2011 국회직 9급 물리학 문제 해설

 

물리학정답(2017-11-12 / 784.4KB / 919회)

 

2011 국회직 9급 물리학 해설 wirebox (2017-11-12 / 75.9KB / 667회)

 

2011년도 9급 공개경쟁채용시험 물 리 학 개 론 책형 가 - 9 - 물 리 학 개 론 1. 같은 질량을 갖는 두 막대 A와 B의 길이가 각각 L 과 3L 이다. 각 막대의 질량은 균일한 분포를 하고 있다. 막대의 한 쪽 끝을 고정하고 다른 한 쪽 끝에 막대의 길이 방향과 수직으로 힘 F를 가했다. 두 막대의 각가속도의 비  에 가장 가까운 것을 고르시오. F F A B ① 1/9 ② 1/3 ③ 1 ④ 3 ⑤ 9 2.         인 축전기를 그림과 같이 연결하 였다. 양쪽 끝을 직류전원에 연결한다면 각 축전기에 저장되는 전하량     의 비     는 얼마인가? C1 C2 C3    ① 1 : 2 : 3 ② 5 : 2 : 3 ③ 5 : 3 : 2 ④ 6 : 2 : 3 ⑤ 6 : 3 : 2 3. 질량 M1 , M2인 두 물체가 각각 x축 방향으로 V1의 속도, y축 방향으로 V2의 속도로 운동하다가 충돌하였다. 충돌한 후, 한 덩어리가 되어 x축 방향에 대해 30° 방향으로 운동하게 되었다. M1 , M2의 질량비가 2 : 3 이라면 V1 / V2는 얼마인가? ① 2/3 ② 3/2 ③ 3 ④ 2 ⑤ 3 3 /2 4. 반지름 R인 원주 위를 일정한 속력 v로 움직이는 질량 m인 물체에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은? ① 회전 운동의 각속도는  이다. ② 원의 중심점에 대한 돌림힘(torque)의 크기는 0이다. ③ 원의 중심점에 대한 각운동량의 크기는  이다. ④ 물체는 중심 방향으로  의 힘을 받고 있다. ⑤ 물체의 운동에너지는   이다. 5. 0℃ 얼음 30 g이 녹아서 같은 온도의 물이 될 때의 엔트로피 변화량을 구하시오. (단, 얼음의 융해열은 3.33 × 105 J / kg 이다.) ① -73.2 J/K ② -36.6 J/K ③ 0 J/K ④ 36.6 J/K ⑤ 73.2 J/K 6. 그림과 같이 도르레를 이용하여 질량 m, M인 두 추가 평형을 이루고 있다. 질량비 M/m은 얼마인가? 또한, m을 아래로 10 cm 잡아당겼을 때, M은 얼마나 올라가는가? (단, B와 C의 위치는 고정되어 있다고 하자.) ① 2, 5 cm ② 2, 5 cm ③ 1, 2.5 cm ④ 1, 2 2 cm ⑤ 2 2 , 2 cm 7. 두 개의 매우 넓은 금속판이 각각 + , - 의 면 전하밀도를 가지고 평행하게 배열되어 있다. 두 평행판 중간에 물 분자 1개가 왼쪽 그림과 같이 있을 때, 오른쪽 그림과 같이 90° 회전시키기 위해 계에 해주어야 할 일은 얼마인가? (단, 물 분자의 전기쌍극자 모멘트는 6 × 10-30 C․m, 금속판의 면 전하밀도는  = 4.5 C/ m 2 , 진공의 유전율은 ε 0 = 9 × 10-12 C 2 / N․m 2 라고 가정하자.) ① 6×10 - 24 J ② 3×10 - 24 J ③ 1.5×10 - 24 J ④ 0.6×10 - 24 J ⑤ 0.3×10 - 24 J 2011년도 9급 공개경쟁채용시험 물 리 학 개 론 책형 가 - 10 - 8. 빗면에 놓여 있는 금속레일에 금속사각막대를 얹어 중력에 의해 미끄러져 내려가는 운동을 관찰한다. 자기장을 걸어줄 때, 금속 막대가 A-B 에서 출발하여 C-D 에 도착하는 데 시간이 가장 짧은 경우는? ① B = B oˆx ② B = B o ˆy ③ B = B oˆz ④ B = 2B oˆz ⑤ B=-B o ˆz 9. 양성자 (전하 +e, 질량 M)와 알파 입자 (전하 +2e, 질량 4M)가 정지한 상태에서 같은 전위차 ΔV에 의해 가속되어, vp와 va의 속도를 갖게 되었다. 이 입자들이 균일한 자기장 B에 수직한 방향 으로 입사되면, 원 운동을 하게 된다. 양성자와 알파 입자의 궤도 반지름을 각각 r p, r a라 할 때, va/vp 와 r a/r p를 구하시오. ① 1, 2 ② 2, 1 ③ 2, 2 ④ 2, 2 ⑤ 2 2 , 2 10. 그림과 같이 마찰이 있는 수평면 위에 질량 20 kg인 물체를 수평과 30°의 방향으로 100 N의 힘을 가하면서 등속으로 5 m의 거리를 끌고 갔다. (단, 중력 가속도는 10 m/s2이다.) 다음 설명 중 옳지 않은 것은? ① 가한 힘이 물체에 한 일의 크기는 250 3 J이다. ② 수직 항력이 한 일의 크기는 750 J이다. ③ 마찰력이 물체에 한 일의 크기는 250 3 J이다. ④ 중력이 물체에 한 일의 크기는 0 J이다. ⑤ 물체와 수평면 사이의 마찰 계수는 3 / 3 이다. 11. 수소원자에 대한 보어의 모델에서 에너지가 가장 낮은 상태에 있는 전자의 드 브로이파의 파장은 그 원자 반지름의 몇 배인가? ① 1 2 배 ② 2배 ③ π 2 배 ④ π 4 배 ⑤ 2π 배 12. 그림과 같이 전류 이 흐르는 무한직선도선으로부터 d 만큼 떨어져 있는 전류 가 흐르는 직사각형 코일 ABCD가 받는 힘의 크기를 구하시오. (단,  는 진공의 투자율이다.)    a b A B C D d ① 0 ②         ③       ④      ⑤             13. 27℃, 2 mol의 이상기체 3 L가 경로 I 을 따라 등온팽창하여 부피 가 2배가 된 후, 경로 II 를 따라 등압수축하여 원래의 부피로 돌아왔다. 이 과정을 통해 이상기체가 한 일은 얼마인가? (단, 기체상수 R = 8 J/mol·K, ln(2) = 0.7 이라 하자.) ① 480 J ② 960 J ③ 2.40 kJ ④ 3.36 kJ ⑤ 5.76 kJ 2011년도 9급 공개경쟁채용시험 물 리 학 개 론 책형 가 - 11 - 14. 질량 2,000 kg 인 자동차가 20 m/s 로 달리고 있다. 운전자가 갑자기 브레이크를 밟아 미끄러지다 멈췄다. 바닥의 마찰계수가 0.4 이고 중력가속도가 10 m/s2 인 경우 자동차가 미끄러진 거리 에 가장 가까운 것을 고르시오. ① 10 m ② 30 m ③ 50 m ④ 70 m ⑤ 90 m 15. 1기압(약 105 Pa ), 100 °C에 있는 1 g(1 cm3 )의 물을 끓이면 100 °C, 1,671 cm3의 수증기가 된다. 1기압에서의 기화열은 2,256 J/g이다. 이 때 증가하는 내부에너지의 양은 얼마인가? ① 약 1,967 J ② 약 2,024 J ③ 약 2,089 J ④ 약 2,256 J ⑤ 약 2,423 J 16. 그림과 같이 굴절률이 1.5인 유리 안을 지나는 광선이 법선에 대해 60°의 각도에서 전반사가 일어나기 시작하였다면 기름층의 굴절률은 어느 범위 안에 있는가? 기 름 유 리 60° ① 3 3 /4 보다 작다. ② 3 3 /4 보다 크고, 1.5 보다 작다. ③ 1.5 보다 크고 3 3 /2 보다 작다. ④ 3 3 /2 보다 크다. ⑤ 알 수 없다. 17. 함수 F(x,t)= A sin (kx-ωt)로 표현되는 파동에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은? ① 이 파동의 파장은 2π/k이다. ② 이 파동의 위상속도는 k/ω이다. ③ 고정된 점에서 보았을 때, 진동의 주기는 2π/ω이다. ④ 이 파동은 횡파일 수도 있고, 종파일 수도 있다. ⑤ 파동의 에너지는 A 2에 비례한다. 18. 양자역학적인 입자들은 파동성도 지닌다. 속도 20 m/s로 움직 이는 중성자들이 폭 0.1 mm인 단일슬릿을 통과하여 10 m 떨어 진 스크린에서 검출되어 회절 무늬를 형성하였다. 스크린의 첫 번째 어두운 무늬가 축으로부터 떨어진 거리 y는 얼마인가? (단, 플랑크 상수는  = 6.6 × 10-34 J․s, 중성자의 질량은  = 1.65 × 10-27 kg 이라 하자.) ① 2 mm ② 4 mm ③ 1 cm ④ 2 cm ⑤ 4 cm 19. 반지름 1 m 인 도체구에 10 C의 전하를 대전 시켰을 때 중심으로 부터 4 m 떨어진 점의 전기장이 E1 이다. 반지름 2 m 인 도체구에 10 C의 전하를 대전 시켰을 때 중심으로부터 4 m 떨어진 점의 전기장이 E2 이다. 두 전기장의 비 E1 / E2 에 가장 가까운 것을 고르시오. ① 1/4 ② 1/2 ③ 1 ④ 2 ⑤ 4 20. 핵융합원자로는 중양성자와 중양성자가 결합할 때 방출되는 에너지를 이용한다. 중양성자와 중양성자가 결합해서 삼중수소 와 수소를 만들 때 방출되는 에너지는 약 4 MeV 이다. 만약 이 에너지가 감마 광자 한 개로 방출된다면, 감마선의 파장은 얼마 인가? (단, 플랑크 상수는  = 4 × 10-21 MeV․s 이다.) ① 3×10 - 12 m ② 6×10 - 12 m ③ 3×10 - 13 m ④ 6×10 - 13 m ⑤ 3×10 - 14 m