2004 국가직 5급 물리학 문제 해설 (2차)

물리학(2017-11-12 / 186.4KB / 307회)

2004 국가직 5급 물리학 해설 wirebox (2017-11-12 / 96.1KB / 315회)

<2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 물리학개론 < 4책형 총40문 > 문 1. 기전력의 크기를 모르는 전지에 어떤 저항을 연결하여 구성한 회로에 0.6 A의 전류가 흘렀다. 이 회로에 4 의 저항을 직렬로 연결하였더니 0.5 A의 전류가 흘렀다. 이 전원의 기전력의 크기 [V]는? ①4 ② 5 ③ 6 ④ 12 ⑤ 24 문 2. 오른쪽 그림과 같이 질량이 2.0 kg인 물체가 질량을 무시할 수 있는 끈에 매달려 있다. 수평인 끈의 장력 T1 의 크기 [ N ]는? (단, 중력 가속도는 10 m/s2 , 3은 1.7로 계산한다) ① 24 ② 30 ③ 34 ④ 45 ⑤ 67 문 3. 질량이 1 kg인 토막이 힘상수가 25 N/m인 용수철에 매달려 있다. 용수철을 평형상태에서 10 cm만큼 늘렸다가 놓았다. 진동과정에서 토막의 최대 속력 [m/s]은? ① 0.5 ② 2.5 ③ 5 ④ 25 ⑤ 50 문 4. 오른쪽 그림과 같이 마찰과 질량을 무시할 수 있는 도르래에 질량이 각각 m1 ＝ 1 kg, m2 ＝ 4 kg인 두 물체가 질량이 없는 줄에 연결되어 있다. 이 때 두 물체의 가속도 [m/s2 ]는? (단, 중력 가속도 g의 값은 10 m/s2 으로 한다. 여기서 T는 줄에 걸리는 장력이다) ①4 ② 6 ③ 8 ④ 10 ⑤ 16 문 5. 화성 표면에서 활동하고 있는 탐사 로봇 스피릿에 추가 하나 달려 있어, 단진자 운동을 한다고 하자. 지구에 있을 때에 이 진자의 진동주기가 1.0 초였다면 현재 화성에서의 주기는 약 몇 초가 될 것인가? (단, 화성 표면의 중력가속도는 지구의 약 36 %로 한다) ① 0.36 ② 0.60 ③ 0.64 ④ 1.67 ⑤ 2.77 물리학개론 1 T T 1 kg 4 kg m1 m2 30° T2 T1 m g L CM a z축 회전축 2 m <2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 문 6. 부피가 변하지 않는 용기 안에 있는 27 ℃의 이상기체의 압력이 1 기압이다. 압력이 두 배가 되도록 하려면 온도 [℃]는 얼마가 되어야 하는가? ① 54 ② 300 ③ 327 ④ 500 ⑤ 600 문 7. 오른쪽 그림과 같은 3개의 축전기 연결에 20 V 전압이 장시간 동안 걸려 있다. 3개의 축전기에 저장된 총전하량 [ C]은? ① 16 ② 20 ③ 25 ④ 100 ⑤ 160 문 8. 오른쪽 그림과 같은 질량이 M＝ 5 kg이고 길이가 L ＝ 6 m인 얇고 균일한 막대가 있다. 이 막대의 질량중심(CM)을 수직으로 통과하는 z축에 대한 관성 모멘트 값은 1 12 ML2이다. 막대의 오른쪽 끝에서 a ＝ 1 m만큼 떨어진 곳을 통과하고 z축과 평행한 축에 대한 관성 모멘트 [kg․m2 ]는? ① 15 ② 20 ③ 25 ④ 30 ⑤ 35 문 9. 얼음의 비열이 0.5 cal/g℃이고 융해열이 80 cal/g 일 때 영하 10 ℃인 얼음 200 g을 완전히 녹일 때까지 필요한 최소의 열량 [cal]은? ① 1,000 ② 2,000 ③ 8,000 ④ 16,000 ⑤ 17,000 문 10. 저항의 단위 Ohm과 전기용량의 단위 Farad의 곱은 다음 단위중 무엇과 같은가? ① second ② Ampere ③ Coulomb ④ Volt ⑤ Joule 2 F 2 F 20 V 4 F 5<2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 문 11. 정지해 있을 때의 반감기가 3시간 [h]인 방사성 핵이 0.8 c (c는 빛의 속도)의 속도로 움직이면 정지해 있는 관측자가 관측하는 반감기 [h]는? ① 1.8 ② 2.4 ③ 3.0 ④ 3.7 ⑤ 5.0 문 12. 절대온도가 T인 뜨거운 열원에서 절대온도가 T 2 인 차가운 열원으로 얼마간의 열이 전달 되어 차가운 열원의 엔트로피가 S만큼 상승하였다. 두 열원 전체의 엔트로피 변화량은? (단, 열원의 온도는 일정하다) ① －S ② 0 ③ S 2 ④ S ⑤ 2S 문 13. 절대영도(0 K) 상태의 구리(Cu)를 생각하자. 그 때 Fermi 에너지보다 0.10 eV 높은 에너지 준위에 전자가 있을 확률은? ① 0 ② 5.0 × 10-9 ③ 5.0 × 10-6 ④ 5.0 × 10-3 ⑤ 1 문 14. 저항이 8 이고 길이가 2 m인 퓨즈선을 1 m의 길이가 되게 둘로 잘라서 평행하게 붙여 만든 새로운 저항의 양 끝에 64 V의 전압을 걸어줄 때 흐르는 전류 [A]는? ①2 ② 4 ③ 8 ④ 16 ⑤ 32 문 15. 질량 m인 물체가 운동마찰계수가 0.5이고 경사각이 45 °인 경사면을 따라 미끄러져 내려올 때 가속도 [m/s2 ]는? (단, 중력 가속도는 10 m/s2 로 한다) ① 2 2 ② 2 ③ 3 2 2 ④ 5 2 2 ⑤ 3 2 물리학개론 2 <2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 문 16. 도체와 반도체에 대하여 상온 근처에서 온도의 증가에 따른 전기 전도도의 변화를 바르게 설명한 것은? ① 도체와 반도체에서 모두 증가한다 ② 도체에서는 증가하고, 반도체에서는 감소한다 ③ 도체에서는 감소하고, 반도체에서는 증가한다 ④ 도체와 반도체에서 모두 감소한다 ⑤ 모두 변화하지 않는다 문 17. 지상으로부터 1 m높이가 되는 곳에서 20 m/s 의 초기 속도로 공을 수평면에 대하여 60°의 각도로 위쪽으로 던졌다. 이 공이 던져진 곳으로부터 수평으로 10 m떨어져 있는 수직벽에 부딪쳤을 때 그 부딪친 높이 [m]는 지상으로부터 얼마인가? (단, 중력가속도는 10 m/s2 으로 하며 3은 1.7로 계산한다) ① 10 ② 11 ③ 12 ④ 13 ⑤ 14 문 18. 수소원자에서 다음 전이 과정들 중 가장 짧은 파장의 빛을 내는 것은? (단, n은 주양자수이다) ① n＝2 → n＝1 ② n＝∞ → n＝2 ③ n＝3 → n＝1 ④ n＝5 → n＝2 ⑤ n＝6 → n＝2 문 19. 오른쪽 그림과 같이 질량이 m인 나무토막이 질량을 무시할 수 있는 줄에 매달려 정지해 있다. 나무토막과 같은 질량을 가진 총알이 v0의 속도로 나무토막에 정면 충돌하여 박힌 상태가 되었다. 이 때 나무토막이 올라갈 수 있는 최대 높이 h는? (단, g는 중력가속도이다) ① v0 2 g ② v0 2 2g ③ v0 2 4g ④ v0 2 6g ⑤ v0 2 8g 문 20. 어떤 물체에서 6.6 W의 일률로 파장이 600 nm인 빛이 진공중에서 방사되고 있다. 매초 방출되는 광자의 수는? (단, 광속은 3.0 × 108 m/s, 플랑크 상수는 6.6 × 10-34 J․s이다) ① 1.0 × 1018 ② 2.0 × 1018 ③ 1.0 × 1019 ④ 2.0 × 1019 ⑤ 1.0 × 1020 m v0 m h <2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 문 21. 오른쪽 그림과 같이 초점거리가 8.0 cm인 볼록렌즈 A에서 오른쪽으로 12 cm 떨어진 곳에 초점거리가 4.0 cm인 볼록렌즈 B가 축을 따라 놓여있다. 렌즈 A의 왼쪽으로 16 cm 떨어져 축 위에 물체가 놓여 있을 때 두 렌즈의 조합에 의해 생긴 상에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 렌즈 B의 왼쪽 2.0 cm에 허상 ② 렌즈 B의 왼쪽 4.0 cm에 허상 ③ 렌즈 B의 오른쪽 2.0 cm에 허상 ④ 렌즈 B의 오른쪽 2.0 cm에 실상 ⑤ 렌즈 B의 오른쪽 4.0 cm에 실상 문 22. 줄에 연결된 질량이 m인 토막이 천장에 매달린 균질한 원판형 도르래를 통하여, 바닥에 한 끝이 고정된 용수철의 다른 끝에 매달려 단진동하고 있다. 용수철의 힘상수는 k이다. 줄이 미끄러지지 않는다고 가정하면 이 진동계의 각진동수는? (단, 도르래의 관성 모멘트는 1 2 MR2이다) ① k m ② 2k 2m+M ③ 2k m+ 2M ④ k 2m+M ⑤ k m+ 2M 문 23. 동일한 용기 안에 두 종류의 이상기체 A, B가 혼합되어 있다. A 기체의 제곱-평균-제곱근 (root-mean-square ; rms) 속도가 400 m/s 이었고 B 기체의 rms 속도가 100 m/s 이었다면 A 기체의 분자 질량과 B 기체의 분자 질량의 비 mA mB 는? ① 1 2 ② 1 4 ③ 1 8 ④ 1 16 ⑤ 1 32 문 24. 줄을 따라 진행하는 사인곡선꼴 파동이 t [s]인 시각에 위치 x [m]에서 줄의 변위가 y(x, t) = 5 sin(4 x－2 t)일 때 이 파동의 파장 [m]은? ① 0.5 ② 1.0 ③ 1.5 ④ 2.0 ⑤ 2.5 문 25. 직선위에서 운동하는 물체의 위치 x [m]가 시간 t [s]의 함수 x(t) ＝ 27t － t3 (t ≥ 0)로 기술된다. 물체가 순간적으로 정지했을 때의 순간가속도 [m/s2 ]는? ① 0 ② － 9.0 ③ － 9.8 ④ － 18 ⑤ － 27 물리학개론 3 A B fA＝8.0 cm 16 cm 12 cm fB＝4.0 cm m M R<2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 문 26. 평행한 두 무한직선도선이 공기 중에서 서로 a만큼 떨어져 있다. 각 도선에는 전류 I 가 서로 반대방향으로 흐르고 있다. 한쪽 도선에 작용하는 단위길이당 힘의 크기와 방향은? (단, 0는 자유공간의 투자율이다) ① μ0 I 4πa2 의 힘으로 다른쪽 도선을 밀쳐 낸다 ② μ0 I 2 2πa 의 힘으로 다른쪽 도선을 밀쳐 낸다 ③ μ0 I 2πa 의 힘으로 다른쪽 도선을 밀쳐 낸다 ④ μ0 I 2 2πa 의 힘으로 다른쪽 도선으로 끌린다 ⑤ μ0 I 2πa 의 힘으로 다른쪽 도선으로 끌린다 문 27. 밑면의 면적이 A, 높이가 h, 밀도가 인 균일한 직육면체 나무토막을 밀도가 f인 액체 속에 넣었을 때 l (l < h)만큼 이 액체속에 잠겼다고 하자. 이 나무토막을 가만히 눌렀다가 놓았더니 부력 때문에 단조화진동을 하게 되었다. 이 때의 각진동수 는? (단, g는 중력 가속도이다) ① ρg ρfℓ ② g ℓ ③ ρhg ρfA ④ ρfhg ρA ⑤ ρg ρfh 문 28. 어느 등방성 물질을 이용하여 원통형 막대를 만들었다. 0 ℃와 100 ℃에서 원통형 막대의 길이를 측정하여 보니 길이가 2 .0 % 늘어났다. 이 때 원통형 막대의 단면적은 대략 얼마만큼 늘어났을까? ① 1.0 % ② 1.4 % ③ 2.0 % ④ 2.8 % ⑤ 4.0 % 문 29. 별은 생성 초기에 가벼운 원소들의 기체로 되어 있으나 차차 무거운 원소들로 바뀌게 되고, 어떤 별은 내부 압력이 중력을 못이겨 수축하게 된다. 현재 태양의 질량을 2 × 1030 kg, 반지름은 7 × 108 m, 자전주기가 2 × 106 s 라고 하자. 만약 태양이 질량변화없이 반지름이 700 km 로 수축하면 이 때 자전주기 [s]는? (단, 태양을 밀도가 균일한 구로 가정하고 구의 자전축에 대한 관성모멘트는 I ＝ 2 5 mr 2 이다. m은 질량, r은 반지름이다) ① 500 ② 200 ③ 20 ④ 2 ⑤ 0.2 문 30. 반지름이 20 cm의 도체구 A와 반지름 10 cm의 도체구 B가 도선으로 연결되어 있다. 이 도체구들에 총 Q의 전하가 대전되었을 때, 도체구 A의 표면에서의 전기장 EA의 크기는 도체구 B의 표면에서의 전기장 EB의 몇 배인가? ① 0.5 배 ②1 배 ③ 1.5 배 ④ 2 배 ⑤4 배 <2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 문 31. 지구를 밀도가 균일하고 완전한 구로 가정할 때 지구 중심과 표면의 중간지점에서의 중력가속도는 표면에서의 중력가속도의 몇 배 인가? ① 1 4 배 ② 1 2 배 ③ 1 2 배 ④ 1배 ⑤ 2배 문 32. 음파는 340 m/s의 속도로 진행한다. 한쪽 끝이 막힌 파이프의 기본 진동수가 170 Hz 이라면 파이프의 길이 [m]는? ① 0.5 ② 2 ③ 3.4 ④4 ⑤ 8 문 33. 흑체복사를 하는 어떤 물체가 273 ℃일 때 10 W의 일률로 전자기파를 방출한다면 819 ℃일 때는 얼마의 일률 [W]로 전자기파를 방출할까? ① 30 ② 40 ③ 90 ④ 160 ⑤ 810 문 34. 금속을 이용하여 원통형의 길이 10 cm, 단면적 0.2 cm2 저항체를 만들어 저항을 측정하니 4 이었다. 동일한 금속을 이용하여 만든 길이 20 cm, 단면적 0.1 cm2 인 직육면체형 저항체의 저항 [ ]은? ①2 ② 4 ③ 8 ④ 16 ⑤ 32 문 35. 긴 직선도선과 직사각형 모양의 전류고리가 오른쪽 그림과 같이 한 평면상에 위치해 있다. 직선도선에 그림에서와 같이 일정한 크기의 직류전류 i가 흐르고 있다. 직선도선을 직사각형 전류고리에 접근시키면 고리에 유도되는 전류는? ① 영(0)이다 ② 시계방향으로 흐른다 ③ 반시계방향으로 흐른다 ④ 시계방향으로 흐르다가 반시계방향으로 흐른다 ⑤ 반시계방향으로 흐르다가 시계방향으로 흐른다 물리학개론 4 i<2004년 제48회 행정고등고시(기술직) 물리학개론 4책형> 문 36. 2 kg인 물체가 x축 방향으로 오른쪽 그림에서와 같은 힘을 받았다. 물체의 운동량 [kg․m/s]은 얼마나 증가 하였는가? ① 16 ② 30 ③ 32 ④ 40 ⑤ 48 문 37. 오른쪽 그림과 같이 굴절율 n1 ＝ 3의 유리섬유 표면에 굴절율 n2 ＝ 3 2 의 물질이 입혀진 광섬유에서 광선이 전파될 수 있는 중심축에 대한 입사각 의 최대크기는? (단, 공기의 굴절율은 1이다) ① 15 ° ② 30 ° ③ 45 ° ④ 60 ° ⑤ 75 ° 문 38. 오른쪽 그림에서와 같이 대전된 구형 도체가 있다. 구의 반지름은 0.1 m이고, 구에 대전된 총 전하량은 1 C이다. 구의 중심으로부터 0.05 m 떨어진 점 P의 전기장의 세기 [NC-1]는? (단, 1 4πε0 ＝ 9 × 109 Nm2 C-2이다) ① 9 × 107 ② 9 × 109 ③ 9 × 1011 ④ 9 25 × 1011 ⑤ 0 문 39. 시속 100 km/h로 달리던 자동차의 브레이크를 작동시킬 경우 멈추기 위한 최소 제동거리가 100 m이었다. 같은 도로 조건에서 이 자동차를 타고 시속 150 km/h 속도로 달리다 브레이크를 작동시킬 경우 최소 제동거리 [m]는? ① 125 ② 150 ③ 175 ④ 200 ⑤ 225 문 40. 빛이 공기로부터 렌즈로 입사할 때 변하는 것은? ① 속도만 변한다 ② 파장만 변한다 ③ 진동수만 변한다 ④ 파장과 속도가 변한다 ⑤ 속도와 진동수가 변한다 t(s) 2 6 F(N) 8 4 0 4 8 0 P 0.1 m Q＝1C n1 n2 공기