◦ 자신이 선택한 과목의 문제지인지 확인하시오.

◦ 문제지의 해당란에 성명과 수험번호를 정확히 기입하시오.

◦ 답안지의 해당란에 성명과 수험번호를 쓰고, 또 수험번호와 답을 정확히 표기하시오.

◦ 선택한 과목 순서대로 문제를 풀고, 답은 답안지의 ‘제1선택’란부터 차례대로 표기하시오.

◦ 문항에 따라 배점이 다르니, 각 물음의 끝에 표시된 배점을 참고하시오. 3점 문항에만 점수가 표시되어 있습니다. 점수 표시가 없는 문항은 모두 2점씩입니다.

2011학년도 4월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역 ( 물리Ⅰ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

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과학탐구 영역

물리Ⅰ

과학탐구 영역

물리Ⅰ

그래프는 직선 운동하는 물체의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 1초일 때 가속도는 0이다. ㄴ. 운동 방향은 1초일 때와 3초일 때가 서로 같다. ㄷ. 평균 속력은 0초부터 2초까지와 2초부터 4초까지가 서로 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄷ

1

32

그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 물체 A, B가 각각 속력 [eqn: v], [eqn: 2v]로 벽을 향하여 등속 직선 운동하고 있는 모습을, (나)는 (가)에서 B가 벽과 충돌하여 [eqn: v]의 속력으로 정반대 방향으로 튕겨 나와 A와 충돌한 후 정지한 모습을 나타낸 것이다.

(가)                                      (나)

B가 벽과 충돌하는 동안 벽으로부터 받은 충격량의 크기가 [eqn: I] 일 때, A가 B와 충돌하는 동안 B로부터 받은 충격량의 크기는? (단, A와 B의 크기, 공기 저항은 무시한다.)

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

그림은 영희가 공을 들고 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다.

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

		보 기
ㄱ. 공에 작용하는 합력은 0이다. ㄴ. 지면이 영희를 떠받치는 힘의 크기는 영희에게 작용하는 중력의 크기와 같다. ㄷ. 영희가 공을 떠받치는 힘의 반작용은 공에 작용하는 중력이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄷ

그림과 같이 마찰이 없는 수평면에서 질량 [eqn: m]인 물체 A가 속력 [eqn: 3v]로 등속 직선 운동하여 정지해 있는 물체 B와 충돌한 후, A와 B가 서로 반대 방향으로 각각 등속 운동하였다. 충돌 후, A의 속력은 [eqn: v]이고, A에 대한 B의 속도 크기는 [eqn: 2v]이다.

B의 질량은? (단, A, B의 크기는 무시한다.)

① [eqn: {1} over {2} m]	② [eqn: m]	③ [eqn: 2m]	④ [eqn: 4m]	⑤ [eqn: 8m]

그림 (가)와 같이 전동기가 마찰이 없는 경사면의 물체 A를 일정한 힘 [eqn: F] 로 당겼더니, A가 속력 [eqn: 2v]로 등속 운동하였다. 그림 (나)와 같이 전동기가 마찰이 있는 수평면에 놓인 물체 B를 당겼더니, A와 B가 속력 [eqn: v]로 등속 운동하였다. (가)와 (나)에서의 전동기의 일률은 같고, 경사면도 같다.

(가)                                   (나)

(나)에서 B에 작용하는 마찰력의 크기는? (단, B와 수평면과의 운동 마찰 계수는 일정하고, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

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

그림과 같이 단면적이 같고 각각 균일한 원통형 금속 A, B, C를 전원 장치에 연결하였더니, 점 a와 b에 흐르는 전류의 세기가 같았다. A, B, C의 길이는 각각 [eqn: L], [eqn: 2L], [eqn: L]이고, A와 B의 비저항은 서로 같다.

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

		보 기
ㄱ. 저항값은 B가 A의 2배이다. ㄴ. B 양단에 걸리는 전압은 A 양단에 걸리는 전압의 2배이다. ㄷ. 비저항은 C가 A의 3배이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림과 같이 저항값이 2Ω, 3Ω, [eqn: R], [eqn: 2R]인 저항과 스위치 S를 전압이 일정한 전원 장치에 연결하였다. S가 열려 있을 때, 점 a에 흐르는 전류 세기는 점 b에 흐르는 전류 세기의 2배이다.

S가 닫혀 있을 때 a와 b에 흐르는 전류 세기가 각각 [eqn: I _{rma it}]와 [eqn: I _{rm b it}]일 때, [eqn: I _{rm a it} ``:I _{rm b it} `]는?

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

그림과 같이 저항값이 [eqn: R]인 저항 4개를 전압이 일정한 전원 장치에 연결하였다. 스위치를 a에 연결하였을 때, 회로 전체의 소비 전력은 [eqn: P]이다.

스위치를 b에 연결하였을 때, 이 회로 전체의 소비 전력은? [3점]

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

그림과 같이 마찰이 없는 수평면에서 용수철에 물체 A, B를 접촉하여 압축시킨 후 가만히 놓았더니, A, B가 마찰이 없는 면에서 운동 에너지가 각각 [eqn: E], [eqn: 2E] 로 용수철과 분리되어 마찰이 있는 수평면에서 [eqn: L], [eqn: 2L]만큼 등가속도 직선 운동한 후 정지하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물체의 크기, 용수철의 질량, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

		보 기
ㄱ. 마찰이 없는 면에서 운동하는 동안 운동량의 크기는 A와 B가 서로 같다. ㄴ. 질량은 A가 B의 2배이다. ㄷ. 마찰이 있는 면에서 운동하는 동안 가속도의 크기는 A와 B가 서로 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

2

32

그림은 금속 고리가 종이면에 수직한 방향의 균일한 자기장 영역에 고정되어 놓인 것을, 그래프는 자기장 영역의 자기장을 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자기장의 방향은 종이면에서 수직으로 나오는 방향을 양(+)으로 한다.)

		보 기
ㄱ. 0초부터 [eqn: 2t]까지 금속 고리에 흐르는 유도 전류의 세기는 점점 증가한다. ㄴ. [eqn: t]일 때 금속 고리에 흐르는 유도 전류의 방향은 [eqn: 3t]일 때와 같다. ㄷ. [eqn: 5t]일 때 금속 고리에는 유도 전류가 흐르지 않는다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 용수철 A에 질량 [eqn: m]인 물체를 접촉시켜 점 P까지 압축한 후 가만히 놓았더니, 물체가 연직 위로 운동하여 용수철 B를 점 Q까지 최대로 압축시켰다. A, B를 압축한 길이는 각각 [eqn: 2L], [eqn: L]이고, A와 B는 연직선상에 있으며, 용수철 상수는 [eqn: k]로 서로 같다.

P와 Q 사이의 거리는? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 물체의 크기, 용수철의 질량, 공기 저항은 무시한다.)

① [eqn: {```kL ^{2}} over {2mg}]	② [eqn: {```2kL ^{2}} over {3mg}]	③ [eqn: {```3kL ^{2}} over {2mg}]	④ [eqn: {```2kL ^{2}} over {mg}]	⑤ [eqn: {```5kL ^{2}} over {2mg}]

그림과 같이 전류가 흐르는 가늘고 무한히 긴 평행한 두 직선 도선 A, B가 모눈종이면에 고정되어 있다. 점 p에서 전류에 의한 자기장은 0이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 점 p, q는 모눈종이면에 있다.) [3점]

		보 기
ㄱ. A와 B에 흐르는 전류의 방향은 서로 같다. ㄴ. 도선에 흐르는 전류의 세기는 B에서가 A에서의 3배이다. ㄷ. q에서 전류에 의한 자기장은 0이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 줄을 주기 [eqn: T _{rm P it}]로 진동시키다가 진동을 1초 동안 멈춘 후 다시 주기 [eqn: T _{rm Q it}]로 진동시켜 발생한 파동의 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 주기가 [eqn: T _{rm P it}], [eqn: T _{rm Q it}]인 파동을 각각 P, Q라고 하고, P와 Q의 속력은 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

31

32

		보 기
ㄱ. P의 속력은 20cm/s이다. ㄴ. Q의 파장은 10cm이다. ㄷ. [eqn: T _{rm P it} =2T _{rm Q it}] 이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 빛의 간섭에 관한 실험이다.

[과정]

(가) 그림과 같이 레이저와 이중 슬릿 A 사이의 거리는 [eqn: D], 이중 슬릿 A와 스크린 사이의 거리는 [eqn: L]만큼 떨어뜨려 실험 장치를 설치한다.

(나) 이중 슬릿 A에 레이저를 비추어 스크린에 나타난 간섭 무늬 간격 [eqn: x _{rm A it}]를 측정한다.

(다) 이중 슬릿 A 대신 이중 슬릿 B로 바꾼 후, 레이저를 비추어 스크린에 나타난 간섭 무늬 간격 [eqn: x _{rm B it}]를 측정한다.

[결과]

이중 슬릿	간섭 무늬	간섭 무늬 간격 비교
A		[eqn: x _{rm A it}]> [eqn: x _{rmB it}]
B

이에 대해 옳게 말한 학생만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		보 기
철수 : 이중 슬릿의 간격은 A가 B보다 작아. 영희 : 과정 (나)에서 레이저만을 움직여 [eqn: D] 를 작게 하면 간섭 무늬 간격은 [eqn: x _{rm A it}]보다 커져. 민수 : 과정 (나)에서 스크린만을 움직여 [eqn: L]을 작게 하면 간섭 무늬 간격은 [eqn: x _{rm A it}]보다 커져.

① 철수	② 영희	③ 철수, 영희

④ 철수, 민수	⑤ 영희, 민수

그래프는 입자 A, B의 운동 에너지와 물질파 파장 사이의 관계를 나타낸 것이다.

A, B의 질량이 각각 [eqn: m _{rm A it}], [eqn: m _{rm B it}]일 때, [eqn: m _{rm A it} :`m _{rm B it}]는?

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

그림은 진폭이 [eqn: 2A]인 정상파의 어느 순간의 모습을 일부 나타낸 것이다.

이 순간부터 한 주기 동안 나타날 수 있는 정상파의 모습만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. ㄴ. ㄷ.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 단색광이 공기 중에서 매질 A의 한 면에 수직으로 입사한 후 매질 A와 B의 경계면 점 p에서 전반사 한 후, 매질 A와 C의 경계면 점 q에서 굴절하여 진행하였다.

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

		보 기
ㄱ. 굴절률은 B가 C보다 작다. ㄴ. q에서 입사각이 굴절각보다 작다. ㄷ. 단색광의 파장은 A에서가 C에서보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림 (가), (나)는 동일한 금속판에 진동수 [eqn: 2f], [eqn: 3f]인 단색광을 각각 비추었을 때 광전자가 방출되는 것을 모식적으로 나타낸 것이다. 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지는 (나)에서가 (가)에서의 3배이다.

(가)                                       (나)

이 금속판의 한계 진동수는? [3점]

32

32

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

그림 (가)는 질량 [eqn: m]인 물체 A가 물체 B와 실로 연결되어 가속도의 크기가 [eqn: {g} over {2}]인 등가속도 운동하는 모습을, (나)는 A가 지면에 가만히 놓여 있는 B와 실로 연결되어 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다.

(가)                       (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.)

		보 기
ㄱ. B의 질량은 [eqn: 2m]이다. ㄴ. (나)에서 B가 지면을 누르는 힘의 크기는 [eqn: 2mg]이다. ㄷ. 실이 A를 당기는 힘의 크기는 (가)에서가 (나)에서보다 크다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 수평면에서 기준선 P에 정지해 있던 철수가 출발하는 순간, 속력 [eqn: v], [eqn: 2v]로 운동하던 사각형 틀 A, B가 각각 기준선 P, Q를 통과한다. 철수는 등가속도 직선 운동을, A와 B는 각각 등속도 운동을 한다. P와 Q 사이의 거리는 [eqn: 3L]이고, 철수가 B를 통과하는 순간 A와 B 사이의 거리는 [eqn: L]이다.

철수가 B를 통과하는 순간의 속력은? (단, A, B, 철수는 서로 나란한 경로를 따라 운동하며, A, B, 철수의 크기는 무시한다.) [3점]

① [eqn: 3v]	② [eqn: 4v]	③ [eqn: 5v]	④ [eqn: 6v]	⑤ [eqn: 7v]

※ 확인사항

문제지와 답안지의 해당란을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.