[난이도 하]

중학교 2학년

기말고사 1회

Ⅵ. 일과 에너지 전환

01 오른쪽 그림과 같이 바위를 힘껏 밀었으나 바위가 움직이지 않은 경우 과학에서의 일이 0이다. 일이 0인 이유가 이와 같은 것은?

① 바닥에 놓인 상자를 들어 올렸다.

② 인공위성이 지구 주위를 돌고 있다.

③ 물체를 들고 수평 방향으로 이동하였다.

④ 무거운 가방을 5분 동안 들고 있었다.

⑤ 마찰이 없는 수평면에서 물체를 천천히 밀었다.

[난이도 중]

02 다음 그림은 수평면 위에서 물체를 천천히 밀 때 물체에 작용한 힘과 이동 거리의 관계를 나타낸 것이다.

물체를 6 m 이동시키는 동안 한 일의 양은 몇 J인가?

① 10 J	② 20 J	③ 40 J

④ 50 J	⑤ 60 J

[난이도 중]

03 일률이 200 W인 전동기를 이용하여 무게 500 N인 물체를 들어 올리고 있다. 전동기를 10초 동안 작동시켰다면 물체가 올라간 높이는?

① 0.5 m	② 1 m         ③ 2 m

④ 4 m         ⑤ 10 m

[난이도 하]

04 일과 에너지에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 일과 에너지는 서로 전환된다.

ㄴ. 에너지의 단위는 J(줄)을 사용한다.

ㄷ. 물체가 일을 하면 물체의 에너지가 증가한다.

ㄹ. 물체에 일을 해 주면 물체의 에너지는 감소한다.

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① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄱ, ㄹ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄷ, ㄹ

[05∼06] 다음 그림과 같이 무게가 30 N인 물체를 지레 위에 올려놓고 지레를 60 cm 당겼다. 물음에 답하시오. (단, 용수철저울의 무게는 무시한다.)

[난이도 하]

05 물체를 들어 올리기 위해 필요한 최소한의 힘은 몇 N인가?

① 10 N	② 20 N	③ 30 N

④ 40 N	⑤ 50 N

[난이도 하]

06 이때 물체가 올라간 높이는 몇 cm인가?

① 10 cm	② 20 cm	③ 30 cm

④ 40 cm	⑤ 50 cm

[난이도 중]

중학교 2학년  기말고사 1회

07 다음과 같이 여러 가지 도구를 이용하여 같은 물체를 들어 올리는 일을 할 때, 힘의 이득을 볼 수 없는 것을 모두 고르면? (정답 2개)

①	②	③

④

⑤

[난이도 상]

08 다음 그림은 움직도르래를 사용하여 무게가 20 N인 물체를 1 m 들어 올리는 모습을 나타낸 것이다.

20 N

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 잡아당긴 줄의 길이는 1 m이다.

ㄴ. 줄을 잡아당긴 힘이 한 일의 양은 40 J이다.

ㄷ. 줄을 당길 때 필요한 최소한의 힘의 크기는  10 N이다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

09 다음 그림은 마찰이 없는 빗면에서 질량이 같은 물체를 P점까지 끌어올리는 모습을 나타낸 것이다.

P

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 필요한 힘은 A가 가장 작다.

ㄴ. 물체가 이동한 거리는 A＞B＞C이다.

ㄷ. B는 C보다 힘에서 이득이 있으므로 한 일에도 이득이다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

10 여러 가지 도구를 사용하여 일을 할 때에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 지레를 사용하면 일의 이득이 있다.

② 움직 도르래를 사용하면 힘이 적게 든다.

③ 경사면을 사용하면 이동 거리가 길어진다.

④ 고정 도르래를 사용하면 힘의 방향을 바꿀 수 있다.

⑤ 도구를 사용할 때나 사용하지 않을 때나 한 일은 같다.

[난이도 중]

11 다음 그림과 같이 1 m/s의 속력으로 운동하던 질량 2 kg인 수레가 나무 도막과 충돌하여 나무 도막을 20 cm 이동시킨 후 정지하였다.

이 수레에 질량 2 kg인 추를 올려놓고 2 m/s의 속력으로 나무 도막에 충돌시키면 나무 도막의 이동 거리는 몇 cm가 되는가? (단, 나무 도막과 바닥면 사이의 마찰은 일정하다.)

① 10 cm	② 20 cm	③ 40 cm

④ 80 cm	⑤ 160 cm

[난이도 중]

12 오른쪽 그림은 추를 떨어뜨려 말뚝을 박는 일을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 추가 무거울수록 말뚝은 더 깊이 박힌다.

ㄴ. 말뚝에서부터 추까지의 높이가 높을수록 말뚝은 더 깊이 박힌다.

ㄷ. 말뚝과 지면 사이의 마찰력의 크기가 클수록 말뚝은 더 깊이 박힌다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

13 어떤 지점에서 공의 위치 에너지가 100 J이고, 운동 에너지가 200 J이다. 이 공의 역학적 에너지는 몇 J인가?

① 100 J	② 200 J	③ 300 J

④ 400 J	⑤ 500 J

[난이도 중]

14 다음 그림과 같이 마찰이 없는 레일에서 롤러코스터가 움직이고 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① B에서 역학적 에너지가 최대이다.

② B에서 C로 가는 동안 속력이 점점 빨라진다.

③ C에서 위치 에너지가 최대이다.

④ C에서 B로 가는 동안 운동 에너지가 점점 증가한다.

⑤ E에서 롤러코스터의 속력이 가장 빠르다.

[난이도 상]

15 다음 그림과 같이 8 m/s의 속력으로 비스듬히 던져 올린 공이 가장 높은 지점에서 2 m/s의 속력으로 운동하였다.

이 공이 가장 높은 지점에 이르렀을 때 지면으로부터의 높이 h는 몇 m인가? (단, 공기 저항은 무시하고, 중력 가속도는 10 m/s2이다.)

① 2 m	② 3 m	③ 4 m

④ 6 m	⑤ 8 m

[난이도 중]

16 다음 그림은 진자의 운동을 나타낸 것이다.

진자가 A→O→B→O→A 구간을 왕복 운동하는 동안 이동 거리에 따른 위치 에너지([eqn: E _{rmp}])와 운동 에너지([eqn: E _{rmk}])를 그래프로 옳게 나타낸 것은?

①	A O B	②	A O B	③	A O B
④	A O B	⑤	A O B

[난이도 중]

17 신∙재생 에너지에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 고갈의 우려가 적어야 한다.

ㄴ. 환경오염을 줄일 수 있어야 한다.

ㄷ. 폐기물에서는 에너지를 얻을 수 없다.

ㄹ. 만들어지는 과정에 위험 요소가 없어야 한다.

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① ㄱ, ㄴ	② ㄱ, ㄷ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄱ, ㄴ, ㄹ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

[난이도 중]

18 수평면에 놓여 있는 질량이 1 kg의 물체에 5 N의 힘을 가하여 2 m 이동시켰을 때의 물체의 속력이 4 m/s가 되었다면, 이때 마찰에 의해 생긴 열에너지는 몇 J인가?

① 1 J	② 2 J	③ 4 J

④ 5 J	⑤ 8 J

관식/서술형 문제

주

[난이도 중]

19 다음 (가)∼(다)를 일률의 크기가 큰 것부터 차례로 쓰시오.

(가) 무게가 10 N인 물체를 들고 2 m 높이의 계단을 올라가는 데 10초가 걸렸다.

(나) 무게가 10 N인 물체를 바닥에서 5 N의 힘으로 5초 동안 10 m를 끌어당겼다.

(다) 무게가 10 N인 물체를 수평면에서 5 m/s의 일정한 속력으로 끌어당겼다.

[난이도 중]

20 20 J의 에너지를 가진 물체가 다른 물체에 8 J의 일을 해 준 후, 외부로부터 다시 10 J의 일을 받았다. 이 물체가 가지는 최종 에너지가 몇 J인지 쓰시오.

[난이도 중]

21 다음 <보기>의 여러 가지 도구 중 (가)지레, (나)빗면의 원리를 이용한 것을 각각 고르시오

ㄱ. 핀셋	ㄴ. 계단	ㄷ. 나사못

ㄹ. 병따개	ㅁ. 거중기	ㅂ. 장도리

ㅅ. 지퍼	ㅇ. 크레인

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[난이도 상]

22 오른쪽 그림과 같이 높이 28 m인 곳에 정지해 있는  질량 2 kg인 물체가 낙하하기 시작하여 지면에 도달하는 순간의 속력이 [eqn: v]였다. 이 물체의 속력이 [eqn: {v} over {2}]가 되는 높이 [eqn: h]는 몇 m인지 쓰시오. (단, 공기 저항은 무시한다.)

[난이도 중]

23 다음 그림과 같이 1 m 높이의 책상면으로부터 0.5 m 높이의 지점에서 질량 1 kg인 공을 들고 있다.

(1) 지면을 기준으로 공의 위치 에너지가 몇 J인지 쓰시오.

(2) 책상면을 기준으로 물체의 위치 에너지가 몇 J인지 쓰시오.

(3) (1)과 (2)의 결과로부터 알 수 있는 위치 에너지와 기준면의 관계에 대해 쓰시오.

[난이도 상]

24 다음 그림과 같이 공을 던지면 공이 바닥에 부딪혀서 튀어오른다.

공이 다시 바닥에 부딪혀 튀어오르는 것을 반복함에 따라 높이가 점점 줄어드는 이유를 에너지와 관련하여 설명하시오. (단, 공기 저항은 무시한다.)

[난이도 중]

25 다음 그림은 손잡이가 짧은 병따개를 이용하여 음료수 병을 따는 모습을 나타낸 것이다.

이렇게 손잡이 길이가 짧은 병따개로 따는 것보다 손잡이 길이가 긴 병따개로 뚜껑을 쉽게 딸 수 있는데, 그 이유를 서술하시오.