1. 그림은 철수, 영희, 민수가 O 지점에서 동시에 출발하여 10 초 동안 각각 15 m, 25 m, 20 m의 거리를 이동한 것을 나타낸 것이다. 철수, 영희, 민수는 각각 일정한 속력으로 직선 운동하였다.

2009학년도 10월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(물리Ⅱ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

과학탐구 영역

(물리Ⅱ)

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과학탐구 영역

(물리Ⅱ)

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0 초부터 10 초까지 세 사람의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 철수의 속력은 1.5 m/s이다. ㄴ. 철수가 볼 때 민수가 영희보다 빠르게 운동한다. ㄷ. 철수와 민수 사이의 거리는 시간에 따라 증가한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

2. 그래프 (가)와 (나)는 수평 방향으로 100 [eqn: rm m/s]의 속력으로 날고 있던 비행기에서 낙하한 스카이다이버 속도의 수평 성분 [eqn: v _{x}]와 연직 성분 [eqn: v _{y}]를 시간 [eqn: t`]에 따라 나타낸 것이다.

(가)

(나)

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

		< 보 기 >
	ㄱ. 0 초부터 10 초까지 수평 방향으로 이동한 거리는 연직 방향으로 낙하한 거리보다 크다. ㄴ. 10 초일 때 순간 속력은 [eqn: 50sqrt {2}] [eqn: rm m/s]이다. ㄷ. 0 초부터 10 초까지 평균 가속도의 크기는 [eqn: 5sqrt { 3}] [eqn: rm m/s ^{2}]이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

3. 그림 (가)와 (나)는 [eqn: v]의 속도로 운동하는 물체 A가 정지해 있던 물체 B에 충돌한 후 A, B가 충돌 전 A의 경로에 대하여 각각 45°의 각으로 운동하는 모습과 각각 30°, 60°의 각으로 운동하는 모습을 나타낸 것이다. A와 B의 질량은 같다.

(가)

(나)

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

		< 보 기 >
	ㄱ. 충돌 직후 A와 B 의 속도의 합은 (가)와 (나)에서 서로 같다. ㄴ. 충돌 직후 A의 속력은 (가)에서가 (나)에서보다 크다. ㄷ. 충돌 과정에서 B가 받은 충격량의 크기는 (가)에서가 (나)에서의 [eqn: sqrt { 3}] 배이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4. 그림은 철수가 새총으로 수평 방향과 각각 45°와 [eqn: theta]의 각으로 P 지점에서 발사한 총알 A와 B가 포물선 경로로 운동하여 Q 지점을 통과하는 것을 나타낸 것이다. 지면으로부터의 높이는 P와 Q가 서로 같고, 45° < [eqn: theta] < 90°이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기 저항은 무시한다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. P에서의 속력은 A가 B보다 작다. ㄴ. P에서 Q까지 이동하는데 걸린 시간은 A와 B가 서로 같다. ㄷ. P에서 Q까지 평균 가속도의 크기는 A와 B가 서로 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

5. 그림은 영희가 운동기구에 앉아 일정한 속력으로 페달을 돌릴 때 운동기구의 바퀴가 회전하는 것을 나타낸 것이다. A, B는 회전 중심 O 지점으로부터의 거리가 각각 30 cm, 15 cm인 바퀴 상의 두 지점이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 속력은 A와 B가 서로 같다. ㄴ. 구심 가속도의 크기는 A가 B의 2 배이다. ㄷ. 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 A와 B가 서로 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

6. 그림은 경사각이 [eqn: theta `]인 빗면에 고정된 용수철에 매달린 물체가 진폭 [eqn: A`]로 단진동하는 것을 나타낸 것이다. 용수철이 늘어나지 않았을 때 용수철의 길이는 [eqn: L`]이다.

이 물체의 진동 주기는? (단, 중력가속도는 [eqn: g`]이고, 용수철의 질량은 무시한다.) [3점]

① [eqn: 2 pi sqrt {{A} over {g}}]	② [eqn: 2 pi sqrt {{A} over {g`sin` theta }}]	③ [eqn: 2 pi sqrt {{A} over {g`cos` theta }}]

④ [eqn: 2 pi sqrt {{A} over {g`tan` theta }}]	⑤ [eqn: 2 pi sqrt {{L``+A} over {g}}]

7. 그림은 균일한 전기장에서 전기장의 방향과 직각으로 O 지점에 입사한 대전 입자가 포물선 경로로 운동하는 것을 나타낸 것이다. P와 Q는 포물선 경로의 두 지점이며 O에서 P까지와 P에서 Q까지 이동하는 데 걸린 시간은 같다.

O와 P 사이의 전위차가 [eqn: V``]일 때, P와 Q 사이의 전위차는?

[3점]

① [eqn: V`]	② [eqn: 2`V`]	③ [eqn: 3`V`]	④ [eqn: 4`V`]	⑤ [eqn: 5`V`]

8. 그림은 지구를 중심으로 하는 원궤도를 따라 공전하는 인공위성 A와 지구를 한 초점으로 하는 타원 궤도를 따라 공전하는 인공위성 B를 나타낸 것이다. 지구 중심으로부터 A까지의 거리는 [eqn: 2r`]이고 B까지의 거리는 가장 작을 때와 클 때가 각각 [eqn: r`], [eqn: 2r`]이며, A와 B의 질량은 같다.

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

		< 보 기 >
	ㄱ. 공전 주기는 A가 B보다 크다. ㄴ. 역학적 에너지는 A가 B보다 크다. ㄷ. 지구의 만유인력이 A에 하는 일은 0이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10

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9. 그림은 이상기체가 들어 있는 실린더의 피스톤 위에 모래를 조금씩 부었을 때 피스톤이 서서히 아래로 내려가 기체의 부피가 감소하는 것을 나타낸 것이다. 기체의 부피가 감소하는 동안 기체의 온도는 일정하다.

부피가 감소하는 동안 이 기체에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 압력이 일정하다.

② 외부에 일을 한다.

③ 외부로 열을 방출한다.

④ 내부 에너지가 증가한다.

⑤ 기체 분자의 평균 속력이 증가한다.

10. 그래프는 일정량의 이상기체 상태가 A → B → C → D → A를 따라 변화할 때 압력과 부피의 관계를 나타낸 것이다. A → B 과정과 C → D 과정은 압력이 각각 [eqn: 2`P`], [eqn: P`]로 일정하고, B → C 과정과 D → A 과정은 온도가 각각 [eqn: 2`T``], [eqn: T``]로 일정하다.

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

		< 보 기 >
	ㄱ. C일 때 부피는 A일 때 부피의 4 배이다. ㄴ. B → C 과정에서 내부 에너지는 감소한다. ㄷ. A → B 과정에서 흡수한 열량은 C → D 과정에서 방출한 열량보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11. 그림 (가)와 (나)는 전지와 4 Ω의 저항을 연결한 회로를 나타낸 것이다. 각 전지의 기전력은 1.5 V이고 내부저항은 1 Ω이다.

(가)	(나)

(가), (나)에서 4 Ω의 저항에 흐르는 전류의 세기의 비 [eqn: I_1] : [eqn: I_2]는?

① 1 : 1	② 1 : 2	③ 2 : 1	④ 2 : 3	⑤ 3 : 2

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12. 그림은 1 Ω, 4 Ω, 8 Ω인 저항과 가변저항 [eqn: R] , 전기용량이 4 [eqn: rm mu F]인 축전기를 전압이 12 V로 일정한 전원장치에 연결한 회로를 나타낸 것이다.

[eqn: R`]가 1 Ω일 때 축전기에 저장되는 전하량을 [eqn: Q_1], [eqn: R`]가 3 Ω일 때 축전기에 저장되는 전하량을 [eqn: Q_2]라고 할 때 [eqn: Q_1] : [eqn: Q_2]는? [3점]

① 1 : 1	② 1 : 2	③ 1 : 4	④ 2 : 1	⑤ 4 : 1

13. 그림은 방사성 원소 토륨(Th)의 붕괴 과정 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. (가) 과정에서 헬륨 원자핵이 방출된다. ㄴ. (나) 과정에서 전자가 방출된다. ㄷ. 중성자 수가 140인 라듐(Ra)은 중성자 수가 136인 라듐(Ra)과 동위 원소이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14. 그림은 중력장 속에서 가만히 떨어뜨린 대전 입자 A, B가 균일한 자기장 영역을 통과하여 진행한 경로를 나타낸 것이다. A, B는 자기장 영역에 같은 속도로 입사하여 각각 [eqn: v _{\A}], [eqn: v _{\B}]의 속도로 자기장 영역을 빠져 나왔다. A, B의 전하량은 같고, 자기장은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기 저항과 전자기파의 발생은 무시한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 질량은 A가 B보다 크다. ㄴ. [eqn: v _{\A}]의 크기는 [eqn: v _{\B}]의 크기보다 작다. ㄷ. 자기장 영역에서 자기력이 B에 하는 일은 0이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

15. 그림은 전압이 220 V이고 주파수가 60 Hz인 교류전원에 1 kΩ인 저항과 이 교류전원에 대한 유도리액턴스가 2 kΩ인 코일, 용량리액턴스가 3 kΩ인 축전기, 스위치를 연결한 회로를 나타낸 것이다.

스위치를  a에 연결할 때 1 kΩ인 저항에서의 소비전력을 [eqn: P _{\ a}], 스위치를  b에 연결할 때 1 kΩ인 저항에서의 소비전력을 [eqn: P _{\ b}]라고 할 때 [eqn: P _{\ a}] : [eqn: P _{\ b}]는? [3점]

① 1 : 1	② 2 : 1	③ 4 : 1	④ 4 : 3	⑤ 16 : 9

16. 그림은 자체유도계수가 [eqn: L]인 코일, 전기용량이 [eqn: C] 인 축전기, 기전력이 [eqn: V`]인 전지, 스위치를 연결한 회로를 나타낸 것이다. 스위치를 a에 연결하여 축전기를 완전히 충전시킨 후 스위치를 b에 연결하였더니 코일에 일정한 주기로 진동하는 전류가 흘렀다.

코일에 진동하는 전류가 흐를 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 전자기파의 발생은 무시한다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. 진동하는 전류의 주기는 [eqn: 2 pi sqrt {LC}`]이다. ㄴ. 축전기에 저장되는 에너지의 최댓값은 [eqn: {1} over {2} CV ^{2}`]이다. ㄷ. 코일에 흐르는 전류가 최대인 순간에 축전기에 저장된 전하량이 최대이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

17. 그림 (가)와 (나)는 원자 모형의 변천에 기여한 발견이나 사실을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

(가)와 (나)를 설명할 수 있는 원자 모형에 대한 내용을 <보기>에서 찾아 바르게 연결한 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 원자 내에 양(+)전하가 고르게 퍼져 있고, 그 속에 전자들이 띄엄띄엄 박혀 있다. ㄴ. 전자의 궤도는 불연속적이고, 전자가 다른 궤도로 전이할 때 전자기파를 방출하거나 흡수한다. ㄷ. 원자의 중심에는 양(+)전하를 띠고 원자 질량의 대부분을 차지하는 원자핵이 있다.

(가)   (나)	(가)   (나)

①   ㄱ     ㄴ	②   ㄱ     ㄷ

③   ㄴ     ㄱ	④   ㄴ     ㄷ

⑤   ㄷ     ㄱ

18. 그림은 수소 원자에서 전자가 두 번째 들뜬 상태([eqn: n]=3)에서 바닥 상태([eqn: n]=1)로 전이하면서 광자 1 개를 방출하는 것을 보어의 수소 원자 모형에 따라 모식적으로 나타낸 것이다. 바닥 상태에 있는 전자의 에너지 준위는 [eqn: -E_0]이다.

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

		< 보 기 >
	ㄱ. 전자의 궤도 반지름은 두 번째 들뜬 상태([eqn: n]=3)가 바닥 상태([eqn: n]=1)의 3 배이다. ㄴ. 전자의 물질파 파장은 두 번째 들뜬 상태([eqn: n]=3)가 바닥 상태([eqn: n]=1)의 [eqn: 1 over 3] 배이다. ㄷ. 방출된 광자 1 개의 에너지는 [eqn: 8 over 9 E_0]이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

19. 표는 질량이 각각 16 mg, 8 mg인 방사성 원소 A, B가 시간이 지남에 따라 붕괴되어 남아있는 질량을 나타낸 것이다.

시간	0	[eqn: t]	[eqn: 2t]
A의 남아있는 질량(mg)	16	4	1
B의 남아있는 질량(mg)	8	4	2

A의 반감기를 [eqn: T _\A], B의 반감기를 [eqn: T _\B]라고 할 때 [eqn: T _\A] : [eqn: T _\B]는?

① 1 : 2	② 1 : 4	③ 2 : 1	④ 4 : 1	⑤ 8 : 1

20. 그림 (가)와 (나)는 음극선 발생장치를 모식적으로 나타낸 것이다. (가)는 필라멘트에서 발생한 음극선이 가속 전압 [eqn: V`]로 가속된 후 금속판 사이의 균일한 전기장을 통과하여 형광 스크린의 P 지점에 도달하는 모습을 나타낸 것이고, (나)는 (가)의 균일한 전기장에 수직으로 균일한 자기장을 걸었을 때, 음극선이 직선 경로를 따라 O 지점에 도달하는 모습을 나타낸 것이다.

(가)

(나)

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

		< 보 기 >
	ㄱ. 음극선은 음(-)전하를 띤다. ㄴ. (가)에서 가속 전압 [eqn: V`]를 증가시키면 P의 위쪽에 도달한다. ㄷ. (나)에서 가속 전압 [eqn: V`]를 증가시키면 O의 위쪽에 도달한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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※ 확인 사항

◦ 답안지의 해당란에 필요한 내용을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.