[대단원 최종 평가 문제] 1학기 중간∙기말고사 과학과 3학년	과학 3 중 학 Ⅲ. 운동과 에너지
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1. 표는 어떤 자동차가 출발하여 목적지에 도착할 때까지 시간에 따른 이동 거리를 나타낸 것이다.

시간(h)	0	1	2	3	4	5
이동 거리(km)	0	50	120	250	320	450

이 자동차의 평균 속력은?

① 50 km/h      ② 60 km/h        ③ 70 km/h

④ 80 km/h      ⑤ 90 km/h

2. 길이가 100 m인 기차가 20 m/s의 일정한 속력으로 달리고 있다. 이 기차가 길이 1.3 km인 터널을 완전히 통과하는 데 걸리는 시간은 몇 초인지 구하시오.

3. 일정한 시간 간격으로 점을 찍어 물체의 위치를 나타낼 때 등속 운동을 기록한 것으로 옳은 것은?

4. 오른쪽 그래프는 어떤 물체의 이동 거리를 시간에 따라 나타낸 것이다. 이 물체의 운동을 일정한 시간 간격으로 점을 찍어 물체의 위치를 나타냈을 때의 모양으로 옳은 것은?

5. 오른쪽 그림과 같이 드라이아이스 통을 유리판 위에 놓으면 통이 유리판 위에 살짝 뜨게 되어 마찰력이 거의 작용하지 않는다. 이 통을 살짝 밀면 통은 어떤 운동을 하겠는가?

① 속력이 일정한 운동

② 속력이 증가하는 운동

③ 속력이 감소하는 운동

④ 속력이 증가하다가 감소하는 운동

⑤ 속력이 감소하다가 증가하는 운동

6. 그림은 일정한 시간 간격으로 사진을 찍어 물체의 위치를 나타낸 것이다.

이 물체의 운동과 같은 운동을 하는 것을 보기에서 모두 고르시오.

ㄱ. 무빙워크에 서 있을 때

ㄴ. 높은 곳에서 공을 자유 낙하 시킬 때

ㄷ. 빗면에서 수레가 아래로 내려갈 때

ㄹ. 달리는 자동차가 브레이크를 밟았을 때

<보기>

7. 그림은 일정한 시간 간격으로 사진을 찍어 물체의 위치를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 이 물체는 속력이 점점 증가하였다.

② 타점 간격은 물체의 속력을 의미한다.

③ 이 물체는 같은 시간 동안 일정한 거리를 이동한다.

④ 빗면을 굴러 내려가는 물체의 운동도 이와 비슷하다.

⑤ 이 물체는 운동 방향으로 힘을 계속 받았다.

8. 그래프 (가)는 물체 A의 속력과 시간의 관계를, (나)는 물체 B의 속력과 시간의 관계를 나타낸 것이다.

A, B와 같은 운동을 하는 것을 옳게 짝지은 것은?

A                     B

① 빗면을 따라 내려오는 공    에스컬레이터

②      에스컬레이터           엘리베이터

③        바이킹              낙하하는 공

④     놀이터의 그네          낙하하는 공

⑤       무빙워크               대관람차

9. 그림 (가), (나)는 두 물체를 일정한 시간 간격으로 사진을 찍어 물체의 위치를 나타낸 모습이다.

(가)                       (나)

두 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?(2개)

① (가), (나) 모두 속력이 느려진다.

② (가), (나)의 속력은 일정하다.

③ 속력은 (가)가 (나)보다 빠르다.

④ (가)의 물체에 작용하는 힘이 (나)의 물체에 작용하는 힘보다 크다.

⑤ (가), (나)의 물체에는 일정한 크기의 힘이 작용한다.

10.그림은 0.1초 간격으로 찍은 다중 섬광 사진이다.

이 물체의 속력은?

① 0.1 m/s       ② 0.5 m/s        ③ 1 m/s

④ 5 m/s         ⑤ 10 m/s

11. 그림은 기준점에서 동시에 출발한 물체 A, B의 시간에 따른 이동 거리를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① A의 속력은 5 m/s이다.

② 속력은 A가 B보다 빠르다.

③ 8초 후에 B의 이동 거리는 20 m이다.

④ 4초 후 A, B는 10 m 떨어져 있다.

⑤ A , B의 시간에 따른 속력 그래프 모양은 기울어진 직선 모양이다.

[12~13] 그림은 자동차가 브레이크를 밟아 정지할 때까지의 시간에 따른 속력을 나타낸 것이다.

12. 자동차가 브레이크를 밟은 후 정지할 때까지 이동한 거리는?

① 1 m/s	② 3 m/s	③ 5 m/s

④ 7 m/s	⑤ 10 m/s

13. 자동차의 평균 속력은?

① 40 m	② 60 m	③ 80 m

④ 100 m	⑤ 120 m

14. 오른쪽 그림은 쇠 구슬과 깃털이 낙하하는 모습을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 공기 중에서 일어난 일이다.

② 깃털에는 중력과 공기 저항이 작용한다.

③ 쇠 구슬에는 아무런 힘도 작용하지 않는다.

④ 깃털이 쇠 구슬보다 공기 저항을 더 크게 받는다.

⑤ 쇠 구슬과 깃털 모두 운동 방향과 같은 방향으로 알짜힘이 작용한다.

15. 깡통에 한 일이 0이 아닌 것은?

① 깡통에 쓰인 글씨를 읽었다.

② 깡통에 줄을 매달아 원운동시켰다.

③ 깡통을 든 상태로 계단을 올라갔다.

④ 깡통을 든 상태로 오랫동안 서 있었다.

⑤ 깡통을 들고 수평면을 일정한 속력으로 달렸다.

16. 과학에서의 일을 한 경우를 보기에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 과학 공부를 열심히 하였다.

ㄴ. 과학책을 주의 깊게 읽었다.

ㄷ. 수평면 위에 놓인 과학책을 천천히 밀었다.

ㄹ. 수평면에서 과학책을 들고 빠르게 걸어갔다.

<보기>

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄷ, ㄹ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

17. 물체에 힘을 주어 물체를 힘의 방향으로 움직이게 한 것을 나타내는 물리량의 단위는?

① N	② J	③ m	④ m/s     ⑤ N/m

18. 그림은 10 m/s의 속력으로 운동하고 있는 질량 5 kg인 물체에 운동 방향과 같은 방향으로 10 N의 힘을 작용하는 모습을 나타낸 것이다.

물체가 2 m 이동했을 때, 물체의 운동 에너지는?(단, 모든 마찰은 무시한다.)

① 250 J	② 260 J	③ 270 J

④ 280 J	⑤ 290 J

19. 그림과 같이 질량이 다른 3개의 수레를 긴 나무 막대로 나란히 밀어 나무 도막에 충돌시킨 뒤, 각 수레가 밀고 간 나무 도막의 이동 거리를 측정하였다.

위 실험을 통해 알 수 있는 사실을 서술하시오.(단, 나무 도막이 받는 마찰력은 모두 같다.)

20. 오른쪽 그림은 여러 물체의 질량과 지면으로부터의 높이를 나타낸 것이다. 위치 에너지가 같은 두 물체를 고르면?(단, 물체의 크기는 무시한다.)

21. 그림과 같이 옥상에 질량이 5 kg인 물체가 놓여 있다.

지면, 베란다, 옥상을 기준으로 할 때 물체의 위치 에너지를 각각 구하시오.

22. 오른쪽 그림은 위치 에너지에 영향을 주는 요인을 알아보는 실험 장치를 나타낸 것이다. 표는 이 실험의 결과를 나타낸 것이다.

추의 질량	추의 낙하 높이	나무 도막의 이동 거리
1 kg	20 cm	1 cm
1 kg	40 cm	2 cm
1 kg	60 cm	3 cm

이 실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?(단, 공기 저항은 무시한다.)

① 추의 낙하 높이에 관계없이 나무 도막에 작용하는 마찰력은 일정하다.

② 추의 위치 에너지가 나무 도막에 마찰력에 대하여 일을 한다.

③ 추의 낙하 높이와 나무 도막의 이동 거리는 비례한다.

④ 추의 낙하 높이와 추의 위치 에너지는 비례한다.

⑤ 이 실험을 통해 추의 질량과 추의 위치 에너지는 비례한다는 사실을 알 수 있다.

23. 그림 (가), (나)는 위치 에너지에 영향을 주는 요인을 알아보기 위한 실험을 나타낸 것이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것은?(단, 공기 저항은 무시한다.)

① (가)에서는 위치 에너지와 높이의 관계를 알 수 있다.

② (나)에서는 위치 에너지와 질량의 관계를 알 수 있다.

③ 못과 파라핀 사이의 마찰력은 추가 한 일에 비례한다.

④ (가)에서 못이 박히는 깊이는 A>B>C 순이다.

⑤ (나)에서 추가 한 일의 양은 D<E<F 순이다.

24. 물체가 가지는 에너지가 가장 큰 것은?

① 144 km/h의 속력으로 날아가는 150 g인 야구공이 가진 운동 에너지

② 3 m/s의 속력으로 운동하고 있는 2 kg인 물체가 가지는 운동 에너지

③ 기준면으로부터 2 m 높이에 있는 1 kg인 물체가 가지는 위치 에너지

④ 기준면으로부터 50 cm 높이에 있는 50 kg인 역기가 가지는 위치 에너지

⑤ 마찰이 없는 수평면 위에 정지해 있는 물체를 10 N의 힘으로 3 m 밀고 갔을 때, 물체가 가지는 운동 에너지

정답과 해설

Ⅲ. 운동과 에너지

1. ⑤   2. 70초   3. ①   4. ①   5. ①   6. ㄴ, ㄷ   7. ③   8. ①  9. ②, ③  10. ③  11. ⑤  12. ②  13. ⑤  14. ③  15. ③  16. ②  17. ②  18. ③  19. 속력이 일정할 때 운동 에너지는 질량에 비례한다.  20. ②, ⑤  21. 지면: 343 J, 베란다: 147 J, 옥상: 0  22. ⑤  23. ⑤  24. ④

1. 평균 속력 = [eqn: {전체`이동`거리 } over {걸린`시간}] = [eqn: rm `450km over 5h] = 90 km/h

2. 1.3 km = 1300 m인 터널을 완전히 통과하려면 1300 m + 100 m = 1400 m 이동해야 한다.       [eqn: THEREFORE] 걸린 시간 = [eqn: rm {1400`m}over{ 20`m/s}]= 70 초

3. 등속 직선 운동을 기록한 종이테이프의 타점 간격은 일정하다.

4. 이동 거리가 일정하게 증가하므로 물체는 등속 직선 운동을 한다. 따라서 타점 사이의 간격이 일정한 것을 고르면 된다.

5. 마찰력이 없으므로 드라이아이스 통의 속력은 일정하다.

6. 물체 사이의 간격이 시간이 지날수록 넓어지므로 속력이 점점 증가한다.

ㄱ. 무빙워크는 속력이 일정한(등속 직선) 운동을 한다.

ㄹ. 달리는 자동차가 브레이크를 밟으면 속력이 점점 감소한다.

7. ③ 물체 사이의 간격이 넓어지므로 속력은 점점 빨라진다. 따라서 같은 시간 동안 이동한 거리도 점점 길어진다.

8. (가)의 물체A는 속력이 증가하는 운동을, (나)의 물체 B는 속력이 일정한 운동을 한다.

• 빗면을 내려오는 공, 낙하하는 공：속력이 증가하는 운동

• 에스컬레이터, 무빙워크, 대관람차：속력이 일정한 운동

• 엘리베이터, 바이킹, 놀이터의 그네：속력이 증가, 감소하는 운동

9. ①, ② (가)와 (나) 모두 물체 사이의 간격이 일정하므로 속력이 일정하다.

③ (가)의 간격이 (나)의 간격보다 넓으므로 (가)의 속력이 (나)의 속력보다 빠르다.

④, ⑤ (가)와 (나) 모두 속력이 일정하므로 물체에 작용하는 힘은 0이다.

10. 0.1초 동안 0.1 m를 이동하므로 물체의 속력은 1 m/s이다.

11. ① 시간 - 이동 거리 그래프의 기울기는 속력이다. 따라서 A의 속력=이동 거리시간=20 m × 4 초=5 m/s이다.

② 기울기는 A가 B보다 크므로 속력은 A가 B보다 빠르다.

③ B는 속력이 일정하므로 이동 거리가 시간에 비례한다. 4초 동안 10 m 이동하였으므로 8초 동안 20m 이동한다.

④ 4 초 후 A의 이동 거리는 20 m, B의 이동 거리는 10 m이므로 A와 B가 떨어진 거리는 20 m-10 m=10 m이다.

12. [eqn: 이동`거리=속력 TIMES 시간]이므로 그래프의 아랫부분 넓이와 같다. 따라서 [eqn: {1} over {2} TIMES 6``m/s TIMES 20`m=60`m]이다.

13. [eqn: {전체`이동`거리} over {걸린`시간} = {60`m} over {6`초} =10`m/s]

14. ③ 쇠 구슬에는 중력이 작용한다.

15. ③ 깡통을 들고 계단을 오르는 것은 깡통에 중력에 대하여 일을 한 경우이다.

16 ㄹ. 과학책에 위쪽으로 힘을 주어 앞쪽으로 걸어갔으므로, 과학책에 작용한 힘과 이동 거리가 수직이다. 따라서 힘의 방향으로 이동한 거리가 0이므로 한 일의 양은 0이다.

17. 물체에 힘을 주어 물체를 힘의 방향으로 움직이게 한 것은 과학에서의 일을 한 경우이다. 일의 단위로는 J(줄)을 사용한다.

18. 물체의 처음 운동 에너지[eqn: =` {1} over {2} ` TIMES 5`` rm kg TIMES (10``m/s) ^{2} `=250``J]이다. 이 물체에 10 N [eqn: TIMES]2 m = 20 J의 일을 추가로 해주었으므로, 20 J이 운동 에너지로 전환된다. 따라서 물체의 운동 에너지는 250 J + 20 J = 270 J이 된다.

19. 이 실험은 수레의 속력이 일정할 때, 질량이 다른 수레가 한 일의 양을 측정하는 것이다. 실험 결과 수레의 질량이 클수록 나무 도막의 이동 거리가 크다.

20. 위치 에너지는 질량 [eqn: TIMES] 높이에 비례하므로, 질량 [eqn: TIMES] 높이의 값이 같은 두 물체를 찾으면 된다.

① 1 [eqn: TIMES] 1 = 1        ② 3 [eqn: TIMES] 1 = 3        ③ 1 [eqn: TIMES] 2 = 2

④ 2 [eqn: TIMES] 2 = 4        ⑤ 1 [eqn: TIMES] 3 = 3

21. [eqn: E_지면] = ( 9.8 [eqn: TIMES] 5 ) N [eqn: TIMES] 7 m = 343 J

[eqn: E_베란다] = ( 9.8 [eqn: TIMES] 5 ) N [eqn: TIMES] 3 m = 147 J

[eqn: E_옥상] = ( 9.8 [eqn: TIMES] 5 ) N [eqn: TIMES] 0 m = 0

22. ⑤ 이 실험에서 추의 질량은 1 kg으로 일정하다. 따라서 추의 질량 변화에 따른 나무 도막의 이동 거리, 즉 추의 질량과 위치 에너지의 관계는 알 수 없다.

23. ① (가)에서는 위치 에너지와 질량의 관계를 알 수 있다.

② (나)에서는 위치 에너지와 높이의 관계를 알 수 있다.

③ 못과 파라핀 사이의 마찰력은 추가 한 일과 관계없다.

④ (가)에서 못이 박히는 깊이는 추의 위치 에너지가 클수록 크다. 따라서 못이 박히는 깊이는 추의 질량이 큰 순서인 A<B<C 순이다.

⑤ 추의 질량이 일정할 때 낙하 높이가 높을수록 일을 많이 한다.

24. ① [eqn: {1} over {2} ` TIMES 0.15 rm ``kg TIMES left{ {(144 TIMES 1000)m} over {(60 TIMES 60)초} right} ^{2}=120``J]

② [eqn: 1over2` TIMES2rm`` kg TIMES(3``m/s)^2` = 9``J]

③ [eqn: (9.8 TIMES 1) rm ``N TIMES 2``m=19.``6``J]

④ [eqn: (9.8 TIMES50rm)``N TIMES0.5``m=245``J]

⑤ 10 N [eqn: TIMES] 3 m = 30 J