2009 국가직 7급 물리학 문제 해설

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2009 국가직 7급 물리학 해설 wirebox (2023-09-18 / 140.9KB / 973회)

물리학개론 봉 책형 1 쪽 물리학개론 문 1. 길이가 2.0 km인 활주로의 한 쪽 끝에 착륙한 비행기가 2.5 m/s2로 일정하게 감속하여 다른 쪽 끝에 정지하려고 한다. 착륙 직전 비행기의 속력은? ① 40 m/s ② 60 m/s ③ 80 m/s ④ 100 m/s 문 2. 어떤 열역학적 계의 내부에너지가 500 J 감소하는 동안에 외부에서 계에 200 J의 일을 해주었다. 계에 유입된 열은? (단, 계가 잃은 열은 음(-)의 부호로 나타낸다) ① 700 J ② 300 J ③ -300 J ④ -700 J 문 3. 그림과 같이 전하량이 각각 -4 C과 1 C인 두 전하가 서로 1 m 떨어져 있다. 두 전하에 의한 전기장의 합이 0이 되는 지점은? 1 m -4 C 1 C ① 1 C 전하의 왼쪽 2/3 m ② 1 C 전하의 왼쪽 1/3 m ③ 1 C 전하의 오른쪽 1 m ④ 1 C 전하의 오른쪽 1/3 m 문 4. 운동에너지가 4.0 MeV인 전자의 운동량은 대략 얼마인가? (단, 전자의 질량은 0.5 MeV/c 2 이고, c는 진공 중에서 빛의 속력이다) ① 2.0 MeV/c ② 2.5 MeV/c ③ 3.0 MeV/c ④ 4.5 MeV/c 문 5. 액체 산소의 끓는점은 90 K이고, 액체 수소의 끓는점은 20 K이다. 이 두 액체의 끓는점의 화씨온도 차이는? ① 70 °F ② 94 °F ③ 126 °F ④ 158 °F 문 6. 그림과 같이 A점에 정지해 있던 질량 m이 50 g인 상자가 중력에 의해 반원형 경로를 따라 내려오고 있다. 면과 상자 사이의 운동 마찰계수는 0.75이고 경로의 반지름 R은 10 m이다. 최저점 O에서 상자의 속력은? (단, 중력가속도는 9.8 m/s2이다) O m R A ① 3.5 m/s ② 7.0 m/s ③ 10.5 m/s ④ 14.0 m/s 문 7. 사람의 귀를 한 끝이 닫힌 관으로 간주할 때 귓구멍 입구에서 고막까지의 거리가 약 2.5 cm인 사람이 다음 진동수의 소리들 중에서 비교적 잘 들을 수 있는 것으로만 짝지은 것은? (단, 소리의 속력은 340 m/s이다) ㄱ. 3.4 kHz ㄴ. 6.8 kHz ㄷ. 10.2 kHz ㄹ. 17.0 kHz ㅁ. 23.8 kHz ① ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ ② ㄱ, ㄷ, ㅁ ③ ㄱ, ㄷ, ㄹ ④ ㄴ, ㄹ, ㅁ 문 8. 양쪽 끝이 고정된 현에 파동함수 y(x, t) ＝0.30 sin(0.20x) cos(300t)로 표현되는 기본진동수의 정상파가 발생하였다. 다음 중 옳지 않은 것은? (단, x는 cm 단위로, t는 s(초) 단위로 나타낸 숫자이다) ① 이 파동의 파장은 약 31.4 cm이다. ② 이 파동의 주기는 47.7 s이다. ③ 이 파동의 속력은 1,500 cm/s이다. ④ 이 현의 길이는 약 15.7 cm이다. 물리학개론 봉 책형 2 쪽 문 9. 공기 중에서 거리가 d만큼 떨어진 면적이 A인 두 도체 판으로 된 축전기의 전기용량은 C0 ＝ ε0A/d이다. 여기에서 ε0는 공기의 유전율이다. 만일 이 축전기에 그림과 같이 유전 상수(dielectric constant)가 κ ＝ 2이고 두께가 d/3인 유전체를 삽입하였다면 이 축전기의 전기용량은 C0의 몇 배인가? (단, 유전체의 유전율은 ε ＝ κε0이다) A d/3 d ①   ②  ③  ④   문 10. 파장이 인 X선을 흑연 판에 입사시켰더니 파장이 ′인 X선이 산란되고 전자가 방출되었다. 옳은 것으로 짝지은 것은? ㄱ. 입사 X선의 파장 는 산란 X선의 파장 ′보다 길다. ㄴ. 입사 X선의 진동수 와 산란 X선의 진동수 ′은 같다. ㄷ. 산란 X선의 파장 ′이 길수록 전자의 운동에너지가 크다. ㄹ. 이 실험은 빛의 입자성을 증명한 실험 중의 하나이다. ① ㄱ, ㄷ ② ㄴ, ㄹ ③ ㄷ, ㄹ ④ ㄴ, ㄷ 문 11. 어떤 사람이 정지한 엘리베이터 바닥에 놓인 체중계 위에 올라 서서 눈금을 보니 50 kg이었다. 이 엘리베이터가 위 방향으로 1.0 m/s2로 가속된다면 체중계가 가리키는 눈금은? (단, 지구 중력 가속도의 크기는 10 m/s2으로 어림한다) ① 60 kg ② 55 kg ③ 51 kg ④ 45 kg 문 12. 그림과 같이 질량이 각각 4 kg과 2 kg인 두 블록이 마찰이 없는 수평 면 위에서 서로 맞닿아 있다고 하자. 질량이 4 kg인 물체의 왼쪽에서 오른쪽으로 12 N의 일정한 힘을 가하였을 때, 질량 2 kg인 물체에 가해지는 알짜힘은? 12 N 4 kg 2 kg ① 12 N ② 8 N ③ 4 N ④ 0 N 문 13. 결이 맞은 두 파동은 간섭을 일으킨다고 하자. 이때 한 파동의 진폭이 다른 파동의 진폭의 2배라면 간섭으로 합성된 파동의 최대 세기 I max와 최소 세기 I min의 비 I max/I min는? ① 2 ② 3 ③ 6 ④ 9 문 14. 크기가 일정하고 균일한 자기장 가 있는 공간에 전하량이 이고 질량이 인 입자가 입사하였다. 이 입자의 속도의 크기가 일 때, 입자의 운동에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 입자의 속도  가 자기장 에 수직이라면 입자는 의 각속도로 원운동을 한다. ② 질량 이 다른 입자가 자기장에 수직으로 입사하였을 경우에, 입자의 질량 이 크면 클수록 원운동의 반지름 은 커진다. ③ 자기장 에 수직으로 입사하지 않은 입자에 작용하는 자기력은 입자의 운동에너지를 변화시킨다. ④ 자기장 에 수직으로 입사하지 않은 입자의 운동은 자기장 와 나란한 방향의 등속운동과 자기장에 수직한 면 위에서의 원운동이 결합된 운동이다. 문 15. 원자핵이    붕괴를 할 때 원자번호(양성자수)와 질량수의 변화를 설명한 것으로 옳은 것은? ①  붕괴를 하면 원자번호와 질량수가 각각 2 감소한다. ②   붕괴를 하면 원자번호는 변하지 않고 질량수가 1 감소한다. ③   붕괴를 하면 원자번호는 1감소하고 질량수는 변하지 않는다. ④  붕괴를 하면 원자번호와 질량수는 모두 변하지 않는다. 물리학개론 봉 책형 3 쪽 문 16. 질량 10 g인 총알이 100 m/s의 속력으로 운동을 하다가 정지해 있던 나무토막에 박혀서 2.0 m/s의 속력으로 나무토막과 함께 운동할 때 총알이 박힌 나무토막의 운동에너지는? ① 1.0 J ② 10 J ③ 49 J ④ 50 J 문 17. 중심을 지나는 수직축 주위를 회전할 수 있는 원판의 질량 은 1.0 kg이고 밀도가 균일하며 반지름 은 10 cm이다. 정지해 있는 이 원판에 그림과 같이 질량 m이 0.1 kg인 찰흙덩어리가 10 m/s의 속력 v로 날아와 원판의 가장자리에 붙어서 원판의 중심을 축으로 원판과 함께 회전하고 있다. 이 원판의 각속도 는? (단, 찰흙이 붙었을 때 원판의 모양 변화나 판의 기울어짐 그리고 회전축의 마찰은 무시한다) R  v＝ 10 m/s m ＝ 0.1 kg  ① 16.7 rad/s ② 21.2 rad/s ③ 35.0 rad/s ④ 47.8 rad/s 문 18. 바닷가에서는 보통 100 °C에서 물이 끓고 0 °C에서 언다. 다음은 높은 산꼭대기에서 물이 끓거나 얼기 시작하는 온도를 바닷가의 경우와 비교하여 설명한 것이다. 옳은 것을 모두 고르면? ㄱ. 물이 같은 온도에서 끓는다. ㄴ. 물이 더 낮은 온도에서 끓는다. ㄷ. 물이 더 높은 온도에서 언다. ㄹ. 물이 같은 온도에서 언다. ① ㄱ, ㄴ ② ㄴ, ㄷ ③ ㄷ, ㄹ ④ ㄹ, ㄱ 문 19. 거울의 면이 평행하게 마주 보고 있는 두 평면거울 A와 B가 있다. 두 거울 사이의 거리는 1.0 m이다. 두 거울 사이에 물체를 놓으면 각 거울에 무한히 많은 상이 맺힌다. 거울 A의 면에서 물체까지의 거리가 0.1 m일 때, 거울 A에 맺히는 상들 중에서 거울 A의 면에 가장 가깝게 있는 세 개의 상의 위치를 거울 A의 면을 기준으로 옳게 나타낸 것은? (단, 물체는 점으로 간주한다) ① 0.1 m, 2.1 m, 3.9 m ② 0.1 m, 1.9 m, 2.1 m ③ 0.1 m, 1.9 m, 3.9 m ④ 0.1 m, 2.1 m, 3.3 m 문 20. 전류가 흐르는 도선 고리의 자기모멘트는 전류와 고리의 면적의 곱으로 정의한다. 수소원자의 행성모형은 정지한 양성자 주위의 원궤도를 전자가 회전운동을 하는 것이다. 전자의 궤도의 반지름이 0.5 × 10-10 m이고 속력이 2.0 × 106 m/s라고 할 때 이 수소원자의 자기모멘트의 크기는? (단, 전자의 전하량은 1.6 × 10-19 C이다) ① 8.0 × 10-24 A․m 2 ② 1.6 × 10-23 A․m 2 ③ 8.0 × 10-23 A․m 2 ④ 8.0 × 10-25 A․m 2