수능(물리I)(2012. 11. 8.) 시험일자 : 2012년 11월 8일
1. 그림은 철수와 영희가 각각 10m/s, 5m/s 의 일정한 속력으로 동일 직선상에서 운동하고 있는 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. 이 순간 철수와 영희 사이의 거리는 60m이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄴ, ㄷ
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2. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 질량이 각각 1kg인 수레와 추를 실로 연결한 후 수레를 잡고 있는 모습을 나타낸 것이다. 수레를 가만히 놓은 후 수레의 속도를 시간에 따라 나타내었더니 그림 (나)의 A와 같았다. 다음은 (가)에서 조건을 바꾸고 수레를 가만히 놓아 (나)의 B와 같은 결과를 얻을 수 있는 방법에 대해 세 학생이 나눈 대화이다. 옳게 말한 학생만을 있는 대로 고른 것은? (단, 실의 질량, 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.)
- ① 철수
- ② 영희
- ③ 민수
- ④ 철수, 민수
- ⑤ 영희, 민수
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3. 그림과 같이 전동기가 경사각이 일정하고 마찰이 있는 빗면 위의 물체를 일정한 속력으로 1초 동안 3m 이동시켰더니, 물체의 높이가 1m 올라갔다. 물체의 질량은 1kg이고, 물체와 빗면 사이의 운동 마찰력의 크기는 2N이다. 물체를 이동시킨 1 초 동안, 전동기가 물체를 당기는 힘이 한 일은? (단, 중력 가속도는 10m/s2 이고, 줄의 질량과 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]
- ① 10 J
- ② 16 J
- ③ 20 J
- ④ 24 J
- ⑤ 30 J
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4. 그림과 같이 마찰이 없는 빗면에서 높이가 4m인 P점에 물체를 가만히 놓았더니, 길이가 6m인 마찰이 있는 수평면을 지나 마찰이 없는 반대쪽 빗면을 올라갔다가 내려와 마찰면에서 4m를 진행하고 정지하였다. 이 물체를 높이가 2m인 Q점에 가만히 놓았을 때, O점으로부터 정지한 지점까지의 거리는? (단, 물체는 동일 연직면 상에서 운동하고, 물체의 크기와 공기 저항은 무시한다.)
- ① 2m
- ② 3m
- ③ 4m
- ④ 5m
- ⑤ 6m
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5. 그림과 같이 마찰이 있는 수평면에서 물체 A, B를 용수철 저울과 실로 연결하고 수평 방향으로 20N의 일정한 힘을 B에 작용하였더니 A, B가 2m/s2 의 일정한 가속도로 운동하였다. 이때 용수철 저울로 측정한 힘의 크기는 5N이다. A, B의 질량은 각각 m, M이고, A, B와 수평면 사이의 운동 마찰 계수는 0.3 이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10 m/s2 이고, 실과 용수철 저울의 질량, 공기 저항은 무시한다.) [3점]
- ① ㄴ
- ② ㄷ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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6. 그림과 같이 직선 도로에서 t=0 일 때 자동차 A가 속력 v 로 기준선 P를 통과하는 순간, 기준선 Q에서 정지해 있던 자동차 B가 출발하였다. A, B는 각각 속력이 증가하는 등가속도 직선 운동을 하고, 가속도 크기는 B가 A의 2 배이다. A는 t=2 초일 때 B를 스쳐 지나가 t=3 초일 때 Q에 도달하였다. P, Q 사이의 거리는 L 이다. A가 Q에 도달했을 때, B가 Q로부터 이동한 거리는? (단, A, B는 도로와 평행한 직선 경로를 따라 운동하며, A와 B의 크기는 무시한다.) [3점]
- ① 1/3 L
- ② 1/2 L
- ③ 3/4 L
- ④ L
- ⑤ 3/2 L
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7. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 물체 A, B가 서로를 향해 등속 직선 운동을 하는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 A와 B의 운동량을 시간에 따라 나타낸 것이다. A와 B의 운동 에너지의 합은 충돌 전과 충돌 후가 같다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물체의 크기는 무시한다.)
- ① ㄴ
- ② ㄷ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄴ, ㄷ
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8. 그림은 마찰이 없는 수평면에서 물체 A가 용수철이 달린 정지해 있는 물체 B를 향해 6m/s로 등속 운동을 하다가 용수철을 최대로 압축시킨 후, A와 B가 다시 분리되어 각각 2m/s, vB로 등속운동을 하는 모습을 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 1kg, 2kg이고, 용수철이 최대로 압축된 순간 A와 B의 속력은 V 로 같다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 충돌 과정에서 역학적 에너지 손실은 없고, A와 B는 충돌 전후 동일 직선 상에서 운동하며, 용수철의 질량은 무시한다.)[3점]
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄷ
- ④ ㄱ, ㄴ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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9. 그림과 같은 전원 장치의 전압이 8V로 일정한 회로에서 전압계에 걸리는 전압은 4V이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄷ
- ④ ㄱ, ㄴ
- ⑤ ㄴ, ㄷ
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10. 그림과 같이 원통형 저항체 A, B, C와 전압이 일정한 전원장치를 이용하여 회로를 구성하였다. 전류계에 흐르는 전류의 세기는 스위치를 a 에 연결했을 때와 b 에 연결했을 때 각각 Ia, Ib이다. 표는 A, B, C의 비저항, 단면적, 길이를 나타낸 것이다. Ia : Ib는? (단, 온도에 따른 저항 변화는 무시한다.)
- ① 1 : 2
- ② 1 : √2
- ③ 1 : 1
- ④ √2 : 1
- ⑤ 2 : 1
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11. 그림과 같이 서로 평행하고 무한히 긴 직선 도선 P, Q, R가 xy 평면의 원점 O에서 d 만큼 떨어져 평면에 수직으로 고정되어 있다. P, Q에 흐르는 전류의 세기는 각각 I, 2I 이다. O에서 세 도선에 의한 자기장의 세기는 B0 이며 방향은 +y방향이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ① ㄴ
- ② ㄷ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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12. 그림은 세기가 각각 B, 2B로 균일한 자기장 영역 Ⅰ, Ⅱ에 저항값이 R 인 저항이 연결된 평행한 두 도선을 종이면에 고정시키고, 도선 위에 놓인 도체 막대를 일정한 속도 v 로 이동시키는 모습을 나타낸 것이다. 도체 막대를 Ⅰ, Ⅱ에서 이동시킬 때에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ① ㄱ
- ② ㄷ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄴ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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13. 그림 (가)는 진행하는 두 파동 A와 B의 어느 한 점의 변위를 시간에 따라 나타낸 것이고, 그림 (나)는 어느 순간에 A와 B 중 하나의 변위를 위치에 따라 나타낸 것이다. 진행 속력은 A가 B의 2배이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ① ㄴ
- ② ㄷ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄴ, ㄷ
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14. 그림과 같이 단색광을 공기 중에서 수평 방향으로 프리즘의 P점에 입사시켰더니 굴절각 θ1로 굴절하여 Q점에서 전반사한 후 R점에 입사각 θ2로 입사하여 공기 중으로 굴절하였다. 프리즘은 윗면이 수평인 물체 위에 놓여 있고, 프리즘과 물체의 굴절률은 각각 n1, n2이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄷ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄴ, ㄷ
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15. 그림 (가)는 진폭이 A이고 주기가 8 초인 두 파동이 같은 속력으로 서로 반대 방향으로 진행하여 만든 정상파의 어느 순간의 변위를 위치에 따라 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)로부터 3 초가 지난 순간의 정상파의 변위를 위치에 따라 나타낸 것이다. 점 P는 위치가 5m인 지점이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄱ, ㄷ
- ④ ㄴ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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16. 그림은 일함수가 E0인 금속판에 단색광을 비추어 광전자를 방출시키는 것을 나타낸 것이다. 표는 다른 조건을 동일하게 하고, 단색광의 파장과 세기를 변화시킬 때 금속판에서 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄱ, ㄴ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄴ, ㄷ
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17. 그림은 입자의 종류를 바꿔가며 이중 슬릿에 의한 물질파의 간섭 무늬를 관찰하는 실험을 모식적으로 나타낸 것이다. ⊿x는 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격이다. 표는 입자 A, B의 운동량과 운동 에너지를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄷ
- ④ ㄱ, ㄷ
- ⑤ ㄴ, ㄷ
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18. 그림과 같은 전원 장치의 전압이 일정한 회로에서 저항값이 R 인 저항과 저항값이 4R 인 저항의 소비 전력은 P0으로 같고, 저항값이 X 인 저항의 소비 전력은 2P0이다. 저항값이 Y인 저항의 소비 전력은?
- ① P0
- ② P0/2
- ③ P0/3
- ④ P0/4
- ⑤ P0/5
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19. 그림 (가)와 같이 마찰이 없는 수평면에서 용수철과 연결된 물체 A를 물체 B와 실로 연결하였더니, 용수철이 원래 길이에서 d 만큼 늘어나 A가 점 P에 평형 상태로 정지해 있었다. 그림 (나)는 (가)에서 B를 중력 방향으로 당겨 용수철이 원래 길이에서 3d 만큼 늘어나도록 잡고 있는 모습을 나타낸 것이다. (나)에서 B를 가만히 놓으면 A는 P를 v 의 속력으로 지난다. A와 B의 질량은 m으로 같다. v 는? (단, 중력 가속도는 g이고, 물체의 크기, 용수철과 실의 질량, 도르래의 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]
- ①
- ②
- ③
- ④
- ⑤
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20. 그림은 전압이 9V로 일정한 전원 장치에 저항값이 R인 저항 3개와 가변 저항을 연결한 회로를 나타낸 것이다. 표는 가변 저항의 저항값을 바꾸었을 때 전압계에 걸리는 전압과 전류계에 흐르는 전류의 세기를 나타낸 것이다. 두 저항값의 차 RB-RA는? [3점]
- ① 2Ω
- ② 3Ω
- ③ 4Ω
- ④ 5Ω
- ⑤ 6Ω
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