◦ 먼저 수험생이 선택한 과목의 문제지인지 확인하시오.

◦ 자신이 선택한 과목의 순서대로 문제를 풀어야 합니다.

◦ 문제지에 성명과 수험 번호를 정확히 기입하시오.

◦ 답안지에 성명, 수험 번호, 선택 과목, 답을 표기할 때에는 반드시 ‘수험생이 지켜야 할 일’에 따라 표기하시오.

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

2009학년도 4월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(물리Ⅱ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

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과학탐구 영역

물리Ⅱ

과학탐구 영역

물리Ⅱ

그림은 포도가 나무에서 연직 아래로 떨어지는 경로와 여우가 포도를 향해 이동하는 경로를 각각 0초에서 [eqn: t]까지 나타낸 것이고, 그래프는 포도와 여우의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다.

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2권 중 2권

0초에서 [eqn: t]까지, 포도와 여우의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기 저항은 무시한다.)

		보 기
ㄱ. 여우의 이동거리는 포도가 떨어진 거리보다 크다. ㄴ. 여우는 등속도 운동을 한다. ㄷ. 포도는 등가속도 운동을 한다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 수평면에서 운동하는 버스와 승용차의 운동을 설명한 것이다.

◦ 버스는 1초부터 3초까지 서쪽으로 3[eqn: rm{m/s}]의 일정한 속력으로 운동한다.

◦ 승용차는 1초부터 3초까지 북쪽으로 등가속도 직선 운동한다.

◦ 1초일 때, 승용차의 속력은 북쪽으로 1[eqn: rm{m/s}]이다.

◦ 2초일 때, 버스에 대한 승용차의 속도 크기는 5[eqn: rm{m/s}]이다.

2초일 때, 승용차의 가속도 크기는?

① 1[eqn: rm`m/s ^{2}]	② 2[eqn: rm`m/s ^{2}]	③ 3[eqn: rm`m/s ^{2}]	④ 4[eqn: rm`m/s ^{2}]	⑤ 5[eqn: rm`m/s ^{2}]

그림은 마찰이 없는 [eqn: xy] 수평면에서 질량 1[eqn: rmkg]인 물체가 [eqn: +x]방향의 일정한 속력 4[eqn: RMm/s]로 운동하는 것을, 그래프는 물체가 O점을 지나는 순간부터 물체에 [eqn: +y]방향으로 작용하는 힘을 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초에서 2초까지, 물체의 변위 크기는? (단, 공기 저항은 무시한다.)

[3점]

① 6[eqn: rmm]	② 8[eqn: rmm]	③ 10[eqn: rmm]	④ 12[eqn: rmm]	⑤ 16[eqn: rmm]

그림과 같이 마찰이 없는 경사면에서 질량 [eqn: m]인 물체에 수평방향으로 일정한 힘 [eqn: F] 를 작용하였더니 물체가 정지해 있다. 경사면과 수평면이 이루는 각은 [eqn: 45°]이다.

경사면이 물체를 경사면과 수직하게 떠받치는 힘의 크기는? (단, 중력가속도는 [eqn: g]이고, 물체의 크기는 무시한다.)

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

그림은 수평면으로부터 각각 높이 40[eqn: rmm], [eqn: h]인 곳에서 물체 A, B를 수평방향의 같은 속도로 던지는 것을 나타낸 것이다. A와 B는 점 q에 떨어진다. A의 처음 위치는 점 p의 연직 위이고, B의 처음 위치는 p와 q 사이의 [eqn: 1over2]지점 연직 위이다.

[eqn: h]는? (단, 공기 저항과 물체의 크기는 무시하고, p, q는 수평면 위에 있다.) [3점]

① 5[eqn: rmm]	② 10[eqn: rmm]	③ 15[eqn: rmm]	④ 20[eqn: rm m]	⑤ 30[eqn: rmm]

그림은 수평면으로부터 같은 높이에서 물체 A, B를 동시에 비스듬히 던지는 것을 나타낸 것이다. A와 B가 손을 떠난 순간부터 각각 A는 시간 4[eqn: t] 후 B가 손을 떠난 지점에, B는 3[eqn: t] 후 A가 손을 떠난 지점에 도달한다.

A, B의 최고점에서의 속력을 각각 [eqn: v _{rm A it}], [eqn: v _{rm B it}]라 할 때, [eqn: v _{rm A it}] : [eqn: v _{rm B it}]는? (단, 공기 저항과 물체의 크기는 무시하고, A와 B가 손을 떠난 지점의 높이는 같다.)

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

그림과 같이 수평면의 점 O에서 던져진 공 A, B가 각각 수평면의 점 p, q에 도달하였다. A, B가 각각 p, q에 도달할 때까지의 이동거리는 같고, 최고점의 높이는 A가 B보다 크다.

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2권 중 2권

A, B가 던져진 순간부터 각각 p, q에 도달할 때까지, A와 B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기 저항은 무시한다.)

		보 기
ㄱ. 가속도의 크기는 A와 B가 같다. ㄴ. 평균속력은 A와 B가 같다. ㄷ. 최고점에서의 속력은 A가 B보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄷ

그림은 수평면에서 물체 A, B가 오른쪽으로 각각 5[eqn: v], [eqn: v]의 일정한 속력으로 운동하다가 정면충돌하는 것을 나타낸 것이다. A와 B 사이의 반발계수는 0.5이고, A와 B의 질량은 각각 1[eqn: `rmkg], 2[eqn: `rmkg]이다.

A, B가 올라간 최고 높이를 각각 [eqn: h_{rmA}], [eqn: h_{rmB}]라 할 때, [eqn: h_{rmA}] : [eqn: h_{rmB}]는? (단, 공기 저항, 물체의 크기와 모든 마찰은 무시한다.)

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

그래프는 마찰이 없는 [eqn: xy] 수평면에서 물체 A에 대한 B의 속도의 [eqn: x], [eqn: y]성분 [eqn: v _{x}], [eqn: v _{y}]를 시간에 따라 나타낸 것이다. A는 [eqn: +x]방향의 일정한 속력 [eqn: v]로 운동하다가 [eqn: t]일 때 B와 충돌하고, A와 B의 질량은 같다.

A와 B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

		보 기
ㄱ. A의 운동 방향은 충돌 직전과 충돌 직후가 같다. ㄴ. B의 운동량 크기는 충돌 직전이 충돌 직후보다 크다. ㄷ. 충돌 직후, A에 대한 B의 속도 크기는 [eqn: v]이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 수평면으로부터 높이 3[eqn: h]인 곳에서 물체 A를 수평방향에 대해 [eqn: 30°]각으로 속력 [eqn: v]로 던지는 순간, 높이 2[eqn: h]인 곳에서 물체 B를 동시에 가만히 놓았다. A와 B는 1초 후 높이 [eqn: h]인 곳에서 만난다.

[eqn: v]는? (단, 중력가속도는 10[eqn: rm{m/s ^{2}}]이고, 공기 저항과 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

① [eqn: rm 5`m/s]	② [eqn: rm5sqrt {2}`m/s]	③ [eqn: rm10`m/s]

④ [eqn: rm10sqrt {2}`m/s]	⑤ [eqn: rm20`m/s]

[11 ~ 12] 그림 (가)는 마찰이 없는 [eqn: BOLDxy] 수평면에서 질량이 같은 두 물체 A, B가 각각 [eqn: bold+x]방향의 속력 [eqn: bold{v }], [eqn: bold{+y}]방향의 속력 2[eqn: bold{`v }]로  운동하는 것을 나타낸 것이다. A, B는 O점에서 충돌 후, (나)와 같이 운동한다. 물음에 답하시오. (단, 공기 저항은 무시한다.)

(가)                                    (나)

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

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2권 중 2권

		보 기
ㄱ. 충돌 직후, A의 속력은 [eqn: sqrt {2} v]이다. ㄴ. 충돌하는 동안, A와 B가 받는 충격량의 크기는 같다. ㄷ. 충돌 전 A와 B의 운동에너지 합은 충돌 후 A와 B의 운동에너지 합과 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

충돌 직전 A에 대한 B의 속도 크기를 [eqn: v _{rm 직전 it}], 충돌 직후 A에 대한 B의 속도 크기를 [eqn: v _{직후}]라고 할 때, [eqn: v _{rm 직전 it}] : [eqn: v _{직후}]는? [3점]

① [eqn: 1``: sqrt {2}]	② [eqn: { 1 } :{ sqrt { 3} }]	③ [eqn: sqrt {2} ``:`1]

④ [eqn: sqrt {3}~ :`1]	⑤ [eqn: {sqrt { 5}~:`1]

그래프는 [eqn: xy] 수평면에서 등속 원운동하는 물체 A, B의 속도의 [eqn: y]성분 [eqn: v_{ y}]를 각각 시간에 따라 나타낸 것이다.

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

		보 기
ㄱ. 각속도 크기는 A가 B보다 크다. ㄴ. 원운동 반지름은 A가 B보다 크다. ㄷ. 0초부터 1초까지, A와 B의 변위 크기는 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

	회전 주기	회전 반지름
A	[eqn: T]	[eqn: r]
B	[eqn: 2T]	[eqn: 2r]

표는 물체 A, B가 각각 등속 원운동 할 때의 회전 주기와 회전 반지름을 나타낸 것이다.

A의 구심가속도 크기가 [eqn: a]일 때, B의 구심가속도 크기는?

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

그림과 같이 [eqn: xy] 수평면에서 물체 A는 [eqn: +x]방향의 일정한 속력으로 운동하고, 물체 B는 O점을 중심으로 등속 원운동한다. A와 B의 속력은 같고, A가 [eqn: x]축에 있는 점 p에서 q까지 운동하는 시간은 [eqn: t]이다.

A와 B의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

		보 기
ㄱ. A에 대한 B의 운동 방향은 일정하다. ㄴ. B의 각속도 크기는 [eqn: {2} over {t}]이다. ㄷ. A에 대한 B의 가속도 크기는 일정하다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 물체가 O점을 중심으로 등속 원운동하는 것을, 그래프는 물체의 변위의 [eqn: x]성분 [eqn: S_{ x}]를 시간에 따라 나타낸 것이다.

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

		보 기
ㄱ. 주기는 2초이다. ㄴ. 가속도의 크기는 [eqn: {pi ^{2} } over {4``}RMm/s ^{ 2}]이다. ㄷ. 가속도의 [eqn: y]성분 크기는 일정하다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

다음은 용수철에 연결된 물체의 진동주기를 측정하는 실험 과정이다.

(가) 그림과 같이 매끄러운 수평면에서 용수철에 질량 [eqn: m]인 물체를 연결한다.

(나) 물체를 평형 위치로부터 오른쪽으로 4[eqn: RMcm]만큼 잡아당겼다 가만히 놓아, 물체가 10번 진동할 때까지의 시간을 측정한다.

(다) 물체를 평형 위치로부터 오른쪽으로 8[eqn: RMcm]만큼 잡아당겼다 가만히 놓아, 물체가 10번 진동할 때까지의 시간을 측정한다.

(라) 질량이 2[eqn: m]인 물체로 바꾸어 용수철에 연결한 후 (나)를 반복한다.

이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		보 기
철수：(나)에서 탄성력에 의한 위치에너지의 최대값은 (다)에서보다 작아. 영희：(나)에서 측정한 시간은 (다)에서의 2배야. 민수：(나), (라)에서 물체의 질량에 따른 진동주기를 비교할 수 있어.

① 철수	② 영희	③ 철수, 영희

④ 철수, 민수	⑤ 영희, 민수

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2권 중 2권

그림 (가), (나)와 같이 물체 A, B가 용수철에 연결된 수평면의 물체 C 위에서 각각 미끄러지지 않은 채로 C와 함께 단진동한다. A, B, C의 질량은 같고, (가)와 (나)에서 용수철상수는 같으며 진폭은 각각 [eqn: L], 2[eqn: L]이다.

(가)                                         (나)

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

		보 기
ㄱ. 평형 위치에서 C의 가속도는 0이다. ㄴ. A, B에 작용하는 마찰력 크기의 최대값은 같다. ㄷ. A, B의 운동에너지 최대값은 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[19 ~ 20] 그림은 행성 중심으로부터 반지름 [eqn: boldr]인 궤도를 따라 위성이 등속 원운동하는 것과 물체 A가 행성으로부터 멀어지는 방향으로 직선 운동하는 것을, 그래프는 A의 만유인력에 의한 위치에너지를 행성 중심으로부터의 거리에 따라 나타낸 것이다. A가 위성궤도의 p점을 지날 때 A의 속력은 위성 속력의 2배이고, A와 위성의 질량은 같다. 물음에 답하시오. (단, A와 위성에는 행성에 의한 만유인력만 작용한다.)

A가 p를 지날 때, A의 운동에너지는?

① 4[eqn: E]	② 6[eqn: E]	③ 8[eqn: E]	④ 12[eqn: E]	⑤ 16[eqn: E]

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

		보 기
ㄱ. 위성과 행성 사이의 만유인력 크기는 [eqn: {2E} over {r}]이다. ㄴ. 위성의 역학적에너지는 [eqn: -2E] 이다. ㄷ. 행성 중심에서부터 A까지 거리가 4[eqn: r]일 때, A의 만유인력에 의한 위치에너지는 [eqn: -0.5E] 이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

※ 확인사항

○ 문제지와 답안지의 해당란을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.