1. 다음은 자율 주행 자동차에 대한 설명이다.

2018학년도 3월 고2 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(물리Ⅰ)

제 4 교시

성명			수험번호						2

과학탐구 영역

(물리Ⅰ)

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과학탐구 영역

(물리Ⅰ)

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자율 주행을 하는 자동차는 다양한 정보를 수집해야 한다. 예를 들어 (가) GPS 위성이 보낸 전파를 수신하고 (나) 신호등의 빛 신호를 감지할 수 있어야 한다. 이렇게 수집된 정보를 바탕으로 인공 지능이 판단하여 자동차를 제어한다.

(가), (나)에 사용되는 센서로 가장 적절한 것은?

(가)	(나)

①	광센서	광센서

②	광센서	소리 센서

③	전자기 센서	가속도 센서

④	전자기 센서	광센서

⑤	전자기 센서	소리 센서

2. 그림은 허블 법칙을 만족하는 두 은하 P, Q가 지구로부터 각각 [eqn: v], [eqn: 4v]의 속력으로 멀어지는 모습을 나타낸 것이다. 지구에서 P까지의 거리는 [eqn: r]이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. P, Q 사이의 거리는 점점 가까워진다. ㄴ. 지구에서 Q까지의 거리는 [eqn: 4r]이다. ㄷ. 우주의 나이는 [eqn: {v } over {r }]이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

3. 그림은 학생 A가 장난감을 떨어뜨리고, 학생 B가 이 장난감을 잡으려고 기다리는 모습을 나타낸 것이다. 장난감은 진동수 [eqn: f _{0}]인 소리를 발생시키고, A, B가 듣는 소리의 진동수는 각각 [eqn: f _{rmA}], [eqn: f _{rmB}]이다.

[eqn: f_0], [eqn: f _{rmA}], [eqn: f _{rmB}]를 옳게 비교한 것은? (단, A와 B는 정지해 있다.)

① [eqn: f _{rm A it} <f _{0} = f_\B]	② [eqn: f _{rm A it} <f _{0} < f_\B]

③ [eqn: f _{rm B it} <f _{0} = f_\A]	④ [eqn: f _{rm B it} <f _{0} < f_\A]

⑤ [eqn: f _{0} <f _{rm A it} =f_\B]

[4 ~ 5] 다음은 우주 팽창 모형을 나타낸 것이다. 우주는 대폭발 이후 A, B, C 시기를 거쳐 현재에 이르렀다.

4. 우주 팽창에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 대폭발부터 A 시기까지 우주의 온도는 일정하였다.

② 렙톤의 결합으로 양성자와 중성자가 만들어졌다.

③ 최초의 별은 C 시기 이전에 탄생하였다.

④ 대폭발부터 현재까지 우주의 밀도는 계속 감소하였다.

⑤ 우주는 대폭발 이후 항상 일정한 속도로 팽창하였다.

5. 그림은 A, B, C 중 어느 한 시기의 우주의 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. B 시기의 상태이다. ㄴ. P의 양성자와 중성자 사이에는 강한 핵력(강한 상호 작용)이 작용한다. ㄷ. 이 시기에 결정된 수소 원자핵과 P의 총 질량비는 대폭발 우주론의 중요한 증거이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 그림은 행성의 표면에서 속력 [eqn: v_\A]로 던진 물체 A는 행성의 표면으로 되돌아오고, 속력 [eqn: v_\B]로 던진 물체 B는 행성에서 무한히 멀어지는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: v_\A < v_\B]이다. ㄴ. 탈출 속도는 [eqn: v_\A]보다 크다. ㄷ. B의 운동 에너지는 증가한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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7. 그림은 질량이 같은 물체 A, B를 행성 표면으로부터 높이 [eqn: h]인 곳에서 같은 방향으로 던졌을 때 각각의 운동 경로를 나타낸 것이다. A는 행성의 표면으로 떨어졌고, B는 높이 [eqn: h]를 유지하며 운동하였다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. B에 작용하는 중력의 방향은 B의 운동 방향과 같다. ㄴ. 던져진 순간 물체에 작용하는 중력의 크기는 A가 B보다 크다. ㄷ. 행성이 B에 작용하는 힘의 크기는 B가 행성에 작용하는 힘의 크기와 같다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

8. 그림은 태양 주위를 공전하며 점 A, B, C를 지나는 행성의 타원 궤도를 나타낸 것이다. 점 O는 타원의 중심이고, 색칠된 두 부분의 면적 [eqn: S_1]과 [eqn: S_2]는 서로 같다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 행성이 받는 만유인력의 크기는 A에서가 C에서보다 크다. ㄴ. 행성의 운동 에너지는 B에서 C까지 가는 동안 일정하다. ㄷ. 행성의 공전 주기는 A에서 B까지 가는 데 걸리는 시간의 4배이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9. 그림은 실험실에서 측정한 헬륨 기체의 흡수 스펙트럼과 지구에서 측정한 은하 X, Y의 흡수 스펙트럼을 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. X의 스펙트럼은 적색 편이가 되어 있다. ㄴ. Y의 스펙트럼에는 헬륨 이외의 기체에 의한 흡수선이 있다. ㄷ. 지구로부터 멀어지는 속력은 X가 Y보다 작다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10. 다음은 우주 배경 복사에 대한 설명이다.

윌슨과 펜지어스는 우주 전역에서 거의 균일한 복사선이 검출된다는 것을 발견하였다. 이 복사선은 우주의 온도가 3000 K이 되었을 때

(가)

과정에서 물질과 분리된 빛이 우주 공간으로 퍼져나간 것이다. 현재는 우주의 모든 방향에서

(나)

에 해당하는 복사선을 관찰할 수 있으며, 이는 대폭발 우주론의 결정적인 증거가 된다.

플랑크 위성이 관측한 우주 배경 복사

(가), (나)에 들어갈 내용으로 가장 적절한 것은?

(가)	(나)

①	원자의 생성	2.7 K

②	원자의 생성	6000 K

③	헬륨 원자핵의 생성	2.7 K

④	헬륨 원자핵의 생성	6000 K

⑤	별의 탄생	2.7 K

11. 그림과 같이 빛의 삼원색으로 영상을 표현하는 LCD에 오륜기가 나타나 있다.

빨간색 필터로 오륜기를 보았을 때 검은색으로 보이는 고리의 수는? (단, 빨간색 필터는 빨간색 빛만을 통과시킨다.) [3점]

① 1개	② 2개	③ 3개	④ 4개	⑤ 5개

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12. 그림 (가)는 나침반을, (나)는 하드 디스크에서 플래터의 정보 저장 물질 P에 정보가 저장된 모습을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 자침은 강자성체이다. ㄴ. 플라스틱 뚜껑과 P는 같은 자성을 띤다. ㄷ. P에는 전류가 만드는 자기장에 의해 정보가 기록되었다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13. 그림은 변환기 1에서 신호 A가 B로 변환되고, 변환기 2에서 신호 B가 C로 변환되는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 변환기 1에서 신호를 추출하는 시간 간격이 길어질수록 C는 A와 비슷해진다. ㄴ. 변환기 2는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾼다. ㄷ. DVD에는 B와 같은 방식으로 정보가 저장된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

14. 그림 (가)는 고체 A, B, C의 에너지띠 구조를, (나)는 교통 카드의 구조를 나타낸 것이다. (가)의 A, B, C는 각각 도체, 반도체, 부도체 중 하나이고, (나)의 금속 도선과 반도체 칩은 각각 A, B, C 중 하나를 이용하여 만든다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. A는 부도체이다. ㄴ. 금속 도선은 B를 이용하여 만든다. ㄷ. 반도체 칩은 불순물을 첨가한 C를 이용하여 만든다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

15. 다음은 영희가 물체 A에 대하여 탐구한 것이다.

[탐구 과정]

◦ 온도에 따른 A의 전기 저항을 조사한다.

◦ 스타이로폼 용기에 A를 넣고 액체 질소를 부은 후 A 위에 자석을 놓는다.

[탐구 결과]

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. A는 [eqn: T] 보다 높은 온도에서 초전도 현상이 나타난다. ㄴ. 액체 질소의 온도는 [eqn: T`] 보다 높다. ㄷ. A는 강한 자기장을 만드는 데 이용될 수 있다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16. 다음은 최신 의료 기기에 대한 신문 기사의 일부이다.

집에서도 손쉽게 내 몸속을 살펴볼 수 있게 되었다. ○○사가 개발한 초음파 검사 장비는 스마트폰에 연결하여 사용하는데, 장비에서 발생한 ㉠ 초음파가 몸속에서 장비로 되돌아오면 스마트폰에 영상이 나타난다. ○○사는 이 장비로 몸속의 태아나 장기의 모습을 볼 수 있다고 발표하였다.

- ◇◇ 신문 -

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. ㉠은 초음파의 반사로 설명할 수 있다. ㄴ. 초음파는 진공에서 전달되지 않는다. ㄷ. CT는 초음파를 이용하여 몸속의 정보를 얻는다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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17. 다음은 서로 다른 조명 장치 A, B, C에 공급된 전기 에너지와 A, B, C에서 발생한 빛에너지를 나타낸 것이다.

조명 장치	A	B	C
전기 에너지	[eqn: 10E]	[eqn: 40E]	[eqn: 60E]
빛에너지	[eqn: 4E]	[eqn: 10E]	[eqn: 3E]

A, B, C의 에너지 효율을 옳게 비교한 것은? [3점]

① A > B > C	② A > C > B	③ B > A > C

④ C > A > B	⑤ C > B > A

18. 그림은 p형 반도체와 n형 반도체를 접합해 만든 태양 전지를 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전하는 모습을 나타낸 것이다.

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

		< 보 기 >
	ㄱ. 전기 에너지가 화학 에너지로 전환되는 과정이 있다. ㄴ. 태양 전지의 p-n 접합면에서 전자와 양공이 결합한다. ㄷ. 태양 전지의 발전량은 날씨의 영향을 거의 받지 않는다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

19. 그림은 연료 전지 자동차에 대해 학생 A, B, C가 대화하는 모습을 나타낸 것이다.

연료 전지 자동차의 연료는 물이야.

연료 전지는 전자기 유도를 이용해서 전기 에너지를 생산해.

연료 전지 자동차는 온실 가스를 발생시키지 않아.

제시한 내용이 옳은 학생만을 있는 대로 고른 것은?

① A	② C	③ A, B	④ A, C	⑤ B, C

20. 그림은 스켈레톤 선수가 썰매를 타고 트랙을 빠른 속력으로 내려가는 모습을 나타낸 것이다. 선수의 속력은 내리막 구간인 A에서는 증가하고, 수평 구간인 B에서는 감소한다.

선수의 에너지에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 위치 에너지는 출발선에서가 결승선에서보다 크다. ㄴ. A에서 위치 에너지가 운동 에너지로 전환된다. ㄷ. B에서 역학적 에너지는 감소한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

※ 확인 사항

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