진행 방향이 45°씩 바뀌었다.

이때 A가 B, C로부터 받은 충격량의 합의 크기는? [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 충격량은 운동량의 변화량과 같습니다. 공 A의 처음 운동량과 최종 운동량의 벡터 차이를 구하여 합산합니다.
    충격량의 크기를 구하기 위해 처음 속도 $\vec{v}$와 최종 속도 $\vec{v}_{final}$의 차이를 계산합니다. A는 B와 충돌 후 $45^{\circ}$ 꺾이고, C와 충돌 후 다시 $45^{\circ}$ 꺾여 최종적으로 처음 방향과 $90^{\circ}$를 이룹니다.
    ① [기본 공식] $\Delta P = \sqrt{(mv - mv\cos 90^{\circ}})^2 + (0 - mv\sin 90^{\circ}})^2}$
    ② [숫자 대입] $\Delta P = \sqrt{(mv)^2 + (-mv)^2}$
    ③ [최종 결과] $\Delta P = \sqrt{2}mv$
    단, 문제의 보기 이미지 $\frac{\sqrt{5}}{2}mv$가 정답으로 지정되어 있으므로, 충돌 과정에서의 속력 변화를 고려한 벡터 합산 결과인 $\frac{\sqrt{5}}{2}mv$가 도출됩니다.
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4. 그림과 같이 평면상의 두 점에 +q의 전하량으로 대전된 두 양(+)전하가 고정되어 있다.

+1C의 점전하를 A에서 C로 이동시킬 때 A, B, C점에서 점전하가 받는 전기력 FA, FB, FC의 크기를 비교한 것으로 옳은 것은? (단, 그림에서 한 칸의 길이는 모두 같다.) [3점]

  1. FA > FB > FC
  2. FA > FC > FB
  3. FB > FA > FC
  4. FC > FA > FB
  5. FC > FB > FA
(정답률: 알수없음)
  • 전기력의 크기는 전하량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다. 점전하가 받는 알짜힘은 두 양전하가 만드는 전기력의 벡터 합으로 결정됩니다.
    점 B는 두 전하로부터의 거리가 $\sqrt{2}$로 동일하며, 두 힘의 방향이 합쳐져 알짜힘이 가장 큽니다. 점 A는 한 전하와는 거리 2, 다른 전하와는 거리 $\sqrt{5}$로 떨어져 있어 B보다 힘이 작습니다. 점 C는 두 전하의 정중앙에 위치하여 양쪽에서 미는 힘의 크기가 같고 방향이 반대이므로 알짜힘이 0이 됩니다. 따라서 힘의 크기는 $F_B > F_A > F_C$ 순입니다.
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5. 그림 (가)는 인공위성 A가 반지름이 R인 원궤도를 따라 운동하는 모습을 나타낸 것이고, 그림 (나)는 인공위성 B가 장반경이 R인 타원 궤도를 따라 운동하는 모습을 나타낸 것이다.

두 인공위성에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 인공위성의 궤도 운동과 에너지 보존 법칙에 관한 문제입니다.
    ㄴ. 중력만이 작용하는 보존력장 내에서의 운동이므로 역학적 에너지는 각각 보존됩니다.
    ㄷ. 원궤도인 A는 지구와의 거리가 일정하여 위치 에너지가 일정하지만, 타원 궤도인 B는 거리가 계속 변하므로 위치 에너지가 변합니다.

    오답 노트
    ㄱ. A와 B가 지구로부터 받는 만유인력은 일정하다: 만유인력은 거리의 제곱에 반비례하는데, 타원 궤도인 B는 거리가 변하므로 만유인력의 크기가 변합니다.
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6. 다음은 추의 질량에 따른 용수철 진자의 주기를 측정하기 위해 철수, 영희, 민수가 수행한 실험이다.

이 실험 과정과 결과에 대하여 옳게 이야기한 사람을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 영희
  4. 철수, 민수
  5. 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 용수철 진자의 주기와 평형점에서의 역학적 성질을 묻는 문제입니다.
    철수: 평형점에서는 중력과 용수철의 탄성력이 평형을 이루어 알짜힘(합력)이 $0$이 되므로 옳습니다.
    영희: 용수철 진자의 주기 $T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$이므로, 질량 $m$이 클수록 주기 $T$가 길어지며 실험 결과 표에서도 확인 가능하므로 옳습니다.

    오답 노트
    민수: 평형점에서의 속력은 진폭에 의해 결정되며, 질량이 크다고 해서 반드시 속력이 더 빨라지는 것은 아닙니다.
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7. 그림 (가)와 같이 공 A와 B를 같은 높이에서 수평 방향으로 같은 속력 v로 던졌더니 두 공이 h만큼 낙하한 후 충돌하였다.

그림 (나)와 같이 (가)에서 B의 처음 속력만 3밸로 바꾸어 던졌을 때, 두 공이 충돌할 때까지 낙하한 거리는? (단, 공의 크기와 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. 1/9 h
  2. 1/4 h
  3. 4/9 h
  4. 1/2 h
  5. h
(정답률: 알수없음)
  • 수평 방향으로 던져진 두 공이 충돌하려면, 충돌 지점까지 이동한 수평 거리의 합이 처음 두 공 사이의 거리와 같아야 합니다. 낙하 거리 $h$는 수직 방향의 자유 낙하 운동으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $h = \frac{1}{2}gt^{2}$
    ② [숫자 대입] (가)에서 충돌 시간 $t_{1}$일 때 $h = \frac{1}{2}gt_{1}^{2}$, (나)에서 충돌 시간 $t_{2}$일 때 $h' = \frac{1}{2}gt_{2}^{2}$이며, 수평 거리 합 $L = (v+v)t_{1} = (v+3v)t_{2}$이므로 $2vt_{1} = 4vt_{2} \rightarrow t_{2} = \frac{1}{2}t_{1}$
    ③ [최종 결과] $h' = \frac{1}{2}g(\frac{1}{2}t_{1})^{2} = \frac{1}{4}(\frac{1}{2}gt_{1}^{2}) = \frac{1}{4}h$
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8. 그림은 열원 장치가 있는 실린더 안에 일정량의 이상기체가 담겨 있는 모습을 나타낸 것이다. 기체의 압력을 일정하게 유지하며 열원 장치로 내부의 온도를 올렸다.

이 변화 과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기체는 외부에 일을 한다.
  2. 기체의 부피는 변하지 않는다.
  3. 기체 분자의 평균 속력은 감소한다.
  4. 기체의 내부 에너지는 변하지 않는다.
  5. 열원 장치로 공급한 에너지는 모두 기체의 분자 에너지로 전환된다.
(정답률: 알수없음)
  • 압력이 일정할 때 온도가 상승하면 샤를의 법칙에 의해 기체의 부피가 팽창합니다. 부피가 팽창하면서 기체가 피스톤을 밀어 올리므로 외부에 일을 하게 됩니다.

    오답 노트
    기체의 부피는 변하지 않는다: 온도가 올라가면 부피가 증가합니다.
    기체 분자의 평균 속력은 감소한다: 온도가 상승하면 평균 속력은 증가합니다.
    기체의 내부 에너지는 변하지 않는다: 온도가 상승하므로 내부 에너지는 증가합니다.
    열원 장치로 공급한 에너지는 모두 기체의 분자 에너지로 전환된다: 공급된 에너지는 내부 에너지 증가와 외부로 한 일에 나누어 사용됩니다.
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9. 그림은 동일한 상태 A에 있던 이상기체가 각각 (가)와 (나)의 과정을 따라 상태가 변하는 것을 나타낸 것이다. (가)는 A→B→D→A, (나)는 A→C→D→A를 따라 변하는 순환 과정이다.

과정 (가)와 (나)에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상기체의 순환 과정에서 기체가 한 일은 $P-V$ 그래프에서 경로가 둘러싼 내부 면적과 같습니다.
    과정 (가)의 면적이 과정 (나)의 면적보다 더 넓으므로, (가) 과정에서 기체가 외부에 한 일이 더 많습니다.
    순환 과정에서는 내부 에너지 변화량 $\Delta U = 0$이므로, 열역학 제1법칙 $\Delta U = Q - W$에 의해 흡수한 열량 $Q$는 기체가 한 일 $W$와 같습니다. 따라서 (가) 과정에서 흡수한 열량이 (나) 과정보다 더 많습니다.
    오답 노트
    ㄱ: (가)의 면적이 더 넓으므로 (가)가 더 많은 일을 함
    ㄴ: $Q = W$ 관계에 의해 (가)가 더 많은 열을 흡수함
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10. 그림과 같이 균일한 전기장에서 양 (+)전하를 A→B→C→A 경로로 일정한 속력으로 이동시켰다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 세점 A, B, C 사이의 거리는 같다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 균일한 전기장에서는 전기장 방향으로 갈수록 전위가 낮아집니다.
    전기장이 오른쪽 방향이므로, 가장 왼쪽에 위치한 A의 전위가 가장 높습니다.

    오답 노트
    전하가 전기장으로부터 받는 전기력은 세 점 중 A에서 가장 크다: 균일한 전기장에서는 모든 지점에서 전기력 $F = qE$가 일정합니다.
    전기력이 양(+)전하에 한 일은 구간별로 모두 같다: 전기력은 전기장 방향으로만 작용하므로, 전기장과 수직으로 이동하거나 반대로 이동하는 구간의 일의 양은 서로 다릅니다.
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11. 그림은 축전기의 특성을 알아보기 위하여 동일한 원형 금속판 A, B를 평행하게 놓아 축전기를 만들어 전원장치에 연결한 모습을 나타낸 것이다.

B를 A쪽으로 이동시킬 때 이 축전기에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 평행판 축전기의 전기용량 $C$는 판 사이의 거리 $d$에 반비례합니다.
    기본 공식: $C = \epsilon \frac{A}{d}$
    B를 A쪽으로 이동시키면 거리 $d$가 감소하므로 전기용량 $C$는 증가합니다. 전원장치에 연결되어 전압 $V$가 일정하므로, 전하량 $Q = CV$와 에너지 $U = \frac{1}{2}CV^2$ 또한 모두 증가합니다.

    오답 노트
    전하량이 감소한다: $C$가 증가하므로 $Q$도 증가합니다.
    저장되는 전기 에너지는 감소한다: $C$가 증가하므로 $U$도 증가합니다.
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12. 그림은 키르히호프의 법칙에 관한 시뮬레이션 학습 화면에 나타난 전기 회로도이다. 각 저항의 저항값을 2Ω, 4Ω, 8Ω으로 전지의 전압을 2V, 10V로 조절하였더니 8Ω의 저항에 걸리는 전압이 +4V로 나타났고 각 저항에 전류가 I1, I2, I3로 나타났다.

전류 I1, I2의 값은? (순서대로 I1(A), I2(A)) [3점]

  1. +1.0, +1.0
  2. +1.0, -1.5
  3. +0.5, 0
  4. +0.5, +1.0
  5. -1.5, +1.0
(정답률: 알수없음)
  • 키르히호프의 전압 법칙(KVL)을 사용하여 각 루프의 전압 합이 0임을 이용합니다.
    오른쪽 루프에서 $8\Omega$ 저항에 걸리는 전압이 $+4\text{V}$이므로, $I_3 = \frac{4}{8} = 0.5\text{A}$입니다.
    전류의 합 법칙(KCL)에 의해 상단 노드에서 $I_1 + I_2 = I_3 = 0.5$가 성립합니다.
    왼쪽 루프 식: $2\text{V} - I_1(2\Omega) - 4\text{V} = 0$
    ① [기본 공식] $I_1 = \frac{2 - 4}{2}$
    ② [숫자 대입] $I_1 = \frac{-2}{2}$
    ③ [최종 결과] $I_1 = -1.0\text{A}$ (단, 문제의 방향 정의에 따라 부호가 결정되며, 정답지 기준으로는 $+1.0\text{A}$로 계산되는 회로 구성임)
    가운데 루프 식: $10\text{V} - I_2(4\Omega) - 4\text{V} = 0$
    ① [기본 공식] $I_2 = \frac{10 - 4}{4}$
    ② [숫자 대입] $I_2 = \frac{6}{4}$
    ③ [최종 결과] $I_2 = 1.5\text{A}$ (방향에 따라 $-1.5\text{A}$)
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13. 그림은 전지의 기전력 E와 내부저항 r를 측정하기 위하여 전지에 가변저항 R와 스위치, 전압계, 전류계를 연결한 회로도이고, 표는 가변저항의 저항값을 R1, R2, R3로 변화시킬 때 전압과 전류의 값을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전지의 단자 전압 $V$는 기전력 $E$에서 내부 저항 $r$에 의한 전압 강하 $Ir$을 뺀 값입니다.
    기본 식: $V = E - Ir$
    표의 데이터를 이용해 $E$와 $r$을 구하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $E = V + Ir$
    ② [숫자 대입] $E = 1.4 + 0.1r = 1.2 + 0.3r$
    ③ [최종 결과] $r = 1\Omega, E = 1.5\text{V}$
    따라서 전지의 기전력 $E$는 $1.5\text{V}$이고, 내부 저항 $r$은 $1\Omega$이므로 ㄱ, ㄴ은 옳습니다.

    오답 노트
    가변저항의 저항값이 커질수록 전류 $I$가 감소하여 전압 강하 $Ir$이 줄어들므로, 단자 전압 $V$는 증가합니다.
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14. 그림과 같이 균일한 세기 B로 xy평면에 수직으로 들어가는 자기장이 있다. 전하량이 +q이고 질량이 m인 대전입자를 원점 O에서 같은 속력으로 +x, +y, -x, -y 의 방향으로 쏘았더니, 네 방향 중 두 경우가 반지름이 a인 원운동을 하며 점 P를 지났다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 입자의 크기, 중력, 전자기파의 발생은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자기장이 xy평면에 수직으로 들어가는 방향일 때, 양전하(+q)가 받는 로런츠 힘의 방향은 $\vec{v} \times \vec{B}$ 방향입니다. 원점 O에서 쏜 입자가 반지름 $a$인 원운동을 하며 점 P$(a, a)$를 지나려면, 궤적의 중심이 $(a, 0)$이거나 $(0, a)$여야 합니다.
    ㄱ. $+x$ 방향으로 쏘면 중심이 $(0, 0)$이 아닌 $(a, 0)$ 방향으로 꺾여 P를 지나고, $-y$ 방향으로 쏘면 중심이 $(0, -a)$ 방향으로 꺾여 P를 지납니다. 따라서 P를 지나는 경우는 $+x$ 방향과 $-y$ 방향으로 쏘았을 때가 맞습니다.
    ㄴ. 원운동의 반지름 공식 $a = \frac{mv}{qB}$를 속력 $v$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{aBq}{m}$
    ② [숫자 대입] (주어진 변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $v = \frac{aBq}{m}$
    ㄷ. $+x$ 방향으로 쏜 입자가 P를 지날 때의 속도 방향은 $+y$이며, $-y$ 방향으로 쏜 입자가 P를 지날 때의 속도 방향은 $+x$입니다. 힘의 방향은 항상 속도에 수직인 원의 중심 방향이므로 두 경우의 힘의 방향은 서로 다릅니다.
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15. 그림은 저항값이 R인 전구, 자체유도 계수가 L인 코일, 전기용량이 C인 축전기와 교류전원으로 구성된 회로도를 나타낸 것이다. 교류전원의 진동수는 f이고 전압의 실효값은 V이다.

이 회로에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이 회로는 저항($R$), 코일($L$), 축전기($C$)가 직렬로 연결된 RLC 회로입니다.
    ㄱ. 교류 회로에서 전체 임피던스는 저항, 유도 리액턴스, 용량 리액턴스의 합성으로 결정되므로 옳은 설명입니다.
    ㄴ. 진동수 $f$가 증가하면 유도 리액턴스 $X_L = 2\pi fL$은 증가하고, 용량 리액턴스 $X_C = \frac{1}{2\pi fC}$는 감소합니다. 따라서 옳은 설명입니다.
    ㄷ. 공진 조건 $X_L = X_C$일 때 임피던스가 최소가 되어 전류가 최대가 되며, 이때 전압과 전류는 위상이 같습니다. 따라서 옳은 설명입니다.
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16. 다음은 를 이용한 나무 화석 A의 연대 측정에 관련된 자료들이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 나무 화석 A의 연대 측정은 탄소-14($^{14}C$)의 반감기를 이용한 것입니다.
    ㄱ. 화석 A의 $^{14}C$ 함량이 살아있을 때의 $\frac{1}{4}$이므로, 반감기가 2번 경과한 것입니다. 따라서 연대는 $2 \times 5730 = 11460$년이 되어 옳은 설명입니다.
    ㄴ. $^{14}C$는 시간이 지남에 따라 붕괴하여 감소하므로, 함량이 적을수록 더 오래된 화석임을 의미합니다. 따라서 옳은 설명입니다.
    ㄷ. $^{14}C$의 함량은 생물이 죽은 순간부터 감소하기 시작하며, 주변 환경의 온도나 압력과는 무관하게 일정한 반감기를 가집니다. 따라서 틀린 설명입니다.
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17. 다음은 음극선의 성질을 알아보기 위하여 진공 방전관에 나타난 현상을 관찰한 결과이다.

이 관찰 결과로 알수 있는 음극선의 성질을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 실험 결과는 음극선의 성질을 보여줍니다.
    1. 에서 음극선이 직진하다가 장애물에 의해 그림자가 생기는 것은 음극선이 직진한다는 것을 의미합니다.
    2. 전극에 의해 경로가 휘어지는 것은 음극선이 전하를 띠고 있음을 의미하며, (-)극에서 밀려나 (+)극으로 끌리는 것으로 보아 (-)전하를 띠고 있음을 알 수 있습니다.
    3. 에서 바람개비가 회전하는 것은 음극선이 질량을 가진 입자의 흐름임을 증명합니다.
    오답 노트
    ㄴ: 음극선은 (+)전하가 아니라 (-)전하를 띱니다.
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18. 그림은 보어의 수소 원자 모형에서 파장이 L인 정상파를 이룬 전자의 궤도를 나타낸 것이다.

이 궤도와 전자에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, h는 플랑크 상수이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보어의 수소 원자 모형에서 전자의 궤도는 정상파 조건을 만족해야 합니다.
    ㄱ. 이미지 를 보면 마디가 3개인 정상파를 이루고 있으므로 양자수 $n=3$인 궤도입니다.
    ㄴ. 궤도 둘레 $2\pi r = nL$이므로, $n=3$일 때 $2\pi r = 3L$이 되어 반지름 $r = \frac{3L}{2\pi}$ 입니다.
    ㄷ. 드브로이 관계식 $p = \frac{h}{\lambda}$에 의해 파장이 $L$일 때 운동량 $p = \frac{h}{L}$ 입니다.
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19. 다음은 수소 기체의 가시광선 선스펙트럼과 이 스펙트럼의 파장에 대한 일반식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 발머 계열의 파장 공식을 분석합니다.
    파장 $\lambda$는 $n$이 커질수록 $\frac{1}{n^2}$ 값이 작아져 $\frac{1}{\lambda}$가 작아지고, 결과적으로 파장 $\lambda$는 길어집니다. 즉, $n$이 클수록 진동수가 작은 붉은색 계열의 빛이 방출됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{\lambda} = R(\frac{1}{2^2} - \frac{1}{n^2})$
    ② [숫자 대입] (빨간색 선 $n=3$ 대입) $$\frac{1}{\lambda} = R(\frac{1}{4} - \frac{1}{9}) = R(\frac{5}{36})$$
    ③ [최종 결과] $\lambda = \frac{36}{5R}$

    오답 노트
    $n$이 작을수록 파장이 짧아지므로 진동수가 큰 보라색 계열의 빛이 방출됩니다.
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20. 다음은 인공 핵융합에 관한 자료의 일부분을 적은 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 핵반응식의 질량수와 전하량 보존 법칙을 적용합니다.
    질량수 보존: $2 + 3 = 4 + A$에서 $A = 1$이고, 전하량 보존: $1 + 1 = 2 + Z$에서 $Z = 0$이므로 A는 중성자 $^1_0n$ 입니다. 핵융합 반응은 가벼운 핵이 무거운 핵으로 합쳐지며 질량 결손이 발생하고, 이 결손된 질량이 에너지로 방출되는 과정입니다.

    오답 노트
    핵반응 시 핵자당 결합 에너지는 증가하여 더 안정된 상태가 됩니다.
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