물리I 2014년 3회 기출문제

표는 A, B 지점의 위도와 경도를, 그림은 A 지점에 설치된 앙 부일구를 나타낸 것이다. 지점 위도 경도 A 북위 37° 동경 127° B 북위 37° 동경 103° 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? <보 기> ㄱ. A에서의 시각은 오후 1시이다. ㄴ. B에서의 계절은 겨울이다. ㄷ. 낮 동안 영침의 그림자는 서→동으로 이동한다.

그림은 표준 모형에 대해 세 명의 학생이 대화하는 모습을 나 타낸 것이다. 옳게 말한 학생만을 있는 대로 고른 것은?

그림과 같이 질량이 각각 , 인 물체 A, B를 높 이가 같은 두 곡면에 가만 히 놓았다. A, B는 곡면에 서 같은 거리를 이동한 후 지면에 도달한다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 모든 마찰은 무시한다.) [3점] <보 기> ㄱ. 지면에 도달하는데 걸린 시간은 A가 B보다 길다. ㄴ. 지면에 도달하는 순간의 속력은 A가 B보다 작다. ㄷ. 지면에 도달하는 순간의 역학적 에너지는 A와 B가 같다.

그림 (가)는 수평면에 놓인 물체 A를 물체 B와 실로 연결한 모습을, (나)는 (가)의 A를 물체 C와 실로 연결한 모습을 나타 낸 것이다. A와 B의 질량은 이고, 화살표는 가속도의 방향이 다. (가) (나) (가)와 (나)에서 A의 가속도의 크기가 같을 때, C의 질량은? (단, 실의 질량 및 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

다음은 뮤온이 지표면 근처에서 발견되는 현상에 관한 내용이다. 뮤온은 우주선(cosmic ray)이 지구 대기권에 도달하여 공기와의 충돌로 생긴다. 뮤온은 광속의 약 99%로 이 동하고, 고유 수명 은 아주 짧아 고 전적으로 계산하면 지표면에 도달할 수 없다. 그러나 실제로는 많은 뮤온 이 지표면 근처에서 발견된다. 뮤온의 발생지점에서 발견지점까지의 고유 길 이는 이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] <보 기> ㄱ. 지표면의 정지 좌표계에서 측정한 뮤온의 수명은 보다 길다. ㄴ. 뮤온과 함께 움직이는 좌표계에서 측정한 뮤온 발생지점 에서 발견지점까지의 거리는 보다 짧다. ㄷ. 이 현상은 특수상대성 이론으로 설명할 수 있다.

그림은 지구를 중심으로 원운동하는 인 공위성 A와 지구를 한 초점으로 타원 운동하는 인공위성 B를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B 사이의 만유인력은 무시한 다.) [3점] <보 기> ㄱ. 공전 주기는 A가 B보다 길다. ㄴ. Q에서의 속력은 A와 B가 같다. ㄷ. B의 가속도의 크기는 P에서가 Q에서보다 크다.

그림은 이상 기체가 들어있는 실린더 의 피스톤 위에 추를 올려놓았을 때 피 스톤이 정지해 있는 모습을 나타낸 것 이다. 추를 제거한 후 피스톤이 정지할 때까 지 감소하는 이상 기체의 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 열의 출입과 마찰은 무 시한다.) [3점] <보 기> ㄱ. 압력 ㄴ. 평균 속력 ㄷ. 내부 에너지

그림 (가)와 같이 대전된 금속구 B를 가는 실로 매단 후 대전 체 A, C를 B로부터 거리가 , 인 위치에 놓았더니 B가 정지 하였고, (나)와 같이 (가)의 상태에서 대전체 A를 B에서 멀리 하였더니 B가 C쪽으로 기울어져 정지하였다. (가) (나) 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B, C의 크기는 무시한다.) [3점] <보 기> ㄱ. 대전된 전하의 종류는 B와 C가 다르다. ㄴ. 대전된 전하량은 C가 A의 4배이다. ㄷ. (나)에서 A와 B 사이에는 척력이 작용한다.

그림은 원형 도선을 수평면에 대해 수직으로 놓고 전류를 흘렸 을 때, 원형 도선의 중심 O에 놓인 나침반을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지구 자기장은 무시한다.) <보 기> ㄱ. 원형 도선에 흐르는 전류의 방향은 b 이다. ㄴ. 나침반의 N극이 가리키는 방향은 O에서와 P에서가 같다. ㄷ. 전류의 세기를 2배로 하면 O에서의 자기장의 세기도 2배 가 된다.

그림은 고체 A, B의 에너지띠 구조를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? <보 기> ㄱ. A는 부도체이다. ㄴ. 전기 전도성은 A가 B보다 좋다. ㄷ. B의 원자가띠에 있는 전자들의 에너지는 모두 같다.

그림은 지표면에 고정된 금속 고리에 막대자석을 가 까이 하는 모습을 나타낸 것 이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것 만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자석은 금속 고리 의 중심축 상에서 운동한다.) <보 기> ㄱ. 금속 고리에 유도되는 전류의 방향은 a이다. ㄴ. 금속 고리와 자석 사이에는 인력이 작용한다. ㄷ. 자석을 더 빠르게 움직이면 유도 전류의 세기는 증가한다.

그림 (가)는 어느 신문 기사의 일부분이고, (나)는 길이가 다 양한 진자들 중 b를 흔들었더니 길이가 같은 e만 큰 진폭으로 진동하는 모습을 나타낸 것이다. (가) (나) 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? <보 기> ㄱ. 아파트들의 고유 진동수는 높이에 따라 다르다. ㄴ. 진자 b와 e의 주기는 같다. ㄷ. (가)와 (나)의 현상은 공명에 의한 것이다.

그림은 정보 저장 매체를 나타낸 것이다. 하드 디스크 DVD 플래시 메모리 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? <보 기> ㄱ. 전자기 유도 현상을 이용하여 하드 디스크에 정보를 저장 한다. ㄴ. DVD에서 반사된 빛을 이용해 정보를 읽는다. ㄷ. 플래시 메모리는 반도체 소자를 이용한 저장 매체이다.

다음은 원자로에서 일어나는 핵분열 반응식이다. ㉠Kr + 3( ⓐ) + 에너지 U + ( ⓐ) →  Ba +   이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? <보 기> ㄱ. ㉠은 92 이다. ㄴ. ⓐ는 전자이다. ㄷ. 핵분열 전과 후 입자들의 질량의 합은 같다.

그림과 같이 발광 다이오드와 직류 전원 장치, 교류 전원 장 치를 이용하여 회로를 구성한 후, 스위치를 a에 연결하였을 때 발광 다이오드에 불이 켜졌다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] <보 기> ㄱ. ㉠은 (+)극이다. ㄴ. 발광 다이오드에서 전자는 p형 반도체에서 n형 반도체로 이동한다. ㄷ. 스위치를 b에 연결하면 발광 다이오드에는 불이 켜지고 꺼지는 것이 반복된다.

다음은 교류 전원의 진동수에 따른 전구의 밝기를 알아보기 위한 실험 과정의 일부이다. [실험 과정] (가) 그림과 같이 동일한 세 전구 A, B, C를 저항, 코일, 축 전기, 교류 전원에 각각 연결한다. (나) 스위치를 닫아 세 전구의 밝기가 같도록 교류 전원을 조절한다. (다) 교류 전원의 전압을 일정하게 유지하고 진동수를 감소 시킨 후 전구의 밝기 변화를 관찰한다. (나)에서보다 (다)에서 더 밝아진 전구만을 있는 대로 고른 것 은? [3점]

다음은 실생활에서 전자기파가 이용되는 예이다. 귀 체온계는 우리 몸의 온도 에 따라 방출되는 ⓐ전자기파 의 양이 달라지는 것을 이용하 여 체온을 측정한다. ⓐ에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? <보 기> ㄱ. 적외선이다. ㄴ. 전자레인지에서 주로 사용된다. ㄷ. 진공에서 가시광선보다 빠르게 전파된다.

그림은 발전소에서 가정까지 송전하는 과정을 나타낸 것이다. 공급 전력이 , 송전 전압이 일 때 송전 과정에서 손실되 는 전력은 이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? <보 기> ㄱ. 가정에서 사용할 수 있는 최대 소비 전력은 이다. ㄴ. 송전 전압만 높이면 손실 전력은 보다 커진다. ㄷ. 주상 변압기는 전자기 유도 현상을 이용한 것이다.

다음은 부력에 대한 실험 과정과 결과이다. [실험 과정] (가) 물이 담긴 단면적 인 비커를 저울 위에 올려놓는다. (나) 비커 바닥면으로부터 수면의 높이 ()와 저울의 눈금()을 읽는다. (다) 그림과 같이 밀도가 물보다 크고 질 량이 인 금속을 실로 묶어 비커 바닥에 닿지 않게 고정한다. (라) 수면의 높이()와 저울의 눈금(㉠)을 읽는다. [실험 결과] 실험 과정 수면의 높이 저울의 눈금   (나) (라) ( ㉠ )  이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물의 밀도는 , 중력가속도는 이다.) [3점] <보 기> ㄱ. (다)에서 실이 물체에 작용하는 힘의 크기는 이다. ㄴ. (다)에서 물이 금속으로부터 받는 힘은 금속에 작용하는 부력과 크기가 같고 방향은 반대이다. ㄷ. ㉠은 이다.