[난이도 하]

학교 시험 출제 대비 문제은행

범위 : Ⅰ. 시공간과 우주

2017년

물리Ⅰ

1. 다음은 철수와 영희의 문자 메시지 대화 내용이다.

철수 : 내일 저녁 약속 잊지 않았지?

영희 : 그럼 당연하지! ㉠내일 15 : 00에 영화관 매표소 앞에서 만나기로 했잖아.

철수 : 기억하고 있네. 영화가 ㉡15 : 15에 시작해서 대략 ㉢2시간 정도 상영할 거야.

영희 : 그럼 저녁은 어떻게 하지?

철수 : 걱정마. 그럴 줄 알고 ㉣18 : 00부터 19 : 30까지 식당 예약해 놓았어.

영희 : 그래? 고생했어. 그럼 오늘 밤 좋은 꿈 꾸고 내일 봐^^.

㉠～㉣ 중 시간과 시각으로 옳게 짝지은 것은?

시간              시각

①  ㉠, ㉡          ㉢, ㉣

②  ㉠, ㉢          ㉡, ㉣

③  ㉡, ㉢          ㉠, ㉣

④  ㉡, ㉣          ㉠, ㉢

⑤  ㉢, ㉣          ㉠, ㉡

[난이도 중]

2. 그림은 앙부일구에서 영침의 그림자 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 계절은 여름이다.

ㄴ. 오후 4시경이다.

ㄷ. 4시간이 지나면 영침의 그림자 끝이 위치하는 가로선은 바뀐다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

3. 그림과 같이 광원에서 나온 빛을 길이가 [eqn: h]인 나무 막대에 비추었더니 길이가 [eqn: H]인 나무 막대의 그림자가 벽면에 나타났다. 광원에서 나무 막대와 그림자까지의 거리는 각각 [eqn: a], [eqn: b]이다.

나무 막대

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 나무 막대를 광원 쪽으로 가까이 가져가면 [eqn: H]는 감소한다.

ㄴ. [eqn: a]가 증가할수록 [eqn: H]는 작아진다.

ㄷ. [eqn: h= {a} over {b} H]이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

4. 그림은 동일 직선 상에서 운동하는 물체 A, B의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 0부터 [eqn: t _{2}]까지 A의 평균 속력은 [eqn: {S _{1}} over {t _{2}}]이다.

ㄴ. 0부터 [eqn: t _{2}]까지 평균 속도의 크기는 A와 B가 같다.

ㄷ. [eqn: t _{1}]에서 A의 가속도의 방향이 바뀐다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

총괄ⅠⅠ

물리Ⅰ 학교 시험 출제 대비 문제은행            범위 : Ⅰ. 시공간과 우주

5. 그림과 같이 기준선 A, 기준선 B에서 각각 동시에 출발한 철수와 영희가 기준선 A에 동시에 도착하였다. 기준선 A와 기준선 B 사이의 거리는 10 m이고, 철수와 영희는 직선 운동하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 평균 속력은 철수와 영희가 같다.

ㄴ. 철수의 평균 속도의 크기는 0이다.

ㄷ. 영희는 평균 속력과 평균 속도의 크기가 같다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[6～7] 그림은 직선 도로에서 운동한 자동차의 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다. 물음에 답하시오.

[난이도 하]

6. 0부터 2초까지 자동차의 이동 거리는?

① 3 m	② 6 m  ③ 9 m  ④ 12 m ⑤ 24 m

[난이도 중]

7. 자동차의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 0부터 2초까지 가속도의 크기는 3[eqn: rm`m/s ^{2}]이다.

ㄴ. 4초일 때 가속도의 방향이 바뀐다.

ㄷ. 0부터 7초까지 평균 속도의 크기는 0이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

8. 그림은 출발선에 정지해 있던 자동차가 등가속도 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 자동차의 평균속력은 P에서 Q까지와 Q에서 R까지 이동하는 동안 각각 10 m/s, 15 m/s이다.

자동차의 가속도의 크기는?

① 1 [eqn: rmm/s ^{ 2}]	② 2 [eqn: rmm/s ^{ 2}]	③ 3 [eqn: rmm/s ^{ 2}]

④ 4 [eqn: rmm/s ^{ 2}]	⑤ 5 [eqn: rmm/s ^{ 2}]

[난이도 상]

9. 그림 (가)는 직선 도로에서 자동차 A의 30 m 앞에서 자동차 B가 20 m/s의 일정한 속력으로 운동하고 있는 모습을 나타낸 것이고, 그림 (나)는 (가)의 순간으로부터 B에 대한 A의 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다. 자동차의 속도는 오른쪽 방향을 양(+)으로 한다.

(가)                       (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 6초일 때 A와 B 사이의 거리는 20 m이다.

ㄴ. 0부터 8초까지 A의 평균 속력은 15 m/s이다.

ㄷ. 7초일 때 A의 운동 방향은 왼쪽이다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

10. 그림은 헬리콥터가 줄로 연결된 질량 100 kg인 물체 A를 연직 위로 2 m/s2의 일정한 가속도로 끌어올리는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 중력 가속도는 10 m/s2이고, 공기 저항은 무시한다.)

ㄱ. A에 작용하는 알짜힘의 크기는 200 N이다.

ㄴ. 줄이 A를 당기는 힘의 크기는 200 N이다.

ㄷ. 줄이 A를 당기는 힘의 반작용은 A의 무게이다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

11. 그림과 같이 마찰이 없는 수평면에서 줄로 연결된 두 물체 A, B를 수평면과 나란하게 각각 3 N, 6 N의 힘으로 당기고 있다.

A가 받는 알짜힘의 크기는? (단, 줄의 질량은 무시한다.)

① 2.4 N  ② 3 N  ③ 3.6 N  ④ 5.4 N  ⑤ 6 N

[난이도 중]

12. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면 위에서 질량이 2 kg인 물체가 4 m/s의 속력으로 운동하다가 벽에 충돌한 후 3 m/s의 속력으로 튕겨 나오는 모습을, 그림 (나)는 물체가 벽에 충돌하는 동안 벽이 물체에 작용한 힘을 시간에 따라 나타낸 것이다.

(가)                         (나)

그림 (나)에서 빗금 친 부분의 면적 [eqn: S]는? (단, 물체는 일직선 상에서 운동하고, 공기 저항은 무시한다.)

① 2 [eqn: rm N․s]	② 6 [eqn: rm N․s]	③ 8 [eqn: rm N․s]

④ 12 [eqn: rm N․s]	⑤ 14 [eqn: rm N․s]

[난이도 중]

13. 그림 (가)는 얼음판에서 6 m/s의 일정한 속도로 움직이던 질량 60 kg인 A가 질량 40 kg인 B를 뒤에서 미는 모습을 나타낸 것이고, (나)는 B의 속력을 시간에 따라 나타낸 것이다. [eqn: t]초일 때 A는 B의 뒤를 밀어주었다.

(가)                       (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 밀기 전과 후 B의 운동량의 변화량은 120 [eqn: rm N․s]이다.

ㄴ. A가 미는 동안 받은 충격량의 크기는 A와 B가 서로 같다.

ㄷ. 밀고 난 후 A의 속력은 4 m/s이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

14. 그림과 같이 마찰이 없는 수평면 위에서 질량 [eqn: 4m]인 물체 A가 [eqn: v _{rm`A}]의 속력으로 직선 운동하다가 정지해 있던 질량 [eqn: 2m]인 물체 B와 충돌한 후 한 덩어리가 되어 운동한다.

속력 [eqn: v _{rm`A}]의 크기는?

① [eqn: {4} over {3} v]	② [eqn: {1} over {2} v]	③ [eqn: {5} over {3} v]

④ 2[eqn: v]	⑤ 3[eqn: v]

[15～16] 그림 (가), (나)와 같이 수평면에 정지해 있던 물체 B, A에 각각 실로 A, B를 연결한 후 수평면에 정지해 있던 물체 B, A를 손으로 잡고 있다 가만히 놓았다. 실에 연결된 물체 A, B가 [eqn: h]만큼 내려갔을 때 A, B의 속력이 각각 [eqn: v _{rm A it}], [eqn: v _{rm`B}]이었다. 물음에 답하시오. (단, 실과 도르래의 질량 및 공기 저항은 무시한다.)

(가)                         (나)

[난이도 중]

15. 물체가 [eqn: h]만큼 내려왔을 때 그림 (가)에서 A의 운동량의 크기를 [eqn: p _{rm`A}], (나)에서 운동량의 크기를 [eqn: p _{rm`B}]라고 하면 [eqn: p _{rm`A} :p _{rm`B}]는?

① 1 : 2	② 1 : 3	③ 1 : [eqn: 2 sqrt {2}]

④ 1 : 4	⑤ 1 : [eqn: 3 sqrt {2}]

[난이도 상]

16. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 줄이 A를 당기는 힘의 크기는 (가)와 (나)에서 같다.

ㄴ. 물체가 [eqn: h]만큼 내려왔을 때 (나)에서 B의 운동 에너지는 (가)에서 A의 운동 에너지의 4배이다.

ㄷ. B가 [eqn: h]만큼 운동하는 데 걸린 시간은 (가)에서가 (나)에서의 2배이다.

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① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

17. 그림과 같이 A점에 정지해 있던 질량 5 kg인 물체에 일정한 힘 [eqn: F]를 계속 작용하다가 B점을 지나는 순간 힘 [eqn: F]를 제거하였더니, 물체는 높이 [eqn: h]인 C점까지 올라갔다. B에서 물체의 속력은 4 m/s이다.

힘 [eqn: F]의 크기와 높이 [eqn: h]는? (단, 중력 가속도는 10 m/s2이고, 물체의 크기와 마찰은 무시한다.)

① 10 N, 0.6 m	② 10 N, 0.8 m

③ 10 N, 1 m	④ 20 N, 0.6 m

⑤ 20 N, 0.8 m

[난이도 중]

18. 그림은 행성을 한 초점으로 하는 타원 궤도를 따라 공전하는 위성 P와 Q가 각각 행성에서 가장 먼 지점 b, c를 지난 어느 순간의 모습을 나타낸 것이다. a는 P와 Q가 행성과 가장 가까운 지점이다. a와 c 사이의 거리는 a와 b 사이의 거리의 4배이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, P와 Q에는 행성에 의한 만유인력만 작용한다.)

ㄱ. a에서 b를 지나는 동안 P의 역학적 에너지는 작아진다.

ㄴ. a를 지날 때 속력은 P가 Q보다 크다.

ㄷ. 행성을 도는 공전 주기는 Q가 P의 8배이다.

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① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

19. 그림과 같이 철수가 탄 우주선이 영희를 기준으로 [eqn: 0.9c]의 일정한 속력으로 날고 있다. 우주선이 영희 앞을 지나는 순간 철수는 광원에서 나온 빛이 검출기 A, B에 동시에 도달한 것으로 관측하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 빛의 속력은 [eqn: c]이다.)

ㄱ. 철수가 관측할 때 광원에서 나온 빛의 속력은 [eqn: c] 이다.

ㄴ. 영희가 관측할 때 광원으로부터 나온 빛은 A에 먼저 도달한다.

ㄷ. 영희가 관측할 때 A에 도달한 빛의 속력은 1.9[eqn: c]이다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 상]

20. 그림은 영희의 좌표계에서 우주선이 [eqn: 0.8c]의 일정한 속력으로 움직이는 모습을 나타낸 것이다. 이 우주선의 고유 길이는 [eqn: L _{0}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 영희가 관측했을 때 우주선의 길이는 [eqn: L _{0}]보다 길다.

ㄴ. 영희가 관측했을 때 우주선의 시간은 영희의 시간보다 느리게 간다.

ㄷ. 우주선에서 관측했을 때 영희의 시간은 우주선보다 느리게 간다.

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① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

21. 그림 (가)는 지표면에서, (나)는 우주에서 일정한 가속도 [eqn: a]로 운동하는 우주선 안에서 높이 [eqn: h]인 지점에서 영희가 물체를 가만히 놓는 모습을 나타낸 것이다. 물체가 바닥에 닿을 때까지 걸린 시간은 같았다.

(가)                     (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지표면 근처에서 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 공기 저항은 무시한다.)

ㄱ. (가)에서 영희의 몸무게는 (나)에서 영희가 받는 관성력의 크기와 같다.

ㄴ. (나)에서 우주선의 가속도의 크기 [eqn: a]는 [eqn: g]와 같다.

ㄷ. (나)에서 영희는 물체에 작용하는 힘이 중력인지 관성력인지 구분할 수 있다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

22. 그림은 크기가 같은 구형 천체 A, B, C에 의해 휘어진 시공간을 모식적으로 나타낸 것이다. 시공간이 휜 정도는 A 주변에서 가장 크고 C 주변에서 가장 작다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 질량은 A가 C보다 크다.

ㄴ. 천체 표면에서 시간은 A에서가 C에서보다 느리게 흐른다.

ㄷ. 천체 표면에서 중력은 B에서가 C에서보다 작다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 중]

23. 그림 (가)는 우리 은하와 두 은하 A, B가 일직선상에 있는 모습을 모식적으로 나타낸 것이고, (나)는 은하의 후퇴 속도를 우리 은하로부터의 거리에 따라 나타낸 것이다. P, Q는 A, B 중 하나이다.

(가)                      (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. A는 P이다.

ㄴ. 우리 은하로부터 떨어진 거리는 B가 A의 2배이다.

ㄷ. (나)에서 직선의 기울기는 우주의 나이를 나타낸다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[난이도 하]

24. 그림은 원자의 구조와 구성 입자를 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. ㉠과 ㉣은 기본 입자이다.

ㄴ. ㉡이 강한 상호 작용에 의해 양성자로 붕괴하는 과정에서 ㉠을 방출한다.

ㄷ. ㉢은 전기적으로 양(+)의 성질을 갖는다.

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① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

관식/서술형 문제

주

[25～26] 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면 위에서 질량이 각각 [eqn: 2m], [eqn: m]인 공 A, B를 놓고 각각 막대기로 수평면과 나란하게 힘을 주는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 막대기가 공 A, B에 준 힘을 시간에 따라 나타낸 것으로, 두 곡선 아래의 면적은 [eqn: S]로 같다. 물음에 답하시오.

(가)                      (나)

[난이도 하]

25. A, B가 막대기에서 떨어진 직후의 속력을 각각 구하시오.

[난이도 중]

26. 막대기로 공에 힘을 주는 동안 A, B가 막대기로부터 받은 평균 힘의 크기를 비교하여 서술하시오.

[난이도 상]

27. 그림과 같이 지표면 근처의 기준선에서 물체 A는 연직 위로 [eqn: 5rm`m/s]의 속력으로 던져 올려졌고, 물체 B는 물체 A를 던져 올리는 순간 자유 낙하시켰다.

물체 A를 던져 올리는 순간부터 3초가 되었을 때 물체 A와 B 사이의 거리는 몇 [eqn: rmm]인지 구하시오. (단, 공기 저항은 무시하고, 중력 가속도는 10 [eqn: rm`m/s ^{2}]이다.)

[난이도 중]

28. 그림과 같이 행성이 태양을 한 초점으로 하는 타원 궤도를 따라 점 a, b, c, d를 지나며 운동한다. 행성이 a에서 b까지, c에서 d까지 이동하는 동안 태양과 행성을 연결한 직선이 지나간 면적은 각각 [eqn: 2S], [eqn: S]이고, 타원의 면적은 [eqn: 10S] 이다. a, c는 각각 원일점, 근일점이다.

행성의 공전 주기가 [eqn: T]라면, 행성이 d에서 a까지 운동하는 데 걸린 시간을 구하시오.

[난이도 상]

29. 그림 (가)는 전동기가 수평면에 정지해 있던 질량 1 kg인 물체를 수평 방향의 힘 [eqn: F] 로 당기는 모습을 나타낸 것이고, (나)는 전동기가 당기는 힘 [eqn: F] 의 크기를 물체의 위치 [eqn: x]에 따라 나타낸 것이다.

(가)                         (나)

물체가 3 m 이동했을 때 물체의 속력은 몇 m/s인지 구하시오.

[난이도 중]

30. 그림은 W 보손이 매개하는 상호 작용에 의해 중성자가 붕괴되면서 중성미자와 입자 A, B가 생성되는 [eqn: beta]붕괴의 과정을 나타낸 것이다. 중성자와 A는 모두 3개의 쿼크로 구성되어 있다.

이 과정을 매개하는 상호 작용과 A, B의 명칭을 쓰시오.