2002-11 2002학년도 11월 고2 전국연합학력평가 과학탐구영역[자연계](과학)[물리Ⅱ]

2002학년도 11월 고2 전국연합학력평가 과학탐구영역[자연계](과학)[물리Ⅱ]의 문제를 제공합니다.
본 자료는 경기도교육청에서 출제하였으며,
고등학교 2학년 학생을 대상으로 2002년 11월 20일 (수)에 시행되었습니다.

2002학년도 11월 고2 전국연합학력평가

과학탐구영역[자연계](과학)[물리Ⅱ]

시행 : 2002.11.20(수)
대상 : 고등학교 2학년
출제 : 경기도교육청

사진, 그림, 듣기파일 등은 빠져 있으며,
표, 밑줄 등은 원본과 다를 수 있습니다.
원본 파일을 참고하시기 바랍니다.
원본 파일은 https://korea-test.tistory.com/에 있습니다.

그래프는 자동차가 직선도로 위를 운동할 때 시간에 따른 속도의 변화를 나타낸 것이다.
위 그래프에서 가속도가 1m/s$^{2}$인 구간과 <보기>에서 그 구간의 위치-시간 그래프를 골라 옳게 짝지은 것은?

① AB - ㄱ

② AB - ㄴ

③ BC - ㄱ

④ CD - ㄴ

⑤ CD - ㄷ

공중 곡예비행에 참여한 비행기가 그림과 같이 지표면에 수직한 면 위에서 등속 원운동을 하고 지나갔다. 등속 원운동을 하는 동안 비행기의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 연료 소모로 인한 비행기의 질량 변화는 무시한다.)

보기

ㄱ. 비행기에 작용하는 구심력의 크기는 일정하다.
ㄴ. 비행기의 가속도는 항상 지구 중심 방향이다.
ㄷ. 비행기의 원운동에 필요한 구심력은 중력이다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 사람이 타고 있는 장치를 높이 들어올렸다가 떨어뜨리는 놀이기구이다. 그래프는 이 장치에 탄 철수의 시간에 따른 높이 변화를 나타낸 것이다.
이 장치에 타고 있는 철수의 운동에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? (단, CD 구간에서는 자유낙하를 한다.)

보기

ㄱ. BC 구간에서 철수에게 작용하는 알짜 힘은 0이다.
ㄴ. CD 구간에서 철수에게 중력이 작용하지 않는다.
ㄷ. DE 구간에서 철수는 등속도 운동을 한다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 실험대 위에서 용수철을 B점에서 A점까지 압축시켜 쇠구슬을 수평 방향으로 발사하였다.
BC 구간에서 쇠구슬이 운동하는 동안 운동에너지와 중력에 의한 위치에너지에 대하여 바르게 설명한 것은? (단, 위치에너지는 지면을 기준으로 하며, 마찰이나 공기저항은 무시한다.)

① 쇠구슬의 운동에너지는 일정하다.

② 쇠구슬의 위치에너지는 증가한다.

③ 쇠구슬의 역학적 에너지는 B점에서 가장 작다.

④ 쇠구슬의 운동에너지와 위치에너지의 합은 일정하다.

⑤ B점에서 쇠구슬의 위치에너지는 C점에서의 운동에너지와 같다.

그림과 같이 질량 0.5kg인 추를 실에 매달아 P점에서 놓았더니, Q점에 정지해 있는 질량 4kg인 쇠공에 정면으로 충돌한 후 튕겨 나왔다.
추와 쇠공의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 쇠공과 바닥 사이의 마찰은 무시한다.) [2점]

보기

ㄱ. 충돌 후 추는 처음 높이까지 올라간다.
ㄴ. 충돌 직후 운동량의 크기는 쇠공이 추보다 크다.
ㄷ. 충돌 직후 추의 운동량의 크기는 충돌 직전과 같다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 빗면을 따라 내려온 쇠구슬이 수평면에 정지해있던 나무도막을 밀어내는 실험이다. 표는 쇠구슬의 수직높이에 따른 나무도막의 이동거리를 나타낸 것이다.

쇠구슬의 수직 높이(cm)	10	20	30	40
나무도막의 이동 거리(cm)	8	16	24	32

이 실험 결과에 대한 해석으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면?

보기

ㄱ. 쇠구슬의 높이를 50cm로 하면 나무도막은 36cm 이동할 것이다.
ㄴ 쇠구슬의 위치에너지와 나무도막의 이동거리는 비례한다.
ㄷ. 나무도막에 작용하는 마찰력이 한 일의 양은 쇠구슬의 위치에너지에 비례한다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림(가)와 같이 실에 매달린 추가 수평면에서 반지름 R인 원둘레를 등속 원운동한다. 그림(나)는 추의 무게 W와 실의 장력 T의 방향과 크기를 모눈종이에 나타낸 것이다.
추의 무게가 4N일 때 추에 작용하는 구심력의 크기는 ? (단, 모눈종이 1눈금은 1N을 나타낸다.) [1점]

① 1N

② 2N

③ 3N

④ 4N

⑤ 5N

그림과 같이 주사기 위에 추를 놓고, 비커에 더운 물을 부은 후 둥근 플라스크 속 공기의 온도 변화에 따른 추의 높이 변화를 측정하였더니 표와 같았다.

공기의 온도 변화(℃)	5	10	15	20
추의 높이 변화(mm)	4	8	12	16

실험에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? (단, 마찰은 무시한다.)

보기

ㄱ. 공기의 부피는 압력에 비례한다.
ㄴ. 공기의 부피 변화는 온도 변화에 비례한다.
ㄷ. 플라스크 속의 공기 압력은 일정하게 유지된다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 물체 A, B가 엘리베이터 바닥에 놓여있다. 엘리베이터는 위로 속력이 증가하는 운동을 한다.
물체 A, B에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 물체 A의 질량이 B보다 작다.)

보기

ㄱ. 물체 A, B의 가속도는 같다.
ㄴ. 물체 A가 B에 작용하는 힘의 크기는 물체 B가 A에 작용하는 힘의 크기와 같다.
ㄷ. 물체 A, B에 작용하는 알짜 힘의 크기는 같다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

운동장에서 비스듬히 찬 축구공이 그림과 같이 포물선을 그리며 2초만에 20m 떨어진 지면에 도달했다.
20m 다음은 공기저항을 무시할 때 축구공의 처음 속력을 구하는 과정이다.

Ⅰ. 축구공의 처음 속도를 수평 성분과 연직 성분으로 나눈다.
Ⅱ. 수평 성분의 크기는 20m를 ( ㉠ )초로 나눈 값과 같다.
Ⅲ. 중력 가속도의 크기를 10m/s$^2$이라고 하면, 연직 성분의 크기는 최고점에서 물체가 1초 동안 자유낙하 했을 때의 속력과 같으므로 ( ㉡ )m/s이다.
IV. 처음 속도의 크기는 $\sqrt{(수평성분)^2 + (연직성분)^2 }= 10 \sqrt{2}$m/s이다. 따라서, 처음 속력은 $10\sqrt{2}$m/s이다.

㉠과 ㉡에 알맞은 수는 각각 얼마인가? [2점]

① ㉠ : 1 / ㉡ : 5

② ㉠ : 1 / ㉡ : 10

③ ㉠ : 2 / ㉡ : 5

④ ㉠ : 2 / ㉡ : 10

⑤ ㉠ : 2 / ㉡ : 20

두꺼운 금속판 A에 양($+$)전하를 대전시켜 검전기에 연결하면 그림(가)와 같이 전하가 이동하여 금속박이 열린다.
그림(나)와 같이 같은 모양의 대전되지 않은 금속판 B를 A에 가까이 하면 금속박은 어떻게 될까?

① 변화 없다.

② 더 벌어진다.

③ 조금 닫힌다.

④ 더 벌어졌다 닫힌다.

⑤ 조금 닫혔다 벌어진다.

그림과 같은 전기 회로에서 (가)는 속이 보이지 않는 나무로 된 저항 상자를 나타낸다. 스위치를 닫았더니 a점에는 2A, b점에는 1A의 전류가 흘렀다.
다음 중 저항 상자 속에 들어 있는 회로로 가장 적절한 것은? [1점]

일정량의 이상 기체의 상태를 그림과 같이 A에서 C까지 다음 과정에 따라 변화시켰다.

과정 Ⅰ : 외부에서 이상 기체에 50J의 열을 공급하고, 기체가 외부에 45J의 일을 하였다.
과정 Ⅱ : 외부에서 기체에 30J의 열을 공급하였다.

과정 Ⅰ, Ⅱ에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?

보기

ㄱ. 과정 Ⅰ에서 기체의 내부 에너지는 5J 감소하였다.
ㄴ. 내부 에너지의 변화량은 과정 Ⅰ, Ⅱ에서 서로 같다.
ㄷ. 과정 Ⅱ에서 기체가 외부에 한 일은 0이다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄱ, ㄷ

그림과 같이 전기회로에 전류가 흐르는 현상을 수도관에 물이 흐르는 현상에 비유할 수 있다.
수도관에 흐르는 물을 전하에 비유할 때, 수도관과 전기회로 사이의 대응관계가 바르게 된 것을 <보기>에서 모두 고르면 ?

보기

ㄱ. [수도관] : 수압 / [전기회로] : 전력량
ㄴ. [수도관] : 1초 동안 흐르는 물의 양 / [전기회로] : 전류의 세기
ㄷ. [수도관] : 물의 흐름을 방해하는 요소 / [전기회로] : 전기저항

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 균일한 전기장 내의 등전위면을 나타낸 것이다. 양전하($+\text{Q}$)가 등전위면에 수직한 점선을 따라 일정한 속력으로 오른쪽으로 운동하고 있다.
이 때 양전하($+\text{Q}$)에는 전기력 이외에 또 다른 힘 F가 작용하고 있다. 이 힘 F의 크기와 방향으로 옳은 것은?

① [힘 F의 크기] : 전기력과 같다. / [힘 F의 방향] : 오른쪽

② [힘 F의 크기] : 전기력과 같다. / [힘 F의 방향] : 왼쪽

③ [힘 F의 크기] : 전기력보다 크다. / [힘 F의 방향] : 오른쪽

④ [힘 F의 크기] : 전기력보다 크다. / [힘 F의 방향] : 왼쪽

⑤ [힘 F의 크기] : 전기력보다 작다. / [힘 F의 방향] : 오른쪽

같은 높이에서 유리컵을 시멘트 바닥과 두꺼운 스펀지 바닥에 떨어뜨렸다. 그래프는 유리컵이 바닥에 닿은 순간부터 바닥에서 받는 힘과 시간의 관계를 나타낸 것이며, 두 곡선 아래 면적은 같다.
두꺼운 스펀지 바닥에서는 유리컵이 깨지지 않지만 시멘트 바닥에서는 깨진다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면?

보기

ㄱ. 바닥에 닿은 순간부터 유리컵이 멈추는데 걸리는 시간은 스펀지 바닥이 더 길다.
ㄴ. 유리컵이 받는 충격량은 시멘트 바닥이 더 크다.
ㄷ. 유리컵이 받는 최대 충격력은 시멘트 바닥이 더 크다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ