1. 그림은 화력 발전, 풍력 발전, 태양광 발전을 분류하는 과정을,  표는 분류 기준 A, B, C를 나타낸 것이다.

2017학년도 10월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(물리Ⅰ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

과학탐구 영역

(물리Ⅰ)

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과학탐구 영역

(물리Ⅰ)

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화력 발전, 풍력 발전, 태양광 발전

태양광 발전

풍력 발전

화력 발전

(가)

예

(나)

예

아니요

아니요

분류 기준

A	: 전력 생산량이 날씨의 영향을 많이 받는가?

B	: 발전 과정에서 온실가스를 배출하는가?

C	: 전자기 유도를 이용하여 전력을 생산하는가?

(가), (나)에 해당하는 분류 기준으로 가장 적절한 것은?

(가)	(나)	(가)	(나)

①	A	B	②	B	A

③	B	C	④	C	A

⑤	C	B

2. 그림은 표준 모형에서 서로 다른 기본 입자 a, b, c를 ㉠ 광자를 매개로 상호 작용하는 입자와 ㉡ 글루온을 매개로 상호 작용하는 입자로 나타낸 것이다. a, b, c는 전자, 위 쿼크, 아래 쿼크 중 하나이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. a와 b는 서로 다른 종류의 전하를 띤다. ㄴ. c는 강한 상호 작용을 한다. ㄷ. c는 양(+)전하를 띤다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

3. 그림과 같이 태양 전지, 트랜지스터, 발광 다이오드(LED)를 연결한 회로에서 태양 전지에 빛을 비추었을 때 전류가 흐르면서 LED에서 빛이 방출되었다. X, Y, Z는 각각 p형 반도체와 n형 반도체 중 하나이다.

X, Y, Z 중 p형 반도체만을 있는 대로 고른 것은?

① X	② Z	③ X, Y	④ Y, Z	⑤ X, Y, Z

4. 그림 (가)는 일정량의 이상 기체가 들어 있는 실린더에서 추가 놓인 피스톤이 정지해 있는 모습을, (나)는 (가)의 상태에서 기체의 부피가 서서히 감소하여 피스톤이 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

기체의 상태가 (가)에서 (나)로 변하는 동안, 기체에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 일정하고, 실린더와 피스톤 사이의 마찰은 무시한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 온도는 증가한다. ㄴ. 외부로부터 일을 받는다. ㄷ. 외부로 방출한 열은 내부 에너지 변화량과 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

5. 그림 (가)는 질량이 같은 공 A, B가 각각 정지 상태에서 1초 동안 낙하한 후 글러브와 충돌하여 함께 이동하다가 정지한 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 운동을 시작한 순간부터 정지할 때까지 직선 운동한 A, B의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 중력 가속도는 10 [eqn: `rm m/s^2]이고, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 1초일 때 A의 속력은 10 m/s이다. ㄴ. A, B가 1초부터 각각 정지할 때까지 받은 충격량의 크기는 서로 같다. ㄷ. A, B가 1초부터 각각 정지할 때까지 중력이 B에 한 일은 A에 한 일보다 크다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 그림은 영희가 관측했을 때 길이가 [eqn: L`]인 정지해 있는 상자의 양쪽 면에 있는 광원 A와 B에서 나온 빛이 서로 반대 방향으로 진행하고, 철수는 오른쪽 방향으로 [eqn: 0.6`c`]의 속도로 이동하는 모습을 나타낸 것이다. 철수가 측정했을 때 A, B에서 나온 빛이 각각 상자의 맞은쪽 면에 도달할 때까지 걸린 시간은 [eqn: t_{rmA], [eqn: t_{rmB]이다.

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철수가 측정했을 때에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: c`]는 빛의 속력이다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. 상자의 길이는 [eqn: L`]보다 작다. ㄴ. A에서 나온 빛의 속력은 [eqn: c`]보다 크다. ㄷ. [eqn: t_{rmA} < t_{rmB}]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

7. 다음은 우라늄([eqn: {}_{````92}^{235} rmU], [eqn: {}_{````92}^{238} rmU])의 핵반응식 A, B를 나타낸 것이다.

A	: [eqn: {}_{````92}^{235} rmU] + ㉠ → [eqn: {}_{````56}^{141} rmBa] + [eqn: {}_{36}^{92} rmKr] + [eqn: 3{}_{0}^{1} rmn]

B	: [eqn: {}_{````92}^{238} rmU] + ㉠ → [eqn: {}_{````92}^{239} rmU] → [eqn: {}_{````93}^{239} rmNp] + ㉡

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: {}_{````92}^{238} rmU`]은 [eqn: {}_{````92}^{235} rmU`]보다 ㉠이 3개 많다. ㄴ. A에서 질량의 합은 핵분열 후가 핵분열 전보다 크다. ㄷ. B의 과정에서 베타([eqn: beta]) 붕괴가 일어난다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

8. 그림은 점전하 A, B, C를 각각 [eqn: x=0], [eqn: d], [eqn: 2d]에 고정시켜 놓은 모습을 나타낸 것으로, B와 C는 모두 양(+)전하이고 전하량의 크기는 서로 같다. B와 C가 받는 전기력은 모두 [eqn: +x] 방향이고 크기는 [eqn: F`]이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. A는 양(+)전하이다. ㄴ. [eqn: x=d`]에서 A, C에 의한 전기장의 방향은 [eqn: +x] 방향이다. ㄷ. A가 받는 전기력의 크기는 [eqn: 2F `]이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9. 그림 (가)와 같이 자기화되어 있지 않은 강자성 물체 A를 천장에 매단 후 A 아래에 직류 전원 장치가 연결된 솔레노이드를 놓았다. 그림 (나)는 (가)에서 직류 전원 장치를 저항으로 바꾼 후 실을 끊었을 때 A가 솔레노이드에 가까워지는 동안 저항에 전류가 흐르는 모습을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. (나)에서 A의 아랫면은 N극으로 자기화되어 있다. ㄴ. (나)에서 저항에 흐르는 전류의 방향은 ⓑ이다. ㄷ. (가)와 (나)에서 솔레노이드가 A에 작용하는 자기력의 방향은 서로 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄷ

10. 그림은 보어의 수소 원자 모형에서 바닥상태에 있던 전자가 파장이 [eqn: lambda_0]인 빛을 흡수하여 양자수 [eqn: n=N`]으로 전이한 이후에, 방출할 수 있는 모든 빛의 선 스펙트럼을 파장에 따라 나타낸 것이다. [eqn: lambda_1], [eqn: lambda_2]는 전자가 [eqn: n=2`]인 상태로 전이할 때 방출한 빛의 파장이다.

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

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: N=5]이다. ㄴ. [eqn: {1} over {lambda _{0}} = {1} over {lambda _{1}} + {1} over {lambda _{2}}]이다. ㄷ. 바닥상태에 있는 전자는 에너지가 [eqn: {hc} over {lambda _{0}} - {hc} over {lambda _{1}}]인 광자를 흡수할 수 있다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

11. 그림은 위성 A, B가 동일한 행성을 한 초점으로 하는 각각의 타원 궤도를 따라 한 주기 동안 운동할 때, A와 B의 속력을 행성 중심에서 위성 중심까지의 거리에 따라 나타낸 것이다.

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이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B에는 행성에 의한 만유인력만 작용한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. B의 궤도의 긴반지름은 [eqn: 6r]이다. ㄴ. 가속도의 크기의 최댓값은 A가 B의 16배이다. ㄷ. 공전 주기는 B가 A의 [eqn: 10 over3]배이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

12. 다음은 소리의 공명에 대한 실험이다.

[실험 과정]

(가) 관의 한쪽 끝에 신호 발생기와 연결된 스피커를 가까이 놓고, 다른 쪽 끝에는 고무마개를 끼운 막대를 넣는다.

(나) 신호 발생기를 이용하여 진동수와 세기가 일정한 소리를 발생시킨다.

(다) 고무마개를 끼운 막대를 관의 바깥쪽으로 천천히 이동시키면서 고무마개와 관의 끝 사이의 거리 [eqn: x]에 따른 소리의 세기를 소음 측정기로 측정한다.

[실험 결과]

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 스피커에서는 전기 신호가 소리로 전환된다. ㄴ. 소리의 파장은 20 cm이다. ㄷ. 소리의 세기가 최대일 때 관 안에서 공명이 일어난다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13. 그림은 두 광전관의 금속판 P, Q에 빛을 비추는 모습을 나타낸 것이다. 표는 P, Q에 단색광 A, B, C 중 두 빛을 함께 비추었을 때 광전자의 방출 여부를 나타낸 것이다.

금속판	금속판에 비춘 빛
	A, B	B, C
P	×	○
Q	○	○
(○ : 방출됨, × : 방출 안 됨)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 문턱 진동수는 P가 Q보다 크다. ㄴ. 빛의 진동수는 B가 C보다 크다. ㄷ. Q에서 방출된 광전자의 최대 운동 에너지는 A, B를 비출 때가 B, C를 비출 때보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

14. 그림과 같이 단면적과 높이가 변하는 관에 밀도가 [eqn: rho]인 액체가 흐르고 있다. 점 A, B에서 관의 단면적은 각각 [eqn: 4S], [eqn: S]이고, B에서 액체의 속력은 [eqn: 8v]이며 유리관 속 액체 표면의 높이는 A의 높이와 같다. A에서의 압력은 [eqn: P _{rm A it}]이고 대기압은 [eqn: P_0]이다.

[eqn: P_{rmA} - P_0]은? (단, 액체는 베르누이 법칙을 만족한다.) [3점]

① [eqn: 10rho v^2]	② [eqn: 15rhov^2]	③ [eqn: 20rhov^2]	④ [eqn: 25rhov^2]	⑤ [eqn: 30 rhov^2]

15. 그림 (가)와 같이 빛이 매질 A, B, C에서 진행하였다. A에서 B로 진행할 때의 입사각은 [eqn: theta_1], B에서 C로 진행할 때의 굴절각은 [eqn: theta_2]이고 [eqn: theta_1 < theta_2]이다. B는 중심이 점 O인 원형 매질이다. 그림 (나)는 A와 C로 만든 광섬유의 구조를 나타낸 것이다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 굴절률은 B가 C보다 크다. ㄴ. A에서 B로 진행할 때 [eqn: theta_1]보다 작은 입사각으로 빛을 입사시키면 B, C의 경계에서 전반사가 일어날 수 있다. ㄷ. (나)에서 코어는 A, 클래딩은 C이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16. 그림 (가)는 [eqn: +x] 방향으로 속력 [eqn: v]로 진행하고 전기장의 진동 방향이 [eqn: y]축과 나란한 전파를 [eqn: y]축과 나란하게 놓인 직선 안테나로 수신하는 한 순간의 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 전파를 수신하는 전기 회로를 나타낸 것이다.

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(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 전파는 종파이다. ㄴ. (가)에서 안테나 내부의 전자가 받는 전기력의 방향은 [eqn: -y] 방향이다. ㄷ. (나)에서 회로의 고유 진동수가 [eqn: v overd]일 때 회로에 흐르는 전류의 진폭이 최대이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

17. 그림 (가)는 직선 도로에서 0초일 때 자동차 A가 기준선을 [eqn: v_0]의 속력으로 통과하고, 자동차 B는 정지 상태에서 A와 같은 방향으로 출발하는 모습을 나타낸 것이다. 0초에서 4초까지 A, B의 이동 거리는 서로 같다. 그림 (나)는 A, B의 가속도를 시간에 따라 나타낸 것이다.

(가)	(나)

[eqn: v_0]은? (단, A, B는 도로와 평행한 직선 경로를 따라 운동한다.)

[3점]

① 1 m/s	② 2 m/s	③ 3 m/s	④ 4 m/s	⑤ 5 m/s

18. 그림 (가)는 질량이 각각 4 kg, 2 kg, [eqn: m`]인 물체가 실로 연결되어 경사면과 수평면에서 운동하는 모습을, (나)는 (가)에서 질량 [eqn: m`]인 물체에 경사면과 나란하게 아래쪽으로 20 N의 힘이 작용할 때 운동하는 모습을 나타낸 것이다. (가), (나)에서 모든 물체는 각각 가속도의 크기가 1 [eqn: rm m/s^2]인 직선 운동을 한다.

(가)	(나)

[eqn: m`]은? (단, 실의 질량, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.)

① 1 kg	② 2 kg	③ 3 kg	④ 4 kg	⑤ 5 kg

19. 그림과 같이 무한히 긴 직선 도선 P, Q를 각각 [eqn: xy]평면의 [eqn: x]축과 [eqn: y]축에 나란하게 고정하고, 같은 평면에 원형 도선 R를 놓았다. P, Q, R에는 각각 방향과 세기가 일정한 전류가 흐른다. 표는 R의 중심을 점 a, b, c, d로 했을 때 R의 중심에서 P, Q, R에 의한 자기장의 방향과 세기를 나타낸 것이다.

중심의 위치	자기장의 방향	자기장의 세기
a		[eqn: B]
b	없음	0
c		[eqn: 3B]
d		㉠
: [eqn: xy]평면에서 수직으로 나오는 방향

㉠은? [3점]

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

20. 그림 (가)와 같이 길이가 [eqn: 4d]이고 밀도가 균일한 막대에 물체 A, B를 실로 매달았을 때 막대가 수평을 유지했다. A, B의 밀도는 각각 [eqn: 3rho], [eqn: 6rho]이며 부피는 B가 A의 2배이다. 그림 (나)는 (가)에서 A를 오른쪽으로 [eqn: x]만큼 옮겨서 매달고 A, B를 밀도가 각각 [eqn: rho], [eqn: 2rho]인 액체에 완전히 잠기게 했을 때 막대가 수평을 유지한 모습을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

[eqn: x]는? (단, 실의 질량, 막대의 두께와 폭은 무시한다.) [3점]

① [eqn: 1 over 2 d]	② [eqn: 2 over 3 d]	③ [eqn: 3 over 4 d]	④ [eqn: 4 over5 d]	⑤ [eqn: d]

※ 확인 사항

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

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