[과외]고등 과학탐구 모의고사 30문제 07

목차

문제1~30

본문내용

나는 횟수가 많은 것은 운동 시간이 긴 물체이며, 마지막 구간 거리가 긴 것은 최종 속력이 빠른 물체이다.
2. A와 B는 초속도 0으로 출발하여 같은 높이를 내려가는 동안 역학적 에너지가 보존되므로 최종 순간 속력은 같지만, 시간은 운동 경로가 긴 B가 A보다 더 걸린다. (B의 가속도가 A보다 더 작다.)
3. A와 C는 같은 높이를 내려가는 데 걸리는 시간은 같지만, 최종 순간 속력은 C가 A보다 더 크다. (C는 초속도가 0이 아니므로 역학적 에너지가 더 크다. 같은 시간 동안의 운동 경로가 긴 C가 A보다 최종 속력이 더 빠르다.)
　 배경지식 : 마찰이 없는 빗면에서 물체가 미끄러져 내려갈 때 가속도는 ?
답 ③
※ 현미경으로 관찰하는 물체의 길이를 알아내는 방법으로 보통 마이크로미터를 사용한다. 주연이는 짚신벌레의 크기를 측정하기 위해 다음의 실험을 실시하였다.
(가) 접안 마이크로미터와 대물 마이크로미터(1 눈금=10μm)를 끼우고 현미경을 보았더니 그림 A와 같았다.
(나) 대물 마이크로미터 대신에 프레파라트를 끼우고 짚신벌레를 관찰하였더니 그림 B와 같았다.
27. 주연이가 관찰한 짚신벌레의 실제 길이는 얼마인가?
① 14μm② 40μm
③ 56μm④ 84μm
⑤ 120μm
　 출제의도 : 마이크로미터 사용법-마이크로미터에는 접안용과 대물용의 2가지가 있으며, 대물 마이크로미터의 눈금이 기준이 됨을 파악해야 한다.
　 풀이핵심 :마이크로미터 이용시 대물 마이크로미터()가 기준이 되는 원리를 이해하고 접안 마이크로미터 1눈금의 길이를 먼저 구한다.
물체의 실제 길이=접안 마이크로미터 1눈금의 길이물체와 일치한 접안 마이크로미터의 눈금 수
　 풀이 : 물체를 볼 때는 대물 마이크로미터 대신에 프레파라트를 끼우므로 접안 마이크로미터 눈금만 보인다. 그러므로 그림 A에서 실선은 접안 마이크로미터 눈금이고, 점선은 대물 마이크로미터 눈금이 된다.
이므로 접안마이크로미터 1 눈금의 길이는 가 된다. 따라서 짚신벌레의 실제 길이는 가 된다.
　 배경지식 : 대물 마이크로미터는 슬라이드 글라스 위에 를 등분한 눈금이 그어져 있다. 따라서 눈금의 길이는 이다. () 배율이 높아지면 접안 마이크로미터의 눈금에는 변화가 없으나 대물 마이크로미터의 눈금 간격은 커진다. 그러나 대물 마이크로미터 1눈금은 항상 가 된다.
답 ④
28. 그림과 같이 지표면 근처에서 질량이 인 물체를 자유 낙하시키니 1초만에 4.9m를 낙하하였다. 만유 인력 상수 ()값이 라면 지구의 질량()은 얼마인가?
(단, 지구 반지름은 이다.)
① ②
③ ④
⑤
　 풀이핵심 : 만유 인력의 법칙
만유 인력 상수 가속도의 법칙 :
자유 낙하 거리 :
　 풀이 : 물체와 지구 사이에 작용하는 만유 인력은 으로 물체는 이 힘을 받아 운동을 한다. 이 때의 가속도를 라고 하면 이 물체가 받은 힘은 로 나타낼 수 있다. 이들은 같은 힘이므로 에서 지구의 질량 이 된다. 한편 물체가 가속도 로 자유 낙하하여 1초 동안 낙하한 거리가 이고 중력 가속도이다.
이 값과 만유 인력 상수값을 지구의 질량식 에 넣으면,
답 ③
※ 다음은 완전 탄성 충돌 실험이다. 그림 (가)는 질량이 같은 4개의 낱개로 된 충돌구이고, 그림 (나)는 질량이 같은 낱개 구 1, 2와 질량이 2배인 구 한개로 된 충돌구이며, 그림 (다)는 질량이 같은 낱개구 2개와 낱개 구와 질량이 같은 2개의 구를 작은 볼트로 부착한 쌍구(그림) 한개로 된 충돌 실험 장치이다. 철수는 위의 실험 장치로 다음과 같은 실험을 하였다.
. 구 3, 4를 일정 높이까지 들어올렸다 가만히 놓아 충돌시킨 후 각 구의 운동을 관찰하였다.
. 2배구를 실험 에서와 같이 하였다.
. 쌍구를 실험 에서와 같이 하였다.
29. 철수는 실험하기 전에 충돌 후 충돌 당한 구 1, 2의 운동에 대하여 다음과 같이 예측하였다. 이 때 실험 결과와 일치하는 것은 ?
① 실험,의 경우 같은 형상이 생길 것이다.
② 실험,의 경우 같은 현상이 생길 것이다.
③ 실험,의 경우 같은 현상이 생길 것이다.
④ 실험,,의 경우 모두 같은 현상이 생길 것이다.
⑤ 실험 ,,의 경우 모두 서로 다른 현상이 생길 것이다.
　 출제의도 : 충돌구 실험 장치의 원리를 이해하고 있는가 ? 질량이 다른 충돌구에서 충돌 과정을 설명할 수 있는 능력이 있는가 ?
　 풀이핵심 : 쌍구는 질량이 2배인 하나의 구로 2배구와 같다. 2개의 충돌구만을 놓고 운동량 보존의 법칙, 반발 계수식을 적용해 보고 충돌 과정을 작용 및 반작용 법칙을 사용하여 설명해 본다.
　 풀이 : 충돌구에 특수한 시간 장치를 해서 충돌 과정을 살펴보면 힘의 전달이 순차적으로 일어남을 알 수 있다. 실험의 결과는 1과 2가 붙어서 같은 속도로 튀어 나가고 3과 4는 정지하며, 실험의 경우 동일한 모양으로 각 구의 속도가 다르게 튀어 나간다. 다음 그림을 보고 생각해 보자.
　 배경지식
1. 물체 A가 B에 작용하는 힘을 B가 A에 작용하는 힘을 라고 하면 = 이다.
2. 충돌 전후의 운동량은 같다.
3. 반발 계수는 충돌 전후의 가까워지는 속도와 멀어지는 속도의 비로 충돌 전의 속도를 충돌 후의 속도를 이라고 할 때 으로 표시되며 완전 탄성 충돌에서 이다. 답 ②
※ 오른쪽 표는 원자 번호 10번에서 20번까지 원소의 원자량과 전자 배치를 나타낸 것이다. 다음 물음에 답하라.
원소
원자량
전자 배치
10Ne
11Na
12Mg
13Al
14Si
15P
16S
17Cl
18Ar
19K
20Ca
20.2
23.0
24.3
27.0
28.1
31.0
32.0
35.5
39.9
39.1
40.1
K2L8
K2L8M1
K2L8M2
K2L8M3
K2L8M4
K2L8M5
K2L8M6
K2L8M7
K2L8M8
K2L8M8N1
K2L8M8N2
30. 오른쪽 표는 원자 번호 순서로 배열한 것이다. 만약 멘델레예프가 배열한 기준으로 원소를 배열한다면 순서가 뒤바뀔 것으로 예측되는 것은 ?
① Ne와 Na② K와 Ca③ Si와 P
④ Mg와 Ca⑤ Ar과 K
　 풀이 : 멘델레예프는 원자량을 기준으로 하여 원소를 배열하였다. 답 ⑤

키워드

가속도,   절대값,   속도,   속력