과학탐구 영역

(1)

제4교시

성명 수험 번호

전라북도교육청 주관 2017년 10월 고3 수능모의고사 문제지

고3-²⁰¹⁷- 9 32^-¹⁰^월-⁴^교시

1

과학탐구 영역 ^(물리 _Ⅱ ⁾

1 .

그림은 지면으로부터 높이 12`m^{인 건물 옥상의}A^{점에서 비스듬히} 던진 물체가 B점을 거쳐 지면 위의 C점까지 운동한 경로를 나타낸 것 이다. B^{의 높이는}A^{와 같고,}A^에서B까지 이동하는 데 걸린 시간은 B^에서C까지 이동하는 데 걸린 시간의 2^배이다.

지면 옥상

건물

A B

C 12`m h

공이 올라간 최고점의 높이 h는? (단, 물체의 크기, 공기 저항은 무시 한다.)

① 13`m ② 14`m ③ 15`m ④ 16`m ⑤ 17`m

2 .

그림과 같이 질량이 같은 물체 A^,B^가

B

O 3r 2r

A

동일한 수평면에서 점 O^{를 중심으로 각}

각 등속 원운동을 하고 있다. 원 궤도의 반지름은 각각 2r^,3r^{이고 물체가 받는} 구심력의 크기는 서로 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보 기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 속력은 B^{가 더 빠르다.}

ㄴ. 주기는 A^{가 더 크다.}

ㄷ. 운동 에너지의 비는 A^：B=rt2^：rt3^이다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

3 ^.

그림과 같이 수평면에서 +x 방향으로 운동하는 열차의 천장에 물체 가 실에 매달려 있다. 실과 연직선이 이루는 각은 theta로 일정하다. 철수는 열차에 대해, 영희는 지면에 대해 각각 정지해 있다.

운동 방향 x

y

철수 Ω 물체

영희

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

(단, 실의 질량은 무시한다.) [^3점]

ㄱ. 철수의 좌표계에서 물체에 작용하는 관성력은 +x^{방향이다.}

ㄴ. theta^가45*라면 물체에 작용하는 중력과 관성력의 크기는 같다.

ㄷ. 영희의 좌표계에서 열차의 속력은 점점 줄어들고 있다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4 .

그림은 마찰이 없고 수평인 xy 평면에서 질량이 각각 2m^,m^인 두 물체 A^,B^가+x^{방향의 속력}rt3v^,+y^{방향의 속력}4v^{로 운동하다} 가 O점에서 충돌한 후에 A^는+y^{방향으로,}B^는+x^방향과30*^를 이루는 방향으로 운동하는 것을 나타낸 것이다.

2m

x m

4v m y

O 30æ`

B A B 2m

A Â3v

(단, A^와B의 크기는 무시한다.) [^3점]

ㄱ. 충돌 후 A^{의 속력은}v^이다.

ㄴ. 충돌 후 B의 운동량의 크기는 mv^이다.

ㄷ. 충돌하는 동안 B가 받는 충격량의 크기는 4mv^이다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

5 ^.

그림과 같이 단열된 상자가 고정

단열된 상자 핀 핀

칸막이 1몰, 5T A B

3몰, T

된 칸막이에 의해 부피가 같은 두 부분 A^,B로 나뉘어 있다. A^와 B에는 각각 같은 종류의 단원자 분자 이상 기체가 1^몰,3^{몰 들어} 있으며, A^와B^{의 기체의 절대 온}

도는 각각 5T^,T이다. 열은 칸막이를 통해 이동할 수 있으며, 칸막이 의 열용량은 무시한다.

열평형 상태에 도달한 이후 A^,B의 기체에 대한 설명으로 옳은 것만 을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [^3점]

ㄱ. 온도는 3T^이다.

ㄴ. 압력의 비는 A^：B=1^：3^이다.

ㄷ. B^{의 내부 에너지는}9RT^이다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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(2)

과학탐구 영역

고3-²⁰¹⁷- 10 32^-¹⁰^월-⁴^교시

(물리 Ⅱ ⁾

2 6 ^.

그림은 단원자 분자로 된 이상 기체 ^압_력

4P

P

0 V 2V 4V A

B C

D 부피

1^{몰의 상태가}ACBCCCDCA

를 따라 변화할 때, 압력과 부피의 관 계를 나타낸 것이다. A^{에서 절대 온} 도는 T0이고 ACB^과정과CCD 과정은 단열 과정이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것 은? (단, 기체 상수는 R^이다.)[^3점]

① B^와D의 절대 온도는 같다.

② C^{의 절대 온도는}B^{의 절대 온도의}2^배이다.

③ BCC 과정에서 흡수한 열량은 DCA 과정에서 방출된 열량보 다 작다.

④ BCC 과정에서 한 일은 2RT0이다.

⑤ CCD 과정에서 한 일은 3RT0이다.

7 ^.

^{그림과 같이}xy^평면에서x^축에

- +

O

P R

Q y

x

전기 쌍극자가 놓여 있다. P^,Q^,

R는 전기 쌍극자의 중심인 O^점 으로부터 같은 거리에 있는 점들 이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을

<보기>에서 있는 대로 고른 것은? [^3점]

ㄱ. 전기장의 세기는 P^에서가R^{에서보다 크다.}

ㄴ. Q에서 전기장의 방향은 -x^{방향이다.}

ㄷ. R^{에서의 전위는 양}(+)^{의 값을 가진다.}

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

8 ^.

그림과 같이 극판 간격이 d^, 면

V d d

2S - d

A B

C

적이 S로 같은 평행판 축전기 A^,B^,C^{를 전압이}V^{인 전원 장} 치에 연결하였다. B^{의 두 극판 사} 이에는 두께 d^{, 면적} S

2^{, 유전} 상수 2인 유전체가 채워져 있고,

C의 두 극판 사이에는 두께가 d^{, 면적이}S^{, 유전 상수가}2^{인 유전체} 가 채워져 있다. A^{의 전기 용량은}C^이다.

(단, A의 극판 사이의 공간과 B의 유전체 이외의 공간은 진공이며, 진 공의 유전 상수는 1^이다.)

ㄱ. A^와C의 합성 전기 용량은 B의 전기 용량과 같다.

ㄴ. A^{에 걸린 전압은}C^{에 걸린 전압의}2^배이다.

ㄷ. 회로 전체에 저장된 전기 에너지는 13/12CV^2^이다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9 ^.

그림은 전압의 최댓값이 V0인 교류

R C

L 2L S¡

S™

교류 전원

전원에 연결된 RLC^{회로를 나타낸}

것으로, 저항값이 R^{인 저항, 전기 용} 량이 C인 축전기, 자체 유도 계수가 각각 L^,2L^{인 코일, 스위치}S1, S2

를 연결한 것이다. S1만 닫았을 때 저 항에는 교류 전원의 진동수가 f0일 때 최대 전류가 흐른다.

[^3점]

ㄱ. 교류 전원의 진동수 f0은 1

2pai1LCa^이다.

ㄴ. S2만 닫았을 때, 회로의 고유 진동수는 f0

2^이다.

ㄷ. S2를 닫았을 때, 저항에 걸린 전압의 최댓값은 V0보다 크다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

10 ^.

^{그림 (가)는}+z 방향의 균일한 자기장 영역에서 전류 I0이 흐르는 정사각형 도선이 xz 평면에 놓여 있는 것을, (나)는 +x^{방향의 균일} 한 자기장 영역에서 전류 2I0이 흐르는 정사각형 도선이 xz^{평면에 놓} 여 있는 것을 나타낸 것이다. (가)와 (나)에서 정사각형 도선의 한 변의 길이는 l^이다.

l x

z

y I0

2I0

B B

x Q z

y P

l

(가) (나)

[^3점]

ㄱ. 자기 모멘트의 방향은 P^와Q^{가 서로 반대이다.}

ㄴ. 자기 모멘트의 크기는 P^와Q^{가 서로 같다.}

ㄷ. P^와Q가 받는 돌림힘의 크기는 서로 같다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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과학탐구 영역

고3-²⁰¹⁷- 23 32^-¹⁰^월-⁴^교시

(물리 Ⅱ ⁾ 3

11 ^.

그림과 같이 질량이 m^{, 전하량이}q^인 양(+)^전하A^,B^{가 세기가} B0인 균일한 자기장 영역에 같은 속력으로 입사하여 xy^{평면에서 원} 궤도를 따라 운동하고 있다. A^,B^는x^{축에 대해 각각}90*^,45*^의 각 으로 자기장 영역에 입사하였다. A^,B가 자기장 영역을 통과하는 데 걸리는 시간은 각각 tA, tB이다.

45æ`

B

Bº

x

y 균일한

자기장 영역 A

t_A^와t_B^는?[^3점]

tA tB tA tB

① paim qB0

2qBpaim0 ② paim qB0

3qBpaim0

③ paim 2qB0

3qBpaim0 ④ paim 2qB0

4qBpaim0

⑤ paim 2qB0

5qBpaim0

12 ^.

그림과 같이 직선 도로를 따라 구급차와 택시가 서로 마주보고 달리 고 있다. 구급차와 택시의 속력은 각각 40`m^/s^,10`m^/s^{이다. 구급차} 에서는 진동수가 600`Hz인 경고음을 내고 있다.

10`m/s

구급차 택시

40`m/s 40`m/s

택시 기사가 듣게 되는 경고음의 진동수는? (단, 소리의 진행 속력은 340`m^/s^이다.)

① 850`Hz ② 700`Hz ③ 650`Hz ④ 550`Hz ⑤ 500`Hz

13 ^.

그림 (가)는 오른쪽으로 진행하는 수면파의 어느 순간의 모습을 나타 낸 것이다. 이 순간 점 P는 수면파의 마루이고 점 R^{는 수면파의 골이} 다. 그림 (나)는 (가)의 순간부터 P^~S 중 어느 한 점의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이다.

변위{

}cm

시간{s}

3

0 0.2 0.4 0.6 -3

P Q S

R 8`cm 수면파 진행 방향

(가) (나)

ㄱ. (가)의 P^점은R^점보다3`cm^높다.

ㄴ. (나)는 Q의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이다.

ㄷ. 수면파의 속력은 5`cm^/s^이다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

14 ^.

그림과 같이 서로 20`cm^{떨어진 파원}S1, S2에서 파장이 6`cm^이 고 진폭과 위상이 같은 물결파가 발생하고 있다.

S¡ S™

20`cm

선분 ^-S_1^-S_2에서 보강 간섭이 일어나는 지점의 수(N1)^{와 상쇄 간섭이} 일어나는 지점의 수(N2)^{로 옳은 것은?}[^3점]

N1 N2 N1 N2

① 6 7 ② 9 8

③ 7 6 ④ 8 9

⑤ 7 8

15 .

그림 (가)와 (나)는 편광축이 각각 x^축과y축에 나란한 편광판을 나 타낸 것이고, (다)는 두 매질의 경계면에 입사한 자연광이 반사, 굴절하 여 진행한 경로를 나타낸 것이다. 반사광과 굴절광은 90*^{의 각을 이루} 며 반사광은 x축과 나란한 방향으로 편광되었다.

Ω

입사광 반사광

굴절광 z

y

x

(가) (나) (다)

ㄱ. (다)에서 입사광과 반사광의 세기는 같다.

ㄴ. 편광판 (가)를 통과한 입사광의 밝기는 편광판 (나)를 통과한 반사광의 밝기보다 더 밝다.

ㄷ. 편광판 (나)를 통과한 입사광의 진동 방향은 반사광의 진동 방 향과 같다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄴ, ㄷ

전북 17_10_고3(4)과학_물리II_문제OK.indd 23 2017. 9. 25. 오전 10:29

(4)

과학탐구 영역

고3-²⁰¹⁷- 24 32^-¹⁰^월-⁴^교시

(물리 Ⅱ ⁾

4

♣ 확인 사항

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

17 ^.

^{그림은 파장이}λ_0^인X^{선이 정지}

¬º X선 ¬'

산란된 X선

m 전자

해 있던 질량이 m^{인 전자에 충돌한} 후, 산란되어 파장이 λ^{′으로 변하여} 진행하는 것을 나타낸 것이다. 플랑 크 상수는 h^이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① λ_0>λ^′이다.

② 충돌 과정에서 X선의 운동량이 증가한다.

③ 충돌 후 전자의 운동 에너지는 hc

λ_0- hcλ^′^이다.

④ 충돌 후 전자의 드브로이 파장은 5 hλ2mc g`^′ ^이다.

⑤ 이 실험은 X선의 파동성을 보여 준다.

18 ^.

그림 (가), (나)는 각각 수소 원자의 1s^,2s 오비탈에서 전자가 발견 될 확률 밀도를 원자핵으로부터의 거리에 따라 순서 없이 나타낸 것이 다.

0 2 4

거리{10—!)`m}

확률밀도

0 2 4 6 8

거리{10—!)`m}

(가) (나)

ㄱ. 그래프 아래 전체 면적은 (가)가 (나)보다 크다.

ㄴ. 전자의 에너지는 (가)일 때가 (나)일 때보다 크다.

ㄷ. 동시에 (가)의 상태에 있을 수 있는 전자의 수는 2^이다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

16 ^.

그림은 물체의 한 점에서 나온 빛이 d만큼 떨어진 볼록 렌즈를 통과 하여 렌즈로부터 3d만큼 떨어진 지점에 상을 만드는 것을 나타낸 것이 다.

물체 F{초점}

상 광축 d

3d F

ㄱ. 이 상은 실상이다.

ㄴ. 렌즈의 초점 거리는 4/5d^이다.

ㄷ. 물체를 렌즈로부터 멀리 떼놓을수록 상의 위치는 초점에 가까 워진다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

19 ^.

^{그림은 길이}L인 일차원 상자에 갇

3

1

0 L x

E

양자수 에너지

{ }n

힌 전자의 파동 함수와 에너지 준위를 양자수 n에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을

<보기>에서 있는 대로 고른 것은?

(단, 1차원 상자 속에 갇힌 입자가 가 질 수 있는 에너지는 E_n= n^2h^28mL^2`^이 다.) [^3점]

ㄱ. 전자의 드브로이 파장은 n=1^일 때가n=3일 때보다 더 길다.

ㄴ. n=3^{인 상태에서}n=1인 상태로 전이할 때 방출하는 빛의 에 너지는 2E^이다.

ㄷ. n=2일 때 입자를 발견할 확률 밀도가 최대인 위치는 x=L/2 이다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

20 .

그림은 운동 에너지가 E_0^{인 입자가 폭이}L_0^{이고 높이가}V_0(>E_0) 인 퍼텐셜 장벽을 향해 운동하는 것을 나타낸 것이다. 입자의 질량은 m^이다.

Vº

Lº Eº

0 x

페텐셜

에너지 페텐셜 장벽

입자의 양자 터널 효과에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있 는 대로 고른 것은?

ㄱ. x>L_0인 영역에서 입자를 발견할 확률은 V_0\L_0^{이 클수록} 크다.

ㄴ. 입자의 드브로이 파장은 h

12mE_0z^이다.

ㄷ. 양자 터널 효과로 알파 붕괴를 설명할 수 있다.

<보 기>

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

전북 17_10_고3(4)과학_물리II_문제OK.indd 24 2017. 10. 13. 오전 9:51

과학탐구 영역

제4교시

성명 수험 번호

전라북도교육청 주관 2017년 10월 고3 수능모의고사 문제지

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과학탐구 영역 (물리 Ⅱ )

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과학탐구 영역

(물리 Ⅱ )

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과학탐구 영역

(물리 Ⅱ ) 3

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과학탐구 영역

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과학탐구 영역 ^(물리 _Ⅱ ⁾

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