2015 개정 교육과정

단원별· 주제별 평가원 모의고사 / 수능 기출 문제

물리학Ⅰ

Ⅰ. 역학과 에너지

07. 특수 상대성 이론

□ 2012년 시행된 2014 예비 대학수학능력시험 모의고사를 포함하여 2013년부터 출제된 평가원 모의고사와 대학수학능력시험 기출 문제를 단원별 • 주제별로 정리하여 기출 문제의 흐름을 효과적으로 파악할 수 있도록 하였으며, 자세한 정답과 해설을 함께 구성하였습니다.

□ 단, 2015 개정 교육과정 적용 전의 기출 문제는 2015 개정 교육과정에 포함되지 않은 개념의 보기가 있을 수 있습니다.

□ 기출 문제 원본 그대로의 용어로 되어 있습니다. 따라서 2015 개정 교육과정의 용어와 다를 수 있습니다.

□ 평가원 모의고사의 경우 시행년도와 월을 표기하였고, 대학수학능력시험의 경우 대비학년도로 표기하였습니다.

□ ▪2013년 6월에 실시한 평가원 모의고사의 경우 [2014. 6. 평가원 1번 문제]

▪2013년 11월에 실시한 대학수학능력시험의 경우 [2014. 수능 1번 문제]

07. 특수 상대성 이론

Ⅰ-07. 특수 상대성 이론

■ 특수 상대성 이론

[2014. 예비수능 5번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 영희가 탄 우주선이 철수에 대하여 0.9c의 일정한 속도로 운동한다. 우주선의 고유 길이는 L0이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, c는 빛의 속력이다.)

	<보 기>
ㄱ. 영희가 탄 우주선의 길이를 철수가 관측하면 L0보다 짧다. ㄴ. 철수는 영희의 시간이 자신의 시간보다 빠르게 가는 것으로 관측한다. ㄷ. 영희가 우주선의 운동 방향으로 보낸 빛의 속력을 철수가 관측한다면 c보다 크다.

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

[2014. 9. 평가원 3번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 정지해 있는 철수에 대해 영희가 탄 우주선과 뮤온이 수평면과 나란하게 일정한 속력 [eqn: 0.9c]로 운동하고 있는 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 빛은 우주선과 반대 방향으로 진행하고 있다.

철수가 측정했을 때가 영희가 측정했을 때보다 더 큰 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이고, 중력에 의한 효과는 무시한다. )[3점]

	<보 기>
ㄱ. 빛의 속력 ㄴ. 우주선의 길이 ㄷ. 뮤온의 수명

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

[2014. 수능 4번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 철수가 탄 우주선이 정지한 영희에 대해 일정한 속도 0.9c로 행성 A에서 행성 B를 향해 운동하고 있다. 철수가 측정한 A와 B 사이의 거리는 L이고 철수가 측정한 A에서 B까지 이동하는 데 걸린 시간은 T이다. A, B는 영희에 대해 정지해 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, c는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 철수가 관측할 때 B는 0.9c의 속력으로 다가온다. ㄴ. 영희가 측정한 A와 B 사이의 거리는 L보다 작다. ㄷ. 우주선이 A에서 B까지 이동하는 데 걸린 시간을 영희가 측정하면 T보다 크다.

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

[2015. 6. 평가원 6번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 정지해 있는 철수에 대해 영희와 민수가 탄 우주선이 각각 일정한 속력으로 동일 직선 상에서 운동하고 있는 모습을 나타낸 것이다. 영희는 민수를 향해 레이저 광선을 쏘고 있다. 철수가 측정한 민수의 속력은 [eqn: 0.9c]이고, 민수가 볼 때 영희는 점점 자신에게 가까워지고 있다. 두 우주선의 고유 길이는 같으며, 철수가 측정할 때 영희와 민수의 우주선의 길이는 각각 [eqn: L _{1}], [eqn: L _{2}]이다.

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

	<보 기>
ㄱ. 민수가 측정한 레이저 광선의 속력은 영희가 측정한 레이저 광선의 속력보다 빠르다. ㄴ. [eqn: L _{1}]=[eqn: L _{2}]이다. ㄷ. 철수가 측정할 때, 영희의 시간이 민수의 시간보다 느리게 간다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

[2014. 수능 5번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 철수가 탄 우주선이 정지해 있는 영희에 대해 구간 A에서 [eqn: 0.6c]의 속력으로 등속도 운동을 한 후, 속력이 변하여 다시 구간 B에서 등속도 운동을 하는 모습을 나타낸 것이다. 영희가 측정할 때, 철수의 시간은 A에서가 B에서보다 느리게 가고 우주선의 길이는 A, B에서 각각 [eqn: L_1 ,~L_2]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.)[3점]

	<보 기>
ㄱ. 영희가 측정할 때, B에서 우주선의 속력은 0.6c보다 크다. ㄴ. [eqn: L_1 <L_2]이다. ㄷ. 철수가 측정할 때, 영희의 시간은 A에서 측정할 때가 B에서 측정할 때보다 빠르게 간다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2016. 9. 평가원 6번 문제]- 물리Ⅰ

다음은 시간 측정을 통해 공간에 고정된 두 지점 A, B 사이의 거리를 알아내는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 진공에서의 빛의 속력이고, 중력에 의한 효과, 관측자, 거울, 우주선의 크기는 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 A와 B 사이의 거리는 [eqn: 0.5cT_1]이다. ㄴ. (나)에서 A와 B 사이의 거리 [eqn: 0.7cT_2]는 [eqn: 0.5cT_1] 보다 짧다. ㄷ. (다)에서 A와 B 사이의 거리 [eqn: 0.3cT_3]은 A와 B 사이의 고유 길이이다.

① ㄱ	② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2016. 수능 6번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 정지해 있는 관찰자 A에 대해 양성자가 일정한 속도 [eqn: 0.9c]로 점 p를 지나 점 q를 통과하는 모습을 나타낸 것이다. A가 측정한 p와 q 사이의 거리는 [eqn: L]이고, 양성자와 같은 속도로 움직이는 우주선에 탄 관찰자 B가 측정한 p에서 q까지 이동하는 데 걸린 시간은 [eqn: T]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. [eqn: L>0.9cT]이다. ㄴ. A가 측정한 p에서 q까지 양성자가 이동하는 데 걸린 시간은 [eqn: T]보다 작다. ㄷ. B가 측정한 양성자의 정지 에너지는 0이다.

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

[2017. 6. 평가원 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 철수가 탄 우주선이 영희에 대해 0.5[eqn: c]로 등속도 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 광원 P에서 발생한 빛은 영희가 측정하였을 때 점 A, B에 동시에 도달하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이고, A, P, B는 동일 직선 상에 있다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 철수가 측정할 때, 영희의 시간은 철수의 시간보다 느리게 간다. ㄴ. 철수가 측정할 때, P에서 발생한 빛은 B보다 A에 먼저 도달한다. ㄷ. 영희가 측정할 때, P에서 A까지의 거리는 P에서 B까지의 거리와 같다.

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

[2017. 9. 평가원 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 점 O에는 광원이, 점 P, Q, R에는 거울이 있다. 광원과 거울에 대해 정지해 있는 영희가 측정한 O에서 각 거울까지의 거리는 [eqn: L]로 같다. 철수는 영희에 대해 일정한 속도 [eqn: 0.9c]로 P, O, R를 잇는 직선과 나란하게 운동하는 우주선에 타고 있다.

철수가 측정할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.)

[3점]

	<보 기>
ㄱ. P와 R 사이의 거리는 O와 Q 사이의 거리의 2배이다. ㄴ. O에서 P와 R를 향해 동시에 출발한 빛은 P보다 R에 먼저 도착한다. ㄷ. O와 Q 사이를 빛이 한 번 왕복하는 데 걸린 시간은 [eqn: {2L} over {c}]이다.

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

[2017. 수능 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 영희가 탄 우주선 B가 민수가 탄 우주선 A에 대해 일정한 속도 0.5[eqn: c]로 운동하고 있다. 민수와 영희가 각각 우주선 바닥에 있는 광원에서 동일한 높이의 거울을 향해 운동 방향과 수직으로 빛을 쏘았다. 민수가 측정할 때 A의 광원에서 빛을 쏘아 거울에 반사되어 되돌아오는 데 걸린 시간은 [eqn: t _{rm A}]이고, 영희가 측정할 때 B의 광원에서 빛을 쏘아 거울에 반사되어 되돌아오는 데 걸린 시간은 [eqn: t _{rm B it}]이다. 확대한 그림은 각각의 우주선 안에서 볼 때의 빛의 진행 경로를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. [eqn: t _{rm A}]=[eqn: t _{rm B it}]이다. ㄴ. 영희가 측정할 때, 민수의 시간은 영희의 시간보다 느리게 간다. ㄷ. 민수가 측정할 때 [eqn: t _{rm A}] 동안 멀어진 A와 B 사이의 거리는 영희가 측정할 때 [eqn: t _{rm B it}] 동안 멀어진 A와 B 사이의 거리보다 짧다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2018. 6. 평가원 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 광원, 점 P, Q에 대해 정지해 있는 관측자 C가 보았을 때, 광원에서 멀어지는 우주선 Ⅰ과 광원을 향해 가는 우주선 Ⅱ가 서로 수직한 방향으로 각각 등속도 운동하며 P, Q를 지나고 있는 모습을 나타낸 것이다. C가 측정할 때, 광원과 P 사이의 거리는 [eqn: L]이고 광원과 Q 사이의 거리는 0.8[eqn: L]이다. Ⅰ, Ⅱ에는 각각 관측자 A, B가 타고 있다. A가 측정한 광원과 P 사이의 거리와 B가 측정한 광원과 Q 사이의 거리는 같다.

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

	<보 기>
ㄱ. 광원에서 나온 빛의 속력은 A가 측정할 때와 B가 측정할 때가 같다. ㄴ. A가 측정할 때, 광원과 P 사이의 거리는 [eqn: L]보다 짧다. ㄷ. C가 측정할 때, A의 시간은 B의 시간보다 더 느리게 간다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2018. 수능 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 지표면에 정지해 있는 관찰자가 측정할 때, 지표면으로부터 높이 [eqn: h]인 곳에서 뮤온 A, B가 생성되어 각각 연직 방향의 일정한 속도 0.88[eqn: c], 0.99[eqn: c] 로 지표면을 향해 움직인다. A, B 중 하나는 지표면에 도달하는 순간 붕괴하고, 다른 하나는 지표면에 도달하기 전에 붕괴한다. 정지 상태의 뮤온이 생성된 순간부터 붕괴하는 순간까지 걸리는 시간은 [eqn: t _{0}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 관찰자가 측정할 때 A가 생성된 순간부터 붕괴하는 순간까지 걸리는 시간은 [eqn: t _{0}]이다. ㄴ. 지표면에 도달하는 순간 붕괴하는 뮤온은 B이다. ㄷ. 관찰자가 측정할 때 [eqn: h] 는 0.99[eqn: c][eqn: t _{0}] 이다.

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

[2019. 6. 평가원 9번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 우주선 A가 우주 정거장 P와 Q를 잇는 직선과 나란하게 등속도 운동하는 모습을 나타낸 것이다. P에 대해 Q는 정지해있고, P에서 관측한 A의 속력은 [eqn: 0.6c]이다. P에서 관측할 때, P와 Q사이의 거리는 6광년이다. A가 Q를 스쳐 지나는 순간, Q는 P를 향해 빛 신호를 보낸다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이고, 1광년은 빛이 1년 동안 진행하는 거리이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. A에서 관측할 때, P와 Q사이의 거리는 6광년보다 짧다. ㄴ. A에서 관측할 때, P가 지나는 순간부터 Q가 지나는 순간까지 10년이 걸린다. ㄷ. P에서 관측할 때, A가 P를 지나는 순간부터 Q의 빛 신호가 P에 도달하기까지 16년이 걸린다.

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

[2019. 9. 평가원 6번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 검출기에 대해 정지한 좌표계에서 관측할 때, 광자 A와 입자 B가 검출기로부터 4광년 떨어진 점 p를 동시에 지나 A는 속력 [eqn: c]로, B는 속력 [eqn: v]로 검출기를 향해 각각 등속도 운동하며, A는 B보다 1년 먼저 검출기에 도달한다.

B와 같은 속도로 움직이는 좌표계에서 관측하는 물리량에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 1광년은 빛이 1년 동안 진행하는 거리이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. p와 검출기 사이의 거리는 4광년이다. ㄴ. p가 B를 지나는 순간부터 검출기가 B에 도달할 때까지 걸리는 시간은 5년이다. ㄷ. 검출기의 속력은 [eqn: 0.8c]이다.

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

[2019. 수능 12번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 관찰자 A에 대해 관찰자 B가 탄 우주선이 [eqn: 0.8c]로 등속도 운동하는 모습을 나타낸 것이다. A가 측정할 때, 광원에서 발생한 빛이 검출기 P, Q, R에 동시에 도달한다. B가 측정할 때, P, Q, R는 광원으로부터 각각 거리 [eqn: L _{rmP}], [eqn: L _{rm Q it}], [eqn: L _{rm R it}]만큼 떨어져 있다. P, 광원, Q는 운동 방향과 나란한 동일 직선상에 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. A가 측정할 때, P와 Q 사이의 거리는 [eqn: L _{rm P it} +L _{rm Q it}]보다 작다. ㄴ. B가 측정할 때, [eqn: L _{rmP}]가 □[eqn: L _{rm R it}]보다 작다. ㄷ. B가 측정할 때, A의 시간은 B의 시간보다 빠르게 간다.

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

[2020. 6. 평가원 12번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 관찰자 A가 탄 우주선이 행성을 향해 가고 있다. 관찰자 B가 측정할 때, 행성까지의 거리는 7광년이고 우주선은 [eqn: 0.7c]의 속력으로 등속도 운동한다. B는 멀어지고 있는 A를 향해 자신이 측정하는 시간을 기준으로 1년마다 빛 신호를 보낸다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. A가 B의 신호를 수신하는 시간 간격은 1년보다 짧다. ㄴ. A가 측정할 때, 지구에서 행성까지의 거리는 7광년보다 작다. ㄷ. B가 측정할 때, A의 시간은 B의 시간보다 느리게 간다.

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

[2020. 9. 평가원 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 관찰자에 대해 우주선 A, B가 각각 일정한 속도 [eqn: 0.7c], [eqn: 0.9c]로 운동한다. A, B에서는 각각 광원에서 방출된 빛이 검출기에 도달하고, 광원과 검출기 사이의 고유 길이는 같다. 광원과 검출기는 운동 방향과 나란한 직선상에 있다.

관찰자가 측정할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 빛의 속력은 [eqn: c]이다.)

	<보 기>
ㄱ. A에서 방출된 빛의 속력은 c보다 작다. ㄴ. 광원과 검출기 사이의 거리는 A에서가 B에서보다 크다. ㄷ. 광원에서 방출된 빛이 검출기에 도달하는 데 걸린 시간은 A에서가 B에서보다 크다.

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

[2020. 수능 9번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 우주선이 우주 정거장에 대해 [eqn: 0.6c]의 속력으로 직선 운동하고 있다. 광원에서 우주선의 운동 방향과 나란하게 발생시킨 빛 신호는 거울에 반사되어 광원으로 되돌아온다. 표는 우주선과 우주 정거장에서 각각 측정한 물리량을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. [eqn: L _{0} >L _{1}]이다. ㄴ. [eqn: t _{0} = {L _{0}} over {c}]이다. ㄷ. [eqn: t _{1} >t _{2}]

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

[2021. 6. 평가원 17번 문제]- 물리학Ⅰ

그림과 같이 관찰자 P 에 대해 별 A, B가 같은 거리만큼 떨어져 정지해 있고, 관찰자 Q 가 탄 우주선이 0.9[eqn: c]의 속력으로 A에서 B를 향해 등속도 운동하고 있다. P 의 관성계에서 Q가 P를 스쳐 지나는 순간 A, B가 동시에 빛을 내며 폭발한다.

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

	<보 기>
ㄱ. P의 관성계에서, A와 B가 폭발할 때 발생한 빛이 동시에 P 에 도달한다. ㄴ. Q의 관성계에서, B가 A보다 먼저 폭발한다. ㄷ. Q의 관성계에서, A와 P 사이의 거리는 B와 P 사이의 거리보다 크다.

① ㄱ  ② ㄷ  ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2021. 9. 평가원 11번 문제]- 물리학Ⅰ

그림은 관찰자 A에 대해 관찰자 B가 탄 우주선이 0.6[eqn: c]의 속력으로 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이다. B의 관성계에서 광원과 거울 사이의 거리는 [eqn: L]이고, 광원에서 우주선의 운동 방향과 수직으로  발생시킨 빛은 거울에서 반사되어 되돌아온다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. A의 관성계에서, 빛의 속력은 [eqn: c]이다. ㄴ. A의 관성계에서, 광원과 거울 사이의 거리는 [eqn: L]이다. ㄷ. B의 관성계에서, A의 시간은 B의 시간보다 빠르게 간다.

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

[2021. 수능 17번 문제]- 물리학Ⅰ

그림과 같이 관찰자 P에 대해 관찰자 Q가 탄 우주선이 0.5[eqn: c]의 속력으로 직선 운동하고 있다. P의 관성계에서, Q가 P를 스쳐 지나는 순간 Q로부터 같은 거리만큼 떨어져 있는 광원 A, B에서 빛이 동시에 발생한다.

□

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. P의 관성계에서, A와 B에서 발생한 빛은 동시에 P에 도달한다. ㄴ. P의 관성계에서, A와 B에서 발생한 빛은 동시에 Q에 도달한다. ㄷ. B에서 발생한 빛이 Q에 도달할 때까지 걸리는 시간은 Q의 관성계에서가 P의 관성계에서보다 크다.

① ㄴ  ② ㄷ  ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

■ 질량과 에너지

[2014. 예비수능 17번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 핵융합과 핵분열 반응을 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. U의 질량수는 [eqn: 92]이다. 235 92 ㄴ. ㉠에 해당하는 입자는 중성자이다. ㄷ. 두 핵반응에서 방출된 에너지는 질량 결손에 의한 것이다.

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

[2014. 6. 평가원 17번 문제]- 물리Ⅰ

다음 (가)와 (나)는 [eqn: rm _{2} ^{4} rm He] 원자핵을 생성하며 에너지를 방출하는 두 가지 핵반응식이다. [eqn: rm X]는 어떤 원자핵이며, [eqn: rm Y]는 어떤 핵자이다. 표는 원자 번호와 질량수에 따른 원자핵의 질량을 나타낸 것이다.

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

	<보 기>
ㄱ. [eqn: rm _{2} ^{4} rm He]의 중성자수는 4이다. ㄴ. (가)의 핵반응에서 결손된 질량은 [eqn: 2M _{2} -M _{5}]이다. ㄷ. [eqn: rm Y]는 양성자이다.

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

[2014. 수능 3번 문제]- 물리Ⅰ

다음 A와 B는 태양과 원자력 발전소에서 일어나는 핵반응을 순서없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A에서는 질량 결손이 일어나지 않는다. ㄴ. B는 원자력 발전소에서 일어나는 반응이다. ㄷ. (가)의 질량수는 2이다.

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

[2016. 6. 평가원 10번 문제]- 물리Ⅰ

다음은 핵반응에 대한 내용이다.

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

	<보 기>
ㄱ. A는 핵분열이다. ㄴ. B에서 핵의 질량의 합은 반응 후가 반응 전보다 크다. ㄷ. C는 중성자이다.

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

[2017. 9. 평가원 16번 문제]- 물리Ⅰ

그림 (가)와 (나)는 핵융합 반응과 핵분열 반응의 예를 순서 없이 나타낸 것이다.

(가)                         (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)는 핵융합 반응이다. ㄴ. (가)에서 핵반응 전후 전하량의 합은 같다. ㄷ. (나)에서 핵반응 전후 질량의 합은 같다.

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

[2018. 9. 평가원 9번 문제]- 물리Ⅰ

다음 (가)와 (나)는 원자핵 X를 생성하며 에너지를 방출하는 두 가지 핵반응식이다. 표는 (가), (나)와 관련된 원자핵의 질량을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. X의 중성자수는 2 이다. ㄴ. (나)에서 핵반응 전후 질량수의 합은 같다. ㄷ. [eqn: 2M _{1} >M _{2} -M _{3}]이다.

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

[2019. 수능 13번 문제]- 물리Ⅰ

다음은 원자로에 대한 내용이다.

◦ 원자로에서는 우라늄([eqn: {} ^{235}rm U]) 원자핵이 분열되면서 에너지와 고속의 중성자가 방출되는 핵반응이 연쇄적으로 일어나는데, 이 연쇄 반응을 제어하기 위해서 제어봉과

㉠

을/를 사용한다.

◦ 원자로의 한 종류인 경수로는 경수(H2O)를

㉠

과/와 냉각재로 사용한다. 경수는 고속의 중성자를 감속시키는 효율이 중수(D2O)보다 낮지만 중수에 비해 얻기 쉽다는 장점이 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. ㉠은 감속재이다. ㄴ. 제어봉은 핵반응에서 방출된 중성자를 흡수하는 역할을 한다. ㄷ. 우라늄([eqn: {} ^{235}rm U]) 원자핵이 분열할 때 방출되는 에너지는 질량 결손에 의한 것이다.

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

[2021. 6. 평가원 6번 문제]- 물리학Ⅰ

다음은 핵융합 발전에 대한 내용이다.

태양에서 방출되는 에너지의 대부분은 A 원자핵들의

㉠ 핵융합 반응으로 B 원자핵이 생성되는 과정에서 발생한다. 핵융합을 이용한 발전은 ㉡ 핵분열을 이용한 발전보다 안정성과 지속성이 높고 방사성 폐기물 발생량이 적어 미래 에너지 기술로 기대되고 있다. 우리나라 과학자들은 핵융합 발전의 상용화에 필수적인 초고온 플라즈마 발생 기술과 핵융합로 제작 기술을 활발하게 연구하고 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 원자핵 1개의 질량은 A가 B보다 크다. ㄴ. ㉠과정에서 질량 결손에 의해 에너지가 발생한다. ㄷ. ㉡과정에서 질량수가 큰 원자핵이 반응하여 질량수가 작은 원자핵들이 생성된다.

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

[2021. 9. 평가원 6번 문제]- 물리학Ⅰ

다음은 핵융합 반응로에서 일어날 수 있는 수소 핵융합 반응식이다.

(가) [eqn: rm{}_{1}^{2} H+ _{1}^{3} H -> _{2}^{4} He+]

㉠

+17.6 MeV

(나) [eqn: {RMRM _{1}^{2} H+ _{1}^{2} H ->]

㉡

+

㉠

+3.27 MeV

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. ㉠은 중성자이다. ㄴ. ㉡과 [eqn: RM{}_{2}^{4} He]은 질량수가 서로 같다. ㄷ. 질량 결손은 (가)에서가 (나)에서보다 작다.

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

[2021. 수능 2번 문제]- 물리학Ⅰ

다음은 두 가지 핵반응이다.

(가) □[eqn: RM{rm_{1}^{2} H+ _{1}^{3} H` -> `` _{2}^{4} He+ _{0}^{1} n+17.6`MeV}]

(나) □[eqn: RMrm _{```7}^{15} N+ _{1}^{1} H` -> `]

㉠

[eqn: rm `+` _{2}^{4} He+4.96`MeV]

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

	<보 기>
ㄱ. (가)는 핵융합 반응이다. ㄴ. 질량 결손은 (나)에서가 (가)에서보다 크다. ㄷ. ㉠의 질량수는 10이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ