2021 소방 간부후보 물리학개론 문제 해설 - 2021.1.16.

 

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 자연계열 - 선택 A - 6 / 25 【 물리학개론 】 1. 운동 선수가 마찰이 있는 땅에서 달리기를 하는 상황에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 마찰력이 없으면 선수는 앞으로 가지 못한다. ② 선수가 땅을 미는 힘은 땅이 선수를 미는 힘과 같다. ③ 작용 반작용에 의해 선수에 작용하는 알짜힘은 0이다. ④ 선수의 운동 마찰력은 최대 정지 마찰력보다 작다. ⑤ 선수가 최대 정지 마찰력보다 큰 힘으로 땅을 밀면 움직이기 시작한다. 2. 두 개의 저항을 직렬연결하면 합성저항이 20 Ω이고, 병렬연결하면 합성저항이 3.75 Ω이다. 이때 두 저항 값의 곱은? ① 19 Ω ② 36 Ω ③ 51 Ω ④ 75 Ω ⑤ 84 Ω 3. 극판의 간격이 , 면적이 이고 전기 용량이 인 평행판 축전기가 있다. 평행판 사이에 면적이 이고 두께가 0.5인 금속판을 평행하게 가운데 끼워 넣을 때, 축전기의 전기 용량은? (단, 금속판 사이는 공기로 채워져 있다.) ①   ②   ③  ④    ⑤  4. (가)는 지면에서 속력 로 운동하는 물체 A가 정지해 있는 물체 B를 향해 운동하는 것을 나타낸 것이다. (나)는 A와 B가 충돌한 후, A는 B와 충돌하기 전과 반대 방향으로 속력 로 운동하고, B는 높이가 인 수평면에서 속력 로 운동하는 것을 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 , 이다. (가) (나) 높이 는? (단, 중력 가속도는 이고, 물체의 크기 및 공기저항, 모든 마찰은 무시한다.) ①    ②    ③   ④   ⑤   5. 질량이 1000 kg으로 동일한 차량 두 대가 각각 오른쪽과 왼쪽으로 서로를 향하여 움직이면서 충돌 후 한 덩어리가 되어 이동하고 있다. 충돌 전 오른쪽으로 움직이는 차량의 속력은 1 m/s이고, 왼쪽으로 움직이는 차량의 속력은 3 m/s이다. 이때 차량의 충돌 후 속도는? (단, 공기저항과 마찰력은 무시하고, 두 차량은 동일 직선상에서 운동한다.) ① 왼쪽으로 1 m/s ② 왼쪽으로 2 m/s ③ 오른쪽으로 1 m/s ④ 오른쪽으로 2 m/s ⑤ 오른쪽으로 2.5 m/s 자연계열 - 선택 A - 7 / 25 6. [그림]과 같이 초점거리가  cm이고, 두께가 매우 얇은 볼록렌즈에서  cm 떨어진 거리에 물체가 놓여 있다. 볼록렌즈에 의해 실상이 맺힐 때, 볼록렌즈와 상이 떨어진 거리는? ①  cm ②  cm ③  cm ④  cm ⑤  cm 7. (가)는 점전하 A, B가 각각   ,   에 고정되어 있는 것을, (나)는 (가)에서 B를   에 고정시킨 것을 나타낸 것이다. 점 P는   에 위치한 지점이다. P에서 A, B에 의한 전기장의 세기는 (나)에서가 (가)에서의 3배이고, 전기장의 방향은 (가)에서와 (나)에서가 같다. (가) (나) A, B의 전하량의 크기가 각각 A, B일 때, B A 는? ①   ②8 ③   ④9 ⑤   8. [그림]은 일정량의 이상 기체의 상태가 변할 때 압력과 부피를 나타낸 것이다. 이 순환과정에서 기체가 한 일은? ①  ②  ③  ④  ⑤  9. [그림]과 같이 길이가 m인 원뿔진자의 끝에 질량이 kg인 추가 매달려 반지름이 m인 수평 원운동을 한다. 추의 속력은? (단, 중력가속도는 ms  이고, 추의 크기, 줄의 질량, 마찰 및 공기저항은 무시한다.) ①  ms ②  ms ③   ms ④  ms ⑤  ms 자연계열 - 선택 A - 8 / 25 10. [그림]과 같이 위성 A, B가 행성을 한 초점으로 하는 타원궤도를 따라 운동한다. A, B의 타원궤도의 긴지름은 각각 ,  이다. A의 공전주기는 이고, A가 한 바퀴 공전하는 동안 B는 P에서 Q까지 이동한다. B가 Q에서 R까지 운동하는 데 걸린 시간과 R에서 P까지 운동하는 데 걸린 시간은 같다. B가 R에서 P까지 운동하는 데 걸린 시간은? ①    ②    ③  ④    ⑤    11. [그림]과 같이 질량이 같은 세 물체 A, B, C 를 접촉시켰다. 일정한 시간이 흐른 후 (가)와 (나)에서 열 평형온도는 으로 같다. (가) (나) 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? (단, 외부와의 열 교환은 없다.) ㄱ. (가)에서 B는 열을 흡수하였다. ㄴ. A와 B는 열용량이 같다. ㄷ. A와 C는 다른 물질이다. ① ㄱ ② ㄱ, ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 12. [그림]은 방사성원소 A가 A → B → C로 붕괴하는 과정에서 질량수와 양성자수를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? ㄱ. A의 중성자수는 130이다. ㄴ. A → B 과정은 붕괴이다. ㄷ. B → C 과정에서 입자가 방출된다. ① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 13. (가)는 마찰이 없는 수평면에서 용수철에 매달린 물체 A가 단진동하는 것을, (나)는 평형 위치인 O로부터의 변위에 따른 A의 운동량을 나타낸 것이다. A의 단진동 주기는   초이다. (가) (나) A의 질량은? (단, 용수철 질량과 공기저항은 무시한다.) ① 1 kg ②   kg ③ 2 kg ④   kg ⑤ 3 kg 자연계열 - 선택 A - 9 / 25 14. [그림]은 질량이 kg인 물체에 수평면과 °의 각을 이루는 방향으로  N의 힘을 작용하여 일정한 속도로 초 동안  m를 이동하는 모습을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기저항은 무시한다.) ㄱ. 힘이 물체에 한 일은  J이다. ㄴ. 힘이 물체에 한 일률은  W이다. ㄷ. 물체와 수평면 사이에 작용하는 운동 마찰력의 크기는  N이다. ① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 15. [그림]은 통 안에 담긴 액체를 빨아내는 사이펀을 나타낸 것이다. ABC관을 액체로 한번 채우면 통 안에 있는 액체의 높이가 관의 입구 A와 같아질 때까지 액체가 계속해서 흘러나간다. 사이펀 관의 단면적은 통의 단면적에 비해 매우 작다. C에서 액체가 흘러나오는 속력은? (단, 액체의 점성은 무시하며, 중력가속도는 이다.) ①  ②  ③   ④    ⑤    16. [그림]은 자기장 내의 일부분을 자기력선으로 나타낸 것이다. 세 지점 A, B, C 에서 자기장의 세기를 비교한 것으로 옳은 것은? ① A < B < C ② B < A < C ③ B < C < A ④ C < A < B ⑤ C < B < A 17. [그림]과 같이 양쪽이 고정된 길이가 15 cm인 팽팽한 줄 위에서 파동의 속력이 20 m/s로 진행하고 있다. 위 정상파의 진동수는? ① 100 Hz ② 150 Hz ③ 200 Hz ④ 300 Hz ⑤ 400 Hz 18. [그림]과 같이 직선 도로를 따라 음파 측정기 A와 B, 음원 P가 같은 방향으로 운동하고 있다. P에서 일정한 진동수의 음파가 발생한다. A, P, B의 속력은 각각 , , 이고, A, B가 측정한 P에서 발생한 소리의 진동수는 각각 A, B이다. 이때  B A 의 값은? (단, 음파의 속력은 이고, A, P, B는 동일 직선상에서 운동한다.) ①     ②     ③     ④     ⑤     자연계열 - 선택 A - 10 / 25 19. [그림]과 같이 진공 상태에서 파장이 인 선이 정지해 있는 질량 인 전자와 충돌하여 각 로 산란 되었다. 산란각   °일 때, 충돌 전후 선의 파장의 변화량은? (단, 플랑크 상수는 이고, 진공에서 빛의 속력은 이다.) ①   ②   ③   ④    ⑤   20. [그림]과 같이 축과 축 위에 각각 두 도선 P, Q가 놓여 있다. 도선 P에는 2A의 전류가 흐르고, 도선 Q에는 1A의 전류가 흐른다. 평면에서 자기장이 0인 지점을 연결하였을 때의 방정식은? (단, 도선은 무한히 길고, 원점 O에서 교차한다.) ①      ②    ③    ④     ⑤    21. 다음 의 단색광을 이용하여 영의 이중 슬릿 실험을 하였을 때, 간섭무늬의 간격이 좁은 것부터 넓은 것의 순서대로 나열한 것은? ㄱ. 빨강 ㄴ. 노랑 ㄷ. 초록 ㄹ. 보라 ① ㄱ－ㄴ－ㄷ－ㄹ ② ㄱ－ㄷ－ㄴ－ㄹ ③ ㄴ－ㄱ－ㄷ－ㄹ ④ ㄹ－ㄷ－ㄱ－ㄴ ⑤ ㄹ－ㄷ－ㄴ－ㄱ 22. [그림]과 같이 광전효과 실험 장치에서 문턱(한계) 진동수가 인 광전관의 음극판에 단색광을 비추었을 때, 음극판에서 방출된 전자의 최대 운동에너지가 음극판 일함수의   배였다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? (단, 플랑크 상수는 , 전자의 질량은 이다.) ㄱ. 단색광의 진동수는 이다. ㄴ. 전자가 가지는 운동량의 최댓값은   이다. ㄷ. 전자의 물질파 파장의 최솟값은     이다. ① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 자연계열 - 선택 A - 11 / 25 23. (가), (나)는 반도체 A와 B를 접합한 전기 소자에 연결한 전지의 방향이 서로 반대인 것을 나타낸 것이다. (가)에서는 전류가 흐르며, (나)에서는 전류가 흐르지 않는다. (가) (나) 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? ㄱ. A는 n형 반도체이다. ㄴ. B의 전하 운반체는 주로 양공이다. ㄷ. (가)에서 전기 소자는 정류작용을 한다. ① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ 24. 일정한 속력으로 원운동하는 물체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 속도는 시간에 따라 변한다. ② 속도는 원운동의 접선방향이다. ③ 가속도는 동일한 위치에서의 속도와 직각을 이룬다. ④ 가속도는 원의 중심에서 물체 위치로 향하는 방향 이다. ⑤ 한 주기 동안 회전하여 다시 초기 위치에 왔을 때의 속도는 초기와 동일하다. 25. [그림]과 같이 0 ℃와 100 ℃ 열원 사이에 서로 다른 재질의 정육면체 금속 블록이 접촉하여 열전달을 하고 있다. 각 블록의 열 저항이  KW,  KW일 때, 두 블록이 전달하는 열흐름(열에너지의 전도율)은? (단, 열손실은 무시한다.) ①   W ② W ③ W ④ W ⑤ W