2017 서울시 7급 물리학 문제 해설 - 2017.6.24.

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Ⓐ - 7 1. 지구에서의 탈출 속력이 라고 할 때, 행성 A에서의 탈출 속력은 라고 하자. 행성 A의 반지름이 지구 반지름의 배 였다면, 행성 A의 질량은 지구 질량의 몇 배인가? (단, 공기 저항이나 기타 손실은 무시한다.) ① 배 ② 배 ③ 배 ④ 배 2. 아래 그림과 같은 롤러코스터 트랙을 설치하려 한다. 롤러 코스터는 정지상태에서 지면으로부터 만큼의 높이에서 출발한다. 이 롤러코스터가 출발한 후 B지점을 지날 때 트랙에서 이탈하지 않을 최소한의 곡률반경은? (단, 트랙과 롤러코스터 간의 마찰은 무시한다.) ①      ②    ③      ④    3. 질량이 kg인 물체가 일정한 속력 m/s로 직선 운동을 하다가, =인 순간부터 운동마찰계수가 인 도로에 진입 하면서 마찰력에 의해 속력이 일정하게 감소하다가 결국 멈추 었다. 이때, 이 물체가 =인 순간부터 정지할 때까지 이동한 거리는? (단, 중력 가속도의 크기는 m/s2 이다.) ① m ② m ③ m ④ m 4. 그림과 같이 물체가 벽에 고정된 막대에 매달려 있다. 막대와 벽에 연결된 줄 에 걸리는 장력을 줄이기 위한 방법으로 가장 옳은 것은? ① 를 줄인다. ② 를 줄이고 를 크게 한다. ③ 를 크게 하고 를 줄인다. ④ 를 크게 한다. 5. 바닥으로부터 높이 에 놓인 속이 찬 구, 속이 빈 구, 속이 찬 원통, 속이 빈 원통이 동시에 경사면을 따라서 구른다고 하자. 물체의 질량은 각각 이고 회전 반지름은 로 서로 같다. 이때 바닥에 먼저 도달하는 물체를 순서대로 나열한 것 은? (단, 모든 물체는 미끄러지지 않고 구르며 회전 마찰력은 무시한다. 속이 찬 구의 관성 모멘트는    , 속이 빈 구의 관성 모멘트는    , 속이 찬 원통의 관성 모멘트는    , 속이 빈 원통의 관성 모멘트는 이다.) ① 속이 찬 구, 속이 찬 원통, 속이 빈 구, 속이 빈 원통 ② 속이 찬 구, 속이 빈 구, 속이 찬 원통, 속이 빈 원통 ③ 속이 빈 원통, 속이 찬 원통, 속이 빈 구, 속이 찬 구 ④ 속이 빈 원통, 속이 빈 구, 속이 찬 원통, 속이 찬 구 6. 그림과 같이 줄로 연결된 세 개의 상자가 마찰이 없는 수평면 위에서 일정한 간격을 유지하면서 끌려가고 있다. 상자의 질량은 왼쪽부터 각각 kg, kg, kg이고 =N일 때 장력 의 크기는? ① N ② N ③ N ④ N 7. 반지름이 인 길고 속이 찬 원통형 도체에 전류가 흐른다. 전류밀도 는 원통의 단면에서 균일하지 않고 중심축으로 부터의 거리 의 함수, = 로 주어진다. 거리 이 반지름 보다 작은 곳에서의 자기장의 크기는? (단, 는 양의 상수 이다.) ①     ②     ③    ④    8. 진공상태에서 평행판 축전기의 축전 용량을 라 한다. 왼쪽 그림과 같이 틈을 유전율  인 물질로 반만 채운 경우와 오른쪽 그림과 같이 유전율  인 물질로 완전히 채웠을 때 두 경우의 축전용량이 같아지기 위한 조건은? (단, 는 진공에서의 유전율이다.) ①      ②    ③      ④      9. 길이가 cm, 지름이 mm, 비저항이 ×  Ω ․ m인 균질한 원통 모양 도선의 길이 방향으로의 저항 값은? (단, 온도에 따른 저항 변화는 무시하고 는 3.14로 계산 한다.) ① × Ω ② ×  Ω ③ ×  Ω ④ ×  Ω 10. 같은 크기의 전류가 흐르는 매우 길고 평행한 두 도선이 단위 길이당 의 힘으로 서로 밀어내고 있다. 각 도선에 흐르는 전류의 크기가 배가 되고 도선 사이에 작용하는 단위 길이당 힘이 가 된다면, 도선 사이의 거리는 처음의 몇 배가 되는가? ① 배 ② 배 ③ 배 ④ 배 Ⓐ - 8 11. 전하량 로 균일하게 대전된 속이 빈 구 껍질이 진공 속에 놓여 있다. 구 껍질의 안과 밖에서의 전기장의 크기는? (단, 진공에서의 유전율은  , 구의 반지름은 , 구 중심 에서 측정 지점까지의 거리는 이다.) ① 안: , 밖 :  ② 안: , 밖 :       ③ 안:      , 밖:       ④ 안:      , 밖 :     12. 사람이 Hz로 진동하는 소리굽쇠를 가지고 m/s의 속력으로 벽 정면을 향해서 똑바로 걷고 있다. 소리굽쇠로 부터의 소리는 벽면으로부터 반사된다. 이때 걷고 있는 사람이 소리굽쇠와 반사파 사이에서 듣게 되는 맥놀이 진동수는? (단, 공기에서 소리의 속도는 m/s이다.) ① Hz ② Hz ③ Hz ④ Hz 13. 실리콘(Si)의 표면을 얇은 산화 실리콘(SiO2)으로 코팅해서 특정 파장의 빛에 대한 표면에서의 반사를 줄이고자 한다. nm 파장의 빛이 최소로 반사되기 위한 SiO2 박막의 두께로 적절한 것은? (단, Si 굴절률은 , SiO2 굴절률은 이다.) ① nm ② nm ③ nm ④ nm 14. 점 음원이 음파를 발생시켰다. 점 음원에서 만큼 떨어진 곳에서 측정한 소리의 세기는 dB이었고, 점 음원에서 만큼 떨어진 곳에서 측정한 소리의 세기는 dB이었다면   는? ①  ②  ③  ④  15. 몰당 정압 열용량이  , 정적 열용량이 인 몰의 이상기체가 그림과 같은 과정을 거쳐 에서 상태로 변화했을 때, 엔트로피 변화    는? (단,      라 한다.) ①         ②         ③         ④         16. 나무토막이 물 위에 떠 있다. 나무토막의 전체 부피의 %가 수면 위에 나와 있다면 나무토막의 밀도는? (단, 물의 밀도는 kg/m3 이다.) ① kg/m3 ② kg/m3 ③ kg/m3 ④ kg/m3 17. 밀폐되고 마찰이 없는 피스톤 - 실린더 기구에 담긴 부피 리터의 단원자 분자 이상기체가 기압을 유지하면서 부피 리터로 팽창하였다. 이 과정에서 이상기체에 가해진 열량은? (단, 기압은 × Pa이다.) ① J ② J ③ J ④ J 18. 물체의 속력이  일 때 상대론적 운동 에너지를  , 속력이  일 때 상대론적 운동 에너지를 라 할 때,    는? (단, 는 진공에서의 광속이다.) ①   ②   ③   ④   19. 수소원자에서 방출되는 선스펙트럼 종류로 라이만, 파셴, 브래킷 계열 등이 있으며 실험식은       ′        로 주어진다.  ′은 모두 자연수이고,   ′ 일 때 빛을 방출할 수 있다고 한다. 수소 원자의 에너지 준위 ′, 을 바르게 표시한 것은? ①      , ′   ′   ②      , ′    ′  ③     , ′    ′ ④      , ′   ′   20. 광전 효과는 빛을 금속판에 쪼여줄 때 금속판으로부터 전자가 방출되는 현상이다. 광전 효과에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 전자가 금속판으로부터 방출될 때, 빛의 세기가 증가하더 라도 방출되는 전자의 수는 일정하다. ② 금속판으로부터 전자가 방출되느냐 그렇지 않느냐는 빛의 진동수와 관계가 있다. ③ 전자의 운동 에너지는 빛의 진동수와는 상관없이 빛의 세기가 증가할수록 커진다. ④ 금속의 종류와 상관없이 빛의 세기가 충분히 강하면 전자는 금속판으로부터 일정 시간 후에 방출된다.