그래프는 직선상에서 운동하는 물체의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

2013학년도 4월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(물리Ⅰ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

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과학탐구 영역

물리Ⅰ

과학탐구 영역

물리Ⅰ

0부터 2[eqn: t]까지 물체의 평균 속력은?

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

그림은 수평인 얼음판에서 철수가 스틱으로 질량 [eqn: m]인 물체를 치는 모습을 나타낸 것이고, 그래프는 직선 운동하는 물체의 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		보 기
ㄱ. 0부터 [eqn: t _{1}]까지 물체의 운동량 변화량의 크기는 [eqn: mv]이다. ㄴ. [eqn: t _{2}]일 때 물체에 작용하는 알짜힘은 0이다. ㄷ. 스틱이 물체에 작용하는 충격량의 크기는 물체가 스틱에 작용하는 충격량의 크기와 같다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림과 같이 행성 A, B가 각각 태양을 한 초점으로 하는 타원 궤도를 따라 운동하고 있다.

A, B가 각각 한 주기 동안 운동할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 두 궤도는 동일면 상에 있다.)

		보 기
ㄱ. A의 속력은 일정하다. ㄴ. B의 가속도 크기는 일정하다. ㄷ. 공전 주기는 A가 B보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 마찰이 없는 미끄럼틀에서 점 p에 가만히 놓은 물체가 등가속도 운동하여 점 q를 속력 [eqn: v]로 통과하였다. p, q의 높이는 수평면에서부터 각각 [eqn: H], [eqn: h]이다.

[eqn: v]는? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 물체의 크기는 무시한다.)

① [eqn: sqrt {g(H-h)}]	② [eqn: sqrt {2g(H-h)}]	③ [eqn: 2 sqrt {g(H-h)}]

④ [eqn: sqrt {g(H+h)}]	⑤ [eqn: sqrt {2g(H+h)}]

그림과 같이 영희와 민수가 탄 우주선이 철수에 대하여 각각 0.9[eqn: c]의 일정한 속도로 운동한다. 철수에 대해 정지해 있는 물체의 고유 길이는 [eqn: L]이다.

물체의 길이가 [eqn: L]보다 짧게 관측되는 사람만을 있는 대로 고른 것은? (단, 빛의 속력은 [eqn: c]이다.) [3점]

① 영희	② 민수	③ 철수, 영희	④ 철수, 민수	⑤ 영희, 민수

1

32

그림은 원점 O로부터 같은 거리만큼 떨어져 [eqn: x]축에 고정되어 있는 점전하 A, B를 나타낸 것이다. A, B가 만드는 전기장 영역의 점 p에 음(-)전하를 가만히 놓을 경우 음(-)전하는 정지한다. A는 양(+)전하이다.

A와 B가 만드는 전기장을 전기력선으로 적절하게 나타낸 것은?

[3점]

①	②
③	④
⑤

다음은 정전기 유도에 대한 실험이다.

(가) 음(-)으로 대전된 에보나이트 막대를 대전되지 않은 금속구 A에 접촉시켰다가 뗀다.

(나) 대전되지 않은 금속구 B, C를 서로 접촉시킨 후, (가)의 A를 B에 가까이 한다.

(다) B와 C를 떼어낸다.

(가)                    (나)                     (다)

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

		보 기
ㄱ. (가)에서 A는 음(-)으로 대전된다. ㄴ. (나)에서 C에 있는 자유 전자는 B로 이동한다. ㄷ. (다)에서 대전된 전하의 종류는 A와 C가 서로 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 점 O가 중심이고, 반지름이 [eqn: R] 인 원형 도선에 전류가 흐르고 있다.

이와 같은 상태에서 <보기>의 조건만을 변화시킬 때, O에서 전류에 의한 자기장의 세기가 증가하는 경우만을 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. [eqn: R] 를 증가시킨다. ㄴ. 전류의 세기를 증가시킨다. ㄷ. 전류의 방향을 반대로 한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 자석이 낙하하여 코일이 감긴 유리관 속을 통과하였다. 자석이 코일을 통과할 때, 코일에 연결된 각각의 전구에 불이 켜졌다. 점 a, b, c는 자석이 낙하하는 경로 상에 있다.

a, b, c에서 자석의 역학적 에너지를 각각 [eqn: E _{rm `a it}], [eqn: E _{rm ``b it}], [eqn: E _{rm `c it}]라고 할 때, [eqn: E _{rm `a it}], [eqn: E _{rm ``b it}], [eqn: E _{rm `c it}]를 옳게 비교한 것은?

① [eqn: E _{rm `a it}] > [eqn: E _{rm ``b it}] > [eqn: E _{rm `c it}]	② [eqn: E _{rm `a it}] > [eqn: E _{rm ``b it}] = [eqn: E _{rm `c it}]	③ [eqn: E _{rm ``b it}] > [eqn: E _{rm `a it}] > [eqn: E _{rm `c it}]

④ [eqn: E _{rm ``b it}] > [eqn: E _{rm `a it}] = [eqn: E _{rm `c it}]	⑤ [eqn: E _{rm `c it}] > [eqn: E _{rm ``b it}] > [eqn: E _{rm `a it}]

그림은 수소 원자 내의 전자가 에너지 준위 [eqn: E _{`2}]에서 [eqn: E _{`1}]로, [eqn: E _{`3}]에서 [eqn: E _{`1}]로, [eqn: E _{`3}]에서 [eqn: E _{`2}]로 각각 전이하면서 진동수 [eqn: f _{1}], [eqn: f _{2}], [eqn: f _{3}]인 빛이 방출되는 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		보 기
ㄱ. 에너지 준위는 [eqn: E _{`1}]이 [eqn: E _{`3}]보다 높다. ㄴ. 빛의 진동수는 [eqn: f _{1}]이 [eqn: f _{2}]보다 작다. ㄷ. 수소 원자에서 방출되는 빛의 스펙트럼은 불연속적이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

2

32

그림과 같이 p-n 접합 다이오드를 연결하여 회로를 구성하였다. 표는 p-n 접합 다이오드에 걸리는 전압의 방향에 따른 회로의 전류를 나타낸 것이다.

전압의 방향	회로의 전류
순방향	흐른다
역방향	흐르지 않는다

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		보 기
ㄱ. 순방향 전압일 때, 다이오드 내에서 전자는 p형 반도체에서 n형 반도체로 이동한다. ㄴ. 역방향 전압일 때, 전원 장치의 a는 (-)극이다. ㄷ. 다이오드는 전류를 한쪽 방향으로 흐르게 하는 데 이용된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 코일, 축전기, 교류 전원이 연결된 회로에서 교류 전원의 진동수가 회로의 고유 진동수와 같을 때, 진동수가 [eqn: f _{0}]인 전자기파가 발생하는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		보 기
ㄱ. 회로의 고유 진동수는 [eqn: f _{0}]이다. ㄴ. 교류 전원의 진동수를 크게 하면 코일에서 전류의 흐름을 방해하는 정도가 작아진다. ㄷ. 전자기파는 전기장과 자기장의 진동으로 전파된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림 (가)는 관 속의 공기를 진동시켜 소리를 발생시키는 악기를, (나)는 (가)에서 길이가 서로 다른 관 속에서 만들어진 정상파 a와 b를 나타낸 것이다.

(가)                        (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		보 기
ㄱ. a, b는 한 쪽 끝이 닫힌 관에서 만들어지는 정상파이다. ㄴ. a가 b보다 높은 음이다. ㄷ. 관 속의 정상파는 회절에 의해 만들어진다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

다음은 여러 가지 파동이 실생활에 이용되는 예이다.

ⓐ ∼ ⓒ 중 전자기파만을 있는 대로 고른 것은?

① ⓐ	② ⓑ	③ ⓐ, ⓒ

④ ⓑ, ⓒ	⑤ ⓐ, ⓑ, ⓒ

그림과 같이 빛이 매질 A, B의 경계면에 입사각 [eqn: i]로 입사하여 전반사하였다.

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

		보 기
ㄱ. 입사각 [eqn: i]는 임계각보다 크다. ㄴ. 굴절률은 A가 B보다 크다. ㄷ. 동일한 빛이 B에서 A로 입사각 [eqn: i]로 입사하면 경계면에서 전반사한다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

31

32

그림은 중수소[eqn: (`` _{1} ^{2} rm H` it )]와 삼중수소[eqn: (`` _{1} ^{3} rm H`)]가 충돌하여 일어나는 핵반응을 나타낸 것이다.

[eqn: ` _{1} ^{2} rm H it ``+`` _{1} ^{3} rm H`` it ` -> ```` _{2} ^{4} rm He it ``+`` _{0} ^{1} rm n``+`17.6` rm MeV]

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 핵융합 반응이다. ㄴ. 17.6MeV의 에너지는 질량 결손에 의한 것이다. ㄷ. 반응 전의 질량수 합은 반응 후의 질량수 합과 같다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 광전 효과에 대한 설명이다.

◦광전 효과는 금속 표면에 진동수가 큰 빛을 비추었을 때 금속 표면에서 가 방출되는 현상이다.

(가)

◦빛의 의 증거가 되는 광전 효과를 아인슈타인은  ‘빛은 진동수에 비례하는 에너지를 갖는 광자들의 흐름이다.’라는 광양자설을 도입하여 설명하였다.

(나)

(가), (나)에 들어갈 것으로 옳은 것은?

	(가)	(나)		(가)	(나)
①	전자	입자성	②	전자	파동성
③	양성자	입자성	④	양성자	파동성
⑤	중성자	입자성

그림과 같이 물체 A는 물에 일부분만 잠긴 상태로, 물체 B는 물에 완전히 잠긴 상태로 정지해 있다. A, B의 부피는 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 각각 균질하다.) [3점]

		보 기
ㄱ. 밀도는 A와 B가 같다. ㄴ. A에 작용하는 부력의 크기는 B에 작용하는 부력의 크기보다 작다. ㄷ. A에 작용하는 부력의 크기와 A에 작용하는 중력의 크기는 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 무게가 각각 20N, [eqn: w]인 추를 매달아 놓은 막대가 수평인 상태로 정지해 있다.

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

		보 기
ㄱ. [eqn: w]는 50N이다. ㄴ. 막대에 작용하는 알짜힘은 0이다. ㄷ. 막대에 작용하는 돌림힘의 합은 0이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림과 같이 일정량의 이상 기체가 들어 있는 변형되지 않는 용기 안에 열을 공급할 수 있는 장치를 연결하였다.

기체에 열이 공급되는 동안, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 기체의 압력은 증가한다. ㄴ. 기체는 외부에 일을 한다. ㄷ. 기체의 내부 에너지는 감소한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

32

32

※ 확인사항

문제지와 답안지의 해당란을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.