대전광역시교육청 주관

2008학년도 대학수학능력시험 10월 모의평가 문제지

과학탐구 영역(물리 II )

	과학탐구 영역	(물리II )

물리 II

2권 중 2권

(물리II )	과학탐구 영역

2권 중 2권

물리 II

성명

제 4 교시

1

수험 번호

17

32

물리 II

2권 중 2권

그림 (가)는 스카이다이버가 상공에서 낙하하는 모습을 나타낸 것이고, 그림 (나)는 비행기에서 낙하하는 스카이다이버의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다.

(가)

(나)

시간

낙하속력

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

	<보기>
ㄱ. 0∼[eqn: t _{1}]까지는 등가속도 운동을 하였다. ㄴ. [eqn: t _{2}]가 되는 순간 스카이다이버의 운동방향이 바뀌었다. ㄷ. [eqn: t _{3}]∼[eqn: t _{4}]사이에 스카이다이버에 작용하는 알짜 힘은 0이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 실의 한 쪽 끝에 받침쇠를 매달고, 유리관 속을 통과시킨 실의 다른 쪽 끝에는 고무마개를 매달아 원운동시키는 모습을 나타낸 것이다. 이 때 받침쇠 20개의 질량은 [eqn: M`]이고, 고무마개의 질량은 [eqn: m]이며 유리관 끝에서 [eqn: r]만큼 떨어져 등속 원운동을 한다.

18

32

[eqn: theta]

받침쇠(20개)

유리관

[eqn: m]

[eqn: v]

[eqn: r]

실이 수평면과 [eqn: theta]의 각을 이룰 때 고무마개의 속력 [eqn: v]는? (단, g는 중력가속도이며, 유리관은 고정되어 있고, 실과 유리관 사이의 마찰, 공기 저항은 무시한다.)

① [eqn: sqrt {{Mgr} over {m} }cos theta]	② [eqn: sqrt {{mgr} over {M}}cos theta]	③ [eqn: sqrt {{Mgr} over {m}}sin theta }]

④ [eqn: sqrt {{mgr} over {M}}sin theta }]	⑤ [eqn: sqrt {gr}tan theta]

그림은 높이 [eqn: h]인 지점에서 질량이 같은 세 개의 공 A, B, C를 같은 속력 [eqn: v]로 동시에 던진 것을 나타낸 것이다.

[eqn: h]

A

B

[eqn: v]

C

[eqn: v]

[eqn: v]

공의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 공의 크기, 공기 저항은 무시한다.)

	<보기>
ㄱ. A와 B는 지면에 동시에 도달한다. ㄴ. 지면에 도달하는 순간의 속력은 C가 B보다 크다. ㄷ. 운동하는 동안 A, B, C의 역학적 에너지는 항상 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤  ㄴ, ㄷ

다음은 두 종류의 공을 자유 낙하시켜 바닥과 공 사이의 반발계수를 알아보는 실험 과정과 결과이다.

17

32

공

[eqn: h]

막대자

1[eqn: m]

[실험 과정]

(가) 질량이 같은 공 A, B를 준비한다.

(나) 그림과 같이 스탠드에 1 m의 막대자를 고정시키고 바닥을 나무판으로 하여 공을 1 m 높이에서 자유 낙하시켜 바닥으로부터 튀어 오르는 높이 [eqn: h]를 측정한다.

[실험 결과]

공의 종류	A	B
[eqn: h~(rm m)]	0.64	0.16

17

32

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보기>
ㄱ. A와 B는 바닥면과 비탄성 충돌을 하였다. ㄴ. 바닥면과의 반발계수는 A가 B보다 크다. ㄷ. 바닥면과 충돌 직후 속력은 A가 B의 2배이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림과 같이 질량 [eqn: m]인 이상 기체 분자가 거리가 [eqn: l]인 두 벽면 A, B 사이를 평균 속력 [eqn: v]로 수평으로 운동하고 있다.

B

[eqn: v]

A

[eqn: l]

이 이상 기체 분자의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 분자와 벽면은 완전탄성충돌을 한다.)

	<보기>
ㄱ. 1초 동안 한쪽 벽면에 [eqn: {2l} over {v}]회씩 충돌한다. ㄴ. 한쪽 벽에 작용하는 평균 힘의 크기는 [eqn: {mv ^{2}} over {l}]이다. ㄷ. 벽면에 1회 충돌할 때 벽면에 미치는 충격량은 2[eqn: mv] 이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

18

32

그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 한쪽 끝이 고정된 탄성계수 [eqn: k] 인 용수철의 다른 끝에 질량 [eqn: m]인 물체를 매달아 오른쪽으로 [eqn: x]만큼 잡아당긴 것을 나타낸 것이고, (나)는 이 물체를 놓아 단진동 시킬 때 물체의 변위와 속도의 관계를 나타낸 것이다.

(가)

[eqn: m]

[eqn: k]

[eqn: x]

(나)

속도(m/s)

변위

(m)

용수철에 매달린 물체의 주기는? (단, 용수철의 질량과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

① [eqn: {pi } over {5}]초	② [eqn: {pi } over {10}]초	③ [eqn: {pi } over {100}]초	④ [eqn: {5} over {pi }]초	⑤ [eqn: {10} over {pi }]초

그림은 질량 [eqn: M] 인 나무도막 진자에 질량 [eqn: m] , 속력 [eqn: v] 인 총알이 수평으로 날아와서 박히는 과정을 나타낸 것이다.

[eqn: M]

[eqn: m]

[eqn: h]

[eqn: v]

총알이 박힌 나무도막 진자가 올라갈 수 있는 최대 높이 [eqn: h] 를 옳게 나타낸 식은? (단, 공기의 저항은 무시하며 중력가속도는 [eqn: g]이다.)

① [eqn: h= {1} over {2g} ( {Mv} over {M+m} )` ^{2}]	② [eqn: h= {1} over {2g} ( {mv} over {M+m} )` ^{2}]

③ [eqn: h= {1} over {g} ( {Mv} over {M+m} )` ^{2}]	④ [eqn: h= {1} over {g} ( {mv} over {M+m} )` ^{2}]

⑤ [eqn: h= {1} over {g} ( {mv ^{2}} over {M+m} )`]

그림 (가)는 용기에 들어 있는 이상기체가 단열 팽창을 하는 과정을 나타낸 것이고, (나)는 이때의 부피(V), 압력(P), 온도(T) 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.

(가)

(나)

[eqn: P _{0}]

[eqn: V _{0}]

[eqn: V _{1}]

[eqn: P _{1}]

V

P

0

a

b

[eqn: T _{0}]

[eqn: T _{1}]

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

	<보기>
ㄱ. 용기 내의 온도는 감소한다. ㄴ. 기체가 외부에 한 일은 aV0V1b로 둘러싸인 면적과 같다. ㄷ. 기체 분자들이 용기 벽면과 충돌하는 횟수는 증가한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤  ㄴ, ㄷ

그림은 지구와 가상의 혜성이 태양을 한 초점으로 하는 타원궤도를 따라 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 혜성의 질량은 지구와 같으며, A 지점은 궤도의 근일점을 나타낸다.

태양

혜성

A

지구

지구와 혜성의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

	<보기>
ㄱ. 혜성의 공전주기가 지구보다 길다. ㄴ. 지구와 혜성이 A를 지날 때 속력은 같다. ㄷ. 지구와 혜성이 A를 지날 때 태양과의 만유인력의 크기는 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 두 점 A, B 부근에서의 전기력선의 일부를 모식적으로    나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보기>
ㄱ. A에서 전위는 B보다 크다. ㄴ. A에서 전기장의 세기는 B보다 작다. ㄷ. 양(+)전하를 A에서 B로 이동시키기 위해서는 일을 해 주어야 한다

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 저항이 같은 동일한 전구 A, B 와 축전기를 연결한 회로를 나타낸 것이다. 스위치를 닫거나 열었을 때 전구에 일어나는 변화를 관찰하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보기>
ㄱ. 스위치를 닫았을 때 축전기가 완전히 충전되기 전까지 A는 B보다 밝다. ㄴ. 축전기가 완전히 충전된 후 A와 B의 밝기는 같다. ㄷ. 스위치를 여는 순간에는 A만 꺼진다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[eqn: E _{1}]

[eqn: E _{2}]

[eqn: I _{``1}]

[eqn: I _{``2}]

[eqn: I _{``3}]

그림은 저항값이 모두 R 인 세 개의 저항과 기전력이 각각 E1, E2인 두 개의 전지로 구성된 회로를 나타낸 것이다.

이 회로에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?  (단, 전지의 내부저항은 무시한다.)

	<보기>
ㄱ. [eqn: I_3 = I_1 + I_2] 이다. ㄴ. [eqn: E_{1} -`E_{2} =I_{1} R+I_{2} R] 이다. ㄷ. [eqn: `E_{1}=E_2] 이면 [eqn: I_{3}= {rm3 } I_1] 이다.

① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림 (가)와 (나)는 두 입자 p, q가 각각 자기장의 세기가 B 인 균일한 자기장 영역에서 일정한 속력 v 로 원운동 하는 모습을 나타낸 것이다. p, q 의 질량은 각각 m, 2m 이며, 두 입자의 궤도 반지름은 같다.

(가)                (나)

v

v

자기장 영역

자기장 영역

[eqn: B]

[eqn: B]

[eqn: m]

[eqn: 2m]

p

q

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 자기장의 방향은 원운동 하는 면에 수직으로 들어가는 방향이며, 중력의 영향은 무시한다.) [3점]

31

32

	<보기>
ㄱ. p의 운동량의 크기는 q의 2배이다. ㄴ. q의 전하량은 p의 2배이다. ㄷ. p는 음(-)으로, q는 양(+)으로 대전되어 있다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 교류전원에 전기용량이 C인 축전기와 자체유도계수가 L 인 코일을 각각 같은 저항 R 로 연결한 것을 나타낸 것이다. 이 때 교류전원의 전압을 일정하게 유지하면서 주파수를 증가시켰다.

교류전원

[eqn: L]

[eqn: R]

[eqn: C]

[eqn: R]

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

	<보기>
ㄱ. 코일의 유도 리액턴스는 감소한다. ㄴ. 축전기의 용량 리액턴스는 감소한다. ㄷ. 축전기와 코일이 소비하는 전력은 증가한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 밀리칸의 기름방울 실험 장치를 모식적으로 나타낸 것이다. 질량이 [eqn: m], 전하량이 [eqn: q]인 기름방울이 전기장 안에 정지해 있다.

[eqn: d]

[eqn: m]

[eqn: V]

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 기름방울에 작용하는 부력은 무시한다.) [3점]

	<보기>
ㄱ. 기름방울은 양(+)전하로 대전되어 있다. ㄴ. 기름방울에 작용하는 전기력의 크기는 [eqn: q d over V]이다. ㄷ. 기름방울에 작용하는 전기력의 크기는 중력의 크기와 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄱ, ㄷ

다음은 여러 가지 방사성 원소의 붕괴 과정을 나열한 것이다. (가), (나), (다)에 해당하는 것으로 옳은 것은?

◦ [eqn: rm rpile{{} _{226}#{} ^{88}} Ra~~ ->```` ` rpile{{} _{222}#{} ^{86}} Rn`+~]

(가)

◦ [eqn: rm rpile{{} _{14}#{} ^{7}} N~+~n~~~ -> ~~ rpile{{} _{14}#{} ^{6}} C~+~]

(나)

◦ [eqn: rm rpile{{} _{14}#{} ^{6}} C`~~ -> ~~ pile{{} _{14}#{} ^{7}} N~+~]

(다)

(가)	(나)	(다)

①	[eqn: alpha] 입자	[eqn: beta] 입자	[eqn: gamma] 선

②	[eqn: beta] 입자	[eqn: alpha] 입자	[eqn: beta] 입자

③	[eqn: alpha] 입자	[eqn: rm rpile{{} _{1}#{} ^{1}} H]	[eqn: alpha] 입자

④	[eqn: alpha] 입자	[eqn: rm rpile{{} _{1}#{} ^{1}} H]	[eqn: beta] 입자

⑤ 	[eqn: rm rpile{{} _{1}#{} ^{1}} H]	[eqn: alpha] 입자	[eqn: beta] 입자

그림 (가)는 가변저항, 전지, 전압계, 전류계로 구성된 회로를 나타낸 것이며, (나)는 단자 전압과 회로에 흐르는 전류의 관계를 나타낸 것이다.

(가)                          (나)

전류(mA)

단

자전

압

(V)

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

	<보기>
ㄱ. 전지의 내부 저항은 2 Ω이다. ㄴ. 전류의 세기가 증가할수록 전지의 내부 저항에 의한 전위차는 감소한다. ㄷ. 전류의 세기가 감소하여 0 mA에 접근할 때 단자 전압은 1.5 V에 가까워진다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 보어의 수소원자 모형에 의한 전자 궤도를 모식적으로 나타낸 것이다.

물질파

원자핵

전자의 궤도

A

B

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, [eqn: E_{rm A}], [eqn: lambda _{rm A}]는 A 상태에서, [eqn: E _{rm B}], [eqn: lambda _{rm B}]는 B 상태에서의 각각 궤도 전자의 에너지와 파장이다.) [3점]

	<보기>
ㄱ. A 상태에서 원궤도의 반지름은 [eqn: lambda_{rm A} over 2pi]이다. ㄴ. B 상태에서 궤도 전자의 속력은 [eqn: h over {m lambda_{rm B}}]이다. ㄷ. B 상태에서 A 상태로 전이될 때 방출되는 광자의 파장은 [eqn: hc over {E_{rm B} - E_{rm A}}]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 수소 원자의 전자 에너지 준위의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보기>
ㄱ. A 과정에서 방출하는 에너지는 B와 C 과정에서 방출 하는 에너지의 합과 같다. ㄴ. C 과정에서 방출하는 빛의 진동수는 B 과정에서 방출 하는 빛의 진동수보다 작다. ㄷ. 전자가 바닥상태에서 들뜬 상태로 전이하려면 에너지 준위의 차이만큼 에너지를 흡수해야 한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 러더퍼드의 [eqn: alpha]입자 산란 실험을 모식적으로 나타낸 것이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보기>
ㄱ. [eqn: alpha]입자는 A, B 영역에 걸쳐 고르게 산란된다. ㄴ. 톰슨의 원자 모형에서는 A 영역에 [eqn: alpha]입자가 산란되는 현상을 설명할 수 없다. ㄷ. A 영역에 산란되는 [eqn: alpha]입자는 금박을 통과할 때 양(+) 전하를 지닌 원자핵과의 큰 전기적 척력이 작용한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

* 확인 사항

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

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