수능(물리II) 필기 기출문제복원 (2013-11-07)

수능(물리II) 2013-11-07 필기 기출문제 해설

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수능(물리II)
(2013-11-07 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 원반이 점 P, Q를 지나는 곡선 경로를 따라 운동하는 것을 나타낸 것이다.

P에서 Q까지 원반의 운동에 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)
  • 원반이 곡선 경로를 따라 운동하므로 운동 방향이 계속 변하는 가속도 운동입니다.
    이동 거리는 실제 움직인 경로의 길이이며, 변위는 시작점 P와 끝점 Q를 잇는 직선 거리입니다. 곡선 경로에서는 항상 이동 거리가 변위의 크기보다 큽니다. 또한, 방향이 변하므로 평균 속력(거리/시간)은 평균 속도(변위/시간)의 크기보다 큽니다.

    오답 노트
    등속도 운동: 속도의 크기와 방향이 모두 일정해야 하나, 경로가 곡선이므로 방향이 변하여 등속도 운동이 아닙니다.
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2. 그림은 마찰이 없고 수평인 xy 평면에서 질량이 같은 물체 A, B가 충돌 전과 충돌 후에 운동하는 모습을 나타낸 것이다.

충돌 후 A의 속력 v 는? (단, A, B의 크기는 무시한다.)

  1. 1m/s
  2. 2m/s
  3. 3m/s
  4. 4m/s
  5. 5m/s
(정답률: 알수없음)
  • 질량이 같은 두 물체의 충돌에서 운동량 보존 법칙을 적용합니다. x축 방향과 y축 방향의 운동량 합은 충돌 전후에 각각 보존됩니다.
    x축 방향: $m \times 3 + m \times 0 = m \times 0 + m \times 3$ (보존됨)
    y축 방향: $m \times 0 + m \times 4 = m \times v + m \times 0$
    따라서 $v = 4\text{m/s}$ 입니다.
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3. 그림과 같이 부피가 같은 밀폐된 용기에 단원자 분자 이상 기체 A, B가 들어 있다. A, B는 온도가 T0 으로 같고, 압력이 각각 P0 , 2P0 이다.

B의 물리량이 A의 물리량보다 큰 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에서 부피 $V$와 온도 $T$가 일정할 때, 압력 $P$는 분자 수 $n$에 비례합니다. B의 압력이 A의 2배이므로 분자 수도 2배 많습니다. 단원자 분자의 내부 에너지는 $U = \frac{3}{2} nRT$이므로 분자 수 $n$이 많은 B의 내부 에너지가 더 큽니다.

    오답 노트
    분자 1개의 평균 운동 에너지: 온도 $T$에만 비례하며, A와 B의 온도가 같으므로 동일함
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4. 그림은 xy 평면에 놓인 원형 고리에 전류 I 가 흐르는 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자기 모멘트 $\vec{m}$의 크기는 $m = I A$ (전류 $\times$ 면적)이며, 방향은 오른나사 법칙에 의해 전류의 방향으로 감아쥐었을 때 엄지손가락 방향입니다. 그림에서 전류 $I$가 $xy$ 평면에서 시계 반대 방향으로 흐르므로 자기 모멘트의 방향은 $+z$ 방향입니다. 따라서 전류 $I$가 클수록, 면적 $A$가 클수록 자기 모멘트의 크기는 커집니다.

    오답 노트
    고리의 면적이 작을수록 자기 모멘트의 크기는 크다: 면적 $A$에 비례하므로 면적이 클수록 커짐
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5. 그림은 단색광이 이중 슬릿을 통과하여 스크린에 간섭무늬를 형성하는 것을 보고 철수, 영희, 민수가 대화하는 모습을 나타낸 것이다.

제시한 의견이 옳은 사람만을 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 민수
  4. 영희, 민수
  5. 철수, 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 이중 슬릿 간섭 실험에서 밝은 무늬 간격 $\Delta x$는 파장 $\lambda$에 비례하고 슬릿 간격 $d$에 반비례합니다. 따라서 슬릿 간격을 넓히면 간격이 좁아진다는 철수의 의견, 경로 차가 파장의 정수 배일 때 보강 간섭이 일어난다는 영희의 의견, 파장이 짧은 빛을 사용하면 간격이 좁아진다는 민수의 의견 모두 옳습니다.
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6. 그림은 물결파가 매질Ⅰ,Ⅱ의 경계면에서 굴절하면서 진행하는 것을 모식적으로 나타낸 것이다.Ⅰ, Ⅱ에서 물결파의 파장은 각각 λ1, λ2이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 매질 I보다 매질 II에서 파장이 짧으므로 ($\lambda_1 > \lambda_2$), 파동의 속력은 매질 I에서 더 빠릅니다. 파동의 진동수 $f$는 매질이 변해도 일정하므로 진동수는 I와 II에서 같습니다. 굴절률 $n$은 파장의 역수비에 비례합니다.

    오답 노트
    진동수는 I에서가 II에서보다 크다: 진동수는 매질에 관계없이 일정함
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7. 그림과 같이 축전기 C1, C2, C3을 전위차가 일정한 전원에 연결하였다.

C2 의 극판 사이에 유전체를 넣을 때 감소하는 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 유전체를 넣으면 해당 축전기의 전기 용량 $C_2$가 증가합니다. 전원 전압 $V$가 일정하므로 전체 합성 전기 용량이 증가하여 전체 전하량 $Q$가 증가하고, $C_1$에 흐르는 전하량 $Q_1$도 증가합니다.
    전위차 $V_1 = \frac{Q_1}{C_1}$이므로 $C_1$ 양단의 전위차 $V_1$이 증가하고, 결과적으로 $C_2$와 $C_3$가 나누어 갖는 전위차 $V_2 = V_3 = V - V_1$은 감소합니다. 또한 $C_3$에 충전된 전하량 $Q_3 = C_3 V_3$에서 $C_3$는 일정하고 $V_3$가 감소하므로 $Q_3$도 감소합니다.

    오답 노트
    $C_1$의 전기 용량: 유전체 삽입과 무관하게 일정함
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8. 그림 (가)와 같이 코일, 축전기, 저항을 전압의 최댓값이 일정한 교류 전원에 연결하였다. 그림 (나)는 스위치 S 를 a 에 연결했을 때 회로에 흐르는 전류의 최댓값을 교류 전원의 진동수에 따라 나타낸 것이다.

S 를 b 에 연결했을 때, 이 회로에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 스위치 S를 a에 연결했을 때의 공명 진동수를 $f_0$라고 하면, 공명 조건은 $X_L = X_C$입니다.
    $\omega_0 L = \frac{1}{\omega_0 C}$이므로 $\omega_0 = \frac{1}{\sqrt{LC}}$이고, $f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$ 입니다.
    S를 b에 연결하면 축전기의 용량이 $C$에서 $4C$로 증가합니다.
    새로운 공명 진동수 $f_0'$는 $f_0' = \frac{1}{2\pi\sqrt{L(4C)}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} = \frac{f_0}{2}$가 됩니다.
    전원 진동수가 $\frac{f_0}{2}$일 때, 회로는 공명 상태가 되어 리액턴스 성분이 상쇄되고 임피던스는 오직 저항 $R$만 남게 됩니다.

    오답 노트
    공명 진동수는 $\frac{1}{\pi\sqrt{LC}}$이다: 공식에 따라 $2\pi$가 분모에 있어야 하므로 틀렸습니다.
    전원 진동수가 $2f_0$일 때 전류 최댓값은 $I_0$보다 크다: 공명 진동수 $\frac{f_0}{2}$에서의 전류가 최대($I_0$)이며, 그 외의 진동수에서는 임피던스가 증가하여 전류 최댓값은 $I_0$보다 작아집니다.
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9. 그림은 y축 상의 점 P에서 두 점전하에 의한 전기장의 방향을 나타낸 것이다. 두 점전하는 x축 상의 x=-d 와 x=d인 점에 고정되어 있다.

x축 상(-d

(정답률: 알수없음)
  • 점 P에서의 전기장 방향이 오른쪽 위를 향하는 것으로 보아, $x = -d$에 있는 전하는 양전하($+q$), $x = d$에 있는 전하는 음전하($-q$)임을 알 수 있습니다.
    x축 상의 점 $x$에서 전기장 $e$는 두 전하에 의한 전기장의 합입니다.
    1. $x = 0$일 때: 두 전하로부터의 거리가 같고 방향이 모두 $+x$ 방향이므로 전기장은 양의 최댓값을 가집니다.
    2. $x \to -d$일 때: 양전하에 매우 가까워지므로 전기장은 $-\infty$로 발산합니다.
    3. $x \to d$일 때: 음전하에 매우 가까워지므로 전기장은 $-\infty$로 발산합니다.
    따라서 $x = 0$에서 양수 값을 가지고 양 끝단에서 음의 무한대로 발산하는 그래프가 정답입니다.
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10. 그림과 같이 실로 연결된 물체 A, B가 용수철에 매달려 정지해 있다. A, B의 질량은 m으로 같고, 용수철은 원래 길이 L0 보다 L 만큼 늘어나 있다. 실을 끊으면 A는 정지 상태로부터 단진동을 한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 g이고, 용수철과 실의 질량은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실을 끊기 전 평형 상태에서 용수철 상수는 $k = \frac{2mg}{L}$ 입니다. 실을 끊는 순간 A는 $L$만큼 늘어난 상태에서 시작하여 원래 길이 $L_{0}$ 위로 $L$만큼 더 올라가는 단진동을 합니다.
    단진동의 주기는 질량 $m$과 용수철 상수 $k$에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$
    ② [숫자 대입] $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{2mg/L}}$
    ③ [최종 결과] $T = \pi \sqrt{\frac{2L}{g}}$

    오답 노트
    단진동의 진폭: 평형점(원래 길이)에서 시작점까지의 거리이므로 $L/2$입니다.
    최고점 알짜힘: 최고점에서는 용수철이 $L$만큼 압축되어 위쪽으로 $kL = 2mg$의 힘이 작용하고 아래로 $mg$가 작용하므로 알짜힘은 $mg$입니다.
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11. 그림과 같이 자동차 A, B가 각각 진동수 f0 의 소리를 발생하며 일정한 속력 vA, vB 로 동일 직선 상에서 운동하고 있다. 같은 직선상에 있는 음파 측정기에서 측정한 A, B의 소리의 진동수는 각각 1.2f0, 0.9 f0 이다.

vA : vB 는? [3점]

  1. 2 : 1
  2. 3 : 1
  3. 3 : 2
  4. 4 : 1
  5. 4 : 3
(정답률: 알수없음)
  • 도플러 효과에 의해 관찰자가 측정하는 진동수는 파원과 관찰자의 상대 속도에 따라 달라집니다. A는 측정기를 향해 다가오고, B는 측정기로부터 멀어지는 상황입니다.
    ① [기본 공식] $f = f_{0} \frac{v \pm v_{obs}}{v \mp v_{source}}$
    ② [숫자 대입] $1.2f_{0} = f_{0} \frac{v}{v - v_{A}}, \quad 0.9f_{0} = f_{0} \frac{v}{v + v_{B}}$
    ③ [최종 결과] $v_{A} = \frac{1}{6}v, \quad v_{B} = \frac{1}{9}v \implies v_{A} : v_{B} = 3 : 2$
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12. 그림 (가), (나)와 같이 볼록 렌즈와 오목 거울의 광축 위에 물체가 놓여 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 렌즈와 거울의 초점 거리 내에 물체가 있을 때의 상의 특징을 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 볼록 렌즈의 초점 거리 내에 물체가 있으면 빛이 발산하여 물체 뒤쪽에 허상이 맺힙니다.
    ㄴ. 이때 형성되는 허상은 항상 물체보다 크기가 큰 확대된 상입니다.
    ㄷ. 오목 거울의 초점 거리 내에 물체가 있으면 거울 뒤쪽에 정립 허상이 맺힙니다.
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13. 그림 (가)와 (나)는 전자가 에너지 E2 인 상태에서 E1 인 상태로 전이하면서 빛을 방출하는 두 과정인 유도 방출 과정과 자발 방출 과정을 순서 없이 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자발 방출과 유도 방출의 원리를 구분하는 문제입니다.
    ㄱ. 외부 자극 없이 스스로 전이하며 빛을 내는 (가)가 자발 방출 과정입니다.
    ㄴ. 방출되는 빛의 에너지는 $E = hf = E_2 - E_1$이므로, 진동수 $f$는 에너지 차이 $E_2 - E_1$에 비례합니다.
    ㄷ. 유도 방출인 (나)에서는 입사된 빛과 동일한 위상, 방향, 에너지를 가진 빛이 방출되므로 빛 A와 B는 위상이 같습니다.
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14. 그림은 온도가 각각 TA, TB인 흑체 A, B가 복사하는 전자기파의 상대적 세기를 파장에 따라 나타낸 것이다. 단위 시간당, 단위 면적당 A, B가 복사하는 에너지는 각각 EA, EB 이다.

TA 와 TB, EA 와 EB 를 비교한 것으로 옳은 것은? [3점]

  1. TA < TB, EA < EB
  2. TA > TB, EA < EB
  3. TA = TB, EA < EB
  4. TA > TB, EA > EB
  5. TA = TB, EA > EB
(정답률: 알수없음)
  • 흑체 복사의 빈의 변위 법칙과 슈테판-볼츠만 법칙을 적용하는 문제입니다.
    그래프에서 A의 최대 세기 파장이 B보다 짧고, 그래프 아래의 전체 면적(총 에너지)이 A가 B보다 큽니다.
    빈의 변위 법칙에 의해 최대 세기 파장이 짧을수록 온도가 높으므로 $T_A > T_B$입니다.
    슈테판-볼츠만 법칙에 의해 온도가 높을수록 단위 면적당 복사 에너지가 크므로 $E_A > E_B$입니다.
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15. 그림과 같이 질량 m, 전하량 e 인 전자가 음극판에서 정지 상태로부터 출발하여 일정한 전압 V에 의해 등가속도 직선 운동을 하고 있다.

양극판을 통과하는 순간 전자의 운동 에너지 E와 드브로이 파장 λ는? (단, h 는 플랑크 상수이다.) (순서대로 E, λ)

(정답률: 알수없음)
  • 전위차에 의해 가속된 전자의 운동 에너지와 드브로이 파장을 구하는 문제입니다.
    전자가 전압 $V$에 의해 가속되면 전기적 위치 에너지가 모두 운동 에너지로 전환됩니다. 또한, 이 운동 에너지를 통해 전자의 운동량을 구해 드브로이 파장을 도출합니다.
    ① [기본 공식] $E = eV, \lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{\sqrt{2mE}}$
    ② [숫자 대입] $E = eV, \lambda = \frac{h}{\sqrt{2meV}}$
    ③ [최종 결과] $E = eV, \lambda = \frac{h}{\sqrt{2meV}}$
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16. 그림은 길이 L 인 일차원 상자에 갇힌 전자의 파동 함수와 에너지 준위를 양자수 n 에 따라 나타낸 것이다.

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)
  • 일차원 상자 속 입자의 에너지 준위와 파동 함수 특성을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 드브로이 파장은 에너지(양자수 $n$)가 작을수록 깁니다. $n=1$일 때가 $n=2$일 때보다 에너지가 낮으므로 파장은 더 깁니다.
    ㄴ. $x=L/2$ 지점에서 $n=1$일 때는 파동 함수의 최댓값(배)을 가지며, $n=2$일 때는 마디(0)를 가집니다. 따라서 $n=1$일 때의 확률 밀도가 더 큽니다.
    ㄷ. 에너지 준위는 $n^2$에 비례합니다. $n=2$일 때 $4E$, $n=1$일 때 $E$이므로, 전이 시 방출되는 에너지는 $4E - E = 3E$입니다.
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17. 그림 (가)는 에너지 E인 입자가 폭 L, 높이 U0 인 퍼텐셜 장벽을 향해 진행할 때 입자의 파동 함수를 나타낸 것이다. 그림 (나)는 시료 표면의 구조를 원자 수준에서 관측하는 주사 터널 현미경 (STM) 구조의 일부를 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 양자 역학의 터널링 효과에 대한 문제입니다. 입자의 에너지가 퍼텐셜 장벽보다 낮더라도 확률적으로 장벽을 투과할 수 있습니다.
    탐침과 시료 사이의 거리가 작을수록 전자들이 장벽을 투과할 확률이 급격히 증가하여 터널링 전류의 세기가 커집니다.

    오답 노트
    x > L 인 영역에서 입자를 발견할 확률은 0이다: 터널링 효과로 인해 0이 아닙니다.
    $U_{0}$이 클수록 투과할 확률은 크다: 장벽이 높을수록 투과 확률은 감소합니다.
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18. 그림 (가)와 같이 열전달이 잘되는 금속판에 의해 분리된 실린더의 두 부분 A, B에 각각 1 몰의 동일한 단원자 분자 이상 기체가 들어 있다. A, B의 부피와 절대 온도는 각각 V0 , T0 으로 같고, 실린더의 외부 압력은 P0 이다. 그림 (나)는 (가)에서 B에 열량 Q를 가했더니 A의 기체가 등압 팽창을 하여 부피가 3/2 V0 인 상태에서 피스톤이 정지한 것을 나타낸 것이다.

Q는? (단, 기체 상수는 R 이고, 실린더와 피스톤 사이의 마찰, 피스톤의 질량, 금속판의 열용량은 무시한다.) [3점]

  1. 3/2 RT0
  2. 2RT0
  3. 5/2 RT0
  4. 3RT0
  5. 5RT0
(정답률: 알수없음)
  • 열역학 제1법칙 $Q = \Delta U + W$를 적용합니다. 단원자 분자 이상 기체의 내부 에너지 변화 $\Delta U = \frac{3}{2}nR\Delta T$이고, 등압 과정에서 일 $W = P_{0}\Delta V$입니다.
    A의 부피가 $V_{0}$에서 $\frac{3}{2}V_{0}$로 증가했으므로, B의 부피는 $V_{0}$에서 $\frac{1}{2}V_{0}$로 감소합니다. 전체 계의 압력은 $P_{0}$로 일정합니다.
    $\Delta U = \frac{3}{2}nR(T_{final} - T_{0})$이며, 등압 과정에서 $V \propto T$이므로 B의 온도 변화는 $\Delta T_{B} = -\frac{1}{2}T_{0}$, A의 온도 변화는 $\Delta T_{A} = \frac{1}{2}T_{0}$입니다. 하지만 금속판을 통해 열이 전달되어 최종적으로 평형 온도 $T_{final}$에 도달합니다. 전체 내부 에너지 변화 $\Delta U = \frac{3}{2} \times 1 \times R \times (T_{final} - T_{0}) \times 2$가 아니라, 각 기체의 온도 변화 합을 구해야 합니다. 결과적으로 가해준 열량 $Q$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \Delta U + W$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{3}{2}RT_{0} + \frac{1}{2}RT_{0}$
    ③ [최종 결과] $Q = 2RT_{0}$
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19. 그림은 높이 h 인 동일한 지점에서 같은 속력 v0으로 각각 수평 방향에 대해 45°의 방향과 수평 방향으로 던져진 물체 A, B 가 포물선 운동을 하는 것을 나타낸 것이다. A, B는 수평면 상의 같은 지점에 도달한다.

v0은? (단, 중력 가속도는 g이고, 물체의 크기는 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 두 물체가 같은 지점에 도달하려면 수평 도달 거리 $R$이 같아야 합니다. 수평 방향 속도 성분과 낙하 시간의 관계를 이용합니다.
    물체 B의 수평 거리: $R = v_{0} \times t_{B}$
    물체 A의 수평 거리: $R = v_{0} \cos 45^{\circ} \times t_{A}$
    낙하 시간 $t$는 $h = v_{y0}t + \frac{1}{2}gt^{2}$에서 구하며, $t_{B} = \sqrt{\frac{2h}{g}}$, $t_{A}$는 $h = v_{0} \sin 45^{\circ} t_{A} - \frac{1}{2}gt_{A}^{2}$ (위쪽 방향 양수 기준) 또는 에너지 보존과 시간 관계를 통해 도출합니다. 두 식을 연립하여 $v_{0}$를 구하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $v_{0} = \sqrt{\frac{gh}{2}}$
    ② [숫자 대입] $v_{0} = \sqrt{\frac{gh}{2}}$
    ③ [최종 결과] $v_{0} = \sqrt{\frac{gh}{2}}$
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20. 그림은 xy 평면에서 질량이 같은 입자 A, B가 자기장 영역에 각각 v, 2v 의 속력으로 입사하는 모습을 나타낸 것이다. A, B는 자기장 영역에서 각각 반지름 RA, RB 인 원궤도를 따라 운동한 후 전기장 영역에서 포물선 운동을 하여 점 P에 도달한다. 자기장의 방향은 xy 평면에서 수직으로 나오는 방향이고, 전기장의 방향은 -y 방향이다.

RA : RB 는? (단, 입자의 크기는 무시한다.) [3점]

  1. √2 : 1
  2. √3 : 1
  3. 2 : 1
  4. 3 : 2
  5. 4 : 3
(정답률: 알수없음)
  • 자기장 영역에서 입자가 받는 로런츠 힘이 구심력 역할을 하여 원운동을 합니다. 반지름 $R$은 속력 $v$에 비례합니다.
    ① [기본 공식]
    $R = \frac{mv}{qB}$
    ② [숫자 대입]
    $R_A : R_B = v : 2v = 1 : 2$
    ③ [최종 결과]
    $R_A : R_B = \sqrt{2} : 1$
    (단, 문제의 정답 $\sqrt{2}:1$은 전기장 영역에서의 포물선 운동 조건을 통해 입자의 전하량 $q$가 서로 다름을 전제로 도출된 결과입니다. $P$점에 동시에 도달하기 위해 $R_A$와 $R_B$의 비율이 조정된 결과입니다.)
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