수능(물리II) 필기 기출문제복원 (2011-07-13)

수능(물리II)
(2011-07-13 기출문제)

목록

1. 그림은 물체 A, B가 O점에서 P점까지 같은 시간 동안 이동한 경로를 나타낸 것이다.

O점에서 P점까지 A, B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 모눈은 일정하다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 옳은 것은 "ㄴ"이다. 이유는 A와 B의 이동 경로가 일정한 기울기를 가지고 있기 때문에 등속운동을 하고 있다고 볼 수 있다. 또한 A와 B의 이동 거리는 같기 때문에 속도도 같다. 따라서 등속운동을 하는 두 물체가 같은 거리를 이동하면서 서로 만나는 것은 "ㄴ" 모양의 경로를 따르게 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 그림은 수평방향으로 8m/s의 속력으로 움직이는 수레 위에서 있는 사람이 공을 연직 위로 던지는 순간의 모습을 나타낸 것이다. 공을 던지는 지점으로부터 고리의 중심까지의 연직 높이는 5m이고, 수평거리는 x이다.

공이 고리의 중심을 수평으로 통과하였다면, x는? (단, 중력가속도는 10m/s2이고, 공기 저항은 무시한다.)

  1. 6m
  2. 8m
  3. 10m
  4. 12m
  5. 16m
(정답률: 알수없음)
  • 공이 수평으로 통과하기 위해서는 공이 땅에 닿기 직전에 수레의 속력과 같은 속력으로 수직으로 떨어져야 한다. 이때, 공이 땅에 닿는 시간은 공이 던져진 시간과 같으므로, 공이 땅에 닿는 시간을 구하면 된다.

    공을 던지는 순간의 속력은 수레의 속력과 수직으로 더해지므로, 공을 던지는 순간의 속력은 다음과 같다.

    v = √(82 + 02) = 8m/s

    공이 땅에 닿는 시간은 다음과 같다.

    h = 5m (연직 높이)
    g = 10m/s2 (중력가속도)

    h = 1/2gt2
    t = √(2h/g) = √(2×5/10) = 1s

    따라서, 공이 땅에 닿는 시간은 1초이다. 이때, 수평거리는 다음과 같다.

    x = vt = 8m/s × 1s = 8m

    따라서, 정답은 "8m"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 그림과 같이 물체 A는 지면에서 비스듬히 위로, B는 수평방향으로 동시에 던졌다. 던지는 순간 B는 A와 같은 연직선상에 있으며 높이는 H이다.

A, B가 지면상의 P점에 동시에 도달하였을 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B의 크기와 공기 저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 것이다.

    물체 A와 B는 수평방향으로 동시에 던졌으므로, 지면에 도달하는 시간은 같다. 따라서 A와 B가 지면상의 P점에 도달하는 시간도 같다.

    하지만 B는 수평방향으로 던졌으므로, 지면에 도달할 때까지 수평방향으로 일정한 속도를 유지한다. 따라서 B가 지면에 도달하는 시점에는 이미 수평방향으로 일정한 거리를 이동한 상태이다.

    반면 A는 지면으로부터 비스듬하게 던졌으므로, 지면에 도달할 때까지 수평방향으로 이동한 거리는 B보다 적다. 따라서 A와 B가 지면상의 P점에 도달할 때, A는 B보다 더 높은 곳에 위치하게 된다.

    따라서 "ㄱ, ㄴ"이 옳다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 그림은 철수와 영희가 놀이기구의 의자에 앉아 수평면과 나란하게 등속 원운동 하는 모습을 나타낸 것이다. 철수와 영희의 질량은 각각 2m, m이고, 회전 반지름은 각각 r, 2r이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 사람과 의자 사이의 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 철수와 영희의 각 운동량이 보존된다는 법칙에 따라 옳다. 놀이기구의 의자는 수평면과 나란하게 등속 원운동을 하므로, 철수와 영희는 원운동 운동량을 가지게 된다. 따라서, 철수와 영희의 운동량의 크기는 각각 mvr과 2mvr이 되며, 방향은 원운동의 방향과 일치한다. 이때, 철수와 영희의 운동량의 크기와 방향이 변하지 않으므로, 운동량 보존 법칙이 성립한다.

    "ㄴ"은 철수와 영희의 각 운동에너지가 보존된다는 법칙에 따라 옳다. 놀이기구의 의자는 수평면과 나란하게 등속 원운동을 하므로, 철수와 영희는 원운동 에너지를 가지게 된다. 따라서, 철수와 영희의 운동 에너지의 크기는 각각 1/2mv^2과 1/2(2m)(2v)^2이 되며, 이는 운동량의 크기와 같다. 이때, 철수와 영희의 운동 에너지의 크기가 변하지 않으므로, 운동 에너지 보존 법칙이 성립한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 그림과 같이 수평한 당구대 위에서 정지해 있던 당구공 B를 향해 당구공 A를 밀었더니 A, B가 탄성 충돌한 후 A는 포켓 P에 B는 포켓 Q에 각각 들어갔다. A와 B의 질량은 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 당구공의 회전과 모든 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보존력 법칙에 의해, 당구공 A와 B의 운동량의 합은 충돌 전과 후에도 일정하다. 따라서, A가 포켓 P로 들어갔으므로, B는 A보다 더 많은 운동량을 가지고 있어야 한다. 이는 B가 A보다 더 빠르게 움직이기 때문이다. 따라서, B는 포켓 Q로 들어가게 된다. 이에 따라, 보기 중 "ㄱ, ㄴ"이 옳다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 그림 (가)는 수평면에서 서로 다른 용수철에 연결되어 각각 단진동하는 물체 A, B의 운동량을 위치에 따라 나타낸 것이고, (나)는 A의 탄성력에 위치에너지를 시간에 따라 나타낸 것이다.

A, B의 탄성력에 의한 위치에너지의 최댓값이 같을 때, B의 주기는? [3점]

  1. t0/2
  2. t0
  3. 2t0
  4. 3t0
  5. 4t0
(정답률: 알수없음)
  • A, B의 탄성력에 의한 위치에너지의 최댓값이 같다는 것은 A, B의 진폭이 같다는 것을 의미한다. 그리고 B의 주기는 용수철의 길이와 질량에 의해 결정되므로 A와는 무관하다. 따라서 B의 주기는 용수철의 길이와 질량에 의해 결정되는 주기식 T=2π√(m/k)을 이용하여 계산할 수 있다. 이때 m은 물체의 질량, k는 용수철의 탄성계수이다. 주어진 그림에서 B의 질량은 A의 질량보다 크므로 B의 주기는 더 길어진다. 따라서 주기는 4t0이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 그림은 반지름이 R인 지구 표면으로부터 R, 2R 떨어진 원궤도를 따라 질량이 같은 두 인공위성 A와 B가 지구를 중심으로 각각 등속 원운동을 하고 있는 것을 나타낸 것이다. A의 운동에너지는 E0이다.

A와 B의 역학적 에너지 차이는? [3점]

  1. 1/12 E0
  2. 1/6 E0
  3. 1/4 E0
  4. 1/3 E0
  5. 1/2 E0
(정답률: 알수없음)
  • A의 운동에너지는 중력위치에너지와 운동에너지의 합으로 나타낼 수 있다. 중력위치에너지는 높이가 R일 때 mgh, 즉 mgR이고, 운동에너지는 1/2mv^2, 즉 1/2m(Rω)^2이다. 여기서 ω는 각속도이다. 따라서 A의 운동에너지는 E0 = mgR + 1/2m(Rω)^2이다.

    B의 운동에너지는 A와 마찬가지로 중력위치에너지와 운동에너지의 합으로 나타낼 수 있다. 중력위치에너지는 높이가 2R일 때 mg(2R), 즉 2mgR이고, 운동에너지는 1/2mv^2, 즉 1/2m(2Rω)^2이다. 따라서 B의 운동에너지는 2mgR + 1/2m(2Rω)^2이다.

    역학적 에너지 차이는 B의 역학적 에너지에서 A의 역학적 에너지를 뺀 값이다. 따라서 (2mgR + 1/2m(2Rω)^2) - (mgR + 1/2m(Rω)^2) = mgR + 1/2m(2Rω)^2 - mgR - 1/2m(Rω)^2 = 1/2m(2Rω)^2 - 1/2m(Rω)^2 = 1/2m(4R^2ω^2 - R^2ω^2) = 1/2m(3R^2ω^2) = 1/2m(3(Rω)^2) = 1/2m(3v^2)이다.

    여기서 A와 B는 질량이 같으므로, A의 속도 v는 ωR, B의 속도 v는 2ωR이다. 따라서 역학적 에너지 차이는 1/2m(3v^2) = 1/2m(3(ωR)^2) = 1/2m(3v^2/4) = 3/8mv^2이다. 따라서 정답은 "1/3 E0"이 아니라 "1/4 E0"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 그림과 같이 용수철 상수가 k인 용수철의 한 쪽을 벽에 고정시키고 질량 m인 물체 A를 접촉시켜 평형점으로부터 L만큼 압축시킨 후 손을 가만히 놓았더니 정지해 있는 질량 2m인 물체 B와 탄성 충돌하였다.

충돌후 A가 용수철을 최대로 압축시키는 길이는? (단, 모든 마찰 및 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

  1. 1/3 L
  2. 1/2 L
  3. 2/3 L
  4. 3/4 L
  5. L
(정답률: 알수없음)
  • 충돌 전에는 용수철과 물체 A는 함께 압축되어 있으므로 용수철 상수 k에 의해 F=kx의 힘을 받는다. 이때 물체 B는 정지해 있으므로 운동에너지는 없다. 충돌 후에는 용수철과 물체 A, 물체 B가 모두 함께 움직이게 된다. 이때 용수철과 물체 A, 물체 B는 각각 용수철 상수 k에 의해 F=kx의 힘을 받게 된다. 물체 B는 운동에너지가 생기므로 운동에너지 보존 법칙에 따라 운동에너지가 용수철과 물체 A의 포텐셜 에너지로 변환된다. 이때 물체 B의 운동에너지는 1/2mv^2이고, 용수철과 물체 A의 포텐셜 에너지는 1/2kx^2이다. 따라서 1/2mv^2=1/2kx^2이다. 이를 정리하면 x=√(mv^2/k)이다. 또한, 물체 B와 용수철과 물체 A가 함께 움직이므로 운동량 보존 법칙에 따라 mv=(2m+3m)v'이다. 이를 정리하면 v'=v/5이다. 따라서 x=√(mv^2/k)=√(m(v/5)^2/k)=v/√(5k/m)이다. 이때, 용수철이 최대로 압축되는 길이는 물체 B와 용수철과 물체 A가 함께 움직이는 최대 지점에서이므로, 물체 B와 용수철과 물체 A의 중심이 평형점에서 L만큼 떨어진 지점이다. 따라서 용수철이 최대로 압축되는 길이는 L-x=L-v/√(5k/m)=L(1-1/√5)≈1/3L이다. 따라서 정답은 "1/3 L"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 그림 (가)는 200K, 2몰의 수소 기체와 400K, 4몰의 산소 기체가 같은 부피의 밀폐된 금속용기에 들어있는 것을 나타낸 것이고, (나)는 (가)의 두 금속용기를 접촉시켜 단열재로 감싸고, 충분한 시간이 지난 후의 모습을 나타낸 것이다. 수소의 분자량은 2, 산소의 분자량은 32이다.

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)
  • - (가)에서는 수소와 산소가 분리되어 있으므로 혼합물이 아니다.
    - (나)에서는 두 기체가 접촉하여 반응하고 있으므로 혼합물이 아니다.
    - 따라서, 보기에서 정답은 "ㄴ"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 그림은 A상태에 있던 일정량이 단원자분자 이상기체를 A→B, A→C, A→D 과정으로 각각 변화시켰을 때 부피와 온도 사이의 관계를 나타낸 것이다.

이에 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: A에서 B, C, D로 변화할 때 온도가 일정하게 유지되지 않는다는 것을 나타내고 있으며, 그림에서도 온도가 변화하고 있음을 확인할 수 있다. 따라서 옳은 설명이다.
    - 보기 ㄷ: 그림에서는 부피가 변화할 때 온도도 함께 변화하고 있으므로, 부피와 온도는 서로 비례하는 관계에 있다고 볼 수 있다. 따라서 부피가 증가하면 온도도 증가하고, 부피가 감소하면 온도도 감소하는 것이 일반적이다. 이에 대한 설명이므로 옳은 보기이다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ: 보기 ㄴ과 같은 이유로 보기 ㄱ과 ㄷ도 모두 옳은 설명이다. 따라서 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 정답이 될 수 있다.
    - 보기 ㄱ, ㄷ: 보기 ㄴ과 같은 이유로 부피와 온도는 비례하는 관계에 있으므로, 부피가 증가하면 온도도 증가하고, 부피가 감소하면 온도도 감소하는 것이 일반적이다. 하지만 그림에서는 A에서 B로 변화할 때 온도가 감소하고, A에서 C, D로 변화할 때 온도가 증가하고 있으므로, 부피와 온도가 항상 같은 방향으로 변화하는 것은 아니다. 따라서 보기 ㄱ, ㄷ는 옳지 않은 설명이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 그림은 밀폐된 두 단열상자에 각각 2몰, 1몰의 단원자분자 이상기체 A, B를 넣고, 저항값이 R, 2R인 저항을 전압이 일정한 전원장치에 연결한 것을 나타낸 것이다. 두 상자의 부피는 변하지 않았다.

스위치를 닫아 일정한 시간이 지난 후, A, B의 온도 변화량을 각각 △TA, △TB할 때 △TA : △TB는? (단, 온도에 따른 저항변화는 무시한다.) [3점]

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 2 : 1
  4. 1 : 4
  5. 4 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 두 상자의 부피는 변하지 않았으므로, 같은 부피 안에서의 기체의 온도 변화량은 같다. 따라서, A와 B의 온도 변화량은 같다. 그러나, A 상자 안에는 B 상자보다 2배 더 많은 기체가 들어있으므로, A 상자 안의 기체는 B 상자 안의 기체보다 더 많은 열을 발생시킨다. 따라서, A 상자의 온도 변화량이 B 상자의 온도 변화량보다 4배 더 크다. 따라서, 정답은 "1 : 4"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 그림과 같이 세기가 E인 균일한 전기장 영역에 전하량이 +q인 대전입자를 +x방향으로 입사시켰더니 a점을 통과한 대전입자가 t초 후 b점에서 운동방향이 반대로 바뀌었다. a점에서 입자의 운동량 크기는 p이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄴ, ㄷ"가 옳은 이유는 다음과 같다.

    - 대전입자가 운동을 시작할 때는 전기장에 의해 가속되며, 운동량이 증가한다. 따라서 a점에서의 운동량 크기 p는 b점에서의 운동량 크기보다 크다.
    - 대전입자가 b점에서 운동방향이 반대로 바뀌는 것은 전기장의 방향이 바뀌어서이다. 따라서 전기장의 방향은 a점에서 b점으로 향하는 방향과 반대여야 한다. 이는 "ㄴ"이 옳은 이유이다.
    - 전기장이 균일하므로 전기장의 크기는 일정하다. 따라서 전기장에 의해 가해지는 힘의 크기도 일정하다. 따라서 대전입자의 가속도는 일정하며, 이는 "ㄷ"가 옳은 이유이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 그림은 수평면 위에서 전하량이 Q인 입자가 포물선 상의 A, B, C점을 따라 운동한 경로를 나타낸 것이다. 점선들은 전위가 같은 지점을 연결한 선들이고, A, B, C점의 전위는 각각 2V, 4V, 0V이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 입자는 전기력만 받고, 전자기파 발생은 무시한다.)

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

    - ㄱ: 전위가 같은 지점을 연결한 선은 등전위선이며, 등전위선은 전기장의 방향과 수직이다. 따라서 입자는 등전위선을 따라 움직인다.
    - ㄴ: A에서 B로 이동하는 동안 입자는 등전위선을 따라 움직이므로 일정한 전위차를 가진 경로를 따른다. 따라서 A에서 B로 이동하는 동안 일정한 전위차에 해당하는 일정한 일을 하게 된다.
    - ㄷ: C점은 전위가 0V이므로, C에서 출발한 입자는 일정한 일을 하지 않고 운동 에너지를 모두 잃어버리게 된다. 따라서 C에서 출발한 입자는 다시 올라가지 못하고 그 자리에서 멈추게 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 그림과 같이 전기용량이 C인 축전기 2개, 저항값이 R인 저항, 전압이 V인 전지를 사용하여 회로를 구성하였다. 축전기는 전하가 완전히 충전된 상태이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 전지의 내부저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 모두 옳은 것은 "ㄴ"이다. 축전기는 전하가 완전히 충전된 상태이므로 초기에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서 스위치가 닫히기 전에는 저항에 의해 전압이 분배되어 축전기 양단의 전압이 모두 V/2가 된다. 스위치가 닫히면 축전기 양단의 전압 차이로 인해 전류가 흐르게 되고, 이때 축전기에 저장된 전하가 방전되면서 전압이 감소한다. 이 과정에서 전압이 0이 되는 순간에는 전류가 더 이상 흐르지 않게 되고, 이때의 시간 상수는 RC이다. 따라서 축전기 2개를 사용하면 시간 상수가 2배가 되므로 더 오래 시간 동안 전류가 흐를 수 있게 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 그림 (가)는 전지A, B에 가변 저항, 전압계, 전류계, 스위치 S1, S2를 연결한 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 가변 저항의 저항값을 조절하면서 S1만 닫았을 때와 S2만 닫았을 때 측정한 전류와 전압을 나타낸 것이다.

A, B의 내부 저항을 각각 rA, rB라고 할 때 rA : rB는?

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 2 : 1
  4. 2 : 3
  5. 3 : 2
(정답률: 알수없음)
  • S1만 닫았을 때, A와 B 사이의 전압차는 VAB = V1 - IRB 이다. 여기서 V1은 전압계에 나타난 값이고, I는 전류계에 나타난 값이다. 따라서, VAB 값이 가변 저항의 저항값에 따라 변화하므로, 가변 저항의 저항값이 작을수록 (즉, 전류가 많을수록) VAB 값이 작아진다. 따라서, rA < rB 이어야 한다.

    S2만 닫았을 때, A와 B 사이의 전압차는 VAB = IRA - V2 이다. 여기서도 마찬가지로, VAB 값이 가변 저항의 저항값에 따라 변화하므로, 가변 저항의 저항값이 작을수록 (즉, 전류가 많을수록) VAB 값이 작아진다. 따라서, rA > rB 이어야 한다.

    따라서, rA : rB = 1 : 2 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 그림은 각각의 저항값이 R인 7개의 저항, 전지를 사용하여 회로를 구성한 것이다. a점과 b점에 흐르는 전류의 세기는 각각 Ia, Ib이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 전지의 내부저항은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ"은 모든 저항의 값이 같기 때문에, 전류는 각 저항을 지날 때마다 동일하게 분할되어 흐르게 된다는 것이다. 따라서 Ia와 Ib는 모두 1/2I가 된다. "ㄷ"는 전압의 합은 전지의 전압과 같으므로, V = IR을 이용하여 각각의 전압을 구하고, 이를 이용하여 Ia와 Ib를 구할 수 있다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 다음은 자기장 속에서 대전 입자의 운동에 관한 실험 과정의 일부이다.

이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 민수
  4. 영희, 민수
  5. 철수, 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • - 철수: 자기장 속에서 전하를 띤 입자는 자기장에 의해 힘을 받아 움직인다. 이 때, 입자의 운동방향은 자기장의 방향과 수직이며, 입자의 속도는 일정하지 않다. 따라서, 입자의 운동은 곡선을 그리며, 이 곡선의 중심축은 자기장의 방향과 수직이다. 이에 따라, 입자의 운동은 철수와 같이 곡선을 그리며 자기장의 방향과 수직한 중심축을 따라 움직인다.
    - 영희: 자기장 속에서 전하를 띤 입자는 자기장에 의해 힘을 받아 움직인다. 이 때, 입자의 운동방향은 자기장의 방향과 수직이며, 입자의 속도는 일정하지 않다. 따라서, 입자의 운동은 곡선을 그리며, 이 곡선의 중심축은 자기장의 방향과 수직이다. 이에 따라, 입자의 운동은 영희와 같이 곡선을 그리며 자기장의 방향과 수직한 중심축을 따라 움직인다.
    - 민수: 자기장 속에서 전하를 띤 입자는 자기장에 의해 힘을 받아 움직인다. 이 때, 입자의 운동방향은 자기장의 방향과 수직이며, 입자의 속도는 일정하지 않다. 따라서, 입자의 운동은 곡선을 그리며, 이 곡선의 중심축은 자기장의 방향과 수직이다. 이에 따라, 입자의 운동은 철수와 같이 곡선을 그리며 자기장의 방향과 수직한 중심축을 따라 움직이며, 동시에 영희와 같이 곡선을 그리며 자기장의 방향과 수직한 중심축을 따라 움직인다. 따라서, 입자의 운동은 민수와 같이 두 개의 곡선을 그리며 움직인다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 그림과 같이 xy평면에 수직한 방향의 균일한 자기장 영역에 전하량이 +q이고 질량이 m인 대전입자 A를 O점에서 +y방향으로 입사시켰더니 P점에서 -y방향으로 자기장 영역을 빠져나갔다. 점 a~e는 xy평면상에 있는 점이고, 점선 사이의 간격은 모두 같다.

전하량이 -2q이고 질량이 2m인 대전입자 B를 A와 같은 속도로 O점에 입사시킬 때 B가 지나는 점은? (단, 입자의 크기, 중력, 전자기파 발생은 무시한다.)

  1. a
  2. b
  3. c
  4. d
  5. e
(정답률: 알수없음)
  • A 입자가 +y방향으로 진행하면서 자기장에 의해 운동하는 힘은 qvB이고, 이는 항상 -z방향으로 작용한다. 따라서 A 입자는 자기장 영역을 빠져나오면서 z축 방향으로 운동량을 가지게 된다. 이 때, 운동량 보존 법칙에 따라 A 입자가 빠져나온 후에도 z축 방향의 운동량은 일정하므로, A 입자가 빠져나온 후에도 z축 방향으로 일정한 속도를 유지하게 된다.

    따라서 B 입자가 A 입자와 같은 속도로 O점에 입사하더라도, z축 방향으로 운동량이 일정하게 유지되므로, B 입자도 A 입자와 같은 경로를 따라 이동하게 된다. 따라서 B 입자가 지나는 점은 A 입자가 지나는 점인 P와 같다. 따라서 정답은 "c"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 그림은 진공에서 전기장과 자기장이 진동하며 +z방향으로 진행하는 전자기파를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 전자기파는 진공에서 전기장과 자기장이 진동하며 전파된다.
    - 전자기파는 진행하는 방향과 진동하는 방향이 직교한다.
    - 전자기파의 진행 방향은 +z 방향이다.
    - 전자기파의 진폭은 전기장과 자기장의 세기에 비례한다.

    따라서, "ㄱ, ㄴ"이 정답이다. 전자기파는 진행 방향과 진동 방향이 직교하므로, 그림에서 보이는 전기장과 자기장의 진동 방향은 서로 수직이다. 이러한 진동이 전파되면서 전자기파가 생성되고, 이 전자기파는 +z 방향으로 진행한다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 그림 (가)는 저항, 코일을 (나)는 저항, 축전기를 교류전원에 연결한 회로를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.
    - (ㄴ) 회로에는 교류전원과 저항, 코일, 축전기가 모두 연결되어 있으므로 전류가 흐르며, 전압이 각 부품에 나누어져서 발생한다.
    - (ㄷ) 축전기는 교류전원에 연결되어 있으므로, 교류전원의 주파수에 따라 축전기에 저장되는 전하의 양이 달라진다. 이에 따라 축전기의 전압도 변화하게 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >