2003-04 2003학년도 4월 고3 전국연합학력평가 과학탐구영역[자연계](과학)[물리Ⅱ]

2003학년도 4월 고3 전국연합학력평가 과학탐구영역[자연계](과학)[물리Ⅱ]의 문제를 제공합니다.
본 자료는 경기교육청에서 출제하였으며,
고등학교 3학년 학생을 대상으로 2003년 4월 24일 (목)에 시행되었습니다.

2003학년도 4월 고3 전국연합학력평가

과학탐구영역[자연계](과학)[물리Ⅱ]

시행 : 2003.4.24(목)
대상 : 고등학교 3학년
출제 : 경기교육청

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.

그림은 직선으로 움직이는 물체의 운동을 기록한 종이 테이프를 2타점 간격으로 잘라 순서대로 붙인 것이다.
물체가 운동할 때, 시간에 따라 일정한 크기로 증가하는 물리량을 <보기>에서 모두 고른 것은?

보기

ㄱ. 속력
ㄴ. 가속도
ㄷ. 출발점으로부터의 거리

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

질량이 각각 1kg과 2kg인 두 공 A, B를 지면으로부터 높이가 2m, 1m인 곳에서 자유 낙하시켰다. 각 물체가 지면에 닿는 순간의 속력을 알아보기 위해 어떤 학생이 다음과 같이 생각하였다. (단, 공기의 저항은 무시한다.)

◦ A의 질량은 B의 $\dfrac{1}{2}$배, A의 높이는 B의 2배이다.
    ↓ (Ⅰ 단계)
◦ 따라서, A와 B의 위치 에너지는 같다.
    ↓ (Ⅱ 단계)
◦ 따라서, 지면에 닿는 순간 A와 B의 운동 에너지는 같다.
    ↓ (Ⅲ 단계)
◦ 따라서, 지면에 닿는 순간 A와 B의 속력은 같다.

위 단계 중에서 잘못된 것을 모두 고른 것은?

① Ⅰ

② Ⅱ

③ Ⅲ

④ Ⅰ,Ⅱ

⑤ Ⅱ,Ⅲ

그림과 같이 마찰이 없는 미끄럼틀 위에 놓인 물체가 곡면을 따라 내려온 후, 수평면 위에서 정지하였다.
물체가 운동하는 동안 시간에 따른 속력의 그래프로 타당한 것은? (단, 수평면에서 마찰력은 일정하다.) [2점]

트럭이 고장난 승용차를 밧줄로 연결하여 견인해 가고 있다. 승용차가 일정한 속도 $v$로 견인되고 있을 때, 밧줄의 장력이 $T_0$이었다.
다음 중 밧줄의 장력이 $T_0$보다 작은 경우는? (단, 공기 저항은 무시하며 승용차가 움직일 때 타이어와 지면과의 마찰 계수는 일정하다.) [2점]

① 트럭의 속도가 서서히 감소할 때

② 트럭의 속도가 서서히 증가할 때

③ 승용차가 $2v$의 일정한 속도로 견인되고 있을 때

④ 승용차가 $\dfrac{1}{2} v$의 일정한 속도로 견인되고 있을 때

⑤ 승용차에 두 사람이 더 타고, 일정한 속도 $v$로 견인되고 있을 때

그림 (가)는 $v_0$의 속도로 비스듬히 공을 던져 올린 후, 일정한 시간 간격마다 각 위치에서의 속도를 화살표로 나타낸 것이다. 화살표를 한 점으로 평행 이동시켰더니, 그림 (나)와 같이 화살표의 높이 차가 $l$로 일정하였다.
공이 운동하는 동안 일정한 크기를 갖는 물리량을 <보기>에서 모두 고른 것은? [2점]

보기

ㄱ. 공에 작용하는 힘
ㄴ. 공의 속력
ㄷ. 공의 가속도
ㄹ. 공의 운동 에너지

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ

⑤ ㄷ, ㄹ

책상 위에 무게 20N의 물체가 놓여 있다. 이 물체를 가는 줄로 연결하여 그림 (가)에서는 무게 10N의 물체를 매달고, 그림 (나)에서는 10N의 힘으로 계속 당긴다.
이 때 책상 위에 놓여 있는 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 책상면과 물체 사이에 마찰은 없다.) [2점]

① (가)와 (나) 모두 정지해 있다.

② (나)에서의 가속도가 (가)보다 크다.

③ (가)와 (나) 모두 같은 속도로 움직인다.

④ (가)와 (나)에서 줄의 장력은 크기가 같다.

⑤ (가)와 (나) 모두 일정한 시간 동안에 이동 거리가 같다.

영희는 등속도로 운동하는 버스 안에서 공을 들고 있고 철수는 밖에 정지해 있다.
영희가 공을 가만히 놓았을 때, 영희와 철수가 관찰한 공의 운동 경로를 <보기>에서 찾아 옳게 짝지은 것은?

① 영희 : ㄱ / 철수 : ㄱ

② 영희 : ㅁ / 철수 : ㄷ

③ 영희 : ㄷ / 철수 : ㄴ

④ 영희 : ㄱ / 철수 : ㅂ

⑤ 영희 : ㄴ / 철수 : ㄹ

그림은 일정량의 이상 기체의 상태를 A→B→C→A로 변화시켰을 때 압력과 부피와의 관계를 나타낸 것이다.
이 기체가 외부에 일을 하는 과정을 위 그래프에서 모두 고른 것은?

① A→B

② B→C

③ C→A

④ A→B, B→C

⑤ B→C, C→A

그림과 같이 질량이 같은 두 물체 A, B를 지면과 이루는 각을 달리하여 던져 올렸더니 수평 이동 거리가 같았다.
두 물체의 운동에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 공기의 저항은 무시한다.) [2점]

보기

ㄱ. A의 운동 시간이 B보다 길다.
ㄴ. A의 처음 속도의 수직 성분은 B보다 크다.
ㄷ. A의 처음 속도의 수평 성분은 B보다 크다.

① ㄱ

② ㄱ, ㄴ

③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그래프 (가)는 어떤 물체가 지구 표면에서 자유 낙하할 때의 시간에 따른 속력을, 그래프 (나)는 동일한 물체가 어떤 행성에서 자유 낙하할 때의 시간에 따른 속력을 나타낸 것이다.
다음 중 (나)의 그래프를 얻을 수 있는 행성의 질량과 반지름은? (단, 지구의 질량은 $M$, 반지름은 $R$이다.)

① 질량 : $2M$ / 반지름 : $2R$

② 질량 : $2M$ / 반지름 : $4R$

③ 질량 : $4M$ / 반지름 : $R$

④ 질량 : $4M$ / 반지름 : $2R$

⑤ 질량 : $8M$ / 반지름 : $2R$

60kg의 어른이 롤러 스케이트를 타고 4m/s의 일정한 속도로 달리고 있다. 앞쪽에 서 있는 20kg의 어린이를 미처 발견하지 못했던 어른은, 다급해진 나머지 충돌하는 순간에 어린이를 안았다.
두 사람의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [2점]

보기

ㄱ. 충돌 전과 충돌 후의 역학적 에너지는 같다.
ㄴ. 충돌 직후 두 사람의 이동 속력은 3m/s이다.
ㄷ. 충돌하는 순간 서로에게 작용한 힘의 크기는 같다.

① ㄱ

② ㄱ, ㄴ

③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림과 같이 고무 마개와 받침쇠를 가는 실로 연결한 후, 고무 마개를 수평면 내에서 등속 원운동을 시켰다.
고무 마개의 원운동 주기와 구심력과의 관계를 알아보려고 할 때, 일정하게 유지시켜야 할 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

보기

ㄱ. 받침쇠의 수
ㄴ. 원운동의 반지름
ㄷ. 고무 마개의 질량

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림과 같이 마찰이 없는 반원 모양의 곡면 위에서 쇠구슬이 A와 B 사이를 왕복 운동하고 있다.
쇠구슬의 운동에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? [2점]

보기

ㄱ. A, B에서 가속도는 0이다.
ㄴ. 왕복 운동하는 동안, 운동 방향과 가속도의 방향은 같다.
ㄷ. O를 지나는 순간, 알짜 힘의 방향은 원의 중심 방향이다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 바닷물을 끌어들여서 열에너지를 뽑아내어 배를 추진하고, 뒤쪽으로는 얼음 덩어리를 방출하는 배를 나타낸 것이다. 그러나 이와 같은 배는 제작할 수 없다.
위 내용을 설명할 수 있는 법칙이 적용되는 현상을 <보기>에서 모두 고른 것은? [2점]

보기

ㄱ. 방 안의 공기가 저절로 한 구석으로 모이지 않는다.
ㄴ. 물체가 자유 낙하하는 동안 운동 에너지는 증가한다.
ㄷ. 열은 항상 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동한다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ

⑤ ㄴ, ㄷ

저울 위에 주사기를 올려놓고, 주사기 맨 끝을 고무 마개로 막았다. 주사기를 서서히 누르면서 주사기 안에 있는 공기의 압력과 부피를 측정하여 표와 같은 결과를 얻었다.

실험 횟수	공기의 압력($\times10^5 \text{N/m}^2$)	부피($\times 10^{-6} \text{m}^3$)
1	1.0	200
2	2.0	(나)
3	4.0	50
4	(가)	40

위 표의 (가)와 (나)에 예상되는 값으로 적절한 것은?

① (가) : 5.0 / (나) : 70

② (가) : 5.0 / (나) : 100

③ (가) : 7.0 / (나) : 130

④ (가) : 7.0 / (나) : 150

⑤ (가) : 9.0 / (나) : 180

영희는 단진자의 운동을 기록한 종이 테이프 위에 4개의 지점 A, B, C, D를 표시하였다.
이 자료를 보고 단진자의 운동에 대하여 영희가 생각한 <보기>의 내용 중 옳은 것을 모두 고른 것은?

보기

ㄱ. A에서 B로 갈수록 속력이 증가한다.
ㄴ. C에서 D로 갈수록 위치 에너지가 증가한다.
ㄷ. B와 C 사이에 운동 에너지가 최대인 지점이 있다.

① ㄱ

② ㄱ, ㄴ

③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ