◦ 수험 번호 끝자리가 홀수인 수험생은 홀수형 문제지로, 짝수인 수험생은 짝수형 문제지로 응시해야 합니다. 문제지가 자신에게 맞는 문형인지 확인하십시오.

치의학계열

홀수형

◦ 이 문제지는 30문항으로 구성되어 있습니다. 문항 수를 확인하십시오.

◦ 문제지에 성명과 수험 번호를 정확히 표기하십시오.

◦ 답안지에 수험 번호와 답을 표기할 때에는 답안지 우측에 있는 ‘답안지 작성시 반드시 지켜야 하는 사항’에 따라 표기하십시오.

◦ 시험 시간은 13 : 20～14 : 50 (90분) 입니다.

2007학년도 의․치의학교육입문검사
제 3 교시		자연과학추론Ⅱ					1
	성명:				수험 번호:

※ 다음은 물리 상수와 원소의 주기율표입니다. 문제 풀이 과정에서 필요할 경우 이를 이용하십시오.

<물리 상수>

진공 중의 빛의 속도 [eqn: c] [eqn: 3.00 ``TIMES`` 10^8 rm `m/s] 중력상수 [eqn: G] [eqn: 6.67 ``TIMES`` 10^-11 rm `N‧m^2 /kg^2] 아보가드로 수 [eqn: N_\A] [eqn: 6.02 ``TIMES`` 10^23 rm `/mol] 기체상수 [eqn: R] [eqn: 8.31 rm ` J/mol‧K] [eqn: 8.21 ``TIMES`` 10^-2 rm ``atm‧L/mol‧K] 진공의 유전율 [eqn: epsilon _0] [eqn: 8.85 ``TIMES`` 10^-12 rm `C^2 /N‧m^2] 진공의 투자율 [eqn: mu_0] [eqn: 1.26 ``TIMES`` 10^-6 rm `T‧m/A] 패러데이 상수 [eqn: F] [eqn: 9.65 ``TIMES`` 10^4 rm`` C/mol]	플랑크 상수 [eqn: h] [eqn: 6.63 ``TIMES`` 10^-34 rm `J‧s] [eqn: 4.14 ``TIMES`` 10^-15 rm `eV‧s] 볼츠만 상수 [eqn: k] [eqn: 1.38 ``TIMES`` 10^-23 rm `J/K] [eqn: 8.62 ``TIMES`` 10^-5 rm ````eV/K] 기본 전하량 [eqn: e] [eqn: 1.60 ``TIMES`` 10^-19 rm `C] 전자의 질량 [eqn: m_\e] [eqn: 9.11 ``TIMES`` 10^-31 rm `kg] 양성자의 질량 [eqn: m_\p] [eqn: 1.67 ``TIMES`` 10^-27 rm `kg] 중성자의 질량 [eqn: m_\n] [eqn: 1.68 ``TIMES`` 10^-27 rm `kg]

<원소의 주기율표>

족 주기	1	2	3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	족 주기
1	1H 1.0																		2He 4.0	1
2	3Li 6.9	4Be 9.0												5B 10.8	6C 12.0	7N 14.0	8O 16.0	9F 19.0	10Ne 20.2	2
3	11Na 23.0	12Mg 24.3												13Al 27.0	14Si 28.1	15P 31.0	16S 32.1	17Cl 35.5	18Ar 39.9	3
4	19K 39.1	20Ca 40.1	21Sc 45.0		22Ti 47.9	23V 50.9	24Cr 52.0	25Mn 54.9	26Fe 55.8	27Co 58.9	28Ni 58.7	29Cu 63.5	30Zn 65.4	31Ga 69.7	32Ge 72.6	33As 74.9	34Se 79.0	35Br 79.9	36Kr 83.8	4
5	37Rb 85.5	38Sr 87.6	39Y 88.9		40Zr 91.2	41Nb 92.9	42Mo 95.9	43Tc [98]	44Ru 101.1	45Rh 102.9	46Pd 106.4	47Ag 107.9	48Cd 112.4	49In 114.8	50Sn 118.7	51Sb 121.8	52Te 127.6	53I 126.9	54Xe 131.3	5
6	55Cs 132.9	56Ba 137.3		71Lu 175.0	72Hf 178.5	73Ta 180.9	74W 183.9	75Re 186.2	76Os 190.2	77Ir 192.2	78Pt 195.1	79Au 197.0	80Hg 200.6	81Tl 204.4	82Pb 207.2	83Bi 209.0	84Po [209]	85At [210]	86Rn [222]	6
7	87Fr [223]	88Ra [226]		103Lr [260]																7

란탄 계열	57La 138.9	58Ce 140.1	59Pr 140.9	60Nd 144.2	61Pm [145]	62Sm 150.4	63Eu 152.0	64Gd 157.3	65Tb 158.9	66Dy 162.5	67Ho 164.9	68Er 167.3	69Tm 168.9	70Yb 173.0
악티늄 계열	89Ac [227]	90Th 232.0	91Pa [231]	92U 238.0	93Np [237]	94Pu [244]	95Am [243]	96Cm [247]	97Bk [247]	98Cf [251]	99Es [252]	100Fm [257]	101Md [258]	102No [259]

다음은 0.1 M 암모니아(NH3) 수용액에서의 평형 반응식과 염기 해리 상수(Kb)이다.

치의학계열

자연과학추론Ⅱ

홀수형

치의학계열

자연과학추론Ⅱ

홀수형

NH3(aq) ＋ H2O(l)  ⇄  NH4＋(aq) ＋ OH－(aq)     Kb ＝ 1.8 × 10－5

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① NH4＋는 NH3의 짝산이다.

② OH－는 NH3보다 센 염기이다.

③ H2O는 브뢴스테드-로우리 산이다.

④ NH3의 농도는 NH4＋의 농도보다 크다.

⑤ 이 용액을 묽게 하면 암모니아의 이온화도는 감소한다.

다음은 CO2가 물에 녹아 이루어지는 화학 평형 반응식이다.

CO2   ＋ H2O ⇄ H2CO3

H2CO3 ＋ H2O ⇄ HCO3－ ＋ H3O＋

HCO3－ ＋ H2O ⇄ CO32－  ＋ H3O＋

위 평형 반응식에 있는 분자와 이온들의 화학 결합과 구조를 설명한 것으로 옳은 것은?

① H3O＋에서 H-O-H 결합각은 109.5° 이다.

② HCO3－의 루이스 구조는 이다.

③ H2CO3에서 탄소-산소 사이의 결합 길이는 모두 같다.

④  CO2의 탄소에서는 sp 혼성오비탈이 σ 결합에 참여한다.

⑤  CO32－의 실제 구조에는 단일 결합 2개와 이중 결합 1개가 있다.

표는 몇 가지 원소에 대한 자료이다.

원소	1차 이온화 에너지 (kJ/mol)	2차 이온화 에너지 (kJ/mol)	전자 친화도 (kJ/mol)	원자 반지름 (pm)
Na	496	4562	53	186
(가)	520	7298	60	152
O	1314	3389	141	66
(나)	1681	3374	328	64
(다)	2372	5251	< 0	32

(가), (나), (다)에 들어갈 원소를 바르게 나열한 것은?

(가)      (나)      (다)

①	Li	F	He

②	Li	F	Ne

③	Li	N	Ne

④	K	F	Ne

⑤	K	N	He

그림과 같이 NO, O2, Ar을 서로 다른 용기에 저장하였다.

두 개의 콕을 모두 열면 NO는 다음과 같이 완전히 반응하여 NO2가 되며 Ar은 반응에 참가하지 않는다.

2 NO(g) ＋ O2(g) → 2 NO2(g)

Ar의 초기 압력이 P일 때, 반응 후 기체의 상태에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 온도는 일정하게 유지되었으며, 반응 후 모든 기체는 이상 기체로 행동한다.)

	<보 기>
ㄱ. P가 0.5 기압일 때 전체 압력은 0.8 기압이다. ㄴ. P가 0.5 기압일 때 NO2의 분압은 0.2 기압이다. ㄷ. NO2의 분압은 Ar의 초기 압력 P와 무관하다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

다음은 300 K, 1 기압에서 어떤 반응에 대한 반응식과 표준 반응 엔탈피(ΔHo), 표준 반응 엔트로피(ΔSo)이다.

A ＋ B → C ＋ D       ΔHo ＝ －10 kJ,   ΔSo ＝ 100 J/K

이 반응에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 반응 과정에서 부피의 변화는 없다.)

	<보 기>
ㄱ. 자발적인 반응이다. ㄴ. A와 B를 각각 1 몰씩 반응시켜 최대로 얻을 수 있는 일의 양은 40 kJ이다. ㄷ. A와 B의 양을 각각 두 배로 늘려 반응시켜도 엔트로피 변화량은 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

표는 두 온도에서 측정한 A(g) ⇄ B(g) 단일 단계 반응의 정반응 속도 상수와 평형 상수 값을 나타낸 것이다.

온도(K)	정반응 속도 상수(s－1)	평형 상수
200	1.00	2.72
400	2.72	1.00

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

(단, 기체상수 R ＝ 8.31 J/mol·K, ln 2.72 ＝ 1로 한다.)

	<보 기>
ㄱ. 정반응은 발열 반응이다. ㄴ. 400 K에서 역반응 속도 상수는 [eqn: 1_` over 2.72`]s－1이다. ㄷ. 역반응의 활성화 에너지는 9.97 kJ/mol이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

다음은 NO2Cl이 NO2와 Cl2로 분해되는 반응 메커니즘이다.

k1

―→

k2

―→

k

―→

단계 (1) :        NO2Cl      NO2  ＋  Cl    (느림)

단계 (2) :  Cl ＋ NO2Cl       NO2  ＋  Cl2    (빠름)

전체 반응 :     2 NO2Cl       2 NO2 ＋ Cl2

k1, k2, k : 각 반응의 반응 속도 상수

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. k ＝ k1 · k2이다. ㄴ. Cl은 반응 중간체이다. ㄷ. 전체 반응은 NO2Cl에 대해 2차 반응이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 35℃의 클로로포름과 아세톤 혼합 용액에서 클로로포름의 몰 분율에 따른 각 성분의 증기압을 나타낸 것이다. 점선(   )은 혼합 용액이 이상 용액이라고 가정할 때 각 성분의 증기압을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 아세톤 분자 사이의 인력은 클로로포름 분자 사이의 인력보다 크다. ㄴ. 아세톤과 클로로포름 분자 사이의 인력은 아세톤 분자 사이의 인력이나 클로로포름 분자 사이의 인력보다 크다. ㄷ. 클로로포름의 몰 분율이 0.6인 용액과 평형을 이루고 있는 증기 속에서 클로로포름의 몰 분율은 [eqn: {9_`} over {23}]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 한 자리 리간드 A, B, C와 금속 M으로 구성된 팔면체 배위 화합물 MA5B, MA4C2, MA3B3, MA2B2C2의 기하 구조를 각각 하나씩 나타낸 것이다. 표는 각 배위 화합물이 가질 수 있는 기하 이성질체의 개수를 나타낸 것이다.

MA5B          MA4C2          MA3B3         MA2B2C2

팔면체 배위 화합물	기하 이성질체의 개수
MA5B	1
MA4C2	2
MA3B3	(가)
MA2B2C2	(나)

(가)와 (나)에 들어갈 개수를 바르게 짝지은 것은?

(가)         (나)

①	2	3

②	2	4

③	2	5

④	3	4

⑤	3	5

다음은 어떤 금속 착이온의 특성을 나타낸 것이다.

◦ 금속의 산화수는 ＋2이다.

◦ 금속의 d 오비탈 전자 수는 6개이다.

◦ 반자기성(diamagnetic) 착이온이다.

이 특성을 모두 가지는 착이온은?

① [MnF6]3－	② [Fe(CN)6]4－

③ [Fe(H2O)6]2＋	④ [Co(CN)6]4－

⑤ [Co(H2O)6]2＋

석영과 실리카 유리는 SiO2의 조성을 가지고 있다. 그림은 3차원 Si-O-Si 골격을 가지는 석영과 실리카 유리의 단면 구조를 모식적으로 나타낸 것이다. 그래프는 액체 상태의 용융 실리카가 냉각되면서 석영이나 실리카 유리를 형성할 때 온도에 따른 부피를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 석영의 각 규소 원자는 3개의 산소 원자와 결합한다. ㄴ. 구간 a ― b에서는 과냉각된 액체상이 존재한다. ㄷ. 과정 a → c → d에서 석영이 만들어진다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 동일한 모양과 같은 크기의 Cu 전극 A～D를 사용하여 만든 전기분해 실험 장치를 나타낸 것이다. A, B는 C, D보다 CuSO4 수용액 속에 더 많이 잠겨 있다.

일정 시간 동안 전기분해가 일어나도록 하였을 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 산화와 환원에 관여하는 것은 Cu와 Cu2＋뿐이며, 석출된 Cu는 모두 해당 전극에 부착된다.)

	<보 기>
ㄱ. A의 질량은 증가하고, D의 질량은 감소한다. ㄴ. B와 C 각각의 질량은 변화가 없다. ㄷ. A와 D 각각의 질량 변화량 절대값은 서로 같다. ㄹ. A의 Cu 몰수 변화량 절대값은 이동한 전자 몰수의 [eqn: {1_`} over {2`}]이다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄹ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄷ, ㄹ	⑤ ㄱ, ㄷ, ㄹ

연료 전지는 연속적으로 공급되는 연료로부터 전기 에너지를 생산한다. 다음은 수소 연료 전지와 메테인(CH4) 연료 전지의 반응식이다.

수소 전지:    H2(g) ＋[eqn: {1_`} over {2`}]O2(g) → H2O(l) ＋ 286 kJ

메테인 전지: CH4(g) ＋ 2 O2(g) → CO2(g) ＋ 2 H2O(l) ＋ 561 kJ

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 메테인 전지 반응에서는 탄소의 산화수 변화가 없다. ㄴ. 수소 전지 반응과 메테인 전지 반응에서 수소의 산화수 변화는 같다. ㄷ. 수소 전지가 메테인 전지보다 연료 1 g당 더 많은 에너지를 생산한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

다음은 살리실산의 용해도에 관한 표와 재결정법으로 살리실산을 정제하는 실험 과정이다.

용매	살리실산 1 g을 녹이는 용매의 부피(mL)
	상온에서	끓는점에서
물	460	15
메탄올	3.5	1.0
다이클로로메테인	85	30

<실험 과정>

(가)  재결정에 사용할 용매를 선택한다.

(나)  비커에 시료 5.00 g을 넣고 살리실산 용해에 필요한 양만큼 뜨거운 용매를 넣는다.

(다)  뜨거운 용액을 상온까지 천천히 식히고, 결정이 충분히 생기면 비커를 얼음 속에 넣어 냉각시킨다.

(라)  생성된 결정을 감압 여과장치를 사용하여 거르고, 차가운 용매 1 mL 정도를 결정에 2～3회 골고루 뿌려 준다.

(마) 결정을 건조시키고 그 질량을 측정한다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 표의 자료로 보아 이 실험에 좋은 용매는 물이다.

② (나)에서 침전물이 남아 있으면 여과하여 걸러낸다.

③  (다)에서 결정이 생성되지 않을 경우 유리 막대로 비커 안의 벽을 긁어 준다.

④  (다)에서 천천히 식히는 이유는 더 많은 양의 결정을 만들기 위해서이다.

⑤  (라)에서 용매를 뿌려 주는 것은 결정 표면에 남아 있는 불순물을 제거하기 위해서이다.

다음 두 반응의 반응 속도 상수 비(k2 /k1)는 7000 이다. 반응 속도에 차이를 주는 요인으로 가장 적절한 것은? (단, 두 반응의 반응 조건은 동일하다.)

① 공명(resonance)

② 입체 장애(steric hindrance)

③ 유발 효과(inductive effect)

④ 아노머 효과(anomeric effect)

⑤ 하이퍼콘쥬게이션(hyperconjugation)

<보기>의 반응에서 주생성물의 입체 배열이 (R)인 것을 모두 고른 것은?

		<보 기>
ㄱ.
ㄴ.
ㄷ.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 펩타이드 결합을 끊는 어떤 효소의 활성 자리에서 일어나는 반응 메커니즘을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 Ser221의 OH 기의 산소는 친핵체로 작용한다. ㄴ. (나)에서 His64의 이미다졸 양이온은 산으로 작용한다. ㄷ. Ser221의 OH 기를 H로 치환하면 효소 활성도(enzyme activity)가 작아진다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

화합물 (다)는 벤젠으로부터 여러 경로로 합성될 수 있다. (가), (나), (다)에 들어갈 주생성물을 가장 적절하게 나열한 것은?

	(가)	(나)	(다)
①
②
③
④
⑤

다음은 bromobenzene과 methyl benzoate를 이용하여 triphenyl carbinol을 합성하는 반응식과 실험 과정이다.

<반응식>

<실험 과정>

(1)  마그네슘(0.73 g, 30 mmol)과 용매  (15 mL)을(를) 환류 냉각기와 dropping funnel이 장착된 100 mL 2구 둥근 바닥 플라스크에 넣는다.

(가)

(2)  Bromobenzene (4.0 g, 25 mmol)을 용매  (10 mL)에 녹이고 dropping funnel을 통해 천천히 넣어 준 다음 30분 동안 교반한다.

(가)

(3)  Methyl benzoate  를 용매  (10 mL)에 녹이고 dropping funnel을 통해 천천히 넣어 준다.

(나)

(가)

(4)  30분 동안 반응시킨 후 얼음물(20 mL)에 반응 용액을 붓고 H2SO4 수용액(6 N, 5 mL)을 천천히 넣어 준 후 일반적인 반응 마무리(work-up)를 수행한다.

(5)  유기층을 모아 감압 상태에서 용매를 제거하여 얻어진 흰색 고체를 차가운 헥세인(hexane)으로 씻어주고 건조시킨다.

(6)  흰색 고체의 적외선(IR) 스펙트럼에서  부근에 OH 기의 특징 흡수대가 존재하는 것을 확인한다.

(다)

위 실험에서 (가), (나), (다)에 들어갈 내용을 가장 적절하게 나열한 것은?

	(가)		(나)		(다)
①	무수 ether		1.5 g, 11 mmol		3480 cm－1
②	무수 ether		3.3 g, 24 mmol		3480 cm－1
③	무수 ether		3.3 g, 24 mmol		1735 cm－1
④	무수 ethanol		3.3 g, 24 mmol		3480 cm－1
⑤	무수 ethanol		1.5 g, 11 mmol		1735 cm－1

여러 단계 반응을 거쳐 allyl phenyl ether로부터 (가)를 주생성물로 얻었다. (가)의 구조로 가장 적절한 것은? (단, 각 단계에서는 적절한 분리․정제 과정을 수행하였다.)

①		②		③
④		⑤

다음은 (Z)-undec-8-ene-2,5-dione (가)로부터 중간체 (나)를 거쳐 향수의 원료인 cis-jasmone을 합성하는 과정이다.

이 반응과 생성물에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. cis-Jasmone은 광학 활성(optical activity)을 갖는다. ㄴ. (나)로부터 cis-jasmone이 만들어지는 과정은 E1 제거 반응이다. ㄷ. (나)는 (가)의 6번 탄소 음이온과 2번 탄소 사이의 분자 내 반응으로 생성된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

폴리에스터(polyester)는 여러 가지 단량체로부터 합성될 수 있다. 주어진 중합 조건에서 폴리에스터로 중합될 수 없는 단량체는?

	단량체	중합 조건
①		음이온 개환
②		감압 가열
③		감압 가열
④		용액 계면
⑤		감압 가열

그림은 가스 불꽃과 음파 반사판을 이용하여 음파의 진동수를 측정한 장치를 나타낸 것이다. 단일 진동수의 음파를 발생하는 장치와 반사판의 위치는 고정하고, 가스 불꽃을 음파발생장치 쪽으로 서서히 이동시키면서 가스 불꽃의 모양 변화를 관찰하여 공기 진동의 진폭이 최소인 곳을 찾았다. 그 결과 반사판으로부터의 거리가 3.2, 6.4, 9.6, 12.8, 16.0 cm인 곳에서 공기 진동의 진폭이 최소이었다.

이 실험에서 음속이 340 m/s 이었을 때 음파발생장치에서 나온 음파의 진동수에 가장 가까운 값은?

① 4100 Hz	② 5300 Hz	③ 6500 Hz

④ 7700 Hz	⑤ 8900 Hz

그림은 어떤 선형 고분자의 한 끝을 고정하고 다른 끝을 당길 때 선형 고분자의 늘어난 길이 x 에 대한 당기는 힘 F 의 크기를 나타낸 것이다. A, B, C는 각각 x 의 구간을 나타낸다.

x

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. A에서 이 선형 고분자를 용수철로 간주한다면 용수철 상수는 5×10－4 N/m이다. ㄴ. B에서 F 는 음(－)의 일을 한다. ㄷ. C에서 F 가 한 일은 1 eV보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 온도 단위가 oZ인 어떤 온도 체계에 따라 0 oZ 에서 30 oZ 까지 피스톤으로 밀폐된 두 실린더에 각각 담겨져 있는 이상 기체 A, B의 부피를 나타낸 것이다. A, B의 압력은 일정하게 유지되며 서로 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

(단, 1 oZ 온도 변화를 나타내는 눈금의 크기는 일정하다.)

	<보 기>
ㄱ. A의 몰수는 B의 몰수의 2배이다. ㄴ. 절대온도 0 K는 －100 oZ에 해당한다. ㄷ. 100 oZ에서 B의 부피는 200 mL가 된다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 유압 장치를 이용하여 물체 D에 힘을 작용하는 것을 나타낸 것이다. 피스톤 A를 미는 힘은 10 N이며, 이 힘이 서로 연결된 두 실린더 내부의 비압축성 유체에 미치는 압력은 피스톤 B에 힘을 작용한다. B는 고정된 회전축을 중심으로 돌 수 있는 강체 C의 한 지점(회전축으로부터의 거리가 L 인 곳)을 수직으로 밀며, C의 끝 부분은 D를 민다. A, B의 단면적은 각각 10 cm2, 100 cm2이고, 유압 장치와 모든 물체는 힘의 평형을 이루어 정지 상태에 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

(단, 실린더는 고정되어 있으며, 유체에 미치는 중력의 영향, C의 질량과 굵기, 실린더 내부 및 회전축의 마찰, 유체의 점성, 모든 변형은 무시한다.)

	<보 기>
ㄱ. B가 C를 미는 힘은 100 N이다. ㄴ. 회전축에 대한 C에 작용하는 돌림힘(토크)의 합은 0이다. ㄷ. C가 D를 미는 힘은 200 N이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 초기에 저장된 전하량이 0인 원형 평행판 축전기에 전류 I 가 흘러 충전되고 있는 것을 나타낸 것이다. 점 a는 축전기 외부에 있고, 점 b는 반지름이 r 인 두 도체판 사이에 있다.

충전되는 동안 a, b에서의 자기장과 전기장에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 지구 자기장의 영향은 무시하며, 각 도체판의 중심에 수직으로 연결된 두 도선은 일직선 상에 있다.)

	<보 기>
ㄱ. a에서 자기장의 방향은 도선과 평행하다. ㄴ. b에서 자기장의 세기는 0이다. ㄷ. b에서 전기장의 세기는 증가하고 있다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 일직선 상의 위치 x 에 따른 전위(전기 퍼텐셜) V = bx 2을 나타낸 것이다. 질량이 m 이고 전하량이 q 인 입자를 x =A인 위치에 가만히 놓으면 이 입자는[eqn: V] 에 의하여 일직선 상에서 단조화 진동한다.

x

이 입자의 진동 주기는? (단, b 는 상수이며, 입자에 의한 V 의 변화와 전자기파 발생은 무시한다.)

① [eqn: 2 pi ``sqrt {{m_`} over {2qb}}]	② [eqn: 2 pi `` sqrt {{m_`} over {qb}}]	③ [eqn: 2 pi `` sqrt{{2m_`} over {qb}}^`]

④ [eqn: 2 pi `` sqrt {{mA_`} over {qb}}^`]	⑤ [eqn: 2 pi `` sqrt {{2mA_`} over {qb} }^`]

그림은 역학적 에너지가 100 eV인 전자가 x 축을 따라 1차원 운동할 때, 전자의 퍼텐셜 에너지(위치 에너지) U 를 나타낸 것이다. x < 0 영역에서 U ＝ 0 이고 x ≥ 0 영역에서 U ＝ 36 eV이다.

x

이 전자의 물리량에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. x ＞ 0 영역에서 운동 에너지는 36 eV이다. ㄴ. 운동량은 x ＞ 0 영역과 x ＜ 0 영역에서 서로 같다. ㄷ. 물질파 파장(드브로이 파장)은 x ＜ 0 영역보다 x ＞ 0 영역에서 더 길다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

다음은 마찰이 없는 에어트랙(air track)을 이용하여 뉴턴의 제2법칙을 확인하는 실험 과정과 결과의 일부이다.

<실험 과정>

(1)  그림과 같이 에어트랙이 수평이 되게 한 후 포토게이트 1, 포토게이트 2를 설치한다. 두 포토게이트 사이의 거리 L 은 활차의 길이 d 에 비하여 충분히 크게 하고 L 과 d 를 측정한다.

(2)  활차가 각 포토게이트를 통과하는 동안 발광부에서 나와 수광부로 들어가는 빛이 차단되는 시간 간격을 측정하도록 각 포토게이트를 설정한다.

(3)  질량 m 인 추를 질량 M 인 활차와 실로 연결하여 그림과 같이 장치하고 활차를 가만히 놓아 출발시킨다.

(4)  활차가 포토게이트 1을 지나면서 빛을 차단하는 시간 간격 Δt1을 측정한다. 같은 방법으로 활차가 포토게이트 2를 지나면서 빛을 차단하는 시간 간격 Δt2를 측정한다.

(5)  포토게이트 1과 포토게이트 2 위치에서의 활차의 속력 v1, v2 를 각각 구하고 이를 순간 속력으로 간주하여 활차의 가속도 크기 a 를 구한다.

<실험 결과>

측정값						계산값
L (m)	d (m)	m (kg)	M (kg)	Δt1 (s)	Δt2 (s)	v1 (m/s)	v2 (m/s)	a (m/s2)
0.50	0.10	0.40	0.20	0.037	0.027	(가)	3.7	(나)

실험 결과의 계산값에서 (가)와 (나)를 구하는 식으로 가장 적절한 것을 바르게 짝지은 것은?

(가)                (나)

①	[eqn: L_` over {~` t_1}^` ````````````````````````````````````` {v_2 ^{``2} -v_1 ^{``2}}_` over {d}^`]

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

②	[eqn: L_` over {~` t_1}^` ````````````````````````````````````` {v_2 ^{``2} +v_1 ^{``2}}_` over {2d}^`]

③	[eqn: d_` over {~` t_1}^` ````````````````````````````````````` {v_2 ^{``2} +v_1 ^{``2}}_` over {L}^`]

④	[eqn: d_` over {~` t_1}^` ````````````````````````````````````` {v _2 ^{``2} +v _1 ^{``2}}_` over {2L}^`]

⑤	[eqn: d_` over {~` t_1}^` ````````````````````````````````````` {v _2 ^{``2} -v _1 ^{``2}}_` over {2L}^`]

* 확인 사항

◦ 문제지와 답안지의 해당란에 필요한 내용을 정확하게 표기했는지 확인하십시오.

◦ 문제지는 제출하지 않아도 됩니다.