2015 개정 교육과정

단원별· 주제별 평가원 모의고사 / 수능 기출 문제

물리학Ⅰ

Ⅰ. 역학과 에너지

04. 역학적 에너지 보존

□ 2012년 시행된 2014 예비 대학수학능력시험 모의고사를 포함하여 2013년부터 출제된 평가원 모의고사와 대학수학능력시험 기출 문제를 단원별 • 주제별로 정리하여 기출 문제의 흐름을 효과적으로 파악할 수 있도록 하였으며, 자세한 정답과 해설을 함께 구성하였습니다.

□ 단, 2015 개정 교육과정 적용 전의 기출 문제는 2015 개정 교육과정에 포함되지 않은 개념의 보기가 있을 수 있습니다.

□ 기출 문제 원본 그대로의 용어로 되어 있습니다. 따라서 2015 개정 교육과정의 용어와 다를 수 있습니다.

□ 평가원 모의고사의 경우 시행년도와 월을 표기하였고, 대학수학능력시험의 경우 대비학년도로 표기하였습니다.

□ ▪2013년 6월에 실시한 평가원 모의고사의 경우 [2014. 6. 평가원 1번 문제]

▪2013년 11월에 실시한 대학수학능력시험의 경우 [2014. 수능 1번 문제]

04. 역학적 에너지 보존

Ⅰ-04. 역학적 에너지 보존

■ 수평면에서 운동하는 물체의 역학적 에너지 보존

[2019. 9. 평가원 18번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 [eqn: x=0]에서 정지해 있던 물체 A, B가 [eqn: x]축과 나란한 직선 경로를 따라 운동을 한 모습을, 표는 구간에 따라 A, B에 작용한 힘의 크기와 방향을 나타낸 것이다. A, B의 질량은 같고, [eqn: x=0]에서 [eqn: x=4L]까지 운동하는데 걸린 시간은 같다. [eqn: F _{rmA}]와 [eqn: F_{ rmB}]는 각각 크기가 일정하고, [eqn: x]축과 나란한 방향이다.

구간 물체	[eqn: 0 <= x <= L]	[eqn: L<x<3L]	[eqn: 3L <= x <= 4L]
A	[eqn: F _{rmA}], 오른쪽	0	0
B	[eqn: F _{rmB}], 오른쪽	0	[eqn: F _{rmB}], 왼쪽

[eqn: 0 <= x <= L]에서 A, B가 받은 일을 각각 [eqn: W _{rmA}], [eqn: W _{rmB}]라고 할 때, [eqn: {W _{rmA}} over {W _{rmB}}]는? (단, 물체의 크기, 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

① [eqn: {16} over {25}]   ② [eqn: {25} over {36}]   ③ [eqn: {36} over {49}]   ④ [eqn: {49} over {64}]   ⑤ [eqn: {64} over {81}]

[2020. 수능 16번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 자동차가 등가속도 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 점 a, b, c, d는 운동 경로상에 있고, a와 b, b와 c, c와 d 사이의 거리는 각각 [eqn: 2L], [eqn: L], [eqn: 3L]이다. 자동차의 운동 에너지는 c에서가 b에서의 [eqn: {5} over {4}]배이다.

자동차의 속력은 d에서가 a에서의 몇 배인가? (단, 자동차의 크기는 무시한다.) [3점]

① [eqn: sqrt { 3}]배   ② 2배  ③ [eqn: 2sqrt { 2}]배  ④ 3배 ⑤ [eqn: 2sqrt { 3}]배

[2021. 수능 14번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 물체 A가 정지해 있는 물체 B를 향해 운동하는 모습을 나타낸 것이고, (나)는 A의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 [eqn: m _{A}], [eqn: m _{B}]이고, 충돌 후 운동 에너지는 B가 A의 3배이다.

(가)                        (나)

[eqn: m _{A}] : [eqn: m _{B}]는? (단, A와 B는 동일 직선상에서 운동한다.) [3점]

① 2:1     ② 3:1□   ③ 3:2 □  ④ 4:3□ □  ⑤ 5:2

■ 낙하하는 물체의 역학적 에너지 보존

[2014. 6. 평가원 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 [eqn: rm a]점에서 가만히 놓은 질량 [eqn: rm 1``kg]인 물체가 낙하하는 모습을 나타낸 것이다. 중력에 의한 퍼텐셜 에너지 차는 [eqn: rm a]점과 [eqn: rm c]점 사이에서는 [eqn: rm 40``J]이고, [eqn: rm b]점과 [eqn: rm d]점 사이에서는 [eqn: rm 50``J]이다. [eqn: rm c]에서의 속력은 [eqn: rm b]에서의 2배이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: rm 10``m/s ^{2}]이고, 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. [eqn: rm a]와 [eqn: rm b] 사이의 거리는 [eqn: rm 1.5``m]이다. ㄴ. [eqn: rm c]와 [eqn: rm d] 사이에서 중력이 물체에 한 일은 [eqn: rm 18``J]이다. ㄷ. [eqn: rm d]에서 물체의 속력은 [eqn: rm 2 sqrt {30} ``m/s]이다.

① ㄴ    ② ㄷ    ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

[2014. 수능 19번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 지면에 정지해 있던 놀이 기구에 연직 방향의 일정한 힘 F와 중력이 함께 작용하여 점 P를 지날 때까지 가속되다가, P를 지난 순간부터는 중력만 작용하여 최고점 Q에 도달하였다. P, Q의 높이는 각각 h, 3h이며, 놀이 기구가 지면에서 Q에 도달할 때까지 걸린 시간은 3초이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 중력 가속도는 10 m/s2이고, 지면에서 중력에 의한 퍼텐셜 에너지는 0이며, 마찰 및 공기 저항은 무시한다.)[3점]

	<보 기>
ㄱ. Q에서 놀이 기구의 중력에 의한 퍼텐셜 에너지는 F가 한 일과 같다. ㄴ. F의 크기는 놀이 기구에 작용하는 중력의 크기의 3배이다. ㄷ. h=8 m이다.

① ㄱ     ② ㄷ     ③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2015. 9. 평가원 6번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 건물 옥상에서 질량이 같은 물체 A, B를 같은 지점에서 차례로 가만히 놓았을 때 A와 B가 운동하는 모습을 나타낸 것이다. A가 지면에 도달하기 전까지, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 공기 저항은 무시한다.)

	<보 기>
ㄱ. A와 B의 속력 차는 일정하다. ㄴ. A와 B의 운동 에너지 차는 일정하다. ㄷ. A와 B 사이의 거리는 증가한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

[2017. 수능 20번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 질량 [eqn: m]인 놀이 기구가 올라갔다 내려온다. 지면에 정지해 있던 놀이 기구에 [eqn: t=0]부터 [eqn: t=T]까지는 중력과 크기 [eqn: 3mg]의 일정한 힘이 작용하고, [eqn: t=T]부터 [eqn: t=4T]까지는 중력만 작용하다가 [eqn: t=4T]부터 지면에 도달할 때까지는 중력과 크기 [eqn: F]의 일정한 힘이 작용한다.

지면에 도달할 때, 놀이 기구의 속력이 0이 되게 하는 [eqn: F]는? (단, 모든 힘은 연직 방향으로 작용하며, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

① [eqn: {12} over {11} mg] ② [eqn: {10} over {9} mg] ③ [eqn: {8} over {7} mg] ④ [eqn: {6} over {5} mg] ⑤ [eqn: {4} over {3} mg]

■ 실로 연결된 두 물체의 역학적 에너지 보존

[2015. 6. 평가원 8번 문제]- 물리Ⅰ

그림 (가)는 B와 실로 연결되어 수평면에 정지해 있던 A를 전동기가 수평 방향으로 힘 [eqn: F]로 당기고 있는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 [eqn: A]가 [eqn: 4rmm]로 이동하는 동안 [eqn: F]의 크기를 A의 위치 [eqn: x]에 따라 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 [eqn: 3rm kg], [eqn: 2rm kg]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: rm 10m/s ^{2}]이고, 모든 마찰과 공기 저항, 실의 질량은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. [eqn: x=rm 3m]일 때, 실이 B를 당기는 힘의 크기는 [eqn: 18rmN]이다. ㄴ. [eqn: F]가 한 일은 B의 역학적 에너지 증가량과 같다. ㄷ. A의 최대 속력은 [eqn: 2rm`m/s]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄷ    ⑤ ㄴ, ㄷ

[2015. 수능 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 수평면에 놓인 물체 A와 빗면 위의 물체 B를 실로 연결한 후 A를 가만히 놓았더니, A와 B가 등가속도 운동을 하여 속력이 [eqn: v]가 된 순간을 나타낸 것이다. 이때 B의 높이가 [eqn: h]만큼 줄어드는 동안 B의 중력에 의한 퍼텐셜 에너지 감소량은 B의 운동 에너지 증가량의 4배이다. A, B의 질량은 각각 [eqn: M,~m]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 실의 질량, 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. B 의 높이가 [eqn: h]만큼 줄어드는 동안, A 의 운동 에너지 증가량은 B의 역학적 에너지 감소량과 같다. ㄴ. [eqn: h= 2v^2 over g]이다. ㄷ. [eqn: M=2m]이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2016. 9. 평가원 3번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 질량이 같은 두 물체 A와 B를 실로 연결하고 빗면의 점 p에 A를 가만히 놓았더니 A와 B는 등가속도 운동을 하여 A가 점 q를 통과하였다.

A가 p에서 q까지 이동하는 동안, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실의 질량, 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. A에 작용하는 알짜힘이 A에 해 준 일과 B에 작용하는 알짜힘이 B에 해 준 일은 같다. ㄴ. A의 역학적 에너지는 증가한다. ㄷ. A와 B의 운동 에너지 증가량의 합은 B의 중력 퍼텐셜 에너지 감소량과 같다.

① ㄱ     ② ㄴ    ③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄴ    ⑤ ㄴ, ㄷ

[2017. 6. 평가원 5번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 질량이 각각 [eqn: 2m], [eqn: 2m], [eqn: m]인 물체 A, B, C 가 실로 연결된 채 운동을 하다가 A와 B를 연결하고 있던 실이 끊어진 후 A, B, C가 등가속도 운동을 하고 있는 것을 나타낸 것이다.

B가 점 P에서 점 Q까지 이동하는 동안, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 가속도의 크기는 A가 B의 2배이다. ㄴ. C의 역학적 에너지는 증가한다. ㄷ. B의 운동 에너지 감소량은 C의 중력에 의한 퍼텐셜 에너지 증가량과 같다.

① ㄱ    ② ㄴ     ③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄷ     ⑤ ㄴ, ㄷ

[2018. 6. 평가원 20번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 물체 B와 실로 연결되어 있는 물체 A를 수평면 위의 점 P에 가만히 놓았더니 오른쪽으로 운동하여 점 Q를 지나는 모습을 나타낸 것이다. A가 Q를 지나는 순간부터 운동 방향과 반대 방향으로 일정한 힘 [eqn: F]를 받아 점 R에서 속력이 0이 되었다. A가 Q에서 R까지 운동하는 동안, A의 운동 에너지 감소량은 B의 중력 퍼텐셜 에너지 감소량과 같다. A, B의 질량은 각각 [eqn: m], 2[eqn: m]이고, A가 P에서 R까지 운동하는 데 걸린 시간은 [eqn: t]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 실의 질량, 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. A가 P에서 Q까지 운동하는 동안, A와 B의 운동 에너지 증가량의 합은 중력이 B에 한 일과 같다. ㄴ. [eqn: F]는 8[eqn: mg]이다. ㄷ. P에서 R까지의 거리는 [eqn: {1} over {3} gt ^{2}]이다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2018. 수능 16번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 물체 A에 수평 방향으로 10N의 힘 F가 작용하여 물체 A, B가 정지해 있다. 이 상태에서 F 의 크기를 30N으로 하여 실을 당기다가 놓는다. A의 처음 위치 p 와 실을 놓는 순간의 위치 q 사이의 거리는 0.4 m이다. A 가 p 에서 q 까지 운동하는 동안 B의 중력 퍼텐셜 에너지 증가량은 B의 운동 에너지 증가량의 2 배이다.

A가 p 를 다시 지나는 순간, A의 운동 에너지는? (단, 중력가속도는 10 m/s2 이고, 실의 질량, 물체의 크기, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

① 4 J     ② 5 J     ③ 6 J     ④ 8 J     ⑤ 9 J

[2019. 6. 평가원 20번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 물체 A, B를 실로 연결하고 빗면의 점 P에 A를 가만히 놓았더니 A, B가 함께 등가속도 운동을 하다가 A가 점 Q를 지나는 순간 실이 끊어졌다. 이후 A는 등가속도 직선 운동을 하여 점 R를 지난다. A가 P에서 Q까지 운동하는 동안, A의 운동 에너지 증가량은 B의 중력 퍼텐셜 에너지 증가량의 [eqn: 4 over5]배이고, A의 운동 에너지는 R에서가 Q에서의 [eqn: 9over4]배이다.

A, B의 질량을 각각 [eqn: m_A], [eqn: m_B]라 할 때, [eqn: m_A over m_B]는? (단, 물체의 크기, 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

① 3      ② 4      ③ 5      ④ 6      ⑤ 7

■ 용수철에 연결된 물체의 역학적 에너지 보존

[2021. 6. 평가원 20번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)와 같이 동일한 용수철 A, B가 연직선상에 [eqn: x]만큼 떨어져 있다. 그림 (나)는 (가)의 A를 [eqn: d]만큼 압축시키고 질량 [eqn: m]인 물체를 올려놓았더니 물체가 힘의 평형을 이루며 정지해 있는 모습을, (다)는 (나)의 A를 [eqn: 2d]만큼 더 압축시켰다가 가만히 놓는 순간의 모습을, (라)는 (다)의 물체가 A와 분리된 후 B를 압축시킨 모습을 나타낸 것이다. B가 [eqn: {1} over {2} d]만큼 압축되었을 때 물체의 속력은 0이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 물체의 크기, 용수철의 질량, 공기저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 용수철 상수는 [eqn: {mg} over {d}]이다. ㄴ. [eqn: x`=` {7} over {8} d]이다. ㄷ. 물체가 운동하는 동안 물체의 운동 에너지의 최댓값은 [eqn: 2mgd]이다.

① ㄴ  ② ㄷ  ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2021. 9. 평가원 20번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)는 물체 A와 실로 연결된 물체 B를 원래 길이가 [eqn: L _{0}]인 용수철과 수평면 위에서 연결하여 잡고 있는 모습을, (나)는 (가)에서 B를 가만히 놓은 후, 용수철의 길이가 [eqn: L]까지 늘어나 A의 속력이 0인 순간의 모습을 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 [eqn: m]이고, 용수철 상수는 [eqn: k]이다.

(가)                        (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 실과 용수철의 질량 및 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. [eqn: L-L _{0} = {2mg} over {k}]이다. ㄴ. 용수철의 길이가 [eqn: L]일 때, A에 작용하는 알짜힘은 0이다. ㄷ. B의 최대 속력은 [eqn: sqrt {{m} over {k}} `g]이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2021. 수능 20번 문제]- 물리학Ⅰ

그림 (가)와 같이 질량이 각각 2 kg, 3 kg, 1 kg인 물체 A, B, C가 용수철 상수가 200 N/m인 용수철과 실에 연결되어 정지해 있다. 수평면에 연직으로 연결된 용수철은 원래 길이에서 0.1 m만큼 늘어나 있다. 그림 (나)는 (가)의 C에 연결된 실이 끊어진 후, A가 연직선상에서 운동하여 용수철이 원래 길이에서 0.05 m만큼 늘어난 순간의 모습을 나타낸 것이다.

(가)                        (나)

(나)에서 A의 운동 에너지는 용수철에 저장된 탄성 퍼텐셜 에너지의 몇 배인가? (단, 중력 가속도는 10 m/s2이고, 실과 용수철의 질량, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.)

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

■ 빗면에서의 에너지 전환

[2014. 9. 평가원 7번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 높이가 [eqn: h]인 A점에서 속력 [eqn: 2v]로 운동하던 수레가 B점을 지나 최고점 C에 도달하여 정지한 순간의 모습을 나타낸 것이다. B에서 수레의 속력은 [eqn: v]이고 높이는 [eqn: 2h]이다.

최고점 C의 높이는? (단, 수레는 동일 연직면 상에서 궤도를 따라 운동하고, 수레의 크기와 마찰, 공기 저항은 무시한다.)[3점]

① [eqn: 7over 3 h]    ② [eqn: 8over 3 h]    ③ [eqn: 3 h]    ④ [eqn: 10over 3 h]   ⑤ [eqn: {11} over {3} h]

[2015. 9. 평가원 19번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 질량 1kg인 물체가 마찰이 없는 빗면의 점 a를 지나 점 c를 통과하여 최고점 b에 도달한 후, 다시 c를 지나는 순간의 모습을 나타낸 것이다. 물체가 a에서 b를 거쳐 c에 도달하는 데 걸린 시간은 3초이고, a에서 물체의 속력은 10 m/s이며, c에서 물체의 중력에 의한 퍼텐셜 에너지는 운동 에너지의 3배이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 중력 가속도는 10 m/s2이고, 지면에서 중력에 의한 퍼텐셜 에너지는 0이며, 마찰 및 공기 저항은 무시한다.)

	<보 기>
ㄱ. c에서 물체의 속력은 5 m/s이다. ㄴ. b에서 물체의 가속도 크기는 5 m/s2이다. ㄷ. a와 c 사이의 거리는 7 m이다.

① ㄱ     ② ㄷ     ③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2016. 6. 평가원 8번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 영희가 수평면으로부터 높이 [eqn: h]인 위치에서 정지 상태로부터 출발하여 물놀이 기구의 빗면을 따라 내려와 수평면에서 일정한 속력 [eqn: v]로 운동하는 모습을 나타낸 것이다.

영희의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 영희의 크기, 공기 저항, 모든 마찰은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 빗면을 내려오는 동안 영희의 중력 퍼텐셜 에너지는 일정하다. ㄴ. 빗면을 내려오는 동안 영희의 운동 에너지는 증가한다. ㄷ. [eqn: v= sqrt {2gh}]이다.

① ㄱ    ② ㄴ    ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2016. 수능 19번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 질량이 같은 물체 A와 B가 각각 마찰이 없고 도중에 꺾인 경사면을 따라 내려온다. A, B는 각각 동일 수평면으로부터 높이 [eqn: h]인 지점을 동시에 통과하고 같은 거리만큼 이동하여 동시에 수평면에 도달한다. [eqn: theta _{1} <180 DEG < theta _{2}]이다.

물체가 높이 [eqn: h]인 지점을 지나는 순간부터 수평면에 도달할 때까지, 물체의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수평면에서 중력에 의한 퍼텐셜 에너지는 0이며, 물체는 경사면을 벗어나지 않고, 물체의 크기와 공기 저항은 무시한다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. 중력이 한 일은 A와 B가 서로 같다. ㄴ. 운동 에너지 변화량은 A와 B가 서로 같다. ㄷ. 역학적 에너지는 A와 B가 서로 같다.

① ㄱ    ② ㄷ    ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2017. 9. 평가원 20번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 물체가 높이 [eqn: h]인 곳에서 가만히 출발하여 마찰이 없는 면을 따라 높이 2[eqn: h]인 곳에 도달한다. 물체는 수평면 구간 A와 B를 지나는 도중에 각각 운동 방향으로 크기가 같은 힘 F를 같은 시간 동안 받는다. 높이 2[eqn: h]인 곳에 도달하였을 때 물체의 속력은 0이다.

A에서 F가 물체에 한 일을 [eqn: W _{rm A}], B에서 F가 물체에 한 일을 [eqn: W _{rm B it}]라 할 때, [eqn: {W _{rm B}} over {W _{rm A it}}]는? (단, 물체의 크기와 공기 저항은 무시한다.)

① [eqn: {2} over {3}]     ② [eqn: {7} over {9}]     ③ [eqn: {8} over {9}]     ④ 1     ⑤ [eqn: {10} over {9}]

[2018. 9. 평가원 19번 문제]- 물리Ⅰ

그림 (가)는 물체 A, B, C가 실 p, q 로 연결되어 경사면에 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다. q 가 B를 당기는 힘의 크기는 p 가 A를 당기는 힘의 크기의 3 배이다. 그림 (나)는 (가)에서 p 가 끊어진 후, A, B, C가 등가속도 직선 운동을 하는 모습을 나타낸 것이다. A와 B는 정지 상태에서 출발해 같은 시간 동안 각각 3[eqn: s], [eqn: s] 만큼 서로 반대 방향으로 운동하였고, 이 동안 A의 운동 에너지 증가량은 [eqn: E _{rm A}], C의 역학적 에너지 감소량은 [eqn: E _{rm C it}] 이다.

[eqn: {E _{rm C it}} over {E _{rm A it}}]는? (단, 마찰과 공기 저항, 실의 질량은 무시한다.)

[3점]

① [eqn: {2} over {9}]     ② [eqn: {1} over {3}]     ③ [eqn: {2} over {3}]     ④ [eqn: {7} over {9}]     ⑤ [eqn: {8} over {9}]

[2019. 수능 14번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 높이 [eqn: h]인 지점에 가만히 놓은 질량 [eqn: m]인 물체가 마찰이 없는 연직면상의 궤도를 따라 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 물체는 궤도의 수평 구간의 점 p에서 점 q까지 운동하는 동안 물체의 운동 방향으로 일정한 크기의 힘 [eqn: F]를 받는다. 물체의 운동 에너지는 높이 [eqn: 2h]인 지점에서가 p에서의 2배이다.

[eqn: F=2mg]일 때, 물체가 p에서 q까지 운동하는 데 걸린 시간은? (단, 중력 가속도는 [eqn: g]이고, 물체의 크기와 공기 저항은 무시한다.) [3점]

① [eqn: sqrt {{h} over {5g}}] ②[eqn: sqrt {{h} over {4g}}]  ③[eqn: sqrt {{h} over {3g}}]  ④ [eqn: sqrt {{h} over {2g}}] ⑤[eqn: sqrt {{h} over {g}}]

[2020. 6. 평가원 18번 문제]- 물리Ⅰ

그림은 점 p에 가만히 놓은 물체가 궤도를 따라 운동하여 점 q에서 정지한 모습을 나타낸 것이다. 길이가 각각 [eqn: l], [eqn: 2l]인 수평 구간 A, B에서는 물체에 같은 크기의 일정한 힘이 운동 방향의 반대 방향으로 작용한다. p와 A의 높이 차는 [eqn: h _{1}], A와 B의 높이 차는 [eqn: h _{2}]이다. 물체가 B를 지나는 데 걸린 시간은 A를 지나는 데 걸린 시간의 2배이다.

[eqn: {h _{1}} over {h _{2}}]은? (단, 물체의 크기, 마찰과 공기 저항은 무시한다.)

[3점]

① [eqn: {1`} over {2}]     ② [eqn: {3} over {5}]     ③ [eqn: {3} over {4}]     ④ [eqn: {4} over {5}]     ⑤ [eqn: {5} over {6}]

[2020. 9. 평가원 17번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 마찰이 없는 궤도를 따라 운동하는 물체 A, B가 각각 높이 [eqn: 2h _{0}], [eqn: h _{0}]인 지점을 [eqn: v _{0}], [eqn: 2v _{0}]의 속력으로 지난다. [eqn: h _{0}]인 지점에서 B의 운동 에너지는 중력 퍼텐셜 에너지의 4배이다. 궤도의 구간 Ⅰ, Ⅱ는 각각 수평면, 경사면이고, 구간 Ⅲ은 높이가 4[eqn: h _{0}]인 수평면이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, Ⅰ에서 중력 퍼텐셜 에너지는 0이고, 물체는 동일 연직면상에서 운동하며, 물체의 크기는 무시한다.)

	<보 기>
ㄱ. Ⅰ을 통과하는 데 걸리는 시간은 A가 B의 [eqn: {5} over {3}]배이다. ㄴ. Ⅱ 에서 A의 운동 에너지와 중력 퍼텐셜 에너지가 같은 지점의 높이는 [eqn: h _{0}]이다. ㄷ. Ⅲ에서 B의 속력은 [eqn: v _{0}]이다.

① ㄱ     ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2020. 수능 17번 문제]- 물리Ⅰ

그림과 같이 레일을 따라 운동하는 물체가 점 p, q, r를 지난다. 물체는 빗면 구간 A를 지나는 동안 역학적 에너지가 [eqn: 2E]만큼 증가하고, 높이가 [eqn: h]인 수평 구간 B에서 역학적 에너지가 [eqn: 3E]만큼 감소하여 정지한다. 물체의 속력은 p에서 [eqn: v], B의 시작점 r에서 [eqn: V]이고, 물체의 운동 에너지는 q에서가 p에서의 2배이다.

[eqn: V]는? (단, 물체의 크기, 마찰과 공기 저항은 무시한다.)

① [eqn: sqrt {2} v]   ② [eqn: 2v]  ③ [eqn: sqrt {6} v]   ④ [eqn: 3v]   ⑤ [eqn: 2 sqrt {3} v]