과학탐구 영역

제4교시

성명 수험 번호

전라북도교육청 주관 2017년 10월 고3 수능모의고사 문제지

고3-²⁰¹⁷- 1 32^{-10월-4교시}

1

과학탐구 영역 ^(물리 _Ⅰ ⁾

1 ^.

 그림 (가)는 어린이가 트램펄린으로부터

B

A

11`cm 13`cm 15`cm 17`cm 19`cm 21`cm

(가) (나)

  분리되어 연직 위로 운동하고 있는 모습

을, (나)는 연직 위로 올라가는 어린이의  위치를 일정한 시간 간격으로 나타낸 것 이다. 

어린이에  대한  설명으로  옳은  것만을  

<보기>에서  있는  대로  고른  것은?  (단,  공기 저항은 무시한다.)

ㄱ.   (가)에서 연직 위쪽으로 알짜힘이 작용한다.

ㄴ.   (나)에서 평균 속력은 A^{구간에서가}B^{구간에서의}5/3^배이다.

ㄷ.   (나)에서 가속도의 크기는 B^{구간에서가}A^{구간에서의}2^배이다.

<보 기>

① ㄱ  ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

2 ^.

 그림 (가)는 물체 A, 자석, 상자성체가 실 p^,q에 매달려 등가속도  운동하는 것을, (나)는 (가)에서 상자성체만 반자성체로 바뀐 상태에서  등가속도 운동하는 것을 나타낸 것이다. (가), (나)에서 자석과 상자성 체, 자석과 반자성체 사이에는 자기력이 작용하며, 상자성체와 반자성 체의 질량은 m^{으로 같고,}A는 자성을 띠지 않는다.

p p

q q

A 자석 A

상자성체 반자성체

자석

m m

(가) (나)

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

(단, 공기 저항과 도르래의 마찰, 실의 질량은 무시한다.) [^3점]

ㄱ.   A의 가속도의 크기는 (가)에서가 (나)에서보다 작다.

ㄴ.   p^가A를 당기는 힘의 크기는 (가), (나)에서 같다, 

ㄷ.   q가 자석을 당기는 힘의 크기는 (가)에서가 (나)에서보다 크다. 

<보 기>

① ㄱ  ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

3 .

 그림은 수평면의 점 O에 정지해 있던 물체에 크기가 F^{인 힘을 물체} 가 운동하는 면과 나란한 방향으로 계속 작용하여 물체가 빗면의 점 Q 를 통과하는 모습을 나타낸 것이다. O에서 수평면과 빗면이 만나는 점  P^{까지의 거리와}P에서 빗면 위의 점 Q^{까지의 거리는}d^{이고, 수평면} 과 Q^{의 높이 차이는}h^이다.P^,Q에 도달하는 순간 물체의 속력은 각 각 4`m<sup>/</sup>s<sup>, </sup>2`m^/s^이다.

F

F

d

d 정지 F

수평면 4`m/s

2`m/s

O P

Q

h

h는? (단, 중력 가속도는 10`m^/s^2이며, 물체의 크기, 모든 마찰, 공 기 저항은 무시한다.)

① 0.8`m<sup>  </sup> ② 1`m ③ 1.2`m<sup>  </sup> ④ 1.4`m ⑤ 1.6`m

4 .

 그림은 태양을 중심으로 원운동을 하는 행성 A와 태양을 한 초점으로  타원 운동하는 행성 B^,C를 나타낸 것이다. A의 궤도상에 있는 점 p 는 B의 근일점인 동시에 C의 원일점이고, 점 q^는C의 근일점이며, 점  r^는B^{의 원일점이다.}B^{의 공전 주기는}T^{이고, 이 순간}p^{에 위치한다.}

B

A

C p q

2d 9d

d r 태양

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

(단, 행성에는 태양에 의한 만유인력만 작용한다.) [^3점]

ㄱ.   A^{의 공전 주기는}rt3

6 T^이다.

ㄴ.   B의 가속도의 크기는 p^에서가r^에서의5^배이다.

ㄷ.   이 순간부터 C^가4^{회 공전하는 동안}B의 속력은 계속 감소한다. 

<보 기^>

① ㄱ  ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄱ, ㄷ

전북 17_10_고3(4)과학_물리I_문제OK.indd 1 2017. 9. 25. 오전 10:28

과학탐구 영역

고3-²⁰¹⁷- 2 32^{-10월-4교시}

(물리 Ⅰ ⁾

2

5 ^.

 그림 (가)는 수평면에 대해 등속도 운동하는 영희가 탄 우주선과 수평 면에 정지한 채로 이를 관찰하는 철수를 나타낸 것이다. 수평면에는 광 원과 빛 감지기 P^,Q가 고정되어 있으며, 철수가 관측할 때 광원에서  방출된 빛은 P^,Q에 동시에 도달한다. 그림 (나)는 철수가 관측할 때  우주선이 P를 통과한 순간부터 우주선과 Q 사이의 수평 거리 x^를 철 수가 시간에 따라 측정하여 나타낸 것이다. 

0.5d dx x

0

P 광원 철수 Q

영희

수평면 t 시간

(가) (나)

(나)의 0^부터t까지 영희가 관측한 사실로 옳은 것만을 <보기>에서  있는 대로 고른 것은? [^3점]

ㄱ.   빛은 P^보다Q^{에 먼저 도달한다.}

ㄴ.   영희가 측정한 시간은 t^{보다 작다.}

ㄷ.   x^{의 변화량은}0.5d^{보다 크다.}

<보 기>

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6 ^.

 그림은 표준 모형에 대해 세 사람이 대화하는 모습을 나타낸 것이다. 

기본 입자를 크게 쿼 크와 렙톤으로 구분 해.

학생 A 학생 B 학생 C 기본 입자는 모두 전하

를 띠고 있어.

기본 입자 사이에 작용하는 힘을 매개하는 입자가 존재 해.

표준 모형에 대해 옳게 말한 학생만을 있는 대로 고른 것은?

① A ② B ③ C ④ A^,B ⑤ A^,C

7 ^.

 그림과 같이 절연체 위에 놓인 대전되지 않은 금속구 A^,B^{를 일정한} 거리만큼 떨어뜨린 상태에서 양(+)전하로 대전된 금속구 C^를B^에 닿지 않을 정도로 가까이 접근시킨 후 A^,B를 도선으로 연결하였다. 

A B C

도선

절연체

+ + + +++

충분한 시간이 흐르고 나서 도선과 C를 차례대로 치웠을 때, A^,B 에 의한 전기장을 전기력선으로 나타낸 것으로 옳은 것은?

①

A B A B A B

A B A B

A B A B A B

A B A B

②

A B A B A B

A B A B

A B A B A B

A B A B

③

A B A B A B

A B A B

A B A B A B

A B A B

④

A B A B A B

A B A B

A B A B A B

A B A B

⑤

A B A B A B

A B A B

A B A B A B

A B A B

8 ^.

 다음은 전류가 흐르는 원형 도선 주위의 자기장을 알아보는 실험이다.

[실험 과정]

(가)   그림과 같이 원형 도선의 중심축과 동서 방향의 점선을 일치시 켜 전기 회로를 구성하고, 원형 도선의 중심에 나침반을 놓고  스위치를 닫아서 원형 도선에 일정한 세기의 전류가 흐르도록  한 후, 나침반 자침의 움직임을 관찰한다. 

{+} {-}

전원 장치 동

서

북

남

스위치 저항 A

(나)   그림에서 도선을 연결하는 전극을 반대로 한 후, 과정 (가)를  반복한다. 

(다)   그림에서 원형 도선을 재질과 굵기는 같으나, 반지름이 더 큰  것으로 교체한 후 과정 (가)를 반복한다. 

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

(단, 도선의 저항은 무시한다.)

ㄱ.   과정 (가)의 도선 중심에서 전류에 의한 자기장의 방향은 서쪽 이다.  

ㄴ.   과정 (나)에서 나침반 자침의 S극은 동쪽으로 회전한다. 

ㄷ.   과정 (다)에서 나침반 자침은 과정 (가)에서보다 더 크게 회전 한다.  

<보 기>

① ㄱ  ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ  ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9 ^.

 그림 (가)는 자기화되지 않은 자성체에 코일을 감고 전류를 흘려주는  것을, (나)는 (가)의 자성체를 코일에서 꺼낸 후 빗면에 놓았을 때, X^로 표시된  쪽부터 p^‑n^{접합  발광다이오드}(LED)가  연결된  솔레노이드 에 진입하여 통과하는 것을 나타낸 것이다. A^,B^{는 솔레노이드 중심} 에서 같은 거리에 있는 점이며, 자성체가 A^,B 중 한 지점을 통과할  때만 LED^{가 켜졌다.}

X 자성체

X B

A

p n LED

X

(가) (나)

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

(단, (나)의 A^,B 사이는 수평면이고, 공기 저항, 모든 마찰, 자성체의  크기는 무시한다.) [^3점]

ㄱ.   자성체는 상자성체이다. 

ㄴ.   (나)에서 자성체가 A^{를 통과할 때}LED^{가 켜진다.}

ㄷ.   (나)에서 자성체는 A에서 코일에 접근하는 동안 속력이 감소 한다. 

<보 기>

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

전북 17_10_고3(4)과학_물리I_문제OK.indd 2 2017. 9. 22. 오후 6:51

과학탐구 영역

고3-²⁰¹⁷- 31 32^{-10월-4교시}

(물리 Ⅰ ⁾ 3

10 ^.

 표는 보어의 수소 원자 모형에서 양자수(n)에 따른 전자의 에너지  준위(E_n)를 나타낸 것이고, 그림은 수소 원자의 전자가 전이하며 방출 하는 발머 계열의 빛에 의해 나타나는 선 스펙트럼의 일부를 나타낸 것 이다. A^,B^,C는 선 스펙트럼을 나타내는 빛이며, A^{의 진동수는 발} 머 계열 중 가장 작다. 

양자수 (n)

에너지 준위 (E_n)

1 E_1

2 E_2

3 E_3

4 E_4

5 E_5

A B C

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

(단, h는 플랑크 상수이다.)

ㄱ.   A^{의 진동수는}E3-E2

h ^이다.

ㄴ.   파장은 B^가C^{보다 작다.}

ㄷ.   E_4-E_3<E_5-E_4^이다.

<보 기>

① ㄱ  ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12 ^.

^{그림과  같이}p^‑n^‑p^형

Vbe Vcb

Ib

Ie Ic

p n p 베이스 이미터 컬렉터

  트랜지스터에서 이미터와 베

이스, 컬렉터와 베이스 사이 에  각각  전압 Vbe, Vcb가  걸려 있고, 전류 Ie, Ib, Ic

가 화살표 방향으로 흐른다. 

이에  대한  설명으로  옳은 

것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ.   Vbe는 역방향 전압이고, Vcb는 순방향 전압이다. 

ㄴ.   이미터에서 베이스로 이동한 양공은 대부분 베이스에서 전자와  결합한다. 

ㄷ.   Vbe의 미세한 변화가 Ic의 커다란 변화를 일으킨다.  

<보 기>

① ㄱ  ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11 ^.

 그림과 같이 물이 들어 있는 눈금실린더에 양쪽이 열린 둥근 PVC 관을 한쪽 끝이 물에 잠기도록 넣고, 관 끝에 소리굽쇠 A^,B^를 각각 가까이 한 상태에서 고무망치로 A^,B^{를 친 후,}A^,B^{와 관을 서서히} 아래로 내렸더니 소리의 세기가 갑자기 커지는 순간이 발생하였다. 표 는 소리가 커질 때마다 관의 위쪽 끝에서 관 속 수면까지의 거리 x^를 나타낸 것이다. A^는B보다 두 옥타브 낮은 음을 발생시킨다.

PVC 관 소리굽쇠

눈금실린더 물 고무 망치

x

관의 위쪽 끝에서 관 속 수면까지의 거리

소리굽쇠

A B

x(cm)

100 95

60 ㉠

20 ㉡

표의 ㉠, ㉡에 들어갈 값으로 옳은 것은? (단, 공기 중에서 소리의  속력은 일정하다.) [^3점]

㉠ ㉡ ㉠ ㉡

① 90 85 ② 85 75

③ 80 65 ④ 75 55

⑤ 55 15

13 ^.

 그림 (가)는 두 종류의 발광 다이오드(LED)X^,Y^의p^‑n^접합면 에서 에너지 띠 a^,b의 전자가 원자가 띠의 양공으로 떨어지면서 빛의  삼원색에 해당되는 빛 A^,B를 방출하는 것을 나타낸 것이다. 띠틈의  에너지 간격 E_1^은E_2보다 작다. 그림 (나)는 원뿔 세포의 빛의 파장에  따른 반응의 상대적 세기를 나타낸 것으로 P^,Q^{는 각각 (가)의}A^또 는 B에 가장 민감하게 반응한다. 

원자가 띠

원자가 띠

파장{nm}

양공 전자

전자 에너지

에너지 Y

A

B b a

E™

X E¡

p`-`n 접합면

350 1.0 0.5

P Q

0 400 450 500 550 600650 700 750

반응의

상대적 세기

(가) (나)

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

  [^3점]

ㄱ.   a^,b^{는 전도띠이다.}

ㄴ.   진동수는 A^가B^{보다 작다.}

ㄷ.   P^는A^보다B에 민감하게 반응한다. 

<보 기>

① ㄱ  ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14 ^.

 그림은 전기장의 진동 방향이 y^축 방

-

-

P

O

z y

x 진행

방향

전기장 안테나

전자

향이고, x^{축을 따라}+x^{방향으로 진행} 하는 전자기파를 y축을 따라 세워진 안 테나에서  수신하고  있는  모습을  나타낸  것이다. 이 순간 전기장의 세기는 x^축 상 의 점 P^에서0이고, 좌표축의 원점 O^에 서 최대이다. 

이 순간에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것 은? 

ㄱ.   자기장의 진동 방향은 z^{축 방향이다.}

ㄴ.   P에서 자기장의 세기는 0^이다.

ㄷ.   안테나의 전자에는 -y 방향으로 전기력이 작용한다.  

<보 기>

① ㄱ  ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

전북 17_10_고3(4)과학_물리I_문제OK.indd 31 2017. 9. 22. 오후 6:51

과학탐구 영역

고3-²⁰¹⁷- 32 32^{-10월-4교시}

(물리 Ⅰ ⁾

4

♣ 확인 사항

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

15 ^.

 그림 (가), (나)와 같이 동일한 단색광을 각각 theta_1^,theta_2(theta_1<theta_2)^의 입 사각으로 매질 A^,B^{에 입사시켰더니}A^,B에서 공기로 진행할 때 반 사각 theta_0으로 전반사하였다, 그림 (다)는 매질 P^,Q로 만든 광섬유에서  (가)의 단색광이 P^,Q의 경계면에서 전반사하며 진행하는 모습을 나타 낸 것으로 P^,Q는 각각 (가), (나)의 A^,B^{중 하나이다.}

Ω¡ Ωº A Ω™ Ωº B Q

P 공기

공기 공기

공기 단색광 단색광

(가) (나) (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ.   단색광의 속력은 공기에서가 A^{에서보다 크다.}

ㄴ.   굴절률은 A^가B^{보다 작다.}

ㄷ.   P^는A^이다.

<보 기>

① ㄱ  ② ㄷ  ③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16 ^.

 그림 (가)는 전압이 V인 교류 전원에 연결된 1차 코일과 저항값이  R^{인 저항이 연결된}2차 코일로 이루어진 변압기를 나타낸 것으로 1^차 코일의 감은 수는 2차 코일의 감은 수보다 작다. 그림 (나)는 (가)의 변 압기의 2차 코일에 저항 값이 2R인 저항을 연결한 것을, (다)는 (가)에 서 1차 코일의 감은 수를 줄인 것을 나타낸 것이다. 

V R V 2R V R

1차 철심

코일 2차

코일

1차 철심

코일 2차

코일

1차 철심 코일

2차 코일

(가) (나) (다)

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

(단, 변압기에서의 전력 손실은 무시한다.) [^3점]

ㄱ.   (가)에서 2차 코일에 걸리는 전압은 V^{보다 높다.}

ㄴ.   2차 코일에 흐르는 전류의 세기는 (가)에서가 (나)에서보다 작다.

ㄷ. 저항에서 소비되는 전력은 (가)에서가 (다)에서보다 크다. 

<보 기>

① ㄱ  ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

17 ^.

 표는 세 가지 신재생 에너지를 이용한 발전 방식 (가), (나), (다)의  특징을 나타낸 것으로, (가), (나), (다)는 각각 연료 전지, 태양광 발전,  태양열 발전 중 하나이다. 

발전 방식 필요한 장치(물질) 전기 생산 원리

(가)  오목 거울 전자기 유도

(나)  수소, 산소, 전해질 전기 화학 반응

(다)  태양 전지 광전 효과

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ.   (가)는 태양광 발전이다.

ㄴ.   (나)에서 전기 에너지를 얻는 과정에서 열에너지가 발생한다.

ㄷ.   (다)의 태양 전지에서 만들어지는 전류는 교류이다.  

<보 기>

① ㄱ  ② ㄴ  ③ ㄷ  ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18 ^.

 그림 (가)는 두 받침대 A^,B^{위에 길이가}10l^{이고 질량이}2m^인 널 빤지가 수평으로 놓여있고, 널빤지 위에 질량이 m인 정육면체 물체가  놓인 상태에서 A^{만을 오른쪽으로}x만큼 이동시키는 것을, (나)는 B^만 을 왼쪽으로 y만큼 이동시키는 것을 나타낸 것이다.

x y

m m

2m 2m

5l 5l

2l l l l l

l l 2l

A B A B

(가) (나)

널빤지가 수평을 유지할 수 있는 x^,y^{의 최댓값을 각각}X^,Y^라 할 때 Y

X는? (단, 널빤지와 물체의 접촉면의 너비는 같고, 널빤지와 물체 의 밀도는 각각 균일하다.) [^3점]

① 14/9 ② 16/11 ③ 12/17 ④ 18/13 ⑤ 19/14

19 ^.

 그림 (가)는 질량이 m^{, 높이가}H인 직육면체 모양의 속이 빈 용기 가 연못의 물의 수면 아래로 H

3만큼 잠긴 모습을, (나)는 (가)의 용기  밑면의 미세한 틈으로 물이 새어 들어와 용기가 수면 아래로 3H

4 ^만큼 잠긴 모습을 나타낸 것이다.

H3 -

H

3H4 - 용기{m}

용기{m}

틈 물 마개

연못의 물 연못의 물

틈

수면 수면

(가) (나)

(나)의 순간부터 용기가 완전히 잠기기 직전까지 용기에 새어 들어온  물의 질량은? (단, 용기는 완전히 잠길 때까지 기울지 않은 상태를 유지 하고, 용기의 두께와 마개의 부피는 무시한다.) [^3점]

① 1/3m ② 1/2m ③ 3/2m ④ 3/4m ⑤ 4/5m

20 ^.

 그림은 실린더에 들어 있는 일정량의 이상 기체의 상태를 ACB CC로 변화시키는 것을 나타낸 것이다. A^,B^,C^{의 부피는 각각}V^, 2V^,V^이고,ACB^{는 등압 과정,}BCC는 단열 과정이다. 

A{V} B{2V} C{V}

등압 단열

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

(단, 대기압은 일정하다.) [^3점]

ㄱ.   ACB 과정에서 기체는 외부로부터 열을 흡수한다. 

ㄴ.   BCC 과정에서 기체의 내부 에너지는 증가한다.

ㄷ.   A^와C의 압력은 같다.  

<보 기>

① ㄱ  ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

전북 17_10_고3(4)과학_물리I_문제OK.indd 32 2017. 9. 22. 오후 6:51