2005 국가직 5급 물리학 문제 해설 (2차)

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2005 국가직 5급 물리학 해설 wirebox (2017-11-12 / 132.2KB / 264회)

물리학개론 1책형 1쪽 물리학개론 문 1. 작은 구멍이 뚫린 두 도체판을 그림과 같이 1 전원에 연결하여 kV 입자발생장치와 검출기 사이에 놓았다 방출된 .  입자 양성자 , , 중성자 전자 양전자가 영역을 지나 검출기에서 검출 , , A, B, C 되었다고 하자 다음 중 옳지 않은 것은 . ? 1 kV 전원 ＋ － 입자발생 검출기 장치 A영역 B영역 C영역 ① 중성자의 에너지는 에서 모두 같다 A, B, C . ②  입자 양성자 양전자의 에너지 변화량은 모두 같다 ,, . ③ 두 도체판을 지나온 전자의 에너지는 1 만큼 증가한다 keV . ④ 두 도체판을 지나온 양성자의 에너지는 1 만큼 감소한다 keV . ⑤  입자 양성자 양전자의 가속도는 에서 에서 , , A 0, B 왼쪽 방 향, 에서 이다 C 0. 문 2. 오른쪽 그림과 같이 무게가 10 인N 돌이 높이 10 에서 떨어져 바닥의 m 모래에서 일정한 힘을 받으면서 0.1 m 까지 파고 들어가 멈추었다 이 과정 . 에서 돌과 모래 사이에 작용하는 힘은? ( , 10 m/s 단 중력 가속도는 2 이다.) ① 10 N ② 100 N ③ 990 N ④ 1,000 N ⑤ 1,010 N 문 3. 펄스 형태의 소리 신호를 발생하는 장치가 있다 이 장치가 .  시간 마다 펄스를 발생시키며 속력 로 정지해 있는 사람을 향하여 접근한다 이 사람이 듣는 소리의 주기는 단 공기 중에서 소리의 . ?( , 속력은 이다.) ①      ②  －   ③      － ④  －   － ⑤      문 4. 다음 에너지 중 가장 작은 것은? ① 전자의 질량 에너지 ② 감마선 광자의 에너지 ③ 바닥 상태 수소 원자의 이온화 에너지 ④ 상온에서 이상 기체 몰이 가지는 운동 에너지 1 ⑤ 지표면 근처에서 1 자유 낙하한 cm 1 의 물체가 가지는 운동 g 에너지 문 5. 파장이 550 인 빛에 대한 굴절률이 인 액체가 공기와 경계 nm 2.0 면을 이루고 있다 이 액체 내부에서 경계면을 향하여 입사각 . 30 로 다음의 단색광을 비추었다 공기 중으로 굴절되는 것을 ° . 모두 고르면 단 주어진 모든 파장은 진공 중에서의 값이다 ? ( , .) ㄱ nm . 520 . 440 ㄴ nm ㄷ nm . 680 . 600 ㄹ nm ① , ㄱㄴ ② , ㄴ ㄷ ③ , ㄷㄹ ④ , , ㄱㄴㄷ ⑤ ,, ㄴㄷㄹ 문 6. 이상 기체가 팽창하면서 주위에 2,000 의 일을 하는 동안 기체에 J 1,000 의 열을 가하였다 이 과정에서 기체의 온도는 cal . ? ① 감소한다. ② 증가한다. ③ 변화가 없다. ④ 감소하다가 증가한다. ⑤ 어떤 과정을 거치는가에 따라 다르다. 문 7. 전하 q, 질량 m 인 입자가 크기가 B인 균일한 자기장에 속력 v로 수직 입사되어 각속력 으로 등속 원운동을 한다 전하 . 2q, 질 량 3m 인 입자가 크기가 5 B인 균일한 자기장에 속력 7v로 수직 입사되어 각속력 로 등속 원운동을 한다고 할 때,  의 값은? ①   ②   ③   ④   ⑤  문 8. 광전 효과에 대한 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? ㄱ 광전자의 최대 운동 에너지는 입사광의 진동수에 비례 . 하여 변화한다. ㄴ 입사광의 세기가 충분히 강하면 진동수에 관계없이 . 항상 광전류가 흐른다. ㄷ 입사광의 세기는 방출되는 전자의 운동 에너지와 관계가 . 없다. ㄹ 입사광의 진동수가 커지면 단위 시간 당 방출되는 전자의 . 수가 많아진다. ① , ㄱㄴ ② , ㄱ ㄷ ③ , ㄱㄹ ④ , ㄴ ㄷ ⑤ , ㄷ ㄹ 문 9. 오른쪽 그림과 같이 무게가 10 인N 바퀴가 미끄러지지 않고 계단을 올라가게 하기 위하여 무게 중심에 가해야 하는 최소한의 수평 힘 F는 대략 얼마인가? 단 바퀴의 반지름은 ( , 13 이고 계단의 높이는 cm , 8 이다 cm .) ① 15 N ② 20 N ③ 25 N ④ 30 N ⑤ 35 N 10 m 0.1 m F 8 cm 무게 중심 13 cm 물리학개론 1책형 2쪽 문 10. 아래 그림과 같이 줄로 연결된 세 물체가 수평면을 따라 A, B, C 일정한 속도로 움직이고 있다 세 물체와 책상과의 운동 . A, B, C 마찰 계수가 각각 이고 물체의 질량이 각각 0.1, 0.2, 0.3 , 1 kg, 2 kg, 3 인 경우를 생각하자 손으로 당기는 줄의 장력을 kg . , B와 A사이의 장력을 ,C B 와 사이의 장력을 라 할 때,    ＋   의 값은? C B A    ①   ②  ③   ④   ⑤  문 11. 5 로 내려가고 있는 엘리베이터 안에 질량 m/s 100 인 사람이 kg 있다 이 엘리베이터에 일정한 힘이 작용하여 . 5 를더간후 m 정지하였다 힘이 작용하는 동안 엘리베이터 안에 있는 사람이 . 체중계에 올라서서 잰 겉보기 무게는? 단 중력 가속도는 ( , 10 m/s2 이다.) ① 750 N ② 950 N ③ 1,000 N ④ 1,050 N ⑤ 1,250 N 문 12. 원자로나 원자 폭탄에서 열중성자에 의한 핵분열 반응에 이용하는 핵종을 모두 고르면? ㄱ. 235U . ㄴ 238U . ㄷ 239Pu . ㄹ 243Am ① , ㄱㄴ ② , ㄱ ㄷ ③ , ㄴㄷ ④ , ㄴ ㄹ ⑤ , ㄷ ㄹ 문 13. 브라운관의 음극에서 방출된 전자가 TV 1 의 구간에서 일정한 cm 힘을 받아 5 × 10-16 J . 의 에너지를 얻었다 이 구간에서 전자가 받는 힘의 크기는? ① 5 × 10-18 N ② 5 × 10-16 N ③ 5 × 10-14 N ④ 2 × 1013 N ⑤ 2 × 1015 N 문 14. 전위차 100 로 충전된 V 1.5 F 7.5 의 인덕터와 의 축전기를 mH 연결하여 LC 진동 회로를 만들었다 저항을 무시할 때 이 회로에 . , 흐르는 최대 전류는? ① 0.01 A ② 0.71 A ③ 1.41 A ④ 7.10 A ⑤ 14.1 A 문 15. 다음 중 플랑크 상수와 차원이 같은 것은? ① 토크 [ ] × 시간 [ ] ②힘[ ] × 시간 [ ] ③ 전압 [ ] × 전하량 [ ] ④ 압력 [ ] × 부피 [ ] ⑤ 에너지 [ ] × 진동수 [ ] 문 16. 오른쪽 그림과 같이 수도꼭지에서 흘러 나오는 물줄기가 떨어지면서 그 굵기가 줄어들고 있다. A지점의 단면적은 1.5 cm2 이고 B 지점의 단면적은 0.5 cm2 이다. A지점에서 물의 속력은? 단 중력 가속도는 ( , 10 m/s2 이고 공기 저항은 무시한다 , .) ① 40 cm/s ② 50 cm/s ③ 60 cm/s ④ 70 cm/s ⑤ 80 cm/s 문 17. 진공에서 전자기파의 전기장( ) ( 과 자기장  )에 관한 설명 중 옳지 않은 것은? ①   ×  는 에너지와 관계가 있다. ②  와  는 서로 수직인 벡터량이다. ③  와  의 크기의 비는 빛의 속력과 관계가 있다. ④ 전자기파의 진행 방향은   ×  의 방향과 수직이다. ⑤  와  는 항상 같은 진동수와 같은 위상을 가지고 진동한다. 문 18. 대전되지 않은 금속구 과 을 L M 오른쪽 그림과 같이 접촉시켰다. 음으로 대전된 막대를 에 가까이 L 가져간 다음 접촉시키지는 않음 ( ), 두 금속구를 분리시키면서 대전된 막대를 치웠다 구의 대전 상태를 . 옳게 설명한 것은? ① 두 금속구는 모두 중성이다. ② 두 금속구는 모두 양으로 대전되었다. ③ 두 금속구는 모두 음으로 대전되었다. ④ 은 음으로 은 양으로 대전되었다 L ,M . ⑤ 은 양으로 은 음으로 대전되었다 L ,M . 문 19. 합창단원 명이 동시에 각각 100 50 로 노래를 한다면 이들 전체가 dB 내는 소리 준위는? ① 52 dB ② 60 dB ③ 70 dB ④ 500 dB ⑤ 5,000 dB 문 20. 분자의 평균 속력이 인 이상 기체의 부피를 배로 등압 팽창 2 시켰을 때 분자의 평균 속력은? ①    ②  ③   ④  ⑤  문 21. 사막에서 신기루에 의하여 물처럼 보이는 것이 실제의 물인지 확인하기 위해서는 다음 중 어느 것을 이용하여 조사하는 것이 가장 좋은가? ① 편광판 ② 프리즘 ③ 오목렌즈 ④ 볼록렌즈 ⑤ 평면거울 10 cm A B L M 절연체로 된 지지대 물리학개론 1책형 3쪽 문 22. 정지해 있는 전자 주위에 존재하는 것을 모두 고르면? ㄱㄴ ㄷ .. . 전기장 자기장 중력장 ①ㄱ ② , ㄱ ㄴ ③ , ㄱㄷ ④ , ㄴ ㄷ ⑤ ,, ㄱㄴㄷ 문 23. 아래 그림과 같은 회로에서 10 의 저항에 흐르는 전류는? Ω 10 Ω 5 Ω 5 Ω 10 V 5 V ① 0.2 A ② 0.4 A ③ 0.6 A ④ 0.8 A ⑤ 1.0 A 문 24. 지구를 밀도가 균일하고 반지름이  인 구라고 하자 지구 표면 . 에서의 중력 가속도가 이고 지구 표면으로부터 , 만큼 떨어진 상공에서의 중력 가속도가 라고 한다면  은? ①  ＋   ②   ＋  ③   ＋  ④  ＋  ⑤   ＋ 문 25. x축을 따라 놓여 있는 줄에서 시간 t 일 때 지점 , x의 y축 방향 변위가 다음과 같다. y(x, t) ＝ 0.2 sin(x ＋ 2t) 여기서 x, y, t는 모두 단위로 나타낸 크기이다 이 파동의 SI . 속력과 방향은? ① 1 m/s, + x축 방향 ② 1 m/s, - x축 방향 ③ 2 m/s, + x축 방향 ④ 2 m/s, - x축 방향 ⑤  m/s, + x축 방향 문 26. 아래 그림과 같이 한 끝이 고정된 두 개의 동일한 물체 용수철 계를 - 평형 위치로부터 거리가 각각 다르게 당겼다가 동시에 놓아서 진동을 하도록 하였다 다음 진동의 성질 중 두 계에서 같은 것을 . 모두 고르면? ㄱ ㄴ . . 진폭 진동수 ㄷ ㄹ . . 물체의 최대 속력 위상 상수 ① , ㄱㄴ ② , ㄴ ㄷ ③ , ㄴㄹ ④ , ㄷ ㄹ ⑤ ,, ㄴㄷㄹ 문 27. 열에 관한 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? ㄱ 열접촉을 하고 있는 두 계 사이에서 열은 에너지가 . 큰 계에서 작은 계로 이동한다. ㄴ 대류는 유체의 이동에 의한 열전달 방식이다. . ㄷ 물체가 방출하는 에너지의 복사율은 그 물체의 절대 . 온도에 비례한다. ㄹ 금속 막대의 한 쪽 끝을 불 속에 놓아두면 열전도에 . 의해 다른 쪽 끝이 뜨거워진다. ㅁ 1 는물 . cal 1 g의 온도를 14.5 °C에서 15.5 로 올리는데 °C 필요한 열의 양으로 정의한다. ① ,, ㄱㄴㄷ ② , , ㄱㄴㅁ ③ ,, ㄴㄷㄹ ④ , , ㄴㄹㅁ ⑤ ,, ㄷㄹㅁ 문 28. 러더퍼드의  입자 산란 실험은 원자의 내부 구조를 밝히는 데 크게 공헌하였다 그의 실험 결과로 설명할 수 없는 것은 . ? ① 원자핵은 양전하를 띠고 있다. ② 원자의 밀도는 균일하지 않다. ③ 원자핵 크기는 약 10-14 m . 정도이다 ④ 원자핵 질량은 원자 질량과 거의 같다. ⑤ 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 문 29. 금속의 여러 가지 성질은 금속 내의 자유 전자에 기인한다 다음 . 중 자유 전자의 존재와 가장 관계없는 것은? ① 비저항 ② 표면의 광택 ③ 열전도도 ④ 녹는점 ⑤ 홀 효과 (Hall) 문 30. 아래 그림과 같이 수평면에 정지해 있던 질량 1 인 물체에 kg 수평면과 37 ° 방향으로 10 의 일정한 힘을 가하여 물체를 움직 N 였다 이동 거리가 . 3 인 지점에서 물체의 속력은 m ? 단 중력 ( , 가속도는 10 m/s2 , 0.5, 수평면과 물체 사이의 운동 마찰 계수는 cos37 ° ≈ 이다 0.8 .) 10 N 37 ° 3 m ① 2 m/s ② 3 m/s ③ 4 m/s ④ 5 m/s ⑤ 6 m/s 문 31. 진공에서 파장이 500 인 빛이 굴절률 인 물체로 입사하였다 nm 2.5 . 물체 내에서 이 빛의 속력과 파장은? 단 진공에서 빛의 속력은 ( , c이다.) ① 0.4 c , 200 nm ② 0.4 c , 250 nm ③ 0.5 c , 200 nm ④ 0.6 c , 200 nm ⑤ 0.6 c , 250 nm 물리학개론 1책형 4쪽 문 32. 탈수통의 반지름이 50 cm이고 회전축이 지표면과 수직인 탈수기가 60 rpm으로 회전하고 있다 옷이 탈수통 벽면에 붙어서 회전하는데 . 필요한 벽면과 옷 사이의 정지 마찰 계수의 최소값은 대략 얼마 인가? 단 중력 가속도는 ( , 10 m/s2 이다.) ① 0.51 ② 0.61 ③ 0.71 ④ 0.81 ⑤ 0.91 문 33. 10 의 물이 계속 에너지를 잃어 °C -10 의 얼음으로 되는 동안 °C 이 물질의 엔트로피 변화는? ① 변화가 없다. ② 계속 감소한다. ③ 계속 증가한다. ④ 0 에서 물이 얼음으로 되는 동안만 변화가 없고 계속 감소한다 °C , . ⑤ 0 에서 물이 얼음으로 되는 동안만 변화가 없고 계속 증가한다 °C , . 문 34. 어떤 중성자별이 크기가 2 인 각속도로 자전하고 있다 이 rad/s . 별에 외부 토크가 가해져 각가속도가 각속도와 반대 방향이고 크기가 1.0 × 10-8 rad/s2 이라면 정지하기까지 대략 몇 회전을 하는가? ① 2.0 × 103 ② 5.0 × 105 ③ 3.0 × 107 ④ 2.0 × 108 ⑤ 4.0 × 109 문 35. 물체의 질량 중심과 무게 중심이 다른 경우는? ① 중력장이 균일한 경우 ② 중력장이 균일하지 않은 경우 ③ 질량의 분포가 균일한 경우 ④ 질량의 분포가 균일하지 않은 경우 ⑤ 항상 같다. 문 36. 음악에서는 기본 진동수의 배가 되는 음을 배음( , harmonic) 倍音 이라 한다 기타 에서 나는 소리에 대한 설명 중 옳지 . (guitar) 않은 것은? ① 기타 줄을 퉁기는 위치에 따라 음색이 달라지는 것은 배음의 비율이 다르기 때문이다. ② 기타의 한 줄에서 나는 소리에는 배음이 섞여 있다. ③ 기타 줄을 팽팽하게 하여 장력을 증가시키면 줄에서 파동의 속력이 커지기 때문에 음이 높아진다. ④ 기타 줄이 굵을수록 음이 더 낮은 것은 줄의 단위 길이 당 질량이 커져 파동의 속력이 작아지기 때문이다. ⑤ 손가락으로 눌러 줄의 길이를 짧게 하면 정상파의 조건을 만족 하는 배음의 수가 증가하여 음이 높아진다. 문 37. 온도가 800 인 고열원과 온도가 K 200 인 저열원 사이에서 작동 K 하는 이상적인 열기관이 매초 1,000 의 열을 저열원으로 방출한다 J . 이 열기관이 매초 외부에 하는 일은? ① 250 J ② 750 J ③ 1,000 J ④ 3,000 J ⑤ 4,000 J 문 38. 오른쪽 그림과 같이 각각 흰색과 검은색으로 칠해진 똑같은 컵이 실내에 놓여 있다 다음 중 옳은 . 것은? ① 끓는 물을 담아 놓으면 검은 컵의 물이 더 빨리 식고 얼음물 , 을 담아 놓으면 검은 컵의 얼음이 더 빨리 녹는다. ② 끓는 물을 담아 놓으면 검은 컵의 물이 더 빨리 식고 얼음물 , 을 담아 놓으면 흰 컵의 얼음이 더 빨리 녹는다. ③ 끓는 물을 담아 놓으면 흰 컵의 물이 더 빨리 식고 얼음물을 , 담아 놓으면 검은 컵의 얼음이 더 빨리 녹는다. ④ 끓는 물을 담아 놓으면 흰 컵의 물이 더 빨리 식고 얼음물을 , 담아 놓으면 흰 컵의 얼음이 더 빨리 녹는다. ⑤ 끓는 물을 담아 놓으면 두 컵의 물이 똑같이 식고 얼음물을 , 담아 놓으면 두 컵의 얼음이 똑같이 녹는다. 문 39. 아래 그래프는 물 1 의 부피가 온도에 따라 어떻게 달라지는가를 g 나타낸 것이다 다음 중 옳은 것을 모두 고르면 . ? 1.0002 1.0001 1.0000 0 4 8 온도 12 ( °C) － ︳ ︳ ︳ － 부피(cm3 ) ㄱ 물의 밀도는 약 4 에서 가장 크다 . °C . ㄴ 추운 겨울에 호수의 물은 표면에서부터 내부로 얼어 . 들어간다. ㄷ 물에 떠있는 나무토막은 물이 0 일 때 물 밖으로 . °C 나오는 높이가 가장 높다. ㄹ 추운 겨울에 깊은 호수 바닥의 물 온도는 약 4 이다 . °C . ① , ㄱㄴ ② , ㄱ ㄹ ③ , ㄴㄷ ④ , , ㄱㄴㄹ ⑤ ,, ㄴㄷㄹ 문 40. 유전체와 유전율에 관한 설명 중 옳지 않은 것은? ① 평행판 축전기의 내부에 유전체를 삽입하면 축전기의 전기 용량은 항상 증가한다. ② 전기장 안에 놓인 비극성 유전체를 구성하는 분자들에는 전기 쌍극자 모멘트가 생긴다. ③ 일반적으로 유전체의 유전율은 진공의 유전율보다 크다. ④ 유전체가 일정한 크기의 전기장 안에 놓여 있을 때 유전체 , 내부의 전기장은 외부의 전기장보다 작다. ⑤ 일반적으로 유전체의 유전율은 온도가 높아짐에 따라 증가한다.