2015 개정 교육과정

단원별· 주제별 평가원 모의고사 / 수능 기출 문제

물리학Ⅰ

Ⅲ. 파동과 정보 통신

13. 전반사와 전자기파

□ 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]

13. 전반사와 전자기파

Ⅲ-13. 전반사와 전자기파

■ 전반사와 광통신

[2014. 9. 평가원 16번 문제]-물리 Ⅰ

그림 (가)는 클래딩이 코어를 감싸고 있는 광섬유에서 레이저 빛이 전반사하여 진행하는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 동일한 레이저 빛이 광섬유에 사용되는 물질 A, B, C에서 진행하는 모습을 나타낸 것이다.

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

	<보 기>
ㄱ. [eqn: theta]는 클래딩과 코어 사이의 임계각보다 작다. ㄴ. 굴절률은 A가 B보다 크다. ㄷ. 클래딩을 B로 만들었을 때 코어는 C로 만들어야 한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[2014. 수능 16번 문제]-물리 Ⅰ

그림은 광섬유에서 단색광이 공기와 코어의 경계면에서 각 [eqn: i]로 입사하여 코어 내에서 전반사하며 진행하는 것을 나타낸 것이다. 코어와 클래딩의 굴절률은 각각 [eqn: n _{1}], [eqn: n _{2}]이며, 코어와 클래딩 사이에서 전반사가 일어나는 [eqn: i]의 최댓값은 [eqn: i _{rmm}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. [eqn: n _{1}][eqn: >n _{2}]이다 ㄴ. 단색광의 속력은 공기에서가 코어에서보다 크다. ㄷ. [eqn: n _{2}]를 작게 하면 [eqn: i _{rmm}]은 작아진다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ  ④  ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2015. 9. 평가원 13번 문제]-물리 Ⅰ

그림 (가)는 물질 A, B에서 레이저 빛이 각각 [eqn: v _{1~,~} v _{2}]의 속력으로 진행하는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 A, B로 만든 광섬유에서 (가)의 레이저 빛이 전반사하며 진행하는 모습을 나타낸 것이다. (가), (나)에서 입사각은 각각 [eqn: theta_1~, ~theta_2]이다.

(가)	(나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. [eqn: v _{1}] > [eqn: v _{2}]이다. ㄴ. 코어를 구성하는 물질은 A이다. ㄷ. [eqn: theta_1] < [eqn: theta_2]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

[2016. 9. 평가원 13번 문제]-물리 Ⅰ

그림 (가)는 두 물질 A, B 사이에서 일어나는 단색광의 굴절 현상과 입사각에 따른 굴절각을 나타낸 것이고, (나)는 (가)에서 사용된 단색광이 A, B로 만든 광섬유에서 전반사하여 진행하는 모습을 나타낸 것이다.

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

	<보 기>
ㄱ. 굴절률은 A가 B보다 크다. ㄴ. (나)에서 클래딩은 A, 코어는 B이다. ㄷ. (나)에서 [eqn: 0 DEG < theta_3 <73.5 DEG]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ      ④ ㄱ, ㄷ    ⑤ ㄴ, ㄷ

[2017. 6. 평가원 14번 문제]-물리 Ⅰ

그림 (가)와 같이 단색광 A를 공기에서 매질Ⅰ로 입사각 [eqn: theta _{i}]로 입사시켰더니, 전반사하며 매질 Ⅰ 내에서 진행하였다. 그림 (나)는 (가)에서 매질 Ⅱ를 매질 Ⅲ으로 바꾸어 A를 입사각 [eqn: theta _{i}]로 입사시킨 모습을 나타낸 것이다. Ⅲ의 굴절률은 Ⅱ의 굴절률보다 작다.

(가)                           (나)

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

	<보 기>
ㄱ. 매질에서 A의 속력은 Ⅰ에서가 Ⅱ에서보다 작다. ㄴ. (가)에서 0 보다 크고 [eqn: theta _{i}]보다 작은 입사각으로 A를 입사시키면 Ⅰ과 Ⅱ의 경계에서 전반사가 일어나지 않는다. ㄷ. (나)에서 A는 Ⅰ과 Ⅲ의 경계에서 전반사한다.

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

[2018. 6. 평가원 14번 문제]-물리 Ⅰ

그림 (가)는 매질 A에 매질 B와 C로 만든 광섬유를 넣고, 단색광 a를 A와 B의 경계면에 입사각 [eqn: theta]로 입사시켰을 때 B와 C의 경계면에서 a가 전반사하는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)에서 A를 매질 D로 바꾸었을 때 a가 B와 C의 경계면에서 굴절하는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. a의 속력은 B에서가 C에서보다 작다. ㄴ. 굴절률은 A가 D보다 작다. ㄷ. (가)에서 0보다 크고 [eqn: theta]보다 작은 입사각으로 a를 B에 입사시키면 B와 C의 경계면에서 전반사가 일어나지 않는다.

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

[2020. 6. 평가원 13번 문제]- 물리Ⅰ

그림 (가)는 단색광 X가 광섬유에 사용되는 물질 A, B, C를 지나는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 A, B, C를 이용하여 만든 광섬유에 X가 각각 입사각 [eqn: i _{1}], [eqn: i _{2}]로 입사하여 진행하는 모습을 나타낸 것이다. [eqn: theta _{1}], [eqn: theta _{2}]는 코어와 클래딩 사이의 임계각이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 굴절률은 C가 A보다 크다. ㄴ. [eqn: theta _{1} <theta _{2}]이다. ㄷ. [eqn: i _{1} >i _{2}]이다.

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

[2020. 9. 평가원 3번 문제]- 물리Ⅰ

다음은 광통신에 쓰이는 전자기파 A와 광섬유에 대한 설명이다.

	• A의 파장은 가시광선보다 길고, 마이크로파보다 짧다. • A는 광섬유의 코어로 입사하여 코어와 클래딩의 경계면에서 전반사한다.

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

	<보 기>
ㄱ. A는 자외선이다. ㄴ. 굴절률은 클래딩이 코어보다 크다. ㄷ. A의 속력은 코어에서가 공기에서보다 느리다.

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

[2020. 수능 10번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 광섬유에 사용되는 물질 A, B, C 중 A와 C의 경계면과 B와 C의 경계면에 각각 입사시킨 동일한 단색광 X가 굴절하는 모습을 나타낸 것이다. [eqn: theta]는 입사각이고, [eqn: theta _{1}]과 [eqn: theta _{2}]는 굴절각이며, [eqn: theta _{2} >theta _{1} >theta]이다.

¡

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

	<보 기>
ㄱ. X의 속력은 B에서가 A에서보다 크다. ㄴ. X가 A에서 C로 입사할 때, 전반사가 일어나는 입사각은 [eqn: theta]보다 크다. ㄷ. 클래딩에 A를 사용한 광섬유의 코어로 C를 사용할 수 있다.

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

[2021. 6. 평가원 16번 문제]- 물리학Ⅰ

그림은 단색광 P 를 매질 A와 B의 경계면에 입사각 □로 입사 시켰을 때 P 의 일부는 굴절하고, 일부는 반사한 후 매질 A와 C의 경계면에서 전반사하는 모습을 나타낸 것이다.

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

	<보 기>
ㄱ. P의 속력은 A에서가 B에서보다 작다. ㄴ. θ는 A와 C 사이의 임계각보다 크다. ㄷ. C를 코어로 사용한 광섬유에 B를 클래딩으로 사용할 수 있다.

① ㄱ  ② ㄷ  ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2021. 9. 평가원 14번 문제]- 물리학Ⅰ

그림과 같이 단색광 P가 공기로부터 매질 A에 [eqn: theta _{ i}]로 입사하고 A와 매질 C의 경계면에서 전반사하여 진행한 뒤, 매질 B로 입사한다. 굴절률은 A가 B보다 작다. P가 A에서 B로 진행할 때 굴절각은 [eqn: theta _{B}]이다.

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

	<보 기>
ㄱ. 굴절률은 A가 C보다 크다. ㄴ. [eqn: theta _{A} < theta _{B}]이다. ㄷ. B와 C의 경계면에서 P는 전반사한다.

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

[2021. 수능 15번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가), (나)는 각각 물질 X, Y, Z 중 두 물질을 이용하여 만든 광섬유의 코어에 단색광 A를 입사각 [eqn: theta _{0}]으로 입사시킨 모습을 나타낸 것이다. [eqn: theta _{1}]은 X와 Y 사이의 임계각이고, 굴절률은 Z가 X보다 크다. □

□           (가)                        (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 A를 [eqn: theta _{0}]보다 큰 입사각으로 X에 입사시키면 A는 X와 Y의 경계면에서 전반사하지 않는다. ㄴ. (나)에서 Z와 Y 사이의 임계각은 [eqn: theta _{1}]보다 크다. ㄷ. (나)에서 A는 Z와 Y의 경계면에서 전반사한다.

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

■ 전자기파의 종류 및 활용

[2014. 6. 평가원 1번 문제]-물리 Ⅰ

그림 (가)~(다)는 적외선, [eqn: RMX]선, 마이크로파가 이용되는 예를 순서 없이 나타낸 것이다.

(가)~(다)에 이용되는 파동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 파장은 (가)의 파동과 (다)의 파동이 같다. ㄴ. 진공에서 속력은 (가)의 파동과 (나)의 파동이 같다. ㄷ. (다)의 파동은 적외선이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ    ④ ㄱ, ㄷ    ⑤ ㄴ, ㄷ

[2015. 9. 평가원 1번 문제]-물리 Ⅰ

그림은 전자기파를 파장에 따라 분류한 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A는 가시광선보다 파장이 짧으며 살균이나 소독에 이용된다. ㄴ. 전자레인지에 이용되는 마이크로파는 A에 속한다. ㄷ. 감마([eqn: gamma])선은 B보다 진동수가 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄴ    ⑤ ㄱ, ㄷ

[2016. 6. 평가원 1번 문제]-물리 Ⅰ

그림은 전자기파를 파장에 따라 분류하고, 전자기파가 생활에 이용되는 예를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 광섬유는 빛의 전반사 현상을 이용한다. ㄴ. 전자레인지에 이용되는 전자기파는 A에 속한다. ㄷ. 라디오에서는 교류 회로의 공명 진동수(고유 진동수)를 조절하여 원하는 방송을 수신한다.

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

[2017. 9. 평가원 1번 문제]-물리 Ⅰ

다음은 전자기파 A의 쓰임새와 특징에 대한 설명이다.

○ 열화상 카메라는 몸의 온도에 따라 다르게 방출되는 A의 양을 측정하여 체온을 나타낸다.

○ A의 파장은 가시광선보다 길고, 마이크로파보다 짧다.

A는?

① 라디오파        ② 적외선           ③ 자외선

④ X선             ⑤ 감마([eqn: gamma])선

[2017. 9. 평가원 2번 문제]- 물리Ⅱ

그림은 마이크로파, 자외선, X선을 특성에 따라 분류하는 과정을 나타낸 것이다. A, B, C는 각각 마이크로파, 자외선, X선 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. B는 X선이다. ㄴ. C는 A보다 진동수가 크다. ㄷ. C는 라디오 방송 통신에 사용된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2017. 수능 2번 문제] -물리 Ⅰ

그림 (가)는 전자기파를 진동수에 따라 분류한 것을, (나)는 어떤 전자기파를 이용해 공항에서 수하물을 검색하는 모습을 나타낸 것이다.

(가)                       (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (나)에서 이용되는 전자기파는 A에 속한다. ㄴ. 감마선은 TV 리모컨에 이용된다. ㄷ. 진공에서 파장은 B가 적외선보다 짧다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ    ⑤ ㄴ, ㄷ

[2018. 9. 평가원 1번 문제]-물리 Ⅰ

그림은 전자기파 스펙트럼에 대하여 학생 A, B, C가 대화하는 모습을 나타낸 것이다.

제시한 내용이 옳은 학생만을 있는 대로 고른 것은?

① A	② B	③ A, C

④ B, C	⑤ A, B, C

[2018. 수능 3번 문제]-물리 Ⅰ

그림은 일상생활에서 활용되는 전자기파를 나타낸 것이다.

A, B, C에 해당하는 전자기파의 파장을 각각 [eqn: lambda _{rm A}], [eqn: lambda _{rm B it}], [eqn: lambda _{rm C}]라고 할 때, 파장을 비교한 것으로 옳은 것은?

① [eqn: lambda _{rm A}]<[eqn: lambda _{rm C}]<[eqn: lambda _{rm B it}]    ② [eqn: lambda _{rm B it}]<[eqn: lambda _{rm A}]<[eqn: lambda _{rm C}]    ③ [eqn: lambda _{rm B it}]<[eqn: lambda _{rm C}]<[eqn: lambda _{rm A}]

④ [eqn: lambda _{rm C}]<[eqn: lambda _{rm A}]<[eqn: lambda _{rm B it}]    ⑤ [eqn: lambda _{rm C}]<[eqn: lambda _{rm B it}]<[eqn: lambda _{rm A}]

[2019. 6. 평가원 4번 문제]-물리 Ⅰ

그림 (가)는 전자기파를 파장에 따라 분류한 것을, (나)는 1965년에 펜지어스( A. Penzias)와 윌슨 (R. W. Wilson)이(가)의 C에 속하는 우주 배경 복사를 발견하는 데 사용된 안테나의 모습을 나타낸 것이다.

(가)                         (나)

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

	<보 기>
ㄱ. C는 마이크로파이다. ㄴ. 진동수는 A가 B보다 작다. ㄷ. 진공에서 속력은 A가 C보다 크다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2019. 9. 평가원 1번 문제]-물리 Ⅰ

다음은 어떤 전자기파가 실생활에서 이용되는 예이다.

열화상 카메라	TV 리모컨	체온계

이 전자기파는?

① X선	② 자외선	③ 적외선

④ 마이크로파	⑤ 라디오파

[2019. 수능 2번 문제]-물리 Ⅰ

그림은 학생 A, B, C가 소리와 전자기파에 대해 대화하는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A는 X선이다. ㄴ. A의 진동수는 마이크로파의 진동수보다 작다. ㄷ. A는 공항에서 가방 속 물품을 검색하는 데 사용된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2020. 6. 평가원 1번 문제]- 물리Ⅰ

다음은 어떤 화장품과 관련된 내용이다. A, B, C는 가시광선, 자외선, 적외선을 순서 없이 나타낸 것이다.

햇빛에는 우리 눈에 보이는 ( A ) 외에도 파장이 더 짧은 자외선과 더 긴 ( B )도 포함되어 있다. 햇빛이 강한 여름에 야외 활동을 할 때에는 피부를 보호하기 위해 ( C )을 차단할 수 있는 화장품을 사용하는 것이 좋다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A는 가시광선이다. ㄴ. 진동수는 B가 C보다 크다. ㄷ. 열을 내는 물체에서는 B가 방출된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2020. 수능 1번 문제]- 물리Ⅰ

그림 (가)는 전자기파를 파장에 따라 분류한 것을, (나)는 (가)의 C영역에 속하는 전자기파를 송수신하는 장치를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 진동수는 A가 C보다 크다. ㄴ. B는 가시광선이다. ㄷ. (나)의 장치에서 송수신하는 전자기파는 X선이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2021. 6. 평가원 4번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)는 파장에 따른 전자기파의 분류를 나타낸 것이고, (나)는 (가)의 전자기파 A, B, C를 이용한 예를 순서 없이 나타낸 것이다.

(가)                         (나)

A, B, C를 이용한 예로 옳은 것은?

A            B             C

①     라디오      암 치료기     전자레인지

②     라디오     전자레인지      암 치료기

③   암 치료기      라디오       전자레인지

④   암 치료기    전자레인지       라디오

⑤   전자레인지    암 치료기       라디오

[2021. 9. 평가원 3번 문제]- 물리학Ⅰ

그림은 스마트폰에서 쓰이는 파동 A, B, C를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A는 전자기파에 속한다. ㄴ. 진동수는 B가 C보다 작다. ㄷ. C는 매질에 관계없이 속력이 일정하다.

① ㄱ	② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2021. 수능 1번 문제]- 물리학Ⅰ

그림은 파장에 따른 전자기파의 분류를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 진동수는 C가 A보다 크다. ㄴ. 공항에서 수하물 검사에 사용하는 X선은 A에 해당한다. ㄷ. 적외선 체온계는 몸에서 나오는 B에 해당하는 전자기파를 측정한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ