2015 학년도중등학교교사임용후보자선정경쟁시험 물 리 수험번호 : ( ) 성명 : ( ) 제 1 차시험 2 교시전공 A 14 문항 40 점시험시간 90 분 문제지전체면수가맞는지확인하시오. 모든문항에는배점이표시되어있습니다. 2. 는김교사가핵에너지관련내용을지도하면서작성한수업계획의일부를순서없이나열한것이다. 기입형 1~10 1. 는 [ 영희의생각 ] 과이에대한 [ 교사들의대화 ], 그리고 2009 개정교육과정에따른과학과교육과정의 [ 물리Ⅰ 내용체계중일부 ] 를나타낸것이다. [ 영희의생각 ] 비행기가뜨는원리는뭘까? 비행기가위쪽으로힘을받는이유는날개의모양및공기의흐름과관계있지않을까? ( 가 ) 화석연료고갈에따른지구전체의위기, 핵분열과원자력발전의원리, 원자력발전소사고에따른피해, 지역사회의여건등에관한정보를학생들에게제공하여, 주어진정보를분석하게한다. ( 나 ) 중저준위방사능폐기물처리장건설과관련된신문기사를나눠주고, 우리고장의핵폐기물처리장유치여부에대한문제를제기한다. ( 다 ) 핵폐기물처리장유치여부에따르는비용편익 (cost-benefit) 과위험등을종합하여모둠별로결정을내리게하고, 그결과와이유를친구들앞에서발표하게한다. ( 라 ) ( 생략 ) [ 교사들의대화 ] 교사 A: 영희가비행기가뜨는원리에대해생각하였군요. 교사 B: 영희가생각한내용은 2009 개정교육과정에따른과학과교육과정의 물리Ⅰ 에서 힘과에너지의이용 영역의내용요소중 ( ᄀ ) 에해당돼요. 교사 A: 그렇죠. 2009 개정교육과정에따른과학과교육과정의 물리Ⅰ 에서 ( ᄀ ) 에해당되는성취기준중에는 ( ᄂ ) 을 / 를이용하여양력과마그누스힘을이해하고, 항공기와구기운동에대한이용을안다. 는것이포함되어있어요. 에서김교사는 사회적쟁점을도입하여과학과관련된윤리적측면에대한학생의 ( ᄀ ) 능력과가치판단능력을함양한다. 를수업목표로삼고수업을계획하였다. 또한김교사는 문제로의초대 탐색 해결방안모색 ( ᄂ ) 단계로구성되는 STS 교수 학습모형을적용하였고, 수업전략으로는특히 ( 다 ) 단계에서 ( ᄀ ) 방법을적용하였다. 괄호안의ᄀ, ᄂ에해당하는말을순서대로쓰시오. [2점] [ 물리 I 내용체계중일부 ] 영역 내용요소 에 에너지의발생 기전력, 전기에너지, 발전기, 핵발전, 핵융합과태양에너지, 태양전지, 여러가지발전 너 힘과 힘의전달과돌림힘, 힘의평형과안정성, 지 에너지의 ( ᄀ ), 열역학법칙과열기관, 열전달, 이용 상태변화와기상현상, 전기에너지이용 3. 그림과같이길이가 인실에매달린물체 A가연직선과 각도를이루고있고, 물체 B는동일한길이의실에매달려연직선상에정지해있다. A와 B의질량은각각 으로같다. A를가만히놓아 A가 B와비탄성충돌을한직후, B의속력은 A의속력의 3배였다. 2009 개정교육과정에따른과학과교육과정에근거하여괄호안의ᄀ, ᄂ에해당하는말을순서대로쓰시오. [2점] 충돌직전 A 의속력 A 와충돌직후 A 가매달린실에걸리는 장력 A 를각각구하시오. ( 단, A 와 B 의크기는무시한다.) [2 점 ] 물리 (6 면중 2 면 )
4. 그림은막대위의두점 A와 B가고정된홈을따라각각수평과수직으로움직이는것을나타낸것이다. A와 B 사이의거리는 2m로일정하고, A는왼쪽으로 5m/s의일정한속력으로움직인다. 6. 질량이 인단원자분자이상기체의속력 에대한규격화된맥스웰분포함수는 이다. 이기체분자의평균속력을구하는적분식을쓰고, 그값을 구하시오. ( 단, 필요하면 을활용하시오.) [2 점 ] 변 AB와수직방향의홈이 의각도를이루는순간, B의속력 B 와 A에대한 B의각속도 를각각구하시오. [2점] 5. 그림은면전하밀도 인얇은부도체판과, 윗면과아랫면의면전하밀도의합이 5인도체판이나란하게마주보고있는것을나타낸것이다. 두판의면적이무한히커서도체판각면과부도체판에전하는균일하게분포되어있고, 부도체판위쪽영역 (Ⅰ) 의전기장의크기는 이다. 7. 그림은공기중에놓인, 초점거리가 인얇은볼록렌즈왼쪽에세워진선형물체의실상이렌즈의오른쪽에맺힌것을나타낸것이다. 이때횡배율의크기는 이다. 횡배율의크기는상의크기를물체의크기로나눈값이다. 이물체를렌즈쪽으로광축을따라 만큼이동시켰더니렌즈의오른쪽에횡배율의크기가 인실상이 맺혔다. 도체판윗면의면전하밀도를구하고, 부도체판과도체판사이영역 (Ⅱ) 의전기장의크기를 으로나타내시오. [2점] 이렌즈의초점거리 를구하시오. ( 단, 모든광선은근축광이고, 물체는광축에수직이다.) [2점] 물리 (6 면중 3 면 )
8. 그림은폭이 인 1차원퍼텐셜상자를나타낸것이다. 질량 인입자가이상자안에서운동하고있다. 10. 그림은정지질량이 인정지상태의전자에의해광자가산란되는모습을나타낸것이다. 광자의산란전에너지는 이고, 전자의 정지질량에너지는 이다. 산란전후광자의파장변화량은 cos 이다. 이입자의규격화된바닥상태파동함수 를쓰고, 이상태에 대한운동량의불확정도 을구하시오. [2 점 ] 일때, 충돌직후광자의에너지를 으로나타내시오. [2 점 ] 9. 연산자 는다음과같이정의된다. 에대한 의고윳값방정식 에서고윳값 를구하시오. ( 단, 이다.) [2 점 ] 물리 (6 면중 4 면 )
서술형 1~4 1. < 자료 1> 은 접촉면의거칠기와물체의운동을방해하는힘의관계 를알아보기위해학생이실험을계획하고수행한결과를기록한실험보고서이다. < 자료 2> 는 2009 개정교육과정에따른과학과교육과정에서제시한탐구과정요소의일부와, 이학생의실험보고서를평가하고피드백하기위하여교사가작성한 [ 평가점검표 ] 이다. < 자료 2> 의 [ 탐구과정요소 ] 를이용하여 < 자료 1> 에서학생이수행한내용중제대로하지못한통합탐구과정을찾아 [ 평가점검표 ] 의ᄀ, ᄂ을순서대로쓰시오. 그리고완성된 [ 평가점검표 ] 를근거로교사가학생에게피드백해야할내용을평가요소별로실험내용과관련지어각각서술하시오. [5점] 1) 실험목표 < 자료 1> 접촉면의거칠기와물체의운동을방해하는힘의관계를알아본다. 2) 실험절차 1 크기와모양이같고, 거칠기와재질이다른물체 A, B, C를준비한다. 2A, B, C의접촉면의거칠기를비교하여기록한다. 3 용수철저울의영점조정을한다. 4A를용수철저울에연결하여실험대바닥위에놓고용수철저울을천천히당겨 A가움직이기시작할때용수철저울의눈금을읽는다. 5B와 C도 3과 4의실험절차에따라같은실험대바닥위에서각각실험한다. 6 실험결과를이용하여결론을내린다. 3) 실험결과 결과 1. 접촉면의거칠기비교 A>B>C 순으로거칠다. 결과 2. 물체의운동을방해하는힘 A B C < 용수철저울의눈금을나타내는사진 > 물체 A B C 물체의운동을방해하는힘 (N) 4) 결론 2.8 2.2 1.8 1 접촉면이거칠수록운동을방해하는힘의크기가크다. 2 물체가무거울수록운동을방해하는힘의크기가크다. < 자료 2> 2. 는열과온도에대해교사와영희가나눈대화의일부이다. 영희 : 선생님, 물질마다고유한온도가있다고생각해요. 예를들면, 철과솜은온도가다르잖아요. 교사 : 물질의속성에따라온도가결정된다고생각하는구나. 왜그렇게생각하니? 영희 : 철을만져보면차고, 솜을만지면따뜻한느낌이들어요. 교사 : 그러면, 온도계를이용하여철과솜의온도를측정해볼까? ( 철과솜의온도를각각측정한다.) 영희 : 어, 이상하네요. 온도계를이용하여철과솜의온도를측정해보니철과솜의온도가같아요. 왜그렇죠? 교사 : 두물체가접촉해있으면온도가같아질때까지온도가높은물체에서온도가낮은물체로열이이동하는거지. 같은장소에오래둔철과솜은각각주위의공기와온도가같게되어열평형상태가되지. 따라서철과솜의온도는같아. 영희 : 아하! 공기와철, 공기와솜사이의열이동에의해열평형상태가되어철과솜의온도가같아지는거군요. 그런데, 손으로만졌을때왜철이더차게느껴지죠? 교사 :( ᄀ ) 인지갈등모형에따르면영희에게두유형의인지갈등이일어나고있다. 두유형의인지갈등에대해 의대화를근거로각각설명하시오. 그리고괄호안의ᄀ에서교사가설명해야할핵심과학개념하나를쓰시오. [5점] [ 탐구과정요소 ] 기초탐구과정 : 관찰, 분류, 측정, 예상, 추리 통합탐구과정 : 문제인식, 가설설정, 변인통제, 결론도출 [ 평가점검표 ] 평가요소 평가관점 측정용수철저울의눈금을바르게읽고기록하였는가? ᄀ 결론도출 실험내용을바탕으로물체의운동을방해하는힘의속성에대해타당하게결론을내렸는가? ᄂ 물리 (6 면중 5 면 )
3. 그림과같이흰상자 3개와검은상자 3개가있고상자에들어갈수있는입자가 4개있다. 각상자에는입자가하나씩만들어갈수있고, 모든입자는반드시상자에들어가야한다. 입자가흰상자에들어가면 의에너지를갖고, 검은상자에들어가면 2 의에너지를갖는다. 각상자는구별되지만, 입자는구별되지않는다. 4. 그림은축전기, 저항, 인덕터가연결된회로를나타낸것이다. 스위치 S를닫기전모든도선에흐르는전류는 0이고, 시간 일때 S 를닫았더니축전기전하 가시간에따라변하였다. 계가가질수있는에너지값을모두쓰고, 에너지값각각에대해미시상태의겹침수 ( 축퇴도 ) 를쓰시오. 또한계의엔트로피가가장클때의에너지값을쓰고, 그값에서엔트로피가가장큰이유를설명하시오. [5점] 사이의관계식을쓰고, 루프 (loop) 1과루프 2 각각에대해키르히호프의전압법칙을쓰시오. 이로부터축전기전하 에대한 2차미분방정식을유도하여제시하시오. ( 단, 회로에있는 이외의자체유도효과는무시한다.) [5점] < 수고하셨습니다.> 물리 (6 면중 6 면 )