DAY 13 빛

오늘의 수능패턴 27 광전 효과와 광센서

13	01	2016학년도 수능 11번

다음은 광전 효과에 관한 설명이다.

광전 효과는 금속에 비추는 빛의

(가)

이/가 특정한 값 이상일 때 금속에서

(나)

이/가 방출되는 현상이다.

(가)

이/가 큰 빛을 비추면 금속에서 방출되는

(나)

의 운동 에너지가 증가하고, 세기가 큰 빛을 비추면 금속에서 방출되는

(나)

의 개수가 증가한다. 광전 효과는 빛의

(다)

을/를 증명하는 중요한 현상이다. 태양 전지, 광다이오드 등은 광전 효과를 이용한 예이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. (가)는 파장이다. ㄴ. (나)는 전기장 안에서 힘을 받는다. ㄷ. (다)는 파동성이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

13	02	2016학년도 7월 교육청 13번

그림과 같이 태양 광선이 프리즘을 통과하여 분산된 빛을 금속판에 비추었더니, 금속판의 P 영역에서는 광전자가 방출되지 않고, Q 영역에서는 광전자가 방출되었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 적외선은 자외선보다 파장이 길다. ㄴ. 자외선은 무선 통신에 이용된다. ㄷ. 적외선의 세기를 증가시켜 P에 비추면 P에서 광전자가 방출 된다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ①

13	03	EBS연계 2016학년도 6월 평가원 11번

그림 (가)는 광원과 광센서가 있는 자동문을 나타낸 것이고, (나)는 광센서로 사용되는 p–n 접합 광다이오드에 빛을 비출 때 전류가 흐르는 모습을 모식적으로 나타낸 것이다.

(가)                             (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. (가)에서 자동문의 광센서는 사람에 의해 반사된 광원의 빛을 감지한다. ㄴ. (나)에서 빛에 의해 전자와 양공의 쌍이 생성된다. ㄷ. (나)에서 전류의 방향은 ⓐ이다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

13	04	2016학년도 3월 교육청 17번

그래프는 단색광 A, B, C의 세기와 파장을, 그림은 A, B, C를 광전관의 금속판에 비추는 모습을 나타낸 것이다. B를 비추었을 때는 금속판에서 광전자가 방출되었으나 C를 비추었을 때는 광전자가 방출되지 않았다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 빛의 진동수는 A가 B보다 크다. ㄴ. A를 비추면 금속판에서 광전자가 방출된다. ㄷ. B와 C를 동시에 비추면 B만 비추었을 때보다 광전자의 최대 운동 에너지가 커진다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

13	05	2015학년도 수능 15번

그림은 광전 효과를 이용하여 빛을 검출하는 광전관에 빛의 3원색에 해당하는 빛 X, Y, Z를 내는 발광 다이오드(LED)를 비추 는 것을 나타낸 것이다. 금속판에 X와 Y를 동시에 비추었을 때에는 광전자가 방출되었고, Y와 Z를 동시에 비추었을 때에는 광전자가 방출되지 않았다. Y는 Z보다 파장이 길다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 금속판에 X만 비추면 광전자가 방출된다. ㄴ. 원뿔 세포 중 청(B)원뿔 세포가 Y에 반응하는 정도가 가장 크다. ㄷ. Y와 Z의 세기를 조절하여 합성하면 노란색으로 보이는 빛을 만들 수 있다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ④

13	06	2015학년도 10월 교육청 18번

그림과 같이 광전 효과를 이용하여 빛을 검출하는 동일한 광전관 A, B, C, D를 흰 종이 위에 놓고 단색광 L1, L2, L3을 비췄더니 A, D가 놓인 부분이 노란색으로 보였다. L1, L2, L3은 빨간색, 노란색, 초록색 단색광을 순서 없이 나타낸 것이다. 표는 광전관에서의 광전자 방출 여부를 나타낸 것이다.

광전관	광전자
A	방출 안 됨
B	방출 안 됨
C	(가)
D	방출됨

(가)에 들어갈 내용과 L3의 색으로 옳은 것은? (3점)

(가)        L3            (가)         L3

① 방출 안 됨   빨간색     ② 방출 안 됨   노란색

③ 방출 안 됨   초록색     ④ 방출됨       빨간색

⑤ 방출됨       초록색

정답 ④

13	07	2015학년도 4월 교육청 15번

다음은 광전 효과에 대한 설명이다.

•그림과 같이 단색광 P를 금속판 A에 비추었을 때, A에서 전자가 방출되었다.

•P의 세기를 증가시켜 A에 비추었을 때, A에서 (가)

•파장이 P보다 짧고, 세기는 P와 같은 단색광을 A에 비추었을 때, A에서 (나)

(가), (나)에 들어갈 내용으로 옳은 것을 <보기>에서 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 전자는 방출되지 않는다. ㄴ. 방출되는 전자의 개수는 증가한다. ㄷ. 방출되는 전자의 최대 운동 에너지는 증가한다.

(가)    (나)        (가)    (나)

① ㄱ     ㄴ	② ㄱ     ㄷ

③ ㄴ     ㄱ	④ ㄴ     ㄷ

⑤ ㄷ     ㄱ

정답 ④

13	08	2015학년도 3월 교육청 14번

그림은 진동수가 f인 빛을 금속판 A, B에 비추고 있는 모습을 나타낸 것이다. 이때 광전자는 A에서만 방출되고, B에서는 방출되지 않았다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 진동수가 2f인 빛을 비추면 A에서 방출되는 광전자의 운동 에너지(최대 운동 에너지)가 커진다. ㄴ. 진동수가 f인 빛의 세기를 증가시켜도 B에서는 광전자가 방출 되지 않는다. ㄷ. 광전자가 방출되는 현상은 태양열 발전에 이용된다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

13	09	EBS연계 2014학년도 수능 14번

그림은 광전 효과를 이용하여 빛을 검출하는 광전관을 나타낸 것이다. 금속판에 단색광 A를 비추었을 때에는 광전자가 방출되었고, 단색광 B를 비추었을 때에는 광전자가 방출되지 않았다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 진동수는 A가 B보다 크다. ㄴ. A의 세기가 클수록 방출되는 광전자의 개수가 많다. ㄷ. A의 진동수가 클수록 방출되는 광전자의 운동 에너지(최대 운동 에너지)가 크다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

13	10	2014학년도 10월 교육청 13번

다음은 광전 효과에 대한 아인슈타인의 해석이다.

•빛은 광자라고 불리는 불연속적인 에너지 입자의 흐름이며, 광자의 에너지는 빛의 진동수에 비례한다.

•금속 표면에 특정 진동수 이상의 빛을 비추면, 광자가 금속의 전자와 충돌하여 전자가 즉시 방출된다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 광전 효과는 빛의 입자성으로 설명된다. ㄴ. 빛의 파장이 짧을수록 광자의 에너지는 크다. ㄷ. 방출된 전자의 운동 에너지는 충돌한 광자의 에너지와 같다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

13	11	2014학년도 7월 교육청 12번

다음은 검전기를 이용한 광전 효과 실험의 과정과 결과이다.

[실험 과정]

(가) 검전기를 (-)전하로 대전시켜 금속박이 벌어져 있도록 한다.

(나) 그림과 같이 빛 A를 금속판에 비추고 금속박의 움직임을 관찰한다.

(다) (가) 상태의 검전기에 A와 세기가 같은 빛 B를 비추어 금속박의 움직임을 관찰한다.

[실험 결과]

빛의 종류	A	B
금속박의 움직임	오므라든다.	움직이지 않는다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 진동수는 A가 B보다 크다. ㄴ. (나)에서 A의 세기를 증가시키면 금속판에서 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지가 증가한다. ㄷ. (다)에서 B의 세기를 증가시키면 금속박을 오므라들게 할 수 있다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ①

13	12	2014학년도 6월 평가원 15번

그림 (가)는 원자가 띠와 전도띠 사이의 띠 간격(띠틈)이 Eg인 반도체로 만든 광다이오드에 일정한 세기의 빛을 비추었을 때 빛의 파장에 따라 광다이오드에 흐르는 전류를 나타낸 것이다. 그림 (나)는 빨강(665nm), 초록(525nm), 파랑(480nm) 빛을 내는 세 개의 발광 다이오드(LED)에서 나온 빛을 (가)의 광다이오드에 비추는 모습을 나타낸 것이다.

(가)                 (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 파장이 [eqn: lambda _{ 0}]보다 긴 광자 한 개의 에너지는 Eg보다 작다. ㄴ. (나)에서 파랑 발광 다이오드에 흐르는 전류를 증가시키면 전류계에 흐르는 전류도 증가한다. ㄷ. (나)에서 노란색 빛을 만들어 비추었을 때 전류계에 흐르는 전류는 0이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ④

13	13	2014학년도 4월 교육청 17번

다음은 광전 효과에 대한 설명이다.

•광전 효과는 금속 표면에 진동수가 큰 빛을 비추었을 때 금속 표면에서

(가)

가 방출되는 현상이다.

•빛의

(나)

의 증거가 되는 광전 효과를 아인슈타인은 ‘빛은 진동수에 비례하는 에너지를 갖는 광자들의 흐름이다.’라는 광양자설을 도입하여 설명하였다.

(가), (나)에 들어갈 것으로 옳은 것은? (2점)

(가)       (나)	(가)      (나)

① 전자      입자성	② 전자      파동성

③ 양성자    입자성	④ 양성자    파동성

⑤ 중성자    입자성

정답 ①

13	14	2014학년도 3월 교육청 5번

다음은 영희가 광합성에 대해 정리한 내용이다.

(가)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 빛의 파동성을 나타내는 현상이다. ㄴ. 특정 진동수보다 진동수가 큰 빛을 비추어야 전자가 방출된다. ㄷ. 전자가 방출될 때 빛의 세기가 셀수록 방출되는 전자의 개수가 증가한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④

13	15	EBS연계 2016학년도 9월 평가원 10번

오늘의 수능패턴 28 빛의 합성과 색채 인식

그림 (가)는 빛이 망막의 원뿔 세포 X, Y, Z에 도달하는 과정을, (나)는 빛의 파장에 따라 (가)의 X, Y, Z가 각각 반응하는 정도를 나타낸 것이다.

(가)                     (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 빨간색 빛에 반응하는 정도가 가장 큰 세포는 X이다. ㄴ. 노란색 빛에는 Y, Z 모두 반응하는 정도가 크다. ㄷ. X, Y, Z의 반응하는 정도가 모두 클 때에는 검은색으로 인식 된다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

13	16	2016학년도 6월 평가원 17번

그림은 빛의 삼원색 중 하나를 내는 p–n 접합 발광 다이오드(LED) A, B, C가 전압이 일정한 전원에 순방향 또는 역방향으로 연결된 회로를 나타낸 것이다. A, B, C는 서로 다른 색의 빛을 내는 발광 다이오드이며, 각각 스위치 a, b, c에 연결되어 있다. 표는 a, b, c 중 두 개를 닫아 다이오드에서 나오는 빛이 합쳐진 색을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. A는 빨강 빛을 내는 발광 다이오드이다. ㄴ. 원자가 띠와 전도띠 사이의 띠틈은 A가 B보다 크다. ㄷ. c를 닫았을 때, C에서 n형 반도체에 있는 전자는 p–n 접합면 쪽으로 이동한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ②

13	17	2016학년도 4월 교육청 13번

그림 (가)와 같이 빛의 3원색에 해당하는 빛 a, b, c 중에서 a와 b를 종이에 비추었더니, 종이에서 빛이 겹치는 영역의 색이 청록이었다. 그림 (나)는 (가)에서 b 대신 c를 비추었더니, 종이에서 빛이 겹치는 영역의 색이 주황인 모습을 나타낸 것이다.

(가)                  (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. a는 빨강이다. ㄴ. b가 눈에 들어올 때 가장 크게 반응하는 원뿔 세포는 청(B)원 뿔 세포이다. ㄷ. (나)의 종이에서 빛이 겹치는 영역에 도달한 빛의 세기는 a와 c가 같다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

13	18	EBS연계 2015학년도 9월 평가원 12번

그림 (가)는 빛의 3원색 ㉠, ㉡, ㉢을 비추었을 때 겹쳐진 영역의 색을, (나)는 영상 장치에서 어떤 특정한 색을 구현할 때 ㉠, ㉡, ㉢의 상대적인 세기를 나타낸 것이다.

(가)                          (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. ㉠은 초록이다. ㄴ. P의 빛이 눈에 들어오면 적(R)원뿔 세포와 녹(G)원뿔 세포가 모두 반응한다. ㄷ. (나)에서 구현되는 색은 주황이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

13	19	2015학년도 6월 평가원 13번

그림 (가)는 빛의 3원색에 해당하는 단색 광원 a, b, c를 비추어 만든 흰 색 빛 아래에서 바나나가 노란색으로 보이는 것을 나타낸 것이다. 이후 c를 꺼도 바나나는 노란색으로 보였다. 파장은 a가 b보다 길다. 그림 (나)는 원뿔 세포 S1, S2, S3이 각각 빛에 반응하는 정도를 파장에 따라 나타낸 것이다.

(가)                     (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. c의 빛은 파란색이다. ㄴ. 원뿔 세포 중 a의 빛에 반응하는 정도가 가장 큰 세포는 S2이다. ㄷ. 바나나에 b의 빛만 비추면 바나나는 초록색으로 보인다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ④

13	20	EBS연계 2014학년도 9월 평가원 14번

그림 (가)와 (나)는 각각 노란색 단색광과 RGB 영상 장치의 두 빛 a와 b가 눈에 들어와 동일한 노란색으로 인식하는 것을 나타낸 것이다. 그림 (다)는 원뿔 세포 S1, S2, S3이 각각 파장에 따라 빛에 반응하는 정도를 나타낸 것이다.

(나)

(다)

(가)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 파란색 빛에 반응하는 정도가 가장 큰 세포는 S3이다. ㄴ. (가)와 (나)에서 S2와 S3이 모두 반응한다. ㄷ. (나)에서 두 빛은 빨간색 빛과 초록색 빛이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④