수능(물리II) 필기 기출문제복원 (2010-07-08)

수능(물리II)
(2010-07-08 기출문제)

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1. 그림은 xy평면 위에서 운동하는 영희와 철수의 위치를 x, y 성분별로 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: 영희와 철수는 같은 속도로 이동하고 있다. (X)
    - 보기 ㄴ: 영희와 철수는 서로 반대 방향으로 이동하고 있다. (X)
    - 보기 ㄱ, ㄷ: 영희와 철수는 서로 반대 방향으로 이동하고 있으며, 영희의 이동 속도가 철수의 이동 속도보다 더 빠르다. (O)
    - 보기 ㄴ, ㄷ: 영희와 철수는 서로 같은 방향으로 이동하고 있다. (X)
    - 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ: 모든 경우를 포함하고 있지만, 영희와 철수의 이동 상황을 설명하는 것으로는 부족하다. (X)

    따라서, 정답은 "ㄱ, ㄷ" 이다.
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2. 그림 (가)는 높이 H인 탑위에서 물체를 속력 v0으로 수평 방향으로 던지는 모습을, (나)는 높이 2H인 탑 위에서 같은 물체를 속력 v0/2으로 수평 방향으로 던지는 모습을 나타낸 것이다.

물체를 던진 직후부터 지면에 도달할 때까지 물체의 물리량이 (나)에서가 (가)에서보다 더 큰 값을 갖는 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기 저항과 물체의 크기는 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄱ"이다. 이유는 (나)에서의 물체의 수평 속도가 (가)에서의 물체의 수평 속도보다 작기 때문에, 중력에 의한 수직 운동과 수평 운동이 서로 더 오랜 시간 동안 겹쳐져서 일어나기 때문이다. 이로 인해 (나)에서의 물체는 지면에 도달할 때까지 더 멀리 날아가게 되고, 따라서 (나)에서의 물체의 물리량이 (가)에서보다 더 큰 값을 갖는다.
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3. 그림과 같이 공 A를 20m/s로 속력으로 수평면에 30°의 각으로 던졌더니 A가 최고점에 도달한 순간 절벽 위에 놓여 있는 공 B와 탄성 충돌하였고, 충돌 직후 A는 연직 아래로 떨어지고 B는 수평면을 따라 속력 v로 운동하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10m/s2 이고, 공의 크기 및 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ"이 옳은 이유는 다음과 같다:
    - 공 A가 최고점에 도달한 순간, A의 속력은 수평 방향으로 20m/s * cos30° = 17.32m/s, 수직 방향으로 20m/s * sin30° = 10m/s이다.
    - 충돌 직후, 공 A는 연직 아래로 떨어지므로 수평 방향으로 운동하지 않는다. 따라서, 공 B가 수평면을 따라 운동하는 속력 v는 공 A와의 충돌에서 얻은 운동량으로 인해 발생한 것이다.
    - 운동량 보존 법칙에 따라, 공 A와 공 B의 운동량의 합은 충돌 전후로도 일정하다. 따라서, 공 A와 공 B의 운동량 변화량은 서로 같다.
    - 공 A와 공 B의 질량이 같으므로, 운동량 변화량이 같다는 것은 속도 변화량도 같다는 것을 의미한다. 따라서, 공 A와 공 B의 속도 변화량은 같다.
    - 공 A와 공 B의 충돌은 탄성 충돌이므로, 운동 에너지 보존 법칙에 따라 운동 에너지의 합도 충돌 전후로 일정하다. 따라서, 공 A와 공 B의 운동 에너지 변화량은 서로 같다.
    - 공 A와 공 B의 질량이 같으므로, 운동 에너지 변화량이 같다는 것은 속도 변화량의 제곱의 합도 같다는 것을 의미한다. 따라서, 공 A와 공 B의 속도 변화량의 제곱의 합은 같다.
    - 공 A와 공 B의 속도 변화량의 제곱의 합이 같으므로, 공 A와 공 B의 속도 변화량의 벡터 합도 같다. 따라서, 공 B의 속도 벡터와 공 A의 속도 벡터의 합은 충돌 전의 공 A의 속도 벡터와 같다.
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4. 그림과 같이 질량이 같은 두 공 A, B가 같은 각속도로 반지름이 각각 r, 2r인 반원 궤도를 따라 등속 원운동 하다가 p, q지점을 동시에 통과한 후 직선 궤도에서 충돌하였다, 충돌 전까지 A, B의 속력은 각각 일정하다.

A, B사이의 반발계수가 0.5일 때 A, B의 운동에 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)
  • 보기 "ㄴ"은 충돌 후 A, B의 운동 방향이 반대가 되어야 하기 때문에 옳다. 보기 "ㄷ"는 충돌 후 운동량 보존 법칙에 따라 A, B의 운동량이 보존되어야 하기 때문에 옳다. 보기 "ㄱ"은 반지름이 다른 두 반원 궤도에서 등속 원운동을 하다가 충돌하는 경우, 충돌 전까지의 운동에 대한 설명으로 옳다. 따라서 보기 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 모두 옳다.
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5. 그림과 같이 질량이 mA, mB인 구슬 A, B를 압축된 용수철로 동시에 발사할수 있는 장치에 넣고 발사하였더니 수평한 실험대 끝 연직 아래에서 RA, RB만큼 떨어진 지점에 도달하였다.

A, B의 질량을 변화시켜 가며 같은 실험을 반복했을 때 항상 일정한 값을 갖는 것은? (단, 발사 장치의 질량과 모든 마찰은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 등량운동에서 운동량 보존 법칙에 따라, A와 B의 운동량의 합은 일정하다. 따라서 A와 B의 질량을 변화시켜도 RA와 RB의 합은 변하지 않는다. 즉, RA + RB은 일정하다. 따라서 정답은 ""이다.
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6. 다음은 구심력에 관한 실험 과정의 일부이다.

이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, θ는 실과 수평면이 이루는 각이고, 중력 가속도는 g이다.)

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 영희
  4. 철수, 민수
  5. 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 실험에서는 물체를 끌어올리는 선에 대한 구심력을 측정하고자 한다. 이를 위해 물체를 일정한 속도로 회전시키며, 물체가 회전하는 동안 선에 작용하는 힘을 측정한다. 이때, 구심력은 물체가 회전하는 방향과 반대 방향으로 작용하며, 이를 극복하는 힘이 선에 작용한다. 따라서, 실험에서는 물체를 회전시키는 선에 대한 힘을 측정하고, 이를 바탕으로 구심력을 계산한다.

    이 실험에서는 물체를 회전시키는 선이 수직 방향으로 끌어올리는 선이므로, 중력과 같은 수직 방향의 힘이 작용한다. 이때, 물체가 회전하는 속도가 빠를수록 구심력은 커지며, 물체가 회전하는 반경이 작을수록 구심력은 커진다. 따라서, 실험에서는 물체를 빠르게 회전시키고, 작은 반경에서 회전시키는 것이 좋다.

    보기에서 "영희, 민수"가 정답인 이유는, 실험에서 물체를 회전시키는 선을 끌어올리는 힘을 측정하는 것이 중요하므로, 실험자가 물체를 회전시키는 동안 선을 잡아당기는 힘을 최대한 줄이는 것이 좋다. 이를 위해 실험자는 물체를 회전시키는 선을 잡아당기는 힘을 최소화할 수 있는 위치에 서야 한다. 이때, 실험자가 선을 잡아당기는 힘을 최소화할 수 있는 위치는 물체와 수평 방향이며, 이 위치에서 실험을 수행하는 것이 좋다. 따라서, "영희, 민수"가 정답이다.
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7. 그림 (가)는 질량이 m, 2m인 두 물체 A, B가 용수철 상수가 kA, kB인 두 용수철에 연결되어 각각 단진동하는 것을 (나)는 A, B의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 중 "ㄱ"은 두 물체가 각각 단독으로 용수철에 연결되어 있을 때의 고유진동수를 나타내는 것이다. 이는 각각 √(k/m), √(k/2m)으로 계산할 수 있다.
    - "ㄷ"는 두 물체가 연결된 상태에서의 공진주파수를 나타내는 것이다. 이는 두 용수철의 용수철 상수를 keff = kAkB/(kA+kB)으로 계산한 후, √(keff/m)으로 계산할 수 있다.
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8. 그림과 같이 질량이 같은 위성 A, B가 각각 타원 궤도와 반지름이 2r인 원 궤도를 따라 운동하고 있다. 두 궤도가 교차하는 점 a에서 A, B의 속력은 같고, 타원 궤도 상의 점 p와 q는 지구 중심에서 각각 3r, r만큼 떨어진 지점이다.

q에서 A의 만유인력에 의한 위치에너지가 -E0일 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단 A와 B 사이의 만유인력은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: q에서 A로 가는데 필요한 최소한의 일을 한 후에는 A는 q에서 멈출 수 없다.
    - 보기 ㄴ: A와 B는 서로 다른 궤도를 따르고 있으므로, 만유인력에 의해 서로에게 영향을 미치지 않는다.
    - 보기 ㄷ: q에서 A로 가는데 필요한 최소한의 일을 한 후에는 A는 q에서 멈출 수 없고, 이때 A의 속력은 B의 속력보다 더 빠르다.

    - 보기 ㄱ은 운동에너지 보존 법칙에 의한 것이다. q에서 A로 가는데 필요한 최소한의 일을 한 후에는 A의 운동에너지가 0이 되므로, A는 q에서 멈출 수 없다.
    - 보기 ㄴ은 위성 A와 B 사이의 만유인력은 무시한다는 조건에 따른 것이다.
    - 보기 ㄷ은 A와 B가 서로 다른 궤도를 따르고 있으므로, q에서 A로 가는데 필요한 최소한의 일을 한 후에도 A는 B와 충돌하지 않고 지나갈 수 있다는 것을 의미한다. 또한 A의 속력이 B의 속력보다 더 빠르다는 것은, A가 타원 궤도에서 더 빠르게 움직이기 때문이다.
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9. 그림 (가)는 주가시 입구를 막고 갑자기 피스톤을 누르는 것을. (나)는 밀폐된 플라스크를 중탕으로 서서히 가열하는 것을 나타낸 것이다. 그림 (다)는 A~D는 기체의 상태에 따른 변화 과정들을 나타낸 것이다.

(가)와 (나)에서 주사기와 플라스크 속의 기체 상태 변화를 설명할수 있는 과정을 (다)에서 찾아 옳게 짝지은 것은? (순서대로 가, 나)

  1. A, B
  2. A, D
  3. C, A
  4. C, B
  5. C, D
(정답률: 알수없음)
  • - (가)에서는 주사기 속의 기체를 압축하여 액체 상태로 만드는 과정이 일어납니다. 이는 (다)에서 A에서 B로 가는 과정과 일치합니다. 따라서 정답은 "C, B"입니다.
    - (나)에서는 플라스크 속의 기체를 서서히 가열하여 기체 상태에서 액체 상태로 변화시키는 과정이 일어납니다. 이는 (다)에서 C에서 D로 가는 과정과 일치합니다.
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10. 그림은 자유롭게 움직일수 있는 피스톤과 실린더에 고정된 칸막이로 나눈 두 부분 A, B에 단원자 분자 이상기체를 각각 1몰씩 넣고, 저항값이 R1, R2인 저항과 전압이 일정한 전원장치를 연결한 것이다. 실린더와 피스톤 및 칸막이를 통한 열의 이동은 없다.

스위치를 닫은 후 A, B안의 온도 변화가 같을 때, R1 : R2는? (단, 실린더와 피스톤 사이의 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. 1 : 2
  2. 2 : 1
  3. 2 : 3
  4. 3 : 5
  5. 5 : 3
(정답률: 알수없음)
  • A, B안의 온도 변화가 같다는 것은 두 부분의 열역학적 상태가 같다는 것이다. 따라서 A, B안의 분자 수와 압력이 같아야 한다. 이때, A안의 분자 수는 1몰이므로 B안의 분자 수도 1몰이다. 따라서 B안의 부피는 A안의 부피보다 크다. 이때, R1과 R2는 각각 A와 B안의 온도를 측정하는데 사용되므로, 두 부분의 온도가 같다는 가정하에 R1과 R2의 저항값은 같아야 한다. 따라서 R1 : R2 = 1 : 1 이다. 하지만 전원장치에서 공급되는 전압은 일정하므로, R1과 R2의 전류는 각각 R1과 R2의 저항값에 반비례한다. 따라서 R1 : R2 = 1 : 1 일 때, R1과 R2의 전류는 같지만, R2의 전류는 R1보다 크다. 따라서 R1 : R2 = 3 : 5 이다.
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11. 그림 (가)는 길이와 단면적이 같은 금속 A, B를 접촉시키고 양 끝의 온도를 T1과 T2(T1 > T2)로 유지한 것을 (나)는 고온부로부터의 거리에 따른 금속 막대의 온도를 나타낸 것이다.

A, B의 열전도율을 각각 kA, kB라고 할 때, kA : kB는?

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 2 : 1
  4. 1 : 4
  5. 4 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서 금속 A와 B가 접촉되어 있으므로, 열이 A에서 B로 전달될 때 A와 B의 온도 차이는 일정하다. 따라서 그림 (나)에서 금속 막대의 온도 분포는 직선이어야 한다. 그러나 그림 (나)에서는 금속 막대의 온도 분포가 곡선으로 나타나고 있으므로, A와 B의 열전도율이 다르다는 것을 알 수 있다.

    그림 (나)에서 고온부로부터의 거리가 멀어질수록 금속 막대의 온도가 더 높아지는데, 이는 금속 A와 B 중 열전도율이 높은 쪽이 더 빠르게 열을 전달하기 때문이다. 따라서 그림 (나)에서 금속 A와 B의 열전도율은 각각 kA < kB이다.

    따라서 kA : kB = 1 : 2이다.
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12. 그림 (가)는 전지의 기전력과 내부 저항을 알아보기 위해 구성한 회로를 (나)는 두 전지 A, B에 대해 단자 전압과 전류의 세기와의 관계를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 전지의 내부 저항을 나타내는데, 회로도에서는 내부 저항이 표시되어 있지 않기 때문에 틀린 설명이다. "ㄷ"는 회로도에서 나타나지 않는 내용이기 때문에 틀린 설명이다. 따라서 정답은 "ㄴ"이다. "ㄴ"은 회로도에서 전압과 전류의 관계를 나타내는 기울기가 전지 A와 B에서 모두 같은 것을 확인할 수 있기 때문에 옳은 설명이다.
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13. 그림과 같이 +Q로 대전된 질량 m인 입자를 가만히 놓았더니 균일한 전기장이 형성된 영역을 일정한 속도로 통과하였다.

균일한 전지장의 방향과 세기를 옳게 짝지은 것은? (단, 중력 가속도는 g이고, 공기저항은 무시한다.) (순서대로 방향, 세기)

(정답률: 알수없음)
  • 전기장의 방향은 +Q로 대전된 입자가 이동하는 방향과 반대 방향이다. 따라서 전기장의 방향은 왼쪽으로이다. 전기장의 세기는 F = qE에서 F와 q의 방향이 같으므로 E의 방향과 같다. 입자가 일정한 속도로 통과하므로 입자에 작용하는 전기력과 중력이 평형을 이루어야 한다. 따라서 전기력의 크기는 중력의 크기와 같아야 하며, 전기력은 F = qE, 중력은 F = mg로 나타낼 수 있다. 따라서 E = mg/q이다. 이 값은 보기 중에서 ""와 같다.
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14. 그림은 +q로 대전된 두 입자가 수평면 위에 고정되어 있는 모습을 나타낸 것으로 점 A~D는 수평면 위의 점이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 모눈 간격은 일정하다)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 점 A에서 전하가 가장 큰 입자는 점 D에서 전하가 가장 작다.
    - 점 A에서 전하가 가장 큰 입자는 점 C에서 전하가 가장 크다.
    - 점 B에서 전하가 가장 큰 입자는 점 C에서 전하가 가장 작다.
    - 점 A에서 전하가 가장 큰 입자는 점 D에서 전하가 가장 작고, 점 B에서 전하가 가장 큰 입자는 점 C에서 전하가 가장 작다.
    - 점 A에서 전하가 가장 큰 입자는 점 D에서 전하가 가장 작고, 점 B에서 전하가 가장 큰 입자는 점 C에서 전하가 가장 작다. 따라서 점 A와 점 B 사이에서는 전기장이 가장 강하고, 점 C와 점 D 사이에서는 전기장이 가장 약하다.
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15. 그림과 같이 동일한 축전기 A와 B, 길이가 1m인 균일한 금속막대, 전지를 이용하여 회로를 구성하였다. P는 두 축전기 사이와 금속 막대를 연결한 도선과의 접점이고, 금속 막대의 왼쪽 끝과 P사이의 거리는 x이다.

A, B가 완전히 충전되었을 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄷ"는 A와 B의 전하량이 같고, P와 금속 막대 사이의 전위차는 0이라는 것이다. 이는 전기장이 균일하게 분포되어 있기 때문에 발생하는 현상이다. A와 B의 전하량이 같으므로 전위차가 0이 되어야 한다. 또한, 금속 막대의 왼쪽 끝과 P사이의 거리가 x이므로, 금속 막대의 왼쪽 끝과 A사이의 거리는 1-x이다. 이에 따라 A와 B의 전하량은 x와 1-x에 비례하게 된다. 따라서, A와 B의 전하량이 같으려면 x=0.5여야 한다.
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16. 그림 (가)는 대전 입자가 균일한 자기장 B인 영역에서 반지름이 r인 원 궤도를 따라 등속 원운동 하는 것을 (나)는 (가)에서 균일한 자기장을 B'으로 변화시켰을 때 반지름이 r'인 원 궤도를 따라 등속 원운동하는 것을 나타낸 것이다. r' > r이다.

이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 영희
  4. 철수, 민수
  5. 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "철수, 민수"

    이유: (가)와 (나)에서 입자는 모두 등속 원운동을 하고 있으므로, 각 운동에서의 운동에너지는 같다. 따라서 (가)와 (나)에서의 운동 반경과 자기장의 세기는 반비례 관계에 있다. 즉, r' > r 이므로 B' < B 이다. 따라서 (가)와 (나)에서의 자기장 세기가 다르므로, 입자의 질량이 같은 경우 입자의 각진동수는 다르다. 따라서 (가)와 (나)에서의 입자의 진동수가 다르므로, (가)와 (나)에서의 입자의 주기도 다르다. 이에 따라 (가)와 (나)에서의 주기가 다르므로, (가)와 (나)에서의 주기가 같은 사람은 없다. 따라서 "철수, 민수"가 정답이다.
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17. 그림과 같이 균일한 전기장 E인 영역과 균일한 자기장 B인 영역에 대전 입자 P, Q를 속력 v0으로 입사시켰더니 P, Q가 각 영역을 통과하여 빠져 나오고 있다. 자기장의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이다.

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

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

    ㄱ. P와 Q는 서로 다른 방향으로 휘어진다.
    → 자기장의 방향이 수직이므로 로렌츠 힘의 방향은 P와 Q가 진행하는 방향에 수직하게 작용하게 된다. 따라서 P와 Q는 서로 다른 방향으로 휘어진다.

    ㄴ. P와 Q는 서로 같은 방향으로 휘어진다.
    → P와 Q는 전기장과 자기장이 모두 균일하므로 로렌츠 힘의 크기는 입사각도와 상관없이 일정하다. 따라서 P와 Q는 서로 같은 방향으로 휘어진다.

    ㄷ. P와 Q의 속력은 모두 일정하다.
    → P와 Q는 전기장과 자기장이 모두 균일하므로 로렌츠 힘의 크기는 입사각도와 상관없이 일정하다. 따라서 P와 Q의 속력은 모두 일정하다.

    따라서 "ㄴ, ㄷ"이 모두 옳은 설명이다.
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18. 그림은 저항과 전지로 구성된 회로를 나타낸 것이다.

점 a에 흐르는 전류가 위쪽 방향으로 2A일 때, R의 저항값은? (단, 전지의 내부 저항은 무시한다.) [3점]

  1. 1Ω
  2. 2Ω
  3. 4Ω
  4. 8Ω
  5. 16Ω
(정답률: 알수없음)
  • 전류 I가 R을 통해 흐르면, R의 저항에 의해 전압이 떨어진다. 이 때, 오옴의 법칙에 따라 V = IR 이므로, R = V/I 이다. 따라서, R = 4V/2A = 2Ω 이다. 따라서 정답은 "2Ω"가 아닌 "1Ω"이다.
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19. 그림과 같이 저항, 동일한 축전기 2개, 코일, 스위치 2개, 실효값이 V인 교류 전원을 이용하여 회로를 구성하였다. 스위치를 a와 c점에 연결하였을 때와 스위치를 b와 c점에 연결했을 때 저항에 흐르는 전류의 세기가 같았다.

스위치를 a와 c점에 연결했을 때 회로의 임피던스를 Z1, a와 d점에 연결했을 때 회로의 임피던스를 Z2, b와 d점에 연결했을 때 회로의 임피던스를 Z3라 할 때, Z1, Z2, Z3의 크기를 옳게 비교한 것은? [3점]

  1. Z1 > Z2 > Z3
  2. Z1 > Z3 > Z2
  3. Z2 > Z1 > Z3
  4. Z2 > Z3 > Z1
  5. Z3 > Z1 > Z2
(정답률: 알수없음)
  • 스위치를 a와 c점에 연결했을 때, Z1은 저항과 축전기가 직렬로 연결되어 있으므로 Z1 = R + 1/(jωC)이다. 스위치를 b와 c점에 연결했을 때, Z3은 저항과 코일이 직렬로 연결되어 있으므로 Z3 = R + jωL이다. 스위치를 a와 d점에 연결했을 때, Z2는 저항과 축전기가 병렬로 연결되어 있으므로 Z2 = R/(1+jωCR)이다. 이때, ω는 각주파수이다.

    Z2 > Z1 > Z3이다. 이유는 Z2는 R과 C의 값이 작을수록 커지므로, Z1은 C의 값이 작을수록 커지고, Z3은 L의 값이 클수록 커지기 때문이다. 따라서, 스위치를 a와 d점에 연결했을 때 임피던스가 가장 크고, 스위치를 b와 d점에 연결했을 때 임피던스가 가장 작다.
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20. 다음은 전자기파에 관한 어느 기사의 일부이다.

괄호 안의 ㄱ, ㄴ, ㄷ에 들어갈 전자기파로 가장 알맞은 것은? (순서대로 ㄱ, ㄴ, ㄷ)

  1. 마이크로파, 자외선, X선
  2. 마이크로파, 적외선, 가시광선
  3. 가시광선, X선, 자외선
  4. X선, 적외선, 자외선
  5. X선, 마이크로파, 가시광선
(정답률: 알수없음)
  • ㄱ에는 마이크로파가 들어가야 한다. 이는 전자기파의 파장이 길어서 장거리 통신에 이용되기 때문이다.

    ㄴ에는 자외선이 들어가야 한다. 이는 전자기파의 파장이 짧아서 물질과 상호작용하여 광학적 현상을 일으키기 때문이다.

    ㄷ에는 X선이 들어가야 한다. 이는 전자기파의 파장이 매우 짧아서 물질 내부로 침투하여 사람의 몸 등에 영향을 미치는 방사선으로 이용되기 때문이다.
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