1. 그림은 철수가 점 P를 거쳐 최고점 Q를 지나 점 R에 도달하는 운동 경로를 나타낸 것이다.

2016학년도 10월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(물리Ⅱ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

과학탐구 영역

(물리Ⅱ)

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과학탐구 영역

(물리Ⅱ)

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P에서 R까지 철수의 운동에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 등속도 운동이다. ㄴ. 이동 거리는 변위의 크기보다 크다. ㄷ. Q에서 철수에 작용하는 알짜힘은 0이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

2. 그림과 같이 [eqn: xy]평면에서 [eqn: +x]방향으로 [eqn: v_0]의 일정한 속력으로 운동하던 물체 A가 원점에 정지해 있던 물체 B와 충돌한 후 A와 B는 각각 [eqn: x]축과 30°의 각을 이루며 등속도 운동한다. A, B의 질량은 각각 [eqn: m]이다.

충돌하는 동안 A가 B로부터 받은 충격량의 크기는? (단, A, B의 크기는 무시한다.) [3점]

① [eqn: 1 over 3 mv_0]	② [eqn: 1 over 2 mv_0]	③ [eqn: root3 over 3 mv_0]

④ [eqn: root2 over 2 mv_0]	⑤ [eqn: root3 over2 mv_0]

3. 그림은 길이가 같은 두 용수철에 질량이 각각 [eqn: 4m], [eqn: m]인 추 A, B를 매달았더니 각각 [eqn: 2x_0], [eqn: x_0]만큼 늘어나 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다. 이 상태에서 A, B를 각각 [eqn: x_0]만큼 당겼다가 동시에 놓았더니 A, B는 단진동을 하였다.

A와 B의 최대 속력을 각각 [eqn: v_{rmA], [eqn: v_{rmB]라고 할 때, [eqn: v_{rmA}:v_{rmB]는? [3점]

① [eqn: 1:4]	② [eqn: 1:sqrt2]	③ [eqn: 1:1]	④ [eqn: sqrt2 :1]	⑤ [eqn: 2:1]

4. 그림 (가)는 실린더 내부를 칸막이로 분리하여 부피가 같게 나눈 두 부분에 이상 기체 A, B가 각각 2몰, 1몰이 들어 있는 상태에서 절대 온도가 각각 [eqn: 2T_0], [eqn: T_0]인 순간의 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)에서 핀을 제거한 후 시간이 충분히 지났을 때 A와 B가 열평형 상태에 도달해 칸막이가 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다. 실린더는 단열되어 있고 칸막이는 단열되어 있지 않다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실린더와 칸막이 사이의 마찰은 무시한다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)에서 기체의 압력은 A가 B의 4배이다. ㄴ. (나)에서 기체의 부피는 A가 B의 2배이다. ㄷ. A의 내부 에너지는 (가)에서가 (나)에서보다 크다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

5. 그림은 레이저 쇼를 보면서 철수, 영희, 민수가 레이저에 대해 대화하는 모습을 나타낸 것이다.

레이저 빛은 유도 방출에 의해 증폭된 빛이야.

레이저 빛은 잘 퍼지지 않아서 멀리 있는 물체까지의 거리를 측정하는 데 사용할 수 있어.

유도 방출된 빛은 유도 방출을 일으킨 빛과 진동수가 같아.

철수

영희

민수

말한 내용이 옳은 사람만을 있는 대로 고른 것은?

① 철수	② 민수	③ 철수, 영희

④ 영희, 민수	⑤ 철수, 영희, 민수

6. 그림은 서로 평행한 두 금속판 사이에 형성된 균일한 전기장 영역에서 전하량 [eqn: q], 질량 [eqn: m]인 점전하 A가 길이 [eqn: l]인 절연 실에 매달려 중심각 120°로 왕복 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 두 금속판 사이의 전위차는 [eqn: V] 이고 간격은 [eqn: d]이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력과 실의 질량은 무시하고, 실은 대전되지 않았다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. A는 음(-)전하이다. ㄴ. A의 최대 속력은 [eqn: sqrt {{q`lV} over {2md}}]이다. ㄷ. A의 속력이 최대일 때 A에 작용하는 알짜힘의 크기는 [eqn: 0]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

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7. 그림은 일정량의 이상 기체의 상태가 A → B → C → D → A를 따라 변할 때 절대 온도와 부피를 나타낸 것이다.

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

		< 보 기 >
	ㄱ. A와 C에서 기체의 압력은 같다. ㄴ. B → C 과정에서 기체가 한 일은 기체가 흡수한 열량과 같다. ㄷ. A → B 과정에서 기체가 흡수한 열량은 C → D 과정에서 기체가 방출한 열량과 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

8. 그림은 두 용수철 A, B를 동일한 진동수로 진동시켰을 때 A, B를 따라 진행하는 파동의 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. A의 파동은 종파이다. ㄴ. 파장은 A에서가 B에서보다 길다. ㄷ. A와 B에서 파동의 속력은 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9. 다음은 평행판 축전기에 저장되는 전기 에너지에 대한 실험이다.

[실험 과정]

(가) 그림과 같이 전기 용량이 각각 [eqn: C], [eqn: 2C] 이고 내부가 진공인 축전기 A, B를 전위차가 [eqn: V_0]으로 일정한 전원 장치에 연결한다.

(나) 스위치 S를 닫고 시간이 충분히 지난 후 전압을 측정한다.

(다) (나)의 상태에서 A에 유전율이 [eqn: 2varepsilon_0]인 유전체를 채우고 시간이 충분히 지난 후 전압을 측정한다.

(라) 스위치 S를 열고 (다)에서 A에 넣었던 유전체를 제거하고 시간이 충분히 지난 후 전압을 측정한다.

[실험 결과]

(나)의 결과	(다)의 결과	(라)의 결과
[eqn: V_0]	[eqn: V_0]	㉠

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 진공의 유전율은 [eqn: varepsilon _0]이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. ㉠은 [eqn: 4 over 3 V_0]이다. ㄴ. A에 저장된 전하량은 (다)에서가 (나)에서의 2배이다. ㄷ. A에 저장된 전기 에너지는 (라)에서가 (다)에서의 [eqn: 8 over9]배이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10. 그림은 물결파가 매질 Ⅰ에서 매질 Ⅱ로 진행할 때 어느 순간의 파면을 나타낸 것이다. 매질의 경계면과 파면이 이루는 각은 각각 [eqn: theta_1], [eqn: theta_2]이고, [eqn: theta_1 < theta_2]이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. Ⅰ에서 Ⅱ로 입사할 때 입사각은 [eqn: theta_1]이다. ㄴ. Ⅰ에 대한 Ⅱ의 굴절률은 [eqn: {sin theta_2} over {sin theta_1}]이다. ㄷ. 물결파의 진동수는 Ⅰ에서가 Ⅱ에서보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11. 그림 (가)는 저항값이 [eqn: R] 인 저항과 전기 소자 A, B를 전압의 최댓값이 일정한 교류 전원에 연결한 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 교류 전원의 진동수가 [eqn: f_0]일 때 저항과 A, B 각각에 걸리는 전압을 시간에 따라 나타낸 것이다. 이때 저항에 흐르는 전류의 최댓값은 [eqn: I_0]이다. A, B는 각각 코일과 축전기 중 하나이고, A의 리액턴스는 교류 전원의 진동수가 클수록 커진다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. B는 축전기이다. ㄴ. 회로의 임피던스는 [eqn: sqrt2 R] 이다. ㄷ. 교류 전원의 진동수를 [eqn: 1 over2 f_0]으로 하면 저항에 흐르는 전류의 최댓값은 [eqn: I_0]보다 커진다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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12. 그림 (가), (나)는 질량이 [eqn: m]이고 운동 에너지가 [eqn: E] 인 입자가 각각 폭이 [eqn: L], [eqn: 2L]이고 높이가 [eqn: U_0]인 퍼텐셜 장벽을 향해 오른쪽으로 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 양자 역학에 의하면 [eqn: E] 가 [eqn: U_0]보다 작아도 입자가 퍼텐셜 장벽을 투과할 수 있다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, [eqn: h]는 플랑크 상수이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 양자 터널 효과로 알파 붕괴를 설명할 수 있다. ㄴ. (가)에서 입자의 드브로이 파장은 [eqn: h over{sqrtmE}]이다. ㄷ. [eqn: x>2L]인 영역에서 입자가 발견될 확률은 (가)에서가 (나)에서보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13. 그림은 현미경의 대물렌즈에 의해 물체의 확대된 상이 생기고, 이 상이 접안(대안)렌즈에 의해 더 확대되어 보이는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 대물렌즈에 의한 상은 허상이다. ㄴ. 접안(대안)렌즈는 볼록 렌즈이다. ㄷ. 대물렌즈에서 물체까지의 거리는 대물렌즈의 초점 거리보다 작다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

14. 그림은 문턱(한계) 진동수가 [eqn: f_0]인 금속판을 이용한 광전 효과 실험 장치를 모식적으로 나타낸 것이고, 표는 금속판에 비추는 단색광 a, b, c, d의 진동수와 세기를 나타낸 것이다.

단색광	단색광의 진동수	단색광의 세기
a	[eqn: 0.5f _{0}]	[eqn: 3I _{0}]
b	[eqn: 1.5f _{0}]	[eqn: 2I _{0}]
c	[eqn: 1.5f _{0}]	[eqn: I _{0}]
d	[eqn: 2.5f _{0}]	[eqn: I _{0}]

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 단위 시간당 방출되는 광전자의 수가 가장 큰 경우는 a를 비출 때이다. ㄴ. b를 비출 때와 c를 비출 때 정지 전압은 같다. ㄷ. 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지는 d를 비출 때가 c를 비출 때의 3배이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

15. 그림은 중심이 O이고 반지름이 각각 [eqn: d], [eqn: 2d]인 원형 도선 A, B가 종이면에 고정되어 있는 모습을 나타낸 것이다. A, B에는 세기가 각각 [eqn: I_1], [eqn: I_2]인 전류가 화살표 방향으로 흐르고 있으며, O에서 자기장의 세기는 0이다.

A, B의 자기 모멘트의 크기를 각각 [eqn: mu_{rmA}], [eqn: mu_{rmB}]라고 할 때, [eqn: mu_{rmA} : mu_{rmB}]는?

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

16. 그림은 운동량의 크기가 [eqn: p]인 입자가 단일 슬릿과 슬릿 간격이 [eqn: d]인 이중 슬릿을 통과하여 형광판에 나타낸 간섭무늬를 관찰하는 실험을 모식적으로 나타낸 것이다. [eqn: DELTAx]는 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: d]가 클수록 [eqn: DELTAx]는 커진다. ㄴ. [eqn: p]를 증가시키면 [eqn: DELTAx]는 커진다. ㄷ. 단일 슬릿의 폭이 좁을수록 단일 슬릿을 통과한 입자의 운동량의 불확정성이 증가한다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

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17. 그림은 폭이 [eqn: L]인 1차원 상자에 갇힌 입자에 대해 양자수가 [eqn: n=1], [eqn: n=3]일 때의 파동 함수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: n=2]일 때는 입자를 발견할 확률 밀도가 최대인 위치가 두 곳이 된다. ㄴ. [eqn: x= 1over3 L]에서 입자를 발견할 확률 밀도는 [eqn: n=3]일 때가 [eqn: n=1]일 때보다 크다. ㄷ. 입자의 에너지는 [eqn: n=3]일 때가 [eqn: n=1]일 때보다 크다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18. 그림과 같이 정지해 있는 초음파 송수신기로부터 자동차가 속력 [eqn: v]로 멀어지고 있다. 송수신기의 송신부에서는 진동수가 [eqn: f_0]인 초음파가 발생하고 있으며, 이 초음파가 자동차에서 반사되어 돌아왔을 때 수신부에서 측정된 초음파의 진동수는 [eqn: f]이다.

[eqn: {`v} over {V``}]는? (단, [eqn: V] 는 초음파의 속력이다.) [3점]

① [eqn: {f_0 -f} over{f_0 +f}]	② [eqn: {2f-f_0} over{f_0 + f }]	③ [eqn: {f} over{f_0 +f}]	④ [eqn: {f_0 -f} over{f }]	⑤ [eqn: {f_0 -f} over{f_0 }]

19. 그림은 [eqn: xy]평면에서 대전 입자가 전기장과 자기장이 균일한 영역 Ⅰ을 일정한 속도로 지난 후, [eqn: x]축으로부터 거리가 [eqn: d]인 지점에서 균일한 자기장 영역 Ⅱ에 수직으로 입사되어 원궤도를 따라 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 입자는 [eqn: x]축과 60°를 이루며 Ⅱ를 빠져나간다. Ⅰ에서 전기장과 자기장의 세기는 각각 [eqn: E], [eqn: B] 이고, Ⅰ과 Ⅱ에서 자기장의 방향은 [eqn: xy]평면에 수직이다.

입자가 Ⅱ를 통과하는 데 걸린 시간은? [3점]

① [eqn: pidB over 3E]	② [eqn: pidB over 2E]	③ [eqn: 2pidB over 3E]

④ [eqn: 2pidE over 3B]	⑤ [eqn: pidE over B]

20. 그림과 같이 수평면에서 10 m/s의 속력으로 발사된 물체가 경사각이 60°이고 마찰이 없는 빗면을 따라 운동하다가 빗면을 떠난 후부터 수평면에 도달할 때까지 수평 거리 [eqn: x]만큼 포물선 운동을 하였다. 빗면의 높이는 1 m이다.

[eqn: x]는? (단, 중력 가속도는 10 [eqn: rmm/s^2]이고, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]

① [eqn: 2(root3 +1)] m	② [eqn: 2(root3 +root2 )] m	③ [eqn: 5root2] m

④ [eqn: 2(root3 +2)] m	⑤ [eqn: 5root3] m

※ 확인 사항

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