◦ 자신이 선택한 과목의 문제지인지 확인하시오.

◦ 문제지의 해당란에 성명과 수험 번호를 정확히 쓰시오.

◦ 답안지의 해당란에 성명과 수험 번호를 쓰고, 또 수험 번호와 답을 정확히 표시하시오.

16

◦ 선택한 과목 순서대로 문제를 풀고, 답을 표시하시오.

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

	과학탐구 영역(물리I)	고2

고2	과학탐구 영역(물리I)

2012년 12월 고2 영남권연합학력평가 문제지

제 4 교시         과학탐구 영역(물리I)

성명			수험 번호						2

그림은 특수 상대성 이론 수업이 끝난 다음, 학생들이 정지한 관찰자의 관점에서 대화를 나누고 있는 장면을 나타낸 것이다.

자동차 A

(광속에 가까운 등속도 운동상태)

자동차 B

(정지상태)

정지한   관찰자

A와 B의

전조등에서 나오는 빛의 속력은 같아.

A와 B에 있는

공의 운동 상태는 동일하게 보여.

A의 시간이 B보다 느리게 가는 것으로 보여.

철수

영희

민수

옳게 말한 학생만을 있는 대로 고른 것은? [3점]

① 철수	② 영희	③ 민수

④ 철수, 민수	⑤ 철수, 영희, 민수

그림은 마찰이 없는 수평면 위에서 질량이 각각 [eqn: rm 2`kg,~1`kg]인 두 물체 A , B 가 용수철에 압축되어 속력 4 m/s로 함께 운동하다가  분리되는 것을 나타낸 것이다. (단, 용수철의 질량은 무시한다.)

(분리 전)                      (분리 후)

A

B

A

B

2kg

1kg

2kg

1kg

[eqn: v]

[eqn: rm 4m/s]

[eqn: rm 2m/s]

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

		보 기
ㄱ. 분리된 후 B 의 속력은 [eqn: rm 8`m/s]이다. ㄴ. 분리되는 과정에서 B 가 받은 충격량의 크기는 4 N․s 이다. ㄷ. 분리되는 과정에서 전체 운동에너지는 감소한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

뉴턴이 사과나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 만유인력을 발견했다는 유명한 일화가 있는데, 사실은 뉴턴의 관심 대상은 사과가 아니라 달이었다. 사과는 지구의 중력에 의해 떨어지지만 달은 떨어지지 않고 지구 주위를 돈다는 것으로부터 만유인력의 법칙을 발견한 것이다.

사과

달

지표면

지구

사과와 달에 작용하는 힘과 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지구 자전에 의한 효과와 모든 마찰은 무시하고, 달은 지구 주위를 등속 원운동한다.)

		보 기
ㄱ. 사과와 달에 작용하는 힘의 종류는 같다. ㄴ. 달의 운동 방향은 작용하는 힘의 방향과 수직이다. ㄷ. 사과와 달에 작용하는 합력의 방향은 모두 지구 중심 방향이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림 (가), (나)와 같이 모양이 다른 두 경사면 위의 같은 높이 [eqn: h] 인 지점에서 질량이 같은 쇠구슬 A , B 를 가만히 놓았다.

(가)                         (나)

[eqn: v]

[eqn: v']

B

A

[eqn: h]

[eqn: h]

이 쇠구슬의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 두 경사면의 길이는 같고, 쇠구슬의 크기와 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

		보 기
ㄱ. 바닥에서의 속력 [eqn: v] 와 [eqn: v'] 은 같다. ㄴ. A 가 B 보다 지면에 먼저 도달한다. ㄷ. (가)와 (나)의 경우 모두 역학적 에너지는 보존된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그래프는 우리 은하에서 멀어지고 있는 외부 은하까지의 거리에 따른 은하의 후퇴속도를 나타낸 것이다.

은

하

의

후

퇴

속

도

은하까지의 거리

이에 대한 해석으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 우주는 수축하고 있다. ㄴ. 멀리 떨어진 은하일수록 후퇴속도는 빠르다. ㄷ. 그래프에서 직선의 기울기는 우주의 나이를 의미한다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[eqn: rm gamma]

[eqn: rm u]

[eqn: rm c]

[eqn: rm t]

[eqn: rm d]

[eqn: rm s]

[eqn: rm b]

[eqn: rm g]

[eqn: rm nu_e]

[eqn: rm nu_mu]

[eqn: rm nu_tau]

[eqn: rm z]

[eqn: rm e]

[eqn: rm mu]

[eqn: rm tau]

[eqn: rm w]

보

존

렙톤

쿼크

표는 겔만이 제안한 기본입자 표준모형을 나타낸 것이다.

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

		보 기
ㄱ. 쿼크와 렙톤은 물질을 구성하는 기본입자이다. ㄴ. 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자는 각각 3개의 쿼크로 이루어져 있다. ㄷ. 입자 사이의 상호작용을 매개하는 입자 중에서 글루온은 중력을 매개하는 입자이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 도체, 부도체, 반도체 각각의 온도에 따른 비저항과 에너지띠 구조를 나타낸 것이다.

(온도에 따른 비저항)

0

10-4

1

10-8

104

108

온도(K)

800

400

A

B

C

(에너지띠 구조)

에

너

지

(가)

(나)

(다)

원자가띠

원자가띠

원자가띠

전도띠

전도띠

전도띠

띠틈

띠틈

위 그림을 참조하여 A , B , C 를 옳게 연결한 것은? [3점]

A     B     C                    A     B     C

①  (가)   (나)   (다)              ②  (가)   (다)   (나)

③  (나)   (가)   (다)              ④  (나)   (다)   (가)

⑤  (다)   (나)   (가)

그림은 수소 원자에서 양자수([eqn: n])에 따른 전자의 에너지 준위를 나타낸 것이며, (가)와 (나)는 전자의 전이 방향이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

(가)

(나)

[eqn: n={INF }]

[eqn: n=2]

[eqn: n=1]

[eqn: n=3]

		보 기
ㄱ. 에너지를 방출하는 경우는 (가)이다. ㄴ. 전자의 에너지는 연속적으로 분포한다. ㄷ. 양자수([eqn: n])가 커질수록 에너지 준위의 간격이 좁아진다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 어군 탐지기에서 물고기 떼의 위치를 파악하는 모습을 나타낸 것이다. 배에서 진동수가 50,000 Hz 인 초음파를 수면 아래 연직 방향으로 발사하였더니, 파장 0.03 m 인 초음파가 0.2초 후 되돌아왔다. 이에 대하여 바르게 설명한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		보 기
현수: 물고기 떼는 배의 연직 아래로 150 m 인 곳에 있어. 동근: 진동수가 더 큰 초음파를 발사하였다면 반사파가 되돌아오는 시간은 더 짧아질 거야. 민진: 만약 초음파 대신 음파를 사용하였을 경우, 음파가 반사되어 되돌아오는 시간은 더 길어질 거야.

① 현수	② 민진	③ 현수, 민진	④ 동근, 민진	⑤ 현수, 동근, 민진

그림과 같이 종이면에 수직으로 들어가는 방향의 균일한 자기장 속에 직사각형 모양의 도선이 고정되어 있고, 저항 [eqn: R _{1}] 은 왼쪽에, [eqn: R _{2}] 는 오른쪽에 연결되어 있다. 직사각형 도선 위에 금속 막대 MN 을 올려놓고 오른쪽으로 일정한 속도로 운동시킬 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 저항 [eqn: R _{1}] 과 [eqn: R _{2}] 의 저항값은 같다.) [3점]

		보 기
ㄱ. 저항 [eqn: R _{1}] 에는 b → [eqn: R _{1}] → a 로 전류가 흐른다. ㄴ. 저항 [eqn: R _{1}] 과 [eqn: R _{2}] 에 흐르는 전류의 세기는 같다. ㄷ. 금속 막대 MN 에는 운동 방향과 반대 방향으로 자기력이 작용한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림 (가)는 대전되지 않은 금속박 검전기의 금속판에 (-)전하로 대전시킨 막대를 가까이 한 것을, (나)는 (가)상태에서 금속판에 접지를 시키는 것을, (다)는 (나)상태에서 접지를 끊고 막대를 멀리한 것을 나타낸 것이다.

15

16

(가)               (나)               (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. (가)에서 금속박이 벌어지는 것은 (-)전하가 금속박으로 이동하기 때문이다. ㄴ. (나)에서 금속박이 오므라드는 것은 접지를 통해 (-)전하가 지면으로 이동하기 때문이다. ㄷ. (다)에서 금속박 검전기의 금속판에 (+)전하로 대전된 막대를 가까이 하면 금속박이 다시 오므라든다.

① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

전기장

자기장

전자기파의

진행방향

안테나

전자

그림은 전자기파 속에 놓인 직선 안테나의 일부분을 나타낸 것이다.

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

		보 기
ㄱ. 안테나 속의 전자는 전기장의 반대 방향으로 운동한다. ㄴ. 안테나 속의 전자는 전자기파에 의해 한쪽 방향으로만 가속도 운동을 하게 된다. ㄷ. 안테나 속 전자의 운동에 의해 약한 교류 전류가 생성되고, 이를 증폭하여 전자기파에 실린 신호를 수신한다.

① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 전압에 따라 빛이 통과되거나 차단되는 LCD의 작동 원리를 모식적으로 나타낸 것이다.

빛 통과

빛 차단

⇒

⇒

(가)

수직편광판

수평편광판

(나)

수직편광판

수평편광판

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

		보 기
ㄱ. 두 편광판 사이는 액정으로 채워져 있다. ㄴ. (가)는 수직으로 편광된 빛이 액정 분자의 뒤틀림을 따라 회전하면서 수평 편광판을 통과하는 경우이다. ㄷ. (나)는 액정에 전압이 걸리지 않은 상태이다.

① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림 (가)는 광전 효과 실험을 위한 장치이고, (나)는 세 종류의 금속판 a , b , c 에 빛을 비출 때 금속판에서 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지를 빛의 진동수에 따라 나타낸 그래프이다.

(가)                     (나)

금속판

빛

V

A

최대

운동

에너지

(eV)

a

b

c

0    1     2    3   진동수

(×1015Hz)

＋

－

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 한계 진동수가 가장 큰 금속은 c 이다. ㄴ. 이 실험은 빛의 입자성을 증명하는 실험이다. ㄷ. 진동수가 [eqn: 3 TIMES 10 ^{15} rm `Hz] 인 빛을 비추면 a , b , c 금속에서 모두 광전자가 방출된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[eqn: R]

[eqn: L]

[eqn: C]

그림은 저항([eqn: R]), 코일([eqn: L]), 축전기([eqn: C])를 교류 전원에 직렬로 연결한 회로이다. 교류 전원의 주파수를 변화시킬 때 이 회로에 흐르는 전류의 변화를 나타낸 그래프로 가장 적절한 것은?

①	②	③

전

류

주파수

전

류

주파수

전

류

주파수

④	⑤

전

류

주파수

전

류

주파수

그림은 하드 디스크의 원리를 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대하여 바르게 설명한 사람은?

정보가

기록된 부분

헤드

디스크 표면

정보가 기록되지

않은 부분

① 성욱: 헤드의 전류 신호에 따라 디스크 표면의 자성체가 배열되면서 정보를 저장하는 것이야.

② 성수: 전기적 성질을 이용하여 디스크 표면의 유전체에 정보를 저장하는 것이야.

③ 수정: 디스크가 빠르게 회전하면서 헤드가 표면을 긁어 높낮이를 만들어 데이터를 저장해.

④ 만수: 디스크 표면의 유전체를 유전분극시켜 전기를 띠게 하면, 전기를 제거해도 자료가 소멸되지 않아.

⑤ 종범: 디스크 표면의 염료를 레이저를 이용하여 그을리고, 헤드에서는 그을린 부분과 그렇지 않은 부분을 구분하여 정보를 해석해.

감은 수 [eqn: N _{1}]

감은 수 [eqn: N _{2}]

1차 코일

2차 코일

[eqn: I _{1}]

[eqn: I _{2}]

[eqn: V _{2}]

[eqn: V _{1}]

그림은 변압기의 구조를 간단히 나타낸 것으로 1차 코일의 감은 수는 [eqn: N_1] , 2차 코일의 감은 수는 [eqn: N_2] 이다.  이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: N_1] < [eqn: N_2] )

		보 기
ㄱ. 1차 코일과 2차 코일에서의 자기력선속 변화율은 서로 같다. ㄴ. 1차 코일에 공급되는 전력은 2차 코일에 유도되는 전력보다 적다. ㄷ. 위와 같은 변압기를 사용하여 송전선에서 전력 손실을 줄일 수 있다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄷ

태양광

n형

반도체

p형

반도체

(가)

(나)

A

B

그림은 태양광이 태양전지에 입사할 때 전류가 흐르는 것을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 고른 것은?                        [3점]

16

16

		보 기
ㄱ. A 는 전자, B 는 양공을 나타낸다. ㄴ. 외부 회로에서 (가)에 해당하는 전극은 (+)극이다. ㄷ. 태양전지는 빛에너지를 전기에너지로 직접 전환하는 장치이다. ㄹ. 양공은 외부 회로를 통해 n 형 반도체로부터 p 형 반도체로 이동한다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄱ, ㄹ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄷ, ㄹ

그림은 수소와 우라늄의 핵반응 모식도와 반응식을 나타낸 것이다.

(가)                               (나)

[eqn: `_1^{2}rm`H]

[eqn: `_1^{3}rm`H]

[eqn: `_0^{1}rm`n]

[eqn: `_2^{4}rm`He]

[eqn: `_0^{1}rm`n]

[eqn: `_{````92}^{235}rm`U]

[eqn: `_{36}^{92}rm`Kr]

[eqn: `_{````56}^{141}rm`Ba]

[eqn: `_0^{1}rm`n]

(가) [eqn: {} _{1} ^{2} rm `H it] + [eqn: {} _{1} ^{3} rm `H it]  →  [eqn: {} _{2} ^{4} rm `He it] + [eqn: {} _{0} ^{1} rm `n it] + 17.7 MeV

(나) [eqn: {} _{````92} ^{235} rm `U it] + [eqn: {} _{0} ^{1} rm `n it]  →  [eqn: {} _{```56} ^{141} rm `Ba it] + [eqn: {} _{36} ^{92} rm `Kr] + 3[eqn: {} _{0} ^{1} rm `n it] + 200 MeV

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

① (가)는 핵융합 반응, (나)는 핵분열 반응이다.

② (가), (나) 모두 핵반응 전후의 총 질량은 같다.

③ (가), (나) 모두 핵반응 전후에 전하량이 보존된다.

④ (나)에서는 인체에 유해한 방사성 물질이 생성된다.

⑤ 핵반응 물질의 질량이 같을 때 생성되는 에너지는 (가)의 경우가 (나)보다 많다.

다음은 전자기 센서를 사용하여 정보를 전달하는 기술인 RFID에 대한 설명이다.

(가) RFID는 태그, 리더, 호스트로 구성이 되어 있다.

(나) 리더에서 신호를 전송하면 태그에서는 고유 진동수에 맞는 무선 신호를 안테나로 수신한다.

(다) 태그는 약간의 에너지를 리더로부터 공급받아, 저장된 정보를 전자기파의 형태로 리더에 다시 전송한다.

(라) 리더는 신호를 변환하여 호스트로 전달하고, 호스트에서  정보를 처리, 저장한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 리더와 태그에서 주고받는 신호는 라디오파이다. ㄴ. 버스나 지하철의 교통카드는 RFID 시스템 사용의 한 예이다. ㄷ. 태그는 리더와 신호를 주고받기 위해 반드시 자체 에너지가 필요하다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

* 확인 사항

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

비저항(Ω․m)