수험번호 중학교 학년성명 감독확인 제24 회경기도중학생수학 과학경시대회도대회문제지 과학제한시간 150분 단형문항은란에만쓰고, 서술형문항은풀이과정과을모두쓰시오. 단형(1 ~ 2 번) 1. 그림 ( 가) 는전동기가질량이 kg인물체 A를빗면과나란하게 N의일정한힘으로끌어올리는것을, ( 나) 는 ( 가) 에서전동기가빗면과나란한 A의윗면에올려놓은질량이 kg인물체 B를빗면과나란하게일정한힘 로끌어올리는것을나타낸것이다. ( 가) 와 ( 나) 에서 A는일정한속력으로 5초동안각각 m, m 이동하고, B는 A위에서정지한채로 A 와같이움직인다. ( 단, 공기저항, 빗면과 A 사이의마찰은무시한다.) 총 4.0점 ( 가) ( 나) (1) ( 가) 에서전동기가 A 에작용하는힘의일률을구하시오. 1.0점 : 전동기가 A 에작용하는힘의일률 = W (2) ( 나) 에서 B가 A 에작용하는마찰력의크기를구하시오. 1.0점 : B가 A 에작용하는마찰력의크기 = N (3) ( 나) 에서힘 를구하시오. 1.0점 : = N (4) ( 나) 에서 B에작용하는합력이 5 초동안한일을구하시오. 1.0점 : B에작용하는합력이 5 초동안한일 = J 20-1
2. 그림과같이저항값이 2Ω인저항과저항 R, R, 전압이 로일정한전지, 스위치 S로구성된회로에 전압계와전류계를각각연결하였다. S 를 S 를 A에연결했을때전압계와전류계에측정된값은각각 6V, 4A이고, B에연결했을때전압계에측정된값은 7V이다. 총 5.0점 (1) 전지의전압 를구하시오. 1.0점 : = V (2) R : R 를구하시오. 2.0점 : R : R = : (3) S를 B 점에연결했을때전류계에측정되는값을구하시오. 2.0점 : 전류계에측정되는값 = A 20-2
서술형(3 ~ 5 번) 3. 그림 ( 가) 는볼록렌즈의렌즈축과평행하게진행하던네광선이볼록렌즈에서굴절되어렌즈축상의한점을 지나는경로를나타낸것이고, ( 나) 는렌즈축을따라 ( 가) 의볼록렌즈를 P Q R 위치로각각 cm 씩이 동시키는모습을나타낸것이다. 영희는 글자가써있는판을들고있고, 볼록렌즈에의해만들어진 글자의상이평면거울에비추어진모습을관찰한다. ( 단, 글자는렌즈축상에있고, 볼록렌즈는충분히 크다.) 총 4.0점 영희 ( 가) ( 나) (1) 볼록렌즈가 P 에있을때영희가볼수있는글자의모양을그리시오. 1.0점 : 글자의모양 :. (2) P에서 Q 에도달하기직전까지볼록렌즈가이동하는동안영희가볼수있는글자의크기변화를쓰시오. 1.0점 : 글자의크기변화 :. (3) 볼록렌즈가 R 에있을때영희가볼수있는글자의모양을그리시오. 1.0점 : 글자의모양 :. (4) Q를지난직후부터 R 까지볼록렌즈가이동하는동안영희가볼수있는글자의크기변화를쓰시오. 1.0점 : 글자의크기변화 :. 20-3
4. 그림과같이 A, B, C를실과도르래로연결한후가만히놓아 A가 m 이동했을때, A와 B사이실을 끊었더니 B는지면으로부터높이는 인책상 2 면에서운동하고, A, C 는각각운동후지면에도달했다. 책상1, 2면이 A, B에작용하는마찰력의크기는각각 N이고, 지면에도달하는순간 C의속력은 m s, A, B, C의질량은각각 kg, kg, kg 이다. C의처음높이는지면으로부터 이다. ( 단, 중력가속도는 10m s 이고, 공기저항, 물체의크기, 실의질량, 도르래의마찰은무시한다.) 총 6.0점 A A B B B m C 책상1 책상2 A C C (1) 실이끊긴순간 A의속력을구하고, 그이유를제시된 조건 에맞게설명하시오. 3.0점 조건 문제를풀기위해적용한법칙이포함되어야함. C의위치에너지감소량이 A, B, C의어떤에너지로전환되는지에대한내용이포함되어야함. : A 의속력 = m s 이유 : (2) A가지면에닫기직전 A 의운동에너지를구하고, 그이유를제시된 조건 에맞게설명하시오. 3.0 점 조건 실이끊어졌을때부터지면에도달할때까지 C의위치에너지감소량이 B, C의어떤에너지로 전환되는지에대한내용이포함되어야함. 의값이포함되어야함. : A 의운동에너지 = J 이유 : 20-4
5. 그림 ( 가) 는공기중에서진행하던빛이매질Ⅰ, 매질Ⅱ를차례로통과한경로를나타낸것이고, ( 나) 는 물체에서반사된빛의일부가매질Ⅱ 로만든렌즈에서굴절되어렌즈축상의 P 위치에물체보다크기는작고, 모양이거꾸로된상이생기는것을나타낸것이다. ( 단, > > 이다. ) 총 6.0점 O 공기 매질 Ⅱ 물체 P 상 렌즈축 a 영역 b 영역 ( 가) ( 나) (1) ( 나) 에서매질Ⅱ 로만든렌즈를동일한모양의매질Ⅰ 로만든렌즈로바꾸었을때, 렌즈에의해생긴물체의 상을 조건 을포함하여작도하시오. 조건 O 점에서출발한광선중에서렌즈축에나란한광선과렌즈의중심을통과하는광선만사용해야함. 3.0점 : O 공기 매질 Ⅰ 물체 P 렌즈축 a 영역 b 영역 (2) (1) 번에서생긴상을 ( 나) 의상과비교해서 조건 을포함하여설명하시오. 3.0점 조건 ( 가) 를근거로공기에서매질 Ⅱ로빛이진행할때와공기에서매질 Ⅰ로빛이진행할때의굴절정도를 비교하는내용이포함되어야함. 상이맺히는렌즈축상의대략적인영역(a 영역, b 영역) 을포함해야함. 상의크기에대해비교한내용을포함해야함. : 20-5
단형(6 ~ 7 번) 6. 다음은기체 A 에대한자료이다. 구성원소는두종류이며 5 개의원자로구성되어있다. 일정온도와압력에서산소와반응시켰을때반응물질과생성물질의부피비는그림과같다. 위반응에서는석회수를뿌옇게하는물질과푸른색염화코발트종이를붉게하는물질이생성된다. 기체 A를 < 보기> 와같은공유결합모형으로나타내시오. ( 단, 가장바깥껍질에있는전자만배치하여 나타내시오.) 2.0점 암모니아분자의공유결합모형 :. 20-6
7. 그림은 0 의물 500 ml에부피가 100 ml인얼음이떠있는모습을나타낸것이다. ( 단, 용질 X 가물에 녹는동안얼음은녹지않고, 온도변화는없다.) 총 5.0점 얼음 물 (1) 물에용질 X 를계속넣었더니어느순간부터물에잠긴얼음의부피가더이상변하지않았다. 0 에서 물에대한용질 X 의용해도 (g/ 물 100g) 를주어진자료를이용하여소수첫째자리까지구하시오. 3.0점 물의밀도는 1.0 g ml이다. X 포화수용액의밀도 : 1.2g ml X 1 g 이물에녹으면수용액의부피는 ml 가증가한다. : (g/ 물 100g) (2) 용질 X를녹여물에잠긴얼음의부피가더이상변하지않았을때, 물에잠긴부분의부피를구하시오. ( 단, 얼음의밀도는 0.9 g ml 이다.) 2.0점 : ml 20-7
8. 그림 ( 가) 와같이 2g의기체 A가들어있는실린더에분자의상대적질량이기체 A의 3배인기체 B를주사 기로넣어반응시켰더니기체 C 가생성되었다. 이때넣어준기체 B의질량에따라반응한기체 B와생성된 기체 C 의분자수는그래프 ( 나) 와같았다. ( 단, 온도는일정하고, 피스톤은실린더내압력과대기압이같아 지도록움직이며, 실린더내에기체 A와 B 가동시에남지는않는다.) 총 4.0점 분자수( 개) 2N 생성된기체 C 대기압 피스톤 주사기 N 반응한기체 B 실린더 기체 A 2 기체 B 0 2 4 6 8 넣어준기체 B의질량 (g) ( 가) ( 나) (1) 그림 ( 가) 의용기에넣어준기체 B 의질량에따른실린더안의기체의부피를막대그래프로나타내시오. 2.0점 : 부피 ( 상댓값) B 0g B 2g B 4g B 6g B 8g 넣어준기체 B 의질량 (2) 기체 B 4g을모두반응시켰을때실린더속에들어있는기체 A와 C 의질량비를구하시오. 2.0점 : A : C =. 20-8
9. 표는앙금생성반응의결과를나타낸것이다. 총 7.0점 음이온양이온 NO Cl SO CO S Na Cu Mg Ba Ag ( 는반응함, 는반응하지않음) (1) 질산마그네슘 Mg NO, 질산은 AgNO, 질산바륨 Ba NO, 질산구리 Cu NO, 질산나트륨 NaNO 의다섯 가지화합물이각각 개씩물에녹아있다. 이화합물들의양이온을모두분리하는실험을 < 조건 > 에맞게설계하시오. 2.0점 화합물의분리에탄산나트륨 Na CO, 황산나트륨 Na SO, 염화나트륨 NaCl, 황화나트륨 Na S 을 개씩한번만사용한다. 앙금은화학식으로나타내고, 안은순서도에작성한다. : Mg NO, AgNO, Ba NO, Cu NO, NaNO 을넣음 앙금 : 거른용액 ( 가) 을넣음 앙금 : 거른용액 ( 나) 앙금 : 거른용액 ( 다) 을넣음 을넣음 앙금 : 거른용액 ( 라) (2) 이혼합물의양이온을모두분리하기위하여 (1) 의첫번째과정에서넣어준화합물대신사용할수있 는다른화합물을 2 종류만쓰고, 그두화합물을선택한이유를앙금생성반응과관련지어서술하시오. : 화합물 (, ) 이유 : 3.0점 (3) 거른용액( 가) 와거른용액( 라) 에들어있는양이온수의비를구하시오. 2.0점 :. 20-9
10. 다음은일정한온도에서기체의용해도를알아보는실험이다. ( 단, 피스톤은용기내부와외부의압력이같아지 도록움직인다.) 총 7.0 점 실험 1 Ⅰ. 1기압에서물 1L에각각녹는기체 X, Y의질량을 측정한다. Ⅱ. 압력을변화시키면서물 1L에녹는기체 X, Y의 질량을측정한다. 결과 1 용해도 (g/ 물 1L) 0.08 Y X 실험 2 Ⅰ. 1기압에서그림과같은용기에기체 X 를넣고 일정한시간이흐른후피스톤이움직인거리를측정 한다. 기체 X 1 기압 a mm 1 기압 0.04 물 1L 0 1 2 압력( 기압) 기체 X 가녹기전 기체 X 가녹은후 Ⅱ. 용기에기체 Y 를넣고 Ⅰ과동일한방법으로실험 한다. 결과 2 기체 X Y 피스톤이움직인거리 (mm) 0.5 (1) X분자의상대적질량을 1 이라고할때, Y분자의상대적질량을구하시오. 3.0점 :. (2) 2기압에서용기에기체 X를넣고실험하였을때피스톤이이동한거리를구하고, 이와같은값이나타나는 이유를기체의압력, 부피, 분자수, 용해도의관계를이용하여서술하시오. 4.0점 : 이동한거리 mm 이유 : 20-10
단형(11~12 번) 11. 그림 ( 가) 는양파세포, ( 나) 는사람의구강세포에대한모식도이고, 표는 A~E 의특징중일부만을나타낸것이다. 총 5.0점 ( 가) ( 나) 구분 A 주로식물세포에발달한다. 특징 B 식물잎의색을결정하며, 유전물질을갖는다. C 산소소비량이많으며, 유전물질을갖는다. D 섬유질로이루어져있다. E 세포를보호한다. (1) 다음의경우와관련이있는것을 A~E 에서찾아기호로쓰시오. 각 1.0점 ( 가) 이산화탄소소비량이많다. ( 나) 생활에너지를만든다. ( 다) 로버트훅이최초로관찰한것이다. ( 라) 세포안과밖으로물질의이동을조절한다. :. :. :. :. (2) 사람이갖고있는 C 는아버지와어머니로부터각각몇 % 씩물려받았는지쓰시오. 1.0점 : 아버지 %, 어머니 % 20-11
12. 그림은갑상샘호르몬의분비조절과정을나타낸것이다. ( 단, 티록신과타이로신은같은호르몬이다.) 총 4.5점 (1) 세집단 ( 가) ~( 다) 의쥐를대상으로표와같은조건으로실험하였을때, 각집단에서나타날수있는 호르몬의분비량변화를 A~D 에서찾아쓰시오. 각 1.0점 집단 실험조건 ( 가) 아이오딘결핍 ( 나) 뇌하수체제거 ( 다) 추위에노출시킴 : ( 가). ( 나). ( 다). (2) 다음은갑상샘기능에이상이생긴환자의호르몬분비특성을나타낸것이다. 혈액내갑상샘자극호르몬 (TSH) 의농도가높다. 갑상샘에서분비되는티록신의양이정상인보다적다. 이환자에게나타나는증상을 속에서골라 표하시오. 각 0.5점 ( 가) 갑상샘의크기가 ( 감소된다, 변화없다, 증가된다 ). ( 나) 체온이정상인보다 ( 높게, 같게, 낮게) 유지된다. ( 다) 이환자는물질대사감소로체중이쉽게 ( 감소된다, 변화없다, 증가된다 ). 20-12
서술형(13~15 번) 13. 다음은공변세포에관한실험이다. 총 5.0점 실험과정 Ⅰ. 기공을구성하는공변세포두개를떼어낸다. Ⅱ. 한쪽의공변세포에세포벽을녹이는셀룰로스분해효소를처리한다. Ⅲ. 공변세포가적정량의물을흡수할수있도록한다. Ⅳ. 현미경으로관찰한다. 실험결과 ( 가) ( 나) (1) ( 가) 처럼공변세포내로물이유입되면공변세포가활모양으로휘는이유를세포벽과관련지어서술하 시오. 2.0점 : (2) ( 나) 와같이공변세포에세포벽이제거된다면, 공변세포내로물이유입될때기공의크기가어떻게변화 될지를공변세포의모양과관련지어서술하시오. 3.0점 : 20-13
14. 다음은철수의건강상태를알아보기위해실시한검사결과를나타낸것이다. 소변검사결과혈당량검사결과신장기능검사결과 아래의그래프를바탕으로철수의오줌에포도당이섞여나오는이유를 < 조건> 에제시된모든용어를 사용하여서술하시오. 5.0점 신장, 혈당량, 재흡수( 량), 여과( 량) : 20-14
15. 그림은정상적으로형성된어떤동물정자의상염색체만나타낸것이다. 총 5.5점 (1) 이동물의체세포분열전기에관찰되는상염색체의모양과감수 1분열전기에관찰되는상염색체의모양을그리시오.( 단, 교차와돌연변이는일어나지않는다.) 2.5점 체세포분열전기감수 1분열전기 (2) (1) 에서염색체모양에차이가나는이유를쓰고, 그것이갖는의미를설명하시오. 3.0점 이유 : 의미 : 20-15
단형(16 ~ 17 번) 16. 다음은어느지역의 3 일간해수면높이변화값을그래프로나타낸것이다. 총 4.0점 시간에따른해수면높이변화값계산방법은다음과같다. 시각해수면의높이 ( ) 해수면의높이변화값 ( ) 9월 15일 11시 30분 500 9월 15일 12시 30분 400 9월 15일 13시 30분 290 시 분 시 분 시 분 시 분 (1) A ~ D 중해수면이가장높은것을고르시오. 1.5점 :. (2) 이에대한설명으로옳은것을 < 보기> 에서모두고르시오. 2.5점 ㄱ. B와 D 사이에서썰물이나타난다. ㄴ. 하루동안만조와간조가 1 회씩나타난다. ㄷ. 상현에서망으로가는기간에나타나는변화이다. :. 20-16
17. 그림 ( 가) 는북반구의어느지역에서동짓날평평한지면에수직으로막대를세운모습을, ( 나) 는 ( 가) 를이용하여 낮시간동안관찰된그림자의끝점을표시한것이다. 총 5.0점 ( 가) ( 나) (1) 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기> 에서있는대로고르시오. 1.0점 ㄱ. 태양은북동쪽에서떠올랐다. ㄴ. 남중한태양의방위각은 90 이다. < 보기> ㄷ. 그림자끝의이동경로는 순이다. :. (2) 이날태양의남중고도 ( ) 와이지역의위도( ) 를계산하시오. ( 단, 동짓날남위 23.5 지역의남중고도는 90 이다.) 4.0점 : 남중고도 ( ) = : 위도 ( ) = 20-17
서술형(18 ~ 20 번) 18. 다음은어느지역에서시간이지남에따라기온과이슬점을측정하여나타낸그래프이다. 총 6.0점 이슬점 ( ) 10 C B 5 A 0 5 10 15 20 기온 ( ) (1) A ~ C 구간중포화수증기량이증가한구간과그렇게한이유를쓰시오. 2.0점 : 구간 이유 : (2) A ~ C 구간중절대습도가일정한구간과그렇게한이유를쓰시오. 2.0점 : 구간 이유 : (3) A ~ C 구간중상대습도가 100% 인구간과그렇게한이유를쓰시오. 2.0점 : 구간 이유 : 20-18
19. 그림은지각평형의원리를알아보기위해물이담긴수조에나무토막을띄운모습이다. 나무토막이물에잠긴 부분의높이를 A, 물위로나와있는부분의높이를 B 라고할때, 다음물음에하시오. ( 단, 물의밀도는 1g/cm 3 이다.) 총 5.0점 B (1) 그림과같이밀도와크기가다른나무토막 ( 가)~( 다) 를수조에띄웠을때, 값을각각구하시오. ( 단, A 나무토막은균질하며, 완전히정지한상태에서의값을구한다.) 1.5점 10 cm 0.4 g/cm 3 5 cm 0.4 g/cm 3 5 cm 0.5 g/cm 3 ( 가) ( 나) ( 다) : ( 가) =. : ( 나) =. : ( 다) =. (2) 물은맨틀, 나무토막은지각에해당한다고할때, 지표면의해발고도가높아질수록모호면이깊어지는 이유를 ( 가) ~( 다) 중두개의나무토막을선택하여설명하시오. 3.5점 : 나무토막 =, 이유 : 20-19
20. 다음은월식사진자료를이용하여달의크기와거리를구하는실험이다. 총 5.0점 실험 Ⅰ. 월식현상을촬영한다. Ⅱ. 월식사진자료를이용하여지구의본그림자반지름 과달의반지름 을구한다. 반지름 측정값 (cm) 9.0 3.2 [ 월식사진자료] Ⅲ. 실제월면에드리워진지구의본그림자반지름을이용하여달의크기를계산한다. (1) 위자료를이용하여달의반지름을구하시오. ( 단, 실제월면에드리워진지구의본그림자반지름 = 4,905 이다.) 2.5점 풀이 ) : (2) 위 (1) 에서구한달의반지름과지구에서측정한달의각지름 (0.5 ) 을이용하여달까지의거리를구하시오. ( 단, 으로계산한다.) 2.5점 풀이 ) : 관리번호총점 1검 2검 20-20