2015 개정 교육과정

단원별· 주제별 평가원 모의고사 / 수능 기출 문제

물리학Ⅰ

Ⅲ. 파동과 정보 통신

12. 파동의 진행과 굴절

□ 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]

12. 파동의 진행과 굴절

Ⅲ-12. 파동의 진행과 굴절

■ 파동의 발생과 전파

[2014. 6. 평가원 15번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 오른쪽으로 진행하는 파동의 어느 순간의 변위를 위치 [eqn: x]에 따라 나타낸 것이다. 파동의 속력은 [eqn: RM8m/s]이다.

이 순간부터 [eqn: x=RM2m] 인 위치에서 파동의 변위를 시간에 따라 나타낸 것으로 가장 적절한 것은? [3점]

[2014. 예비수능 2번 문제]- 물리Ⅱ

그림 (가)는 진행하는 파동의 어느 순간의 변위를 위치 [eqn: x] 에 따라 나타낸 것이고, (나)는 이 순간부터 [eqn: x=1m]인 위치 [eqn: RMP]에서의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이다.

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

	<보 기>
진행 방향은 [eqn: +x]방향이다. 진동수는 [eqn: rm 4`Hz]이다. 진행 속력은 [eqn: RM1`m/s]이다.

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

[2015. 6. 평가원 2번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 주기가 같은 파동 A, B의 어느 순간의 변위를 나타낸 것이다.

B가 A의 2배인 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 진동수 ㄴ. 파장 ㄷ. 파동의 속력

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ    ⑤ ㄴ, ㄷ

[2015. 수능 5번 문제]- 물리Ⅱ

그림 (가)는 매질 Ⅰ에서 진행하는 파동 A의 파면을, (나)는 A가 매질 Ⅰ, Ⅱ의 경계면에서 반사된 파동 B와 경계면을 투과한 파동 C의 파면을 모식적으로 나타낸 것이다. [eqn: lambda _{1}], [eqn: lambda _{2}]는 각각 B, C에서 이웃한 파면 사이의 거리이다.

(가)	(나)

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

	<보 기>
ㄱ. A의 파장은 [eqn: lambda _{1}]이다. ㄴ. Ⅰ에 대한 Ⅱ의 굴절률은 [eqn: {lambda _{1}} over {lambda _{2}}]이다. ㄷ. 진동수는 B가 C보다 작다.

① ㄱ     ② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2016. 6. 평가원 2번 문제]- 물리Ⅱ

그림 (가)는 진행하는 파동의 어느 한 순간의 변위를 위치 [eqn: x]에 따라 나타낸 것이고, (나)는 [eqn: x`=`l]인 위치에서 파동의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이다.

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

	<보 기>
ㄱ. 진폭은 [eqn: 2A]이다. ㄴ. 파장은 [eqn: 2l]이다. ㄷ. 진행 속력은 [eqn: {l} over {t}]이다.

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

[2016. 9. 평가원 5번 문제]- 물리Ⅱ

그림 (가)는 줄에서 [eqn: `x]축과 나란하게 진행하는 파동의 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 점 P는 줄에 고정된 한 점이다, 그림 (나)는 (가)의 순간부터 [eqn: y]축과 나란하게 진동하는 P의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이다.

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

	<보 기>
ㄱ. 횡파이다. ㄴ. 진동수는 2 Hz이다. ㄷ. 파동의 진행 방향은 [eqn: -x]방향이다.

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

[2016. 수능 3번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 같은 속력으로 진행하는 파동 A, B의 어느 순간의 변위를 위치에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 파장은 A가 B보다 작다. ㄴ. 진폭은 A와 B가 같다. ㄷ. 주기는 A와 B가 같다.

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

[2020. 9. 평가원 2번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 일정한 속력 [eqn: v]로 [eqn: x]축과 나란하게 진행하는 파동의 어느 순간의 변위를 위치 [eqn: x]에 따라 나타낸 것이다.

이 파동의 주기가 [eqn: T]일 때, [eqn: v]는?

① [eqn: {d} over {2T}]   ② [eqn: {d} over {T}]   ③ [eqn: {2d} over {T}]   ④ [eqn: {3d} over {T}]   ⑤ [eqn: {4d} over {T}]

[2020. 6. 평가원 2번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 같은 속력으로 진행하는 두 파동 P, Q의 어떤 지점에서의 변위를 시간에 따라 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. P의 진폭은 2A이다. ㄴ. 진동수는 P가 Q의 3배이다. ㄷ. 파장은 P가 Q의 3배이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

[2021. 9. 평가원 4번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)는 [eqn: t=0]일 때, 일정한 속력으로 [eqn: x]축과 나란하게 진행하는 파동의 변위 [eqn: y]를 위치 [eqn: x]에 따라 나타낸 것이다. 그림 (나)는 [eqn: x]=2 cm에서 [eqn: y]를 시간 [eqn: t]에 따라 나타낸 것이다.

(가)                        (나)

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

	<보 기>
ㄱ. 파동의 진행 방향은 -[eqn: x] 방향이다. ㄴ. 파동의 진행 속력은 8 cm/s이다. ㄷ. 2초일 때, [eqn: x]=4 cm에서 [eqn: y]는 2 cm이다.

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

■ 파동의 굴절

[2014. 6. 평가원 5번 문제]- 물리Ⅱ

그림과 같이 단색광이 매질[eqn: RMA]와 [eqn: RMB]를 지나 진행한다. [eqn: RMA], [eqn: RMB]의 굴절률은 각각 [eqn: n _{1}], [eqn: n _{2}]이다

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

	<보 기>
ㄱ. 단색광의 속력은 공기 중에서가 [eqn: RMA]에서보다 작다. ㄴ. [eqn: n _{1} SUCC n _{2}] 이다. ㄷ. 단색광의 파장은 [eqn: RMA]에서가 [eqn: RMB]에서보다 크다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ  ⑤ ㄴ, ㄷ

[2014. 9. 평가원 14번 문제]- 물리Ⅱ

다음은 매질 1에 대한 매질 2의 굴절률을 구하는 과정을 나타낸 것이다.

(1) 같은 파면 위에 있는 점 A와 B는 하위헌스 원리에 따라 [eqn: t_0]초 후에 각각[eqn: rm A '], [eqn: rm B']으로 이동하였다. 여기에서 이동 거리의 비는 [eqn: rm {AA'} over {BB'}]=이다.

(가)

(2) 매질 1에서의 속력을 [eqn: v_1], 매질 2에서의 속력을 [eqn: v_2]라고 하면, [eqn: rm {AA'} over {BB'}]=이다.

(나)

(3) 그러므로 매질 1에 대한 매질 2의 굴절률은

[eqn: n_2 over n_1]==이다 .

(가)

(나)

(가)와 (나)에 들어갈 것으로 옳은 것은? [3점]

(가)      (나)                (가)      (나)

① [eqn: {sin i} over{ sin r}]    [eqn: v_1 over v_2]	②  [eqn: {sin i} over{ sin r}]    [eqn: v_2 over v_1]

③ [eqn: {sin r} over{ sin i}]    [eqn: v_1 over v_2]	④  [eqn: {sin r} over{ sin i}]    [eqn: v_2 over v_1]

⑤ [eqn: {sin r} over{ sin i}]    [eqn: v_2 over 2v_1]

[2014. 수능 6번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 물결파가 매질 Ⅰ,Ⅱ의 경계면에서 굴절하면서 진행하는 것을 모식적으로 나타낸 것이다. Ⅰ, Ⅱ에서 물결파의 파장은 각각 [eqn: lambda_1], [eqn: lambda_2]이다.

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

	<보 기>
ㄱ. 속력은 Ⅰ에서가 Ⅱ에서보다 크다. ㄴ. 진동수는 Ⅰ에서가 Ⅱ에서보다 크다. ㄷ. Ⅰ에 대한 Ⅱ의 굴절률은 [eqn: {lambda _{1}} over {lambda _{2}}]이다.

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

[2015. 6. 평가원 12번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 매질 A에서 같은 입사각으로 입사한 파장이 같은 세 빛 p, q, r가 매질 B와 매질 C를 통과하여 매질 D를 지나는 경로의 일부를 나타낸 것이다. B와 C를 통과하는 빛의 경로는 표시하지 않았고, 빛 s는 p, q, r 중 하나이다. A와 C의 굴절률은 [eqn: n_1], B와 D의 굴절률은 [eqn: n_2]이며, 각 경계면은 서로 평행하다.

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

	<보 기>
ㄱ. A와 C에서 진행하는 세 빛의 파장은 같다. ㄴ. s는 q이다. ㄷ. [eqn: n _{2} >n _{1}]이다.

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

[2015. 9. 평가원 4번 문제]- 물리Ⅱ

그림과 같이 단색광 A, B는 매질Ⅰ에서 매질Ⅱ로 단 색광 C는 Ⅱ에서Ⅰ로 입사한다. A, B, C는 동일한 단색광이며 A와 C는 입사각이 서로 같다. 굴절률은 Ⅱ가 Ⅰ보다 크다
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, C는 전반사하지 않는다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 반사각은 A가 B보다 크다. ㄴ. 굴절각은 C가 A보다 크다. ㄷ. C의 진동수는Ⅰ에서가 Ⅱ에서보다 크다.

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

[2016. 6. 평가원 16번 문제]- 물리Ⅱ

그림 (가), (나)와 같이 진동수가 같은 단색광이 동일한 프리즘에 수직으로 입사한 후 각각 경계면에서 매질 A와 매질 B로 진행하고 있다.

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

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 단색광의 속력은 프리즘에서가 A에서보다 작다. ㄴ. (나)에서 단색광의 파장은 B에서가 프리즘에서의 [eqn: sqrt { 2}]배이다. ㄷ. A에 대한 B의 굴절률은 [eqn: sqrt {{3} over {2}}]이다.

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

[2017. 6. 평가원 14번 문제]- 물리Ⅱ

그림과 같이 단색광 A, B를 각각 매질Ⅰ에서 부채꼴 모양의 매질 Ⅱ에 수직으로 입사시켰더니 A, B가 점 P에서 굴절한다.

P에서 입사각은 A가 B보다 크고, 굴절각은 A와 B가 서로 같다.

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

	<보 기>
ㄱ. A의 속력은 Ⅱ에서가 Ⅰ에서보다 작다. ㄴ. B의 파장은 Ⅱ에서가 Ⅰ에서보다 길다. ㄷ. Ⅰ에 대한 Ⅱ의 굴절률은 A가 B보다 크다.

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

[2017. 9. 평가원 15번 문제]- 물리Ⅱ

그림과 같이 단색광이 매질 A에서 입사각 [eqn: theta _{0}]으로 반지름이 [eqn: rm R]인 구형 매질 B로 입사해 다시 A로 나온다. [eqn: theta _{1}]은 B로 입사하는 광선과 B에서 나오는 광선 사이의 각이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 굴절률은 A가 B보다 작다. ㄴ. 단색광의 파장은 A에서가 B에서보다 크다. ㄷ. [eqn: theta _{0}]이 감소하면 [eqn: theta _{1}]은 증가한다.

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

[2017. 수능 11번 문제]- 물리Ⅱ

그림과 같이 파장 [eqn: lambda]인 두 빛이 간격 [eqn: d _{1}]로 공기 중에서 프리즘 A에 입사각 [eqn: theta _{1}]로 입사하여 프리즘 B에서 공기 중으로 굴절각 [eqn: theta _{2}]로 진행한다. [eqn: d _{1}] < [eqn: d _{2}]이고, 빛은 A와 B의 경계면에 수직으로 입사한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 빛의 속력은 공기 중에서가 A에서보다 크다. ㄴ. 굴절률은 A가 B보다 작다. ㄷ. [eqn: theta _{1}] < [eqn: theta _{2}]이다.

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

[2019. 6. 평가원 12번 문제]- 물리Ⅱ

그림 (가)와 같이 단색광 A가 입사각 [eqn: theta]로 매질Ⅰ에서 매질 Ⅱ로 진행하고, (나)와 같이 A가 입사각 [eqn: theta]로 매질 Ⅱ에서 매질 Ⅲ으로 진행한다. 원의 중심 O는 A의 경로와 매질의 경계면이 만나는 점이고, a<b<c 이다.

Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ의 굴절률을 각각 [eqn: n_1], [eqn: n_2], [eqn: n_3]이라 할 때, 굴절률을 비교한 것으로 옳은 것은?

① [eqn: n_1] < [eqn: n_2] < [eqn: n_3]     ② [eqn: n_1] < [eqn: n_3] < [eqn: n_2]

③ [eqn: n_2] < [eqn: n_1] < [eqn: n_3]     ④ [eqn: n_3] < [eqn: n_1] < [eqn: n_2]

⑤ [eqn: n_3] < [eqn: n_2] < [eqn: n_1]

[2019. 9. 평가원 4번 문제]- 물리Ⅱ

다음은 물결파의 굴절 실험이다.

[실험과정]

(가) 그림과 같이 물결파 투영 장치를 설치하고 유리판을 물속에 넣은 후, 진동수가 [eqn: f_{ 0}]인 평면파를 발생시켜 스크린에 투영된 모습을 관찰한다.

(나) 영역 A에서 평면파의 파장과 입사각을, 영역 B에서 평면파의 파장과 굴절각을 측정한다.

(다) (가)에서 진동수를 2[eqn: f _{0}]으로 바꾼 후 (나)를 반복한다.

[실험 결과]

진동수	영역 A		영역 B
	파장	입사각	파장	굴절각
[eqn: f_{ 0}]	[eqn: lambda _{0}]	[eqn: theta _{A}]	[eqn: {3} over {2} lambda _{0}]	[eqn: theta _{B}]
[eqn: 2f _{0}]	[eqn: {1} over {2} lambda _{0}]	[eqn: theta _{A}]	㉠	[eqn: theta _{A}]

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

	<보 기>
ㄱ. 물의 깊이가 달라지는 곳에서 물결파의 굴절이 일어난다. ㄴ. [eqn: theta _{A} < theta _{B}]이다. ㄷ. ㉠은 [eqn: {3} over {4} lambda _{0}]이다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2020. 6. 평가원 11번 문제]- 물리Ⅱ

그림과 같이 단색광이 공기 중에서 매질 Ⅰ에 입사각 60°로 입사하여 매질 Ⅱ에서 공기 중으로 굴절각 [eqn: theta]로 진행한다. 공기에 대한 Ⅱ의 굴절률은 [eqn: sqrt {2}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 공기에 대한 Ⅰ의 굴절률은 [eqn: sqrt {3}]이다. ㄴ. [eqn: theta]=45°이다. ㄷ. 단색광의 속력은 Ⅰ에서가 Ⅱ에서보다 크다.

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

[2020. 수능 8번 문제]- 물리Ⅱ

그림과 같이 동일한 단색광 A, B를 각각 매질 Ⅰ에서 부채꼴 모양의 매질 Ⅱ에 수직으로 입사시켰더니 A, B가 점 P에서 각각 굴절각 [eqn: theta _{rmA}], [eqn: theta _{rmB}]로 굴절한다. A, B가 Ⅱ로 입사되는 지점과 점 O까지의 거리는 각각 [eqn: 3d], [eqn: 2d]이다.

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

	<보 기>
ㄱ. A의 파장은 Ⅰ에서가 Ⅱ에서보다 짧다. ㄴ. B의 진동수는 Ⅰ에서와 Ⅱ에서가 같다. ㄷ. [eqn: {sin theta _{rm A it}} over {sin theta _{rmB}}]=[eqn: {3} over {2}]이다.

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

[2021. 수능 7번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)는 공기에서 유리로 진행하는 빛의 진행 방향을, (나)는 낮에 발생한 소리의 진행 방향을, (다)는 신기루가 보일 때 빛의 진행 방향을 나타낸 것이다.

(가)                (나)                (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 굴절률은 유리가 공기보다 크다. ㄴ. (나)에서 소리의 속력은 차가운 공기에서가 따뜻한 공기에서보다 크다. ㄷ. (다)에서 빛의 속력은 뜨거운 공기에서가 차가운 공기에서보다 크다.

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

[2021. 6. 평가원 7번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)는 물에서 공기로 진행하는 빛의 진행 방향을, (나)는 밤에 발생한 소리의 진행 방향을 나타낸 것이다.

(가)                            (나)

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

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 빛의 파장은 물에서가 공기에서보다 짧다. ㄴ. (가)에서 빛의 진동수는 물에서가 공기에서보다 크다. ㄷ. (나)에서 소리의 속력은 차가운 공기에서가 따뜻한 공기에서 보다 크다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ  ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ