1. 그림은 기체 원자와 고체 원자의 에너지 준위에 대해 세 사람이 대화하는 모습을 나타낸 것이다.

2013학년도 10월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(물리Ⅰ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

과학탐구 영역

(물리Ⅰ)

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과학탐구 영역

(물리Ⅰ)

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철수 : (가)에서는 에너지 준위가 불연속적이야.

민수 : (나)는 기체 원자의 에너지 준위를 나타낸 거야.

영희 : (나)에서 전자는 허용된 띠에만 존재해.

옳게 말한 사람만을 있는 대로 고른 것은?

① 영희	② 민수	③ 철수, 영희

④ 철수, 민수	⑤ 철수, 영희, 민수

2. 그림은 자동차 A, B가 기준선 P에서 기준선 Q까지 각각 등가속도 직선 운동하여 Q를 동시에 통과하는 모습을, 표는 A, B가 P와 Q를 통과하는 순간의 속력을 나타낸 것이다.

	P	Q
A	5 m/s	15 m/s
B	8 m/s	12 m/s

P에서 Q까지 A, B의 운동에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B의 크기는 무시한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. A의 평균 속력은 10 m/s이다. ㄴ. A가 B보다 먼저 P를 통과하였다. ㄷ. 가속도의 크기는 B가 A보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

3. 그림과 같이 마찰이 없는 수평면에 대전체 A, B가 한 쪽 끝이 고정된 가벼운 실 P, Q에 각각 연결되어 정지해 있다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실은 수평을 유지한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. A에 작용하는 알짜힘은 0이다. ㄴ. A, B가 띠는 전하의 종류는 같다. ㄷ. P가 A를 당기는 힘과 Q가 B를 당기는 힘은 작용과 반작용의 관계이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4. 그림은 자연계의 기본 힘과 매개 입자에 대하여 정리한 자료이다.

(가)와 (나)에 들어갈 매개 입자로 옳은 것은?

(가)	(나)	(가)	(나)

①	광자	전자	②	광자	글루온

③	뉴트리노	파이온	④	뉴트리노	글루온

⑤	전자	파이온

5. 그림 (가)는 영희가 리코더를 연주하는 모습을, (나)는 진동수가 서로 다른 ‘도’ 음인 A와 B를 악보에 나타낸 것이다.

(가)                  (나)

리코더로 A와 B 음을 낼 때, 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 리코더 안에 정상파가 생긴다. ㄴ. 소리의 파장은 A가 B보다 길다. ㄷ. 소리의 진동수는 B가 A의 2배이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 표는 지역 A, B에서 전력을 송전할 때 발전소의 송전 전력, 송전선의 저항, 송전 전압을 나타낸 것이다.

	A	B
발전소의 송전 전력	[eqn: 2P]	[eqn: P]
송전선의 저항	[eqn: R]	[eqn: 4R]
송전 전압	(가)	[eqn: V]

A, B의 송전선에서의 손실 전력이 서로 같을 때, (가)는? [3점]

① [eqn: 0.5V]	② [eqn: V]	③ [eqn: 2V]	④ [eqn: 4V]	⑤ [eqn: 8V]

7. 그림은 어떤 항성 주위를 행성 A, B가 각각 근일점과 원일점이 모두 [eqn: x]축 상에 있는 타원 궤도를 따라 공전하는 모습을 나타낸 것이다.

B의 공전 주기가 [eqn: T] 일 때 A의 공전 주기는? (단, A와 B에는 항성에 의한 만유인력만 작용한다.)

① [eqn: T]	② [eqn: root2 T]	③ [eqn: 2T]	④ [eqn: 2root2 T]	⑤ [eqn: 4T]

8. 그림은 자석 위에서 [eqn: y]축을 따라 금속 고리를 운동시키는 모습을, 그래프는 고리의 위치 [eqn: y]를 시간에 따라 나타낸 것이다.

고리에 흐르는 유도 전류에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 7초일 때 전류가 흐르지 않는다. ㄴ. 전류의 세기는 3초일 때와 9초일 때가 같다. ㄷ. 전류의 방향은 3초일 때와 9초일 때가 서로 반대이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9. 그림과 같이 태양 전지와 LED(발광 다이오드)를 연결한 후 태양 전지에 빛을 비추었더니 LED에서 빛이 방출되었다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 태양 전지 안에서 전자의 이동 방향은 a이다. ㄴ. 저항에 흐르는 전류의 방향은 태양 전지 → 저항 → LED 이다. ㄷ. 반도체 A는 p형 반도체이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

10. 그림은 고유 길이가 [eqn: L _{0}]인 우주선이 우주 정거장 A, B 사이를 등속 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이다. A에서 관측하면, 우주선의 속력은 0.6[eqn: c]이고 B는 정지해 있다.

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이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c]는 빛의 속력이다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. A에서 관측한 우주선의 길이는 [eqn: L _{0}]보다 짧다. ㄴ. 우주선에서 관측한 A, B 사이의 거리는 A에서 관측한 거리보다 짧다. ㄷ. A에서 관측하면 우주선의 시간이 A의 시간보다 느리게 간다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11. 그림 (가)는 수소 원자의 전자가 에너지를 흡수하는 a 과정을 거쳐 들뜬 상태가 되었다가 빛을 방출하는 b, c, d 과정을 거쳐 바닥 상태로 전이되는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 수소 원자가 방출하는 가시광선 영역의 선 스펙트럼을 나타낸 것으로, A는 이 중 파장이 가장 긴 빛이다.

(가)                         (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

① A는 d 과정에서 방출하는 빛이다.

② (나)는 라이먼 계열의 스펙트럼이다.

③ c 과정에서 3.4 eV의 에너지를 갖는 빛이 방출된다.

④ c 과정에서 방출하는 빛의 파장은 b 과정에서 방출하는 빛의 파장보다 길다.

⑤ 전자가 a 과정에서 흡수한 에너지는 b, c, d 과정을 거치며 방출한 에너지의 합과 같다.

12. 다음은 철수가 정전기 유도에 대해 탐구한 내용이다.

[관찰]

* 은박지로 싼 가벼운 스타이로폼 구 B에 대전되지 않은 금속구 A를 가까이 가져갔더니 B가 움직이지 않았다.

* A를 (-)전하로 대전시켰더니 B가 A로 끌려와 접촉한 후 튕겨 나갔다.

[해석]

Ⅰ. B가 끌려온 이유 : B의 왼쪽은 전하, 오른쪽은 전하를 띠기 때문이다.

(가)

(나)

Ⅱ. B가 튕겨 나간 이유 : B가 A에 닿으면 전하가 이동하여 A, B 모두 전하로 대전되기 때문이다.

(다)

(가), (나), (다)에 들어갈 전하의 종류로 옳은 것은?

(가)	(나)	(다)	(가)	(나)	(다)

①	-	+	+	②	-	+	-

③	+	-	-	④	+	-	+

⑤	+	+	-

13. 다음은 광전 효과에 대한 아인슈타인의 해석이다.

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◦ 빛은 광자라고 불리는 불연속적인 에너지 입자의 흐름이며, 광자의 에너지는 빛의 진동수에 비례한다.

◦ 금속 표면에 특정 진동수 이상의 빛을 비추면, 광자가 금속의 전자와 충돌하여 전자가 즉시 방출된다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 광전 효과는 빛의 입자성으로 설명된다. ㄴ. 빛의 파장이 짧을수록 광자의 에너지는 크다. ㄷ. 방출된 전자의 운동 에너지는 충돌한 광자의 에너지와 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14. 그림 (가)는 매질 A와 B의 경계면에 각 [eqn: theta]로 입사한 빛이 전반사되는 모습을, (나)는 A와 B로 만든 광섬유의 구조를 나타낸 것이다.

(가)                          (나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 굴절률은 A가 B보다 크다. ㄴ. (가)에서 임계각은 [eqn: theta]보다 크다. ㄷ. (나)에서 클래딩은 A로, 코어는 B로 만들었다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

15. 그림 (가)는 교류 전원에 코일과 전구를, (나)는 교류 전원에 축전기와 전구를 연결한 회로를 나타낸 것이다. 교류 전원의 진동수가 [eqn: f]일 때 (가)와 (나)에서 전구의 밝기가 같았다.

(가)                            (나)

교류 전원의 진동수를 [eqn: 2f]로 바꾸었을 때, (가)와 (나)에서 전구의 밝기 변화로 옳은 것은? [3점]

(가)	(나)	(가)	(나)

①	밝아진다	밝아진다	②	밝아진다	어두워진다

③	변함없다	변함없다	④	어두워진다	밝아진다

⑤	어두워진다	어두워진다

16. 그림과 같이 높이가 [eqn: 2L]인 수평면에 정지해 있던 질량 [eqn: m]인 물체에 수평 방향의 일정한 힘 [eqn: F] 를 물체가 거리 [eqn: L]만큼 이동할 때까지만 작용하였다.

지면에서의 물체의 운동 에너지가 경사면을 내려오기 직전의 2배일 때, [eqn: F] 는? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 물체의 크기와 모든 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

① [eqn: {mg } over {2}]	② [eqn: 2mg over3]	③ [eqn: mg]	④ [eqn: 2mg]	⑤ [eqn: 3mg]

17. 그림은 원자로 안에서 일어나는 [eqn: rm _{```~92}^235 rm U]의 핵분열 반응을 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)의 질량수는 143이다. ㄴ. 핵분열 반응에서 방출되는 에너지는 질량 결손에 의한 것이다. ㄷ. 중성자의 속도를 줄이기 위해 감속재를 사용한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

18. 그림과 같이 단면적이 각각 [eqn: 4S], [eqn: S] 인 굵은 관과 가는 관을 연결한 후 관 속에 기체를 흐르게 하였다. A 지점에서 기체의 속력이 [eqn: v]일 때 관 아랫부분에 연결된 유리관 속 액체 기둥의 높이차가 [eqn: h]이었다.

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A에서 기체의 속력이 [eqn: 2v]가 되면 유리관 속 액체 기둥의 높이차는? (단, 관과 기체의 마찰은 무시하며, 기체 및 액체의 밀도는 균일하다.) [3점]

① [eqn: h over4]	② [eqn: h over2]	③ [eqn: h]	④ [eqn: 2h]	⑤ [eqn: 4h]

19. 그림 (가), (나)는 실린더에 들어 있는 이상 기체에 열 공급 장치를 이용하여 열을 공급하는 모습을 나타낸 것으로, 두 실린더에 들어 있는 이상 기체의 양은 같다. 실린더와 피스톤은 단열되어 있으며, 피스톤은 (가)에서는 고정되어 있고 (나)에서는 자유롭게 움직일 수 있다.

(가)                           (나)

(가), (나)에서 열 공급 장치가 기체에 공급한 열량이 같을 때, 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)에서 기체의 압력은 증가한다. ㄴ. (나)에서 기체의 온도는 일정하다. ㄷ. (가)와 (나)에서 기체의 내부 에너지 증가량은 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

20. 그림과 같이 질량 2 kg인 물체 A와 액체 속에 잠겨있는 질량 0.6 kg인 물체 B를 길이가 [eqn: 4L]이고 질량 [eqn: M] 인 원통형 막대에 가벼운 실로 연결한 후 막대의 중앙점 O에서 [eqn: L] 만큼 떨어진 점 P에 실을 묶어 천장에 매달았더니 막대가 수평을 이루며 정지하고 있었다. B의 부피는 200 [eqn: rm cm^3]이며, 액체의 밀도는 0.5 [eqn: rm g/cm^3]이다.

[eqn: M] 은? (단, 중력 가속도는 10 [eqn: rm m/s^2]이고, 막대의 밀도는 균일하다.) [3점]

① 0.2 kg	② 0.5 kg	③ 1 kg	④ 2 kg	⑤ 3.5 kg

※ 확인 사항

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