1. 그림은 드론이 점 p, q를 지나는 곡선 경로를 따라 운동한 것을 나타낸 것이다.

2019학년도 7월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역 (물리Ⅱ)

성명			수험번호						3

제 4 교시

고 3	과학탐구 영역

(물리Ⅱ)	과학탐구 영역	고 3

32

32

1

물

리

Ⅱ

p에서 q까지 드론의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		<보 기>
	ㄱ. 이동 거리와 변위의 크기는 같다. ㄴ. 평균 속력은 평균 속도의 크기보다 크다. ㄷ. 등속도 운동이다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄱ, ㄴ     ④ ㄱ, ㄷ     ⑤ ㄴ, ㄷ

2. 그림은 파장에 따라 분류한 전자기파에 대하여 학생 A, B, C가 대화하고 있는 모습을 나타낸 것이다.

제시한 내용이 옳은 학생만을 있는 대로 고른 것은?

① A      ② B      ③ C      ④ A, B      ⑤ B, C

3. 그림은 수평면과 이루는 각 [eqn: theta]를 변화시키면서 동일한 초기 속력으로 물체를 비스듬히 던졌을 때 포물선 운동하는 물체의 수평 도달 거리 [eqn: R`]를 [eqn: theta]에 따라 나타낸 것이다. [eqn: {theta }_{1}]일 때와 [eqn: {theta }_{2}]일 때 [eqn: R`]는 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: 0< theta <90 DEG]이고, 물체의 크기는 무시한다.)

		<보 기>
	ㄱ. [eqn: theta _{1} + theta _{2}=90 DEG]이다. ㄴ. 최고점에서 물체의 속력은 [eqn: theta _{1}]일 때가 [eqn: theta _{2}]일 때보다 작다. ㄷ. 물체를 던진 순간부터 최고점에 도달할 때까지 걸린 시간은 [eqn: theta _{1}]일 때와 [eqn: theta _{2}]일 때가 같다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄷ      ④ ㄱ, ㄴ      ⑤ ㄱ, ㄷ

4. 그림 (가)는 동일한 축전기 A, B, C를 전압이 [eqn: V] 로 일정한 전원 장치에 연결한 회로를, (나)는 (가)에서 B의 극판 사이에 유전 상수가 [eqn: kappa]인 유전체를 완전히 채운 모습을 나타낸 것이다. 충분한 시간이 지난 후, (가), (나)에 충전된 총 전하량은 각각 [eqn: Q], [eqn: {6} over {5} Q] 이다.

(가)                     (나)

[eqn: kappa]는? (단, 유전체를 채우지 않은 A, B, C의 극판 사이는 진공이다.)

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

5. 그림과 같이 수평한 책상면 위에서 추가 매달린 상자가 물체 A, B와 실로 연결되어 [eqn: +x`]방향으로 운동하고 있고 추를 매단 실은 연직선에 대해 일정한 각도로 기울어져 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실의 질량, 공기 저항 및 모든 마찰은 무시한다.)

		<보 기>
	ㄱ. 상자에 대해 정지한 관찰자가 볼 때, 추에 작용하는 관성력의 방향은 [eqn: +x`]방향이다. ㄴ. 책상에 대해 정지한 관찰자가 볼 때, 상자의 속력은 일정하게 증가한다. ㄷ. 질량은 A가 B보다 크다.

① ㄴ     ② ㄷ     ③ ㄱ, ㄴ     ④ ㄱ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 다음은 용수철 진자에 대한 실험이다.

2

[실험 과정]

(가) 그림과 같이 원래 길이가 [eqn: l _{0}]인 용수철에 질량 [eqn: m]인 물체 A를 매달고 나무판으로 받쳐서 용수철의 길이가 [eqn: l _{0}]이 되도록 한다.

(나) (가)에서 나무판을 서서히 아래로 내리다가 A가 나무판과 분리되는 순간 용수철의 길이를 측정한다.

(다) (가)에서 나무판을 급히 제거한 후 A가 단진동하는 동안 용수철이 최대로 늘어났을 때 용수철의 길이를 측정한다.

[실험 결과]

	(나)의 결과	(다)의 결과
용수철의 길이	[eqn: l _{0} +x _{0}]	㉠

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 용수철의 질량은 무시한다.)

[3점]

		<보 기>
	ㄱ. 용수철 상수는 [eqn: {mg} over {x _{0}}]이다. ㄴ. ㉠은 [eqn: l _{0} +1.5x _{0}]이다. ㄷ. (다)에서 A의 최대 속력은 [eqn: sqrt {gx _{0}}]이다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄱ, ㄷ     ④ ㄴ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

7. 그림은 이상 기체의 열역학 과정 A, B,　C를 분류하는 과정을 나타낸 것이다. A, B, C는 각각 등압 과정, 등온 과정, 단열 과정 중 하나이다. A, B, C에서 기체의 몰수는 일정하고 부피는 증가한다.

A, B, C로 옳은 것은?

	A	B	C
①	등온 과정	등압 과정	단열 과정
②	등온 과정	단열 과정	등압 과정
③	등압 과정	등온 과정	단열 과정
④	등압 과정	단열 과정	등온 과정
⑤	단열 과정	등온 과정	등압 과정

8. 그림과 같이 충전된 축전기 A, B와 스위치 [eqn: rmS _{1}], [eqn: rmS _{2}]를 이용하여 회로를 구성하였다. A, B에 충전된 전하량은 각각 [eqn: Q] , [eqn: 2Q] 이고, A, B 양단의 전위차는 각각 [eqn: V], [eqn: 2V] 이다. [eqn: rmS _{1}], [eqn: rmS _{2}]를 닫기 전 A, B에 저장된 전기 에너지의 합은 [eqn: U _{rm 0}]이고, [eqn: rmS _{1}], [eqn: rmS _{2}]를 모두 닫고 충분한 시간이 지난 후 A, B에 저장된 전기 에너지의 합은 [eqn: U] 이다.

[eqn: {U} over {U _{0}}]는? [3점]

① [eqn: {5} over {9}]        ② [eqn: {3} over {5}]       ③ [eqn: {2} over {3}]       ④ [eqn: {9} over {10}]       ⑤ [eqn: 1]

9. 그림과 같이 질량 [eqn: m`]인 추가 실에 매달려 반지름 [eqn: r] 인 원 궤도를 따라 등속 원운동한다. [eqn: theta `]는 실이 연직선과 이루는 각이다.

추의 원운동 주기는? (단, 중력 가속도는 [eqn: g`]이고, 추의 크기는 무시한다.) [3점]

① [eqn: pi sqrt {{r`cos theta } over {g}}]	② [eqn: pi sqrt {{r`tan theta } over {g}}]	③ [eqn: 2 pi sqrt {{r`} over {g`sin theta }}]

④ [eqn: 2 pi sqrt {{r`} over {g`cos theta }}]	⑤ [eqn: 2 pi sqrt {{r`} over {g`tan theta }}]

10. 그림과 같이 [eqn: xy]평면에서 점 a에 질량 [eqn: m], 전하량 [eqn: q]인 입자 P를 [eqn: +y]축 방향으로 속력 [eqn: v _{0}] 으로 입사시켰더니 점선 경로를 따라 포물선 운동을 하여 점 b를 통과하였다. a에서 b까지의 [eqn: x]축과 [eqn: y]축 방향의 거리는 [eqn: d]로 같고, a와 b에서의 전위는 각각 [eqn: 2 V], [eqn: V] 이다. 실선은 등전위선으로 [eqn: y]축과 나란하다.

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

		<보 기>
	ㄱ. P는 양(+)전하이다. ㄴ. b에서 P의 속력은 [eqn: sqrt {5} v _{0}]이다. ㄷ. [eqn: V= {2mv _{0}^{2}} over {q}]이다.

① ㄴ     ② ㄷ     ③ ㄱ, ㄴ     ④ ㄱ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11. 그림 (가), (나)와 같이 반지름이 각각 [eqn: r], [eqn: 2r`]인 원형 도선 P, Q에 각각 세기가 일정한 전류가 흐르고 있다. P와 Q의 자기 모멘트의 크기는 같다.

물리Ⅱ

(가)                         (나)

P, Q의 중심에서 P, Q에 흐르는 전류에 의한 자기장의 세기를 각각 [eqn: B _{rm P it}], [eqn: B_ {rm Q}]라고 할 때, [eqn: B_{rm P} over B_ {rm Q}]는?

① [eqn: { 1} over {8 }]        ② [eqn: { 1} over {4 }]        ③ 1        ④ 4        ⑤ 8

12. 그림과 같이 저항, 코일, 축전기, 스위치, 전압의 최댓값과 진동수가 일정한 교류 전원을 사용하여 회로를 구성하였다.

스위치를 a에 연결하였을 때보다 b에 연결하였을 때가 더 큰 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		<보 기>
	ㄱ. 회로의 고유 진동수(공명 진동수) ㄴ. 회로의 임피던스 ㄷ. 저항에 흐르는 전류의 최댓값

① ㄱ     ② ㄷ     ③ ㄱ, ㄴ     ④ ㄴ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13. 그림 (가)는 진동수가 일정한 수면파가 매질 Ⅰ에서 매질 Ⅱ로 진행하는 모습을 나타낸 것이다. Ⅰ과 Ⅱ에서 파면이 경계면과 이루는 각은 각각 [eqn: 45 DEG], [eqn: 30 DEG]이고, Ⅰ에서 이웃한 파면 사이의 간격은 2 cm이다. 그림 (나)는 (가)의 점 p에서 수면의 높이를 시간에 따라 나타낸 것이다.

(가)                           (나)

Ⅱ에서 수면파의 속력은?

① [eqn: {1} over {2} rm `cm/s]           ② [eqn: {sqrt {2}} over {2} rm `cm/s]        ③ [eqn: {sqrt {3}} over {2} rm `cm/s]

④ [eqn: sqrt {2} rm `cm/s]          ⑤ [eqn: sqrt {3} rm `cm/s]

14. 그림과 같이 부피가 같은 밀폐된 용기에 단원자 분자 이상 기체 A, B가 각각 2몰, 1몰 들어 있다. A, B의 기체 분자 1개의 질량은 각각 [eqn: m], [eqn: 2m]이고, 기체 분자의 평균 속력은 A와 B가 같다.

3

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

		<보 기>
	ㄱ. 온도는 A가 B보다 높다. ㄴ. 압력은 A와 B가 같다. ㄷ. 내부 에너지는 A가 B보다 작다.

① ㄴ     ② ㄷ     ③ ㄱ, ㄴ     ④ ㄱ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

15. 다음은 물리 수업 시간에 실시한 서술형 평가 문제와 학생 A가 제출한 답안이다.

	[문제] 그림과 같이 슬릿에 파장이 [eqn: lambda]인 단색광을 비추었더니 스크린에 간섭무늬가 생겼다. 단일 슬릿과 이중 슬릿 사이의 거리가 [eqn: D], 이중 슬릿의 간격이 [eqn: d], 이중 슬릿에서 스크린까지의 거리가 [eqn: L]일 때, 스크린의 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격이 [eqn: DELTA `x]였다. 한 가지 물리량만을 변화시켜 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격이 [eqn: DELTA `x]보다 커지게 하기 위한 방법을 모두 기술하시오. [답안] ∘ 파장이 [eqn: lambda]보다 큰 단색광을 사용한다. ∘ 이중 슬릿의 간격을 [eqn: d]보다 작게 한다. ∘ 이중 슬릿에서 스크린까지의 거리를 [eqn: L]보다 크게 한다. ∘ 단일 슬릿과 이중 슬릿 사이의 거리를 [eqn: D]보다 크게 한다.

학생 A가 기술한 4개의 답 중 옳은 답의 개수는?

① 0개      ② 1개      ③ 2개      ④ 3개      ⑤ 4개

16. 그림은 레이저의 매질을 구성하는 원자의 에너지 준위와 전자의 전이를 나타낸 것이다. [eqn: f_1]은 매질이 흡수하는 빛의 진동수이고, [eqn: f_2], [eqn: f_3], [eqn: f_4]는 방출하는 빛의 진동수이며, 진동수가 [eqn: f_3]인 빛에 의해 진동수가 [eqn: f_4]인 빛이 유도 방출된다.

4

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		<보 기>
	ㄱ. [eqn: E _{2}]인 상태는 준안정 상태이다. ㄴ. 진동수는 [eqn: f_1]이 [eqn: f_3]보다 작다. ㄷ. 위상은 진동수가 [eqn: f_3]인 빛과 진동수가 [eqn: f_4]인 빛이 같다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄱ, ㄷ     ④ ㄴ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

17. 그림과 같이 초점 거리가 [eqn: d]로 같은 볼록 렌즈 A, B를 각각 [eqn: x=2d], [eqn: x=6d] 인 위치에 설치하고 [eqn: x=0]인 위치에 물체를 놓았더니, [eqn: x]축 상에 최종적인 상이 생겼다.

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

		<보 기>
	ㄱ. 상의 위치는 [eqn: x=8d]이다. ㄴ. 정립 허상이다. ㄷ. 상의 크기는 물체의 크기와 같다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄱ, ㄷ     ④ ㄴ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18. 그림은 한쪽 끝이 닫힌 관 A와 양쪽 끝이 열린 관 B 사이에서, 일정한 진동수의 소리를 발생시키는 음원이 B를 향해 일정한 속력 [eqn: v _{rms}]로 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이다. A, B의 길이는 각각 [eqn: L], [eqn: {3} over {2} L] 이고, A, B에는 기본 진동에 의한 정상파가 만들어졌다. A, B는 정지해 있다.

음속이 [eqn: v]로 일정할 때, [eqn: v _{rms}]는? (단, 관의 열린 끝은 정상파의 배이고, [eqn: v _{rms} <v]이며 음원과 A, B는 동일 직선상에 있다.) [3점]

① [eqn: {1} over {7}v]      ② [eqn: {1} over {6} v]      ③ [eqn: {1} over {5} v]      ④ [eqn: {1} over {4} v]      ⑤ [eqn: {1} over {3} v]

19. 그림은 [eqn: xy`]평면에서 [eqn: +x`]방향으로 운동하던 물체 A가 원점에 정지해 있던 물체 B와 탄성 충돌한 후 A는 점 p를 속력 [eqn: v _{rmA it}]로, B는 점 q를 속력 [eqn: v _{rmB}]로 동시에 통과한 모습을 나타낸 것이다. p, q의 [eqn: x]성분은 각각 [eqn: a], [eqn: 4a]이다. A, B의 질량은 같다.

[eqn: {v _{rmA}} over {v _{rmB}}]는? (단, A, B의 크기와 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

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

20. 그림과 같이 [eqn: xy`]평면에서 대전 입자 A가 균일한 자기장 영역 Ⅰ과 균일한 전기장 영역 Ⅱ를 차례로 통과하였다. A는 [eqn: +y`]방향으로 Ⅰ에 수직으로 입사하여 원 궤도를 따라 운동한 후 점 p에서 [eqn: y]축에 대해 [eqn: 30 DEG]의 각을 이루는 방향으로 Ⅱ에 입사한다. 이후 A는 포물선 운동을 하다가 점 q에서 [eqn: +x`]방향으로 Ⅱ를 빠져 나간다. 전기장의 방향은 [eqn: y`]축과 나란하고, p와 q로부터 [eqn: x`]축과 수직이 되는 거리는 각각 [eqn: 2d], [eqn: 3d]이다.

A가 Ⅰ, Ⅱ에서 운동하는 시간을 각각 [eqn: t _{1}], [eqn: t _{2}]라 할 때, [eqn: {t _{1}} over {t _{2}}]은? (단, 전자기파의 발생 및 중력은 무시한다.) [3점]

① [eqn: {sqrt {3}} over {pi }]     ② [eqn: {3} over {pi }]     ③ [eqn: {pi } over {6}]     ④ [eqn: {sqrt {3} pi } over {6}]     ⑤ [eqn: {pi } over {3}]

* 확인 사항

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