[난이도 중]

학교 시험 출제 대비 문제은행

범위 : Ⅱ. 물질과 전자기장

2017년

물리Ⅰ

1. 그림은 전하 P, Q가 [eqn: x]축에 고정되어 있고, [eqn: x]축 상의 점 A, B, C와 P, Q는 각각 같은 거리 [eqn: d]만큼 떨어져 있는 모습을 나타낸 것이다. Q는 양(+)전하이고 B, C에서의 전기장의 세기를 각각 [eqn: E _{rm B it}], [eqn: E _{rm C it}]라고 할 때 [eqn: E _{rm B it}] : [eqn: E _{rm C it}] = 7 : 2 이고 방향은 서로 반대이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 전하량은 P가 Q보다 크다.

ㄴ. 전기장이 0이 되는 지점은 A와 B 사이에 있다.

ㄷ. 전기장의 세기는 C에서가 B에서의 [eqn: {7} over {4}]배이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

2. 그림은 수평면에 고정된 두 점전하 A와 B 주위의 전기력선 분포를 나타낸 것이다. B는 음(-)전하이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. A는 양(+)전하이다.

ㄴ. 전기장의 세기는 P에서가 Q에서보다 세다.

ㄷ. R에서 전기장의 방향은 오른쪽이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[3～4] 그림은 [eqn: +x] 방향으로 일정한 속력 [eqn: v]로 운동하던 음(-)전하와 [eqn: -x] 방향으로 일정한 속력 [eqn: 2v]로 운동하던 양(+)전하가 [eqn: x]축과 나란한 방향으로 전기장이 형성되어 있는 균일한 전기장 영역에 각각 수직으로 입사한 후 [eqn: 2v], [eqn: v _{1}]의 속력으로 전기장 영역을 수직으로 벗어나는 모습을 나타낸 것이다. 물음에 답하시오. (단, 음(-)전하와 양(+)전하의 전하량과 질량은 서로 같다.)

[난이도 중]

3. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 전자기파의 발생과 중력, 전하들 사이의 상호 작용은 무시한다.)

ㄱ. 전기장의 방향은 [eqn: -x] 방향이다.

ㄴ. 전기장 내에서 음(-)전하와 양(+)전하의 가속도의 방향은 같다.

ㄷ. 전기장 내에서 음(-)전하가 받는 전기력의 방향은 [eqn: +x] 방향이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

4. 양(+)전하의 속력 [eqn: v _{1}]의 크기는?

① [eqn: v]	② [eqn: sqrt {2} v]	③ [eqn: sqrt {7} v]

④ [eqn: 3v]	⑤ [eqn: 4v]

[난이도 하]

5. 그림은 막대 자석 주위에 형성된 자기장을 자기력선으로 나타낸 것이다. A, B는 막대자석의 극이며, a, b, c는 자기장 내의 지점이다.

총괄ⅠⅠ

물리Ⅰ 학교 시험 출제 대비 문제은행          범위 : Ⅱ. 물질과 전자기장

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. A는 N극이다.

ㄴ. 자기장의 세기는 b에서가 a에서보다 크다.

ㄷ. b와 c에서 자기장의 방향은 다르다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

6. 그림은 [eqn: xy] 평면에 놓인 직선 도선에 [eqn: +y] 방향으로 전류가 흐르는 것을 나타낸 것이고, 표는 점 P, Q, R에서 자기장의 세기를 나타낸 것이다.

점	자기장의 세기
P	[eqn: 0.5B _{0}]
Q	[eqn: B_0]
R	[eqn: 0.5B_0]

[eqn: y]

[eqn: x]

직선 도선을 [eqn: y] 축과 평행하게 P로 옮겼을 때 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. P에서 R까지의 거리는 P에서 Q까지 거리의 4배이다.

ㄴ. Q에서 자기장의 방향은 [eqn: xy] 평면에 수직으로 나오는 방향이다.

ㄷ. R에서 자기장의 세기는 [eqn: 0.25B _{0}]이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

7. 그림 (가)는 평면에 고정된 반지름 [eqn: r]인 원형 도선 A에 세기가 [eqn: I] 인 전류가 흐르는 모습을 나타낸 것이다. (나)는 동일한 평면에서 중심을 일치시킨 두 원형 도선 A, B에 각각 세기가 [eqn: I], [eqn: 4I]인 전류가 흐르는 모습을 나타낸 것이다.

(가)                    (나)

(가), (나)의 원형 도선의 중심 O에서의 자기장의 세기를 각각 [eqn: B _{1}], [eqn: B _{2}]라고 할 때 [eqn: B _{1} :B _{2}]는?

① 3 : 1	② 2 : 1	③ 1 : 1

④ 1 : 2	⑤ 1 : 3

[난이도 중]

8. 그림 (가)는 어떤 물체에 외부에서 자기장을 가했을 때의 모습을 나타낸 것이고, (나)는 (가)에서 외부 자기장을 제거하였을 때의 모습을 나타낸 것이다.

(가)                                    (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 강자성체이다.

ㄴ. (가)에서 물체 내부의 원자 자석에 의한 자기장의 방향은 외부 자기장의 방향과 반대이다.

ㄷ. (나)에서 외부 자기장을 제거하여도 자기화된 상태를 오래 유지한다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

9. 그림과 같이 속이 빈 원통에 전선을 여러 번 감은 솔레노이드를 전지에 연결하고 스위치를 닫아 전류가 흐르게 하였다.

이 솔레노이드에 의해 생기는 자기장에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지구 자기장에 의한 영향은 무시한다.)

ㄱ. 솔레노이드 내부에는 균일한 자기장이 형성된다.

ㄴ. A점에 나침반을 놓으면 N극이 서쪽을 향한다.

ㄷ. B점에 자석의 N극을 가까이 하면 척력이 작용한다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[10～11] 오른쪽 그림과 같이 자석의 S극을 저항 [eqn: R]가 연결된 코일 쪽으로 향하고 A, B, C점을 거쳐 다시 처음 위치까지 일정한 속력으로 한 번 왕복 운동시켰다. 물음에 답하시오.

[난이도 중]

10. 자석이 한 번 왕복 운동하는 동안 저항 [eqn: R] 에 흐르는 전류의 방향이 바뀌는 횟수는?

① 1회	② 2회   ③ 3회   ④ 4회  ⑤ 5회

[난이도 중]

11. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 자석이 A→B로 운동하는 동안 코일에 흐르는 전류의 방향은 a→R →b이다.

ㄴ. 자석이 B→C로 운동하는 동안 자석과 코일 사이에는 인력이 작용한다.

ㄷ. 자석을 속력을 빠르게 하여 왕복 운동시키면 저항 R에 흐르는 전류의 방향 변화 횟수가 증가한다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

12. 그림 (가)는 종이면에 수직으로 들어가는 방향의 균일한 자기장이 형성되어 있는 평면에 원형 도선이 고정되어 있는 모습을 나타낸 것이고, (나)는 자기장의 세기를 시간에 따라 나타낸 것이다. 자기장의 방향은 종이면에 들어가는 방향일 때가 (+)이다.

(가)                     (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 원형 도선에 흐르는 전류의 방향은 0에서 [eqn: t]까지와 [eqn: 3t]에서 [eqn: 4t]까지가 반대이다.

ㄴ. [eqn: 2t]일 때 원형 도선에 흐르는 전류의 방향이 바뀐다.

ㄷ. [eqn: 2t]에서 [eqn: 3t]까지 원형 도선에 흐르는 전류의 세기는 일정하다.

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① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

13. 그림 (가)는 코일 위에서 막대 자석을 연직 방향으로 운동시키는 것을 나타낸 것이고, (나)는 코일과 자석 사이의 간격을 시간에 따라 나타낸 것이다.

(가)                      (나)

검류계에 흐르는 전류에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. [eqn: 4t]일 때 전류가 흐르지 않는다.

ㄴ. [eqn: t]일 때와 [eqn: 7t]일 때, 전류의 방향은 서로 반대이다.

ㄷ. [eqn: t]일 때와 [eqn: 8t]일 때 전류의 세기는 서로 같다.

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① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

14. 그림과 같이 기준선에서부터 높이 [eqn: h]인 마찰이 없는 레일의 P점에 가만히 놓은 자석이 레일을 따라 Q점, 솔레노이드를 거쳐 R점을 지나고 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 자석이 Q점을 지날 때 솔레노이드에 흐르는 전류의 방향은 a→Ⓖ→b이다.

ㄴ. 자석이 R점을 지날 때 받는 자기력의 방향은 자석의 운동 방향과 같다.

ㄷ. R점을 지난 자석이 레일을 따라 올라간 최고 높이는 [eqn: h]이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

15. 그림은 가열된 수소와 헬륨에서 방출되는 선스펙트럼을 각각 나타낸 것이다. a 는 수소에서 방출되는 가시광선의 선스펙트럼 중 가장 파장이 긴 빛이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 원소마다 선스펙트럼은 각각 다르게 나타난다.

ㄴ. a는 전자가 [eqn: n=3]에서 [eqn: n=2]로 전이할 때 방출되는 빛이다.

ㄷ. 전자의 에너지 준위가 연속적인 상태에서 나타난다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

16. 그림은 수소 원자에 대한 보어의 원자 모형을 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 수소 원자는 바닥 상태이다.

ㄴ. 전자가 [eqn: n=2]인 궤도에서 [eqn: n=1]인 궤도로 전이할 때 전자기파를 방출한다.

ㄷ. 전자는 [eqn: n=2]와 [eqn: n=3]인 상태 사이의 에너지를 가질 수 있다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

17. 그림은 수소 원자의 전자가 빛 a를 흡수하여 들뜬 상태가 되었다가 빛 b, c를 각각 방출하는 것을 나타낸 것이다. 빛 a, b, c의 진동수는 각각 [eqn: f _{a}], [eqn: f _{b}], [eqn: f _{c}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: h]는 플랑크 상수이다.)

ㄱ. 광자 1개의 에너지는 b가 c보다 크다.

ㄴ. [eqn: f _{a} =f _{b} +f _{c}]이다.

ㄷ. [eqn: f _{c} = {E _{2} -E _{1}} over {h}]이다.

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① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

18. 그림은 고체 A, B의 전도띠와 원자가띠의 간격인 띠틈을 상대적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 전기 전도성은 A가 B보다 크다.

ㄴ. A, B에서 전자는 띠틈에 해당하는 에너지를 가질 수 없다.

ㄷ. A는 B에 비해 원자가띠의 전자가 전도띠로 이동하기 쉽다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

19. 그림은 저마늄(Ge)에 인듐(In)을 첨가하여 만든 반도체를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 양공은 양(+)전하의 성질을 갖는다.

ㄴ. 순수한 반도체보다 전기 전도성이 좋다.

ㄷ. 인듐(In)은 저마늄(Ge)보다 원자가 전자의 수가 적다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

20. 그림은 p-n 접합 다이오드 A, B를 전원에 연결하고 스위치를 닫았을 때 전구에 불이 켜진 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. A에는 순방향 전압이 걸린다.

ㄴ. B의 p형 반도체 내에서는 양공이 접합면 쪽으로 이동한다.

ㄷ. 스위치를 열면 전구는 더 밝아진다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

21. 그림과 같이 불순물 반도체 A와 B를 접합시켜 만든 전기 소자를 전원 장치에 연결한 후 스위치를 닫았더니 빛이 방출되었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. A의 주된 전하 운반체는 A와 B의 접합면으로 이동한다.

ㄴ. B는 n형 반도체이다.

ㄷ. 전기 소자의 띠틈이 클수록 방출되는 빛의 파장이 짧다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

22. 그림은 반도체 X, Y, Z를 접합시켜 만든 트랜지스터에 저항과 전지를 연결한 회로를 나타낸 것이다. 이미터, 베이스, 콜렉터에 흐르는 전류는 각각 [eqn: I _{e}], [eqn: I _{b}], [eqn: I _{c}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. X는 p형 반도체이다.

ㄴ. [eqn: I _{e} =I _{b} +I _{c}] 이다.

ㄷ. 이미터와 베이스 사이에는 순방향 전압이 걸려있다.

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① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

23. 그림과 같이 액체 질소에 담겨 있는 초전도체 위쪽에 자석이 정지해 있다. 초전도체의 온도는 임계 온도보다 낮다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 마이스너 효과에 의한 현상이다.

ㄴ. 초전도체는 강자성을 띤다.

ㄷ. 자석이 받는 자기력의 방향은 자석의 중력의 방향과 같다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

24. 그림 (가)는 액정 사이에 전압이 걸리지 않은 상태에서 편광판 1에 빛이 입사하는 액정 표시 장치의 모습을, (나)는 액정 사이에 전압이 걸린 상태에서 편광판 1에 빛이 입사하는 액정 표시 장치의 모습을 모식적으로 나타낸 것이다.

(가)                          (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. (가)에서 빛은 편광판 2를 통과한다.

ㄴ. (가)에서 액정 분자는 일정한 방향으로 배열되어 있다.

ㄷ. (나)에서 빛이 액정을 통과하는 동안 편광 방향이 조금씩 변한다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

관식/서술형 문제

주

[난이도 중]

25. 그림은 전하량이 각각 [eqn: -q], [eqn: -2q], [eqn: +q]인 세 대전입자 A, B, C가 일직선상에 고정되어 있는 모습을 나타낸 것이다. A와 B, B와 C 사이의 거리는 같다.

A가 받는 전기력의 크기를 [eqn: F _{rm`A}], C가 받는 전기력의 크기를 [eqn: F _{rm`C}]라고 할 때 [eqn: F _{rm`A} :F _{rm`C}]의 크기의 비를 쓰시오.

[난이도 중]

26. 그림 (가), (나)는 금속구와 스타이로폼구에 각각 음(-)으로 대전된 대전체를 가까이 가져간 모습을 나타낸 것이다.

(가)                  (나)

대전된 금속구와 스타이로폼구의 전하 분포 모형을 나타내시오.

[난이도 중]

27. 그림은 [eqn: xy] 평면에 수직으로 고정된 두 직선 도선에 [eqn: xy] 평면에서 수직으로 나오는 방향으로 각각 전류 [eqn: I], [eqn: 3I] 가 흐르는 모습을 나타낸 것이다. 점 P에서 자기장의 세기는 [eqn: B _{0}]이고, 점 P, Q, R는 두 직선 도선을 잇는 직선 상의 점들이며, 도선으로부터 이웃한 점들 사이의 거리는 같다.

(1) P, Q, R에서 자기장의 방향을 각각 쓰시오.

(2) Q, R에서 자기장의 세기를 각각 쓰시오.

[난이도 상]

28. 그림은 원형 도선이 일정한 속력으로 종이면에 수직으로 들어가는 방향의 균일한 자기장 영역으로 자기장에 수직하게 들어가는 순간의 모습을 나타낸 것이다. 원형 도선이 자기장 영역에 들어가는 순간부터 완전히 자기장 영역 안으로 들어갈 때까지 원형 도선에 흐르는 전류의 방향과 전류의 세기에 대하여 서술하시오.

[난이도 하]

29. 그림 A, B, C는 도체, 반도체, 절연체의 에너지띠 구조를 순서 없이 개략적으로 나타낸 것이다.

A, B, C 에 해당하는 물질을 쓰시오.

[난이도 중]

30. 그림은 수업 시간에 유전체에 대해 학습한 내용과 전지에 연결된 두 개의 금속판 사이에 유전체를 삽입한 모습을 그림으로 표현한 것이다.

•유전체 : 이(가) 나타나는 절연체

A

•유전율 : 유전체에 전기장을 걸어 주었을 때 이(가) 발생하는 정도

A

[eqn: -Q]

[eqn: +Q]

에 알맞은 용어를 쓰고, 유전체의 전하 분포를 모형으로 나타내시오.

A