가. 문제지와답안지에수험번호, 학교명, 성명을정확히표기한다. 나. 부정행위시모든답안은 0 점 처리한다. 다. 문제지와수험표는답안지와함께회수한다. 회수후문제지의훼손또는손상이발견된경우 그로인한모든불이익은수험생본인이감수하여야한다. 라. 문제 " 지 " 를외부로유출하려는시도는모두부정행위로간주한다. ( 홈페이지에문제를공개할 예정임.) 마. 답안지는반드시 컴퓨터용사인펜 으로작성하여야한다. 답안을잘못작성함으로써발생하는모든불이익은수험생본인이감수하여야한다. 바. 답안지를구거거나더럽혀서는안되며, 답이외에다른어떤형태의표기도하여서는안된다. 사. 한번표기한답은수정액이나수정테이프등을사용하여고칠수없으므로붉은색예비마킹으로답안작성오류를방지한다. 아. 모든사항은감독관의지시에따르며, 답안지를교환하고싶거나질문이있을때에는앉은자리에서손을들고감독관을기다린다. 자. 답안지교환은시험종료 10 분전까지만가능하다. 차. 각문제의배점은 1 점으로, 오답은 -0.25 점, 미기입은 0 점으로처리한다. 카. 답이둘이상일경우모두표기하여야정답으로인정하며, 일부만맞아도오답으로처리한다. 타. 중력가속도는 10 ms 으로계산한다. 1/20
문제1 원형트랙을도는자동차안의운전자는바깥쪽으로쏠리는힘을느끼는데, 정지궤도에있는우주선안의우주인은지구를중심으로원운동을하고있음에도불구하고한쪽으로쏠리는힘을느끼지않는다. 관성계의관찰자입장에서옳게진술한것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? < 보기 > ㄱ. 운전자에게원형트랙중심방향의알짜힘이작용한다. ㄴ. 우주인에게작용하는알짜힘은 이다. ㄷ. 우주선이정지궤도보다더높은원궤도를돌면, 우주인에게는지구반대쪽으로쏠리는힘이작용한다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄱ, ㄷ 5 ㄴ, ㄷ 문제 2 그림과같이경사각 인빗면위의높이 인지점에질량 인물체 를가만히놓았더니, 가미끄러져내 려와빗면이끝나는지점에놓여있던질량 인물체 와탄성충돌을한다. 첫번째충돌이일어난때부터두번째충돌 이일어날때까지 가이동한거리는? ( 단, 지면의마찰과공기저항및물체의크기는무시한다.) 1 2 3 4 5 2/20
문제 3 수소원자의방출스펙트럼에서측정되는빛의파장 는아래식을만족한다. 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 는상수이고, 과 은자연수이며, 이다.) < 보기 > ㄱ. 방출스펙트럼중가장짧은빛의파장은 이다. ㄴ. 인경우에가능한빛의가장작은진동수는 인경우에가능한빛의가장큰진동수보다크다. ㄷ. 백색광을수소원자에비추어얻은흡수스펙트럼의파장도위식으로설명된다. 1 ㄱ 2 ㄱ, ㄴ 3 ㄱ, ㄷ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 문제 4 그림과같이마찰이없는바닥에질량 인트랙이놓여있는데이트랙은직선과원형으로이루어져있다. 트랙 위에질량 인물체가초기속력 로운동하고있을때, 이물체가반지름 인원형트랙에서떨어지지않고완전히한 바퀴돌기위한 의최솟값은? ( 단, 바닥과트랙, 트랙과물체사이의마찰은무시하고, 중력가속도는 이다.) 1 2 3 4 5 3/20
문제5 다음은 선에대한설명이다. < 지문 > 그림 ( 가 ) 는 선발생장치를나타낸것이다. 전류에의해가열된열선에서튀어나온전자가고전압에의해가속된후구리와충돌하여 선을발생시킨다. 이과정에서발생되는 선은그림 ( 나 ) 와같이넓은범위의연속된파장에서관측되는제동복사와특정파장에서만관측되는특성 선으로나눌수있다. 그림 ( 다 ) 는고전압에의해서가속된전자들이구리원자에입사하여어떤 선을발생시키는지를보여준다. 전자 1은핵에서멀리떨어져지나가고, 전자 2는핵가까이서지나가며, 전자 3은핵과정면충돌을한다. 전자 4는 전자껍질에있는전자와충돌하여전자껍질에있던전자를구리원자밖으로내보낸다. 비어있는 전자껍질을다른전자껍질에있던전자가채우면서두전자껍질의에너지차에해당하는 선이발생한다. 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ㄱ. 전자 3에의해발생되는 선이전자 1에의해발생되는 선보다파장이더길다. ㄴ. 고전압의전압을더크게하면, 구리에서나오는특성 선의파장은더짧아진다. ㄷ. 러더퍼드원자모형으로이실험결과들을설명할수없다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄴ 5 ㄴ, ㄷ 4/20
문제6 중성인두원자가상호작용을할때, 두원자사이의퍼텐셜에너지는그림과같은레너드존스퍼텐셜로나타낸다. 두원자중한원자는다른원자보다매우무거워서원점에정지해있고, 가벼운원자만움직인다고가정한다. 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 가벼운원자를위치 와 에가만히두면단진동을한다.) < 보기 > ㄱ. 가벼운원자가위치 에있을때받는힘은위치 에있을때받는힘보다그크기는크고방향은반대이다. ㄴ. 위치 에서 4 m/s의속도로정지한원자를향해움직이는원자는위치 에서되돌아온다. ㄷ. 가벼운원자를위치 에두었을때보다퍼텐셜에너지가더높은위치 에두었을때진동주기가더짧다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄴ 5 ㄴ, ㄷ 문제 7 그림과같이질량 인추가도르래 2 개에실로연결되어정지해있다. 도르래의질량은각각 이다. 실에걸리 는장력을, 라고할때, 는? ( 단, 실의질량은무시한다.) 1 2 3 4 5 5/20
문제 8 그림과같이지표에대해서정지한직각좌표계의 축을따라관찰자,,, 가속력 또는 로운동 하고, 원점 에서 의속력으로연직위로던져진공은 축을따라중력을받으면서운동을하고있다. 이에대한설명으 로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 관찰자와공의속력은빛의속력보다매우작다고가정한다.) < 보기 > ㄱ. 공이다시땅에도달하는시간은 가볼때가장빠르다. ㄴ. 공이최고점에도달했을때, 가보는공의속력은 가보는공의속력보다 배더빠르다. ㄷ. 공이다시땅에도달하기직전, 가보는공의가속도는 가보는공의가속도와같다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄴ 5 ㄴ, ㄷ 6/20
문제9 자동차 가 방향으로직선-원형트랙을따라 ms의일정한속력으로움직이고있다. 가 지점을통과하는순간 점에서정지해있던자동차 가 ms 의가속도로 지점까지등가속도운동을하고, 이후부터는일정한속력으로운동한다. 자동차의운동에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 구간은원형도로이며, 중력가속도는 ms 이고, 트랙의폭과자동차의크기는무시한다. 자동차와바닥사이의마찰력이구심력으로작용하여자동차가미끄러지지않고원형도로를따라이동한다.) < 보기 > ㄱ. 가 지점에도달하는순간속력은 ms이다. ㄴ. 가원형도로에서미끄러지지않기위한자동차와바닥사이의최소마찰계수는 이다. ㄷ. 가 를따라잡는데걸리는시간은출발후 초이다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 7/20
문제 10 다음은교과서에제시된대표적인관성실험 2 가지를물리적으로해석한것이다. ᄀ ~ ᄆ에들어갈내용으로옳 은것을모두고르시오. 그림과같이스탠드에실을사용하여추 를매단후아래쪽실을빠르게당겨보 고다음에는천천히당겨보자. 질량 인종이위에질량 인동전이올라가있다. 이때종이를큰힘 로빠르게당기면동전은컵속에빠지고종이만빠져나온다. ( 단, 종이와컵사이의마찰은무시한다.) 관성 게임 물리 해석 질량 인추의위아래에실을매달고 힘 로당기면실의모든지점은동일한 크기의힘을받는다. 실은일정길이까지 만늘어나고그한계를넘으면끊어진다. 실을천천히당기면 ( ᄀ ). 반면큰 힘으로빠르게당기면 ( ᄂ ). 따라서 ( ᄃ ). 동전과종이사이에작용하는마찰력을 라고하면, 종이가가속도, 동전이가속 도 로움직인다고할때, 운동방정식은 ( ᄅ ) 과같다. 동전과종이사이의정지마찰계수를 라고 할 때, 동전이 미끄러질 조건 ( ) 을이용하면동전을컵속에빠트 리기위해서는 ( ᄆ ) 보다큰힘으로 당겨야한다. 1 ᄀ : 아래쪽실은 의힘을받고, 위쪽실은 의힘을받는다. 2 ᄂ : 추는 로가속되는데이가속도보다아래쪽실이더빠르게가속된다. 3 ᄃ : 실을천천히당기면위쪽실이끊어지고, 실을빠르게당기면아래쪽실이끊어진다. 4 ᄅ :, 5 ᄆ : 8/20
문제11 그림 (a1) 과같이 점에서물체를던졌더니 지점에떨어졌다. 그림 (a2) 와같이동일한두물체를 와 에서같은각도로던졌더니가운데지점에서완전비탄성충돌을한후땅에떨어졌다. 그림 (b) 는 지점보다가까운 지점에서동일한초기속력과각도로던진상황을나타낸것으로, 충돌후합쳐진두물체는위로올라갔다가내려온다. 그림 (c) 는 지점보다먼 지점에서동일한초기속도와각도로던진상황을나타낸것으로, 충돌후합쳐진두물체는 (a2) 에서보다빠른초기속력을갖고떨어진다. 그림 (a2), (b), (c) 에서공을던진순간부터땅에떨어질때까지걸린시간을각각 A, B, C 라고할때, A, B, C 의크기비교로옳은것은? ( 단, 공기저항은무시하고, 중력가속도는일정하다.) 1 A B C 2 A B C 3 B C A 4 B A C 5 C A B 9/20
문제12 우주선은연료를사용하지않고도행성중력의도움을받아더빠른속력을얻을수있는데, 이를 중력가속효과 또는 슬링쇼트효과 라고한다. 다음은중력가속효과를이용하여우주선의속력이변하는원리를설명한것이다. ᄀ~ᄆ에들어갈식으로옳은것을모두고르시오. < 지문 > 태양을기준으로행성의공전속력을, 우주선의속력을 라고하자. 행성을기준으로한상대속도를생각하면, 우주선은 ( ᄀ ) 의속력으로다가왔다가에너지손실없이 ( ᄂ ) 의속력으로멀어지게된다. 이를태양을기준으로한속도로설명하면, 서로접근할때에는행성과우주선이각각 와 의속력으로반대방향으로운동하다가서로멀어질때에는각각 ( ᄃ ), ( ᄅ ) 의속력으로같은방향으로운동하는것과같다. 따라서우주선의속력은처음보다 ( ᄆ ) 만큼더빨라진다. 1 ᄀ : 2 ᄂ : 3 ᄃ : 4 ᄅ : 5 ᄆ : 문제13 그림과같이용수철상수가 Nm인용수철에질량 g인추가매달려있다. 추에달린실을오른쪽으로잡아당겨추와용수철이그림과같은모습을유지하도록할때용수철의길이가 cm 이었다. 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 중력가속도의크기는 ms 이고, 용수철질량과추의크기는무시하며, 실은수평방향을유지한다.) < 보기 > ㄱ. 용수철과실이이루는각은 이다. ㄴ. 실에작용하는장력의크기는 N 이다. ㄷ. 용수철의원래길이는 cm 이다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 10/20
문제14 그림과같이질량이 kg인물체를원래길이가 cm 이고용수철상수가 Nm 인용수철위에올려놓고연직으로눌렀다가놓았더니물체가연직위로운동하였다. 바닥으로부터높이 m 인지점을지날때물체의속력은 ms이었다. 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 중력가속도의크기는 ms 이고, 용수철질량및공기저항은무시한다.) < 보기 > ㄱ. 물체가올라간최고높이는바닥으로부터 m 이다. ㄴ. 바닥으로부터높이 m 인지점을지나는순간, 물체의속력은 ms 이다. ㄷ. 처음물체를눌렀을때물체의위치는바닥으로부터높이 m 인지점이다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 문제 15 그림과같이절벽에서지면과나란한방향으로공을던진다. 지면과공의운동방향이이루는각을 라할때, 공을던진직후부터바닥에떨어질때까지 tan 를나타낸그래프로가장적절한것은? ( 단, 공기저항은무시한다.) 1 2 3 4 5 11/20
문제16 질량 인철수가길이 인밧줄에매달려강을건너려고한다. 그림 ( 가 ) 에서와같이정지상태의줄에매달려밧줄에이상이없는것을확인한철수는그림 ( 나 ) 에서처럼밧줄에매달려강을건너고있다. 이때최하점을지나는순간철수의속력은 이었다. 이에대한설명으로옳은것을모두고르시오. ( 단, 밧줄의질량과철수의크기는무시하고, 중력가속도의크기는 이다.) 1 ( 가 ) 에서줄에걸리는장력의크기는 이다. 2 ( 나 ) 에서철수에게작용하는알짜힘의방향은밧줄과나란한방향이다. 3 ( 나 ) 에서아래로내려올수록밧줄에걸리는장력의크기는증가한다. 4 ( 나 ) 에서최하점까지내려오는데걸리는시간은철수의질량이클수록줄어든다. 5 ( 나 ) 에서줄에작용하는장력의최댓값은 ( 가 ) 에서줄의장력에비해 만큼크다. 문제 17 그림 ( 가 ), ( 나 ), ( 다 ) 는전하량이같은양 (+) 의점전하와음 (-) 의점전하가정사각형의꼭짓점에배열된모습 을나타낸것이다. ( 가 ), ( 나 ), ( 다 ) 에서의정전기퍼텐셜에너지를각각 가 나 다라할때, 이들사이의관계로옳은 것은? 1 가 나 다 2 가 나 다 3 가 나 다 4 나 다 가 5 다 가 나 12/20
문제 18 그림은전압이 V 로일정한전원장치에저항과축전기를연결한회로를나타낸것이다. 이에대한설명으로 옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 회로에연결되기전에각축전기에저장된전하는없었다.) ㄱ. 스위치 가열린상태로시간이충분히흐른뒤에 F의축전기에저장된전하량은 C 이다. ㄴ. 스위치 를충분히열어두었다가닫은직후에전류계에서전류가 F의축전기쪽으로흐른다. ㄷ. 스위치 가닫힌상태로시간이충분히흐른뒤에 F의축전기에저장된전하량은 C 이다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄴ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 문제 19 그림은진동수가 이고전압의최댓값이일정한교류전원 in 에전기용량이 인축전기와저항값이 인저 항이연결된회로를나타낸것이다. 출력단자의전압 ou t 에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것 은? ㄱ. 가작을수록 ou t 의크기는작아진다. ㄴ. ou t 의크기는 일때최대가된다. ㄷ. in 와 ou t 는위상이서로같다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄴ 5 ㄱ, ㄷ 13/20
문제 20 그림은일정량의단원자분자이상기체의상태가 A B C A 순서에따라변화할때기체의압력과부피 를나타낸것이다. 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ㄱ. 내부에너지변화량은 A B 과정이 B C 과정의 3 배이다. ㄴ. 기체가방출한열량은 A B 과정이 B C 과정의 2 배이다. ㄷ. 이순환과정으로작동하는기관의열효율은 12.0% 이다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄴ 5 ㄱ, ㄷ 문제 21 그림과같이나침반의남쪽에서동쪽으로 30 방향과 60 방향의같은거리에두개의도선이있고각각지면을 뚫고나오는방향으로전류가흐를수있도록회로에연결되어있다. 만흐르게하였더니나침반의 N 극이반시계방향으 로 90 회전하여서쪽을가리켰으며, 과 를모두흐르게하였더니 만흐를때보다반시계방향으로 30 더회전하였 다. 은? 1 2 3 4 5 14/20
문제22 10 의물이유입되다가두갈래로나뉘어져한쪽은그대로공급되고다른한쪽은온수기를통하여공급된다. 냉수밸브와온수밸브는최대한열었을때각각초당 40 ml의물을공급한다. 온수기의소비전력은온수밸브에서나오는물의양에비례하며, 온수밸브를최대로열때온수기의소비전력은 5 kw 이다. 온수기에서소비된전기에너지의 84% 가물의온도를높이는데에사용된다. 온수기를통과한물은수도꼭지에도달하기전까지약간의열손실이발생하며물과파이프외부온도 (10 ) 차이의 4% 만큼온도가감소한다. 세면대에서 30 의물을단위시간당가장많이공급받을수있도록밸브를조절할때, 냉수와온수의초당공급량은? ( 단, 열의일당량은 4.2 J/cal이다.) 1 냉수 4 ml/s, 온수 20 ml/s 2 냉수 8 ml/s, 온수 20 ml/s 3 냉수 8 ml/s, 온수 40 ml/s 4 냉수 10 ml/s, 온수 40 ml/s 5 냉수 12 ml/s, 온수 40 ml/s 문제 23 5 가지물체 (A, B, C, D, E) 를서로마찰했을때나타난현상이다음과같았다. 전자를잃기쉬운순서로나열할 때, 다음중가능한경우를있는대로모두고르시오. ( 단, 다음지문의각실험에서마찰전의물체들은모두중성이다.) < 지문 > Ÿ A 와 B, C 와 D 를각각서로마찰하였더니 A 와 D 사이에는서로미는힘이작용하였다. Ÿ A 와 C 를각각 E 에마찰하였더니 A 와 C 사이에는서로당기는힘이작용하였다. Ÿ B 와 E 를서로마찰하고 B 를공기중에두었더니 B 에있던전자가서서히공기중으로빠져 나갔다. 1 ADECB 2 AEDBC 3 CEADB 4 CEBDA 5 DEABC 15/20
문제 24 그림 ( 가 ) 는내부저항이있는전지와저항값이 R 인외부저항을직접연결한회로이며, ( 나 ) 는 ( 가 ) 의회로에 서 R 의값을알아내기위해내부저항이있는전류계와내부저항이있는전압계를연결한회로이다. 이에대한설명으로 옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? < 보기 > ㄱ. ( 나 ) 의전류계에서측정된전류는 ( 가 ) 에서흐르는전류보다항상작다. ㄴ. ( 나 ) 에서측정된전압을측정된전류로나눈값은 R 보다크다. ㄷ. ( 나 ) 의전압계에서측정된전압은 ( 가 ) 의외부저항에걸리는전압보다항상크다. 1 ㄱ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄴ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 문제25 그림은레이저스캐너내부의모습을모식적으로나타낸것으로, 레이저빔은거울의중심 O에서반사되어스크린의한점 P에도달한다. 레이저발생장치는위치가고정되어있고, 거울은 O를중심으로회전하며, O에서스크린까지의거리는 25cm 이다. P가 100cms 의속력으로움직이기위한거울의각속도에가장가까운값은? ( 단, 거울과스크린, 거울과레이저는충분히멀리떨어져있다.) 1 rads 2 rads 3 rads 4 rads 5 rads 16/20
문제26 그림 ( 가 ) 는 축에서벗어난, 무한히멀리떨어져있는점광원이굴절률 n인얇은볼록렌즈에의해스크린의점 P에상을맺는모습을모식적으로나타낸것으로, 면 S는 축에수직이며렌즈중심을지난다. 그림 ( 나 ) 는경로 1, 2가렌즈를지나는모습을확대하여나타낸것으로, 경로 1의광선은렌즈속에서 의거리를지나며, 경로 2의광선은렌즈속에서 의거리를지난다. 이에대한설명으로옳은것을있는대로모두고르시오. 1 광선이경로 1을통해점광원으로부터 P에도달하는데걸리는시간은경로 2를통해도달하는데걸리는시간보다길다. 2 광선이경로 1을통해점광원으로부터 P에도달하는거리는경로 2를통해도달하는거리보다 만큼길다. 3 렌즈중심으로부터스크린까지의거리는볼록렌즈의초점거리보다길다. 4 면 S에서빛의위상은모두같다. 5 P에서보강간섭이일어난다. 17/20
문제 27 그림은단일슬릿과이중슬릿을통과한단색광에의해스크린에생기는간섭무늬를관찰하는실험장치와결과 를모식적으로나타낸것이다. 단일슬릿의중심은광축으로부터벗어나있다. 이에대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에 서있는대로고른것은? ㄱ. 슬릿 B와 C로부터점 P까지경로차는반파장의홀수배이다. ㄴ. 슬릿 A에서슬릿 B, C까지위상차는 의홀수배이다. ㄷ. 다른파장의단색광을비추어점 O에서밝은무늬를만들수있다. 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄱ, ㄷ 5 ㄴ, ㄷ 18/20
문제 28 그림과같이전기쌍극자가균일한전기장속에놓여있다. 전기쌍극자의점전하는질량이, 전하량이, 이고 만큼떨어져있다. 전기쌍극자의방향이전기장의방향과거의일치할때, 전기쌍극자는단진동을한다. 단진동 의고유진동수는? 문제 29 그림과같이 평면상에서전하량이 -2q, +q 인두점전하가 A(-d, 0), B(d, 0) 에각각고정되어있다. 이에 대한설명으로옳은것만을 < 보기 > 에서있는대로고른것은? ( 단, 전하량이 +q 인점전하로부터거리 d 만큼떨어진지점 에서전기장의세기는 이다.) ㄱ. 점 C에서전기장의세기는 이다. ㄴ. 점 C에서원점 O까지점전하 +q를이동할때, 전기력이한일은 이다. ㄷ. 축상에전하량이 -q인점전하를놓을때, 이점전하에작용하는알짜힘이 0 인지점은 2군데있다. 1 ㄴ 2 ㄷ 3 ㄱ, ㄴ 4 ㄱ, ㄷ 5 ㄱ, ㄴ, ㄷ 19/20
문제 30 그림은 5 개의저항과 4V 의전원장치로구성된회로를나타낸것이다. 5 개저항의저항값이모두 1Ω 일때, 저 항 에는전류가흐르지않았다. 의저항값만 2Ω 으로바꾸었을때, 이에대한설명으로옳은것만을있는대로모두 고르시오. 1 점 에흐르는전류는 4A보다작다. 2 에는 에서 로전류가흐른다. 3 에걸리는전위차는 에걸리는전위차보다크다. 4 에걸리는전위차는 2V보다크다. 5 에흐르는전류는 2A보다크다. 문제는여기까지입니다. 20/20