공기출 - 2023 소방 간부후보 물리학개론 문제 해설

물리학개론 정답(2023-01-14 / 509.2KB / 879회)

2023 소방 간부후보 물리학개론 해설 wirebox (2023-09-19 / 102.4KB / 254회)

자연계열 - 선택 6 / 25 【 물리학개론 】 1. 민수가 한 쌍의 아령을 들고 회전의자에 앉아서 팔을 벌린 상태로 회전할 때 민수 아령 회전의자로 , , 구성된 계의 관성 모멘트는 5 kg⋅m 이고 각속도는 12 rads였다. 팔을 오므려 회전했을 때 이 계의 관성 모멘트가 4 kg⋅m 으로 변화했다면 증감된 회전운동 , 에너지의 크기는 단 ? ( , 이 과정에서 계에 작용하는 외부 토크는 없다.) ① 45 J ② 90 J ③ 135 J ④ 180 J ⑤ 225 J 2. 다음은 질량이 2 kg, 3 kg, 4 kg인 벽돌이 마찰이 없는 탁자 위에 일렬로 놓여 있는 것을 나타낸 것이다. 2 kg인 벽돌에 가한 18 N의 힘에 의해 세 벽돌이 앞 으로 이동할 때, 3 kg인 벽돌이 2 kg 벽돌에 가한 힘의 크기는? 단 공기의 저항은 무시한다 ( , .) ① 6 N ② 8 N ③ 10 N ④ 12 N ⑤ 14 N 3. 일정한 전류가 흐르고 있는 반지름이 10 cm인 긴 직선 도선이 있다. 도선의 중심으로부터 2 cm 떨어진 지점에서의 자기장 세기가 일 때 도선의 중심으로 , 부터 4 cm ? ( , 떨어진 지점에서의 자기장 세기는 단 전류는 도선의 단면에 균일하게 분포되어 흐른다.) ① 0.25 ② 0.50 ③ 2.00 ④ 4.00 ⑤ 8.00 4. 다음은 파장 인 단색광이 폭 인 슬릿을 통과하여 거리 만큼 떨어진 스크린 위에 회절 무늬를 만드는 것을 나타낸 것이다 슬릿의 중앙과 를 잇는 직선은 중심축과 . P 의 각을 이룬다 회절 무늬의 중앙 극대점 에서 . O 첫 번째 어두운 무늬 극소점 ( ) P까지의 거리 는? 단 ( ,  ≪ 이며, sin ≈tan이다.) ①   ②   ③   ④   ⑤   5. 열기관이 105 의 고온 열저장체와 5 ℃ 의 저온 ℃ 열 저장체 사이에서 작동한다 이 열기관이 역으로 가동 . 되어 에어컨으로 사용된다면 최대 성능계수는 단 , ? ( , 절대 영도는 273 – ℃이다.) ① 1.05 ② 1.68 ③ 2.78 ④ 3.78 ⑤ 4.68 자연계열 - 선택 7 / 25 6. 다음은 지면과 30◦의 각을 이루며 지면에서 던져진 물체가 포물선 운동하여 다시 지면에 도달한 것을 나타낸 것이다. 물체가 최고점 높이  에 도달하는 데 초가 4 걸렸다면, 물체가 다시 지면에 도달할 때까지 이동한 수평거리 는 단 중력가속도의 크기는 ? ( , 10 ms  이며, 물체의 크기와 공기의 저항은 무시한다.) ①  m ②  m ③  m ④  m ⑤  m 7. 중력가속도가 이고 정지마찰계수가 , 인 수평면 위에서 반지름이 인 원형궤적을 벗어나지 않고 회전할 수 있는 물체의 최대속력은? ①   ②   ③     ④   ⑤  8. 다음은 수평면에 나란히 고정된 두 개의 긴 직선 도선 에 각각 A, B , 의 전류가 흐르고 있는 것을 나타낸 것이다 도선 에서 지점까지 거리는 각각 . A P, Q 로 같고 도선 에서 까지 거리는 , B Q 이다 에서 . P 도선 와 에 의한 자기장의 세기는 이고 에서 A B 0 , Q 도선 에 의한 자기장의 A 세기는  일 때 에서 도선 , Q B ? 에 의한 자기장의 세기는 ① 0.5 ② 2.0 ③ 3.0 ④ 4.0 ⑤ 8.0 9. 투과축을 서로 수직으로 겹쳐 놓은 두 편광판 사이에 투과축이 첫 번째 편광판의 투과축과 30◦인 편광판을 추가로 삽입하였다 세기가 .   이고 편광되지 않은 빛이 입사할 때 전체 편광판을 투과한 빛의 세기는? ①     ②     ③     ④     ⑤     10. 다음은 물에 떠 있는 물체 와 물에 잠겨 있는 물체 A B . 가 실로 연결되어 정지해 있는 것을 나타낸 것이다 물 물체 물체 의 밀도는 각각 , A, B  ,  ,  이며, 물체 와 의 부피는 각각 A B , 이다 물체 중 . A 물에 잠긴 부분의 부피는 단 실의 질량과 부피 및 ? ( , 공기 밀도는 무시한다.) ① 2.0 ② 2.2 ③ 2.4 ④ 2.6 ⑤ 2.8 자연계열 - 선택 8 / 25 11. 다음은 정지해 있는 민수가 볼 때 철수와 영희가 탄 , 우주선 가 각각 A, B A, B의 일정한 속력으로 서로 반대 방향으로 나란하게 직선 운동하는 것을 나타낸 것이다. A < B이고 민수가 측정한 우주선 의 , A, B 길이는 로 같다 우주선 의 고유 길이가 . A, B A, B일 때 , A, B의 크기를 비교한 것으로 옳은 것은? ①    A   B ②    B   A ③    A   B ④  A   B   ⑤  B   A   12. 다음은 질량 1 kg인 물체가 마찰이 없는 빗면에서 점 를 지나 최고점 에 도달한 후 다시 점 를 지 A B , C 나 는 것을 나타낸 것이다 등가속도 운동하는 물체의 . 점 에서 속력은 A 10 ms이며 중력에 의한 퍼텐셜 에너지는 14 J이다 점 에서 물체의 운동 에너지가 . C 중력에 의한 퍼텐셜 에너지와 서로 같다면 점 에서 , C 물체의 속력은 단 중력가속도의 크기는 ? ( , 10 ms  이며, 공기의 저항은 무시한다.) ① 2 ms ② 4 ms ③ 6 ms ④ 8 ms ⑤ 10 ms 13. 다음은 질량이 8 kg이고 길이가 2 m인 균일한 직선 막대가 바닥과 30◦의 각을 이루면서 마찰이 없는 벽에 기댄 것을 나타낸 것이다 직선 막대가 미끄러 . 지지 않기 위한 막대와 바닥 간의 정지마찰계수의 최솟값은 단 중력가속도의 크기는 ? ( , 10 ms  이다.) ①   ②   ③   ④   ⑤   14. 정전용량이 4 F인 커패시터가 전위차 10 V로 충전 되어 있다 이 커패시터에 충전되어 있지 않은 커패 . 시터 를 병렬로 연결하였을 때의 전위차가 A 5 V가 되었다면, 커패시터 의 정전용량은 A ? ① 1 F ② 2 F ③ 4 F ④ 6 F ⑤ 8 F 15. 변위가     cos –로 표현되는 파동의 파장과 속력은 단 단위계를 사용한다 ? ( , MKS .) 파장( m) 속력( ms) ① 0.5 2.5 ② 1.0 2.5 ③ 0.5 10.0 ④ 0.5 10 ⑤ 4 10 자연계열 - 선택 9 / 25 16. 다음은 단열되어 있는 밀폐 용기에 자유롭게 움직일 수 있는 칸막이로 단원자 분자 이상 기체 를 나눈 I, II 것을 나타낸 것이다 기체 의 기체 분자 개의 . I, II 1 질량은 각각 , 2이고 부피는 각각 , , 3이며, 온도는 로 동일하고 칸막이는 정지해 있다 기체 , . I, II의 분자의 수를 각각 I , II라 할 때, I : II는? ( , .) 단 칸막이의 질량과 마찰은 무시한다 ① 1 : 3 ② 1 : 6 ③ 2 : 3 ④ 3 : 1 ⑤ 3 : 2 17. 질량이 1.0 kg, 2.0 kg인 두 공을 지면에 수직인 방향 으로 각각 15.0 ms, 10.0 ms로 동시에 쏘아 올렸다. 1.5 후 두 공의 높이 차이는 단 중력가속도의 초 ? ( , 크기는 10 ms  이며 물체의 크기와 공기의 저항은 무시 , 한다.) ① 5.0 m ② 7.5 m ③ 10.0 m ④ 12.5 m ⑤ 15.0 m 18. 다음은 300 Ω인 저항과 2 H인 인덕터가 교류전원에 연결된 것을 나타낸 것이다. 교류전원의 각진동수가 200 rads이고 전압의 최댓값이 100 V일 때 저항에서 소비되는 전력의 최댓값은? ① 12 W ② 16 W ③ 24 W ④ 36 W ⑤ 48 W 19. 공기 중에 있는 초점거리 5 cm인 얇은 볼록렌즈의 앞쪽 10 cm인 곳에 크기 3 cm인 물체를 두었을 때, 상의 크기는? ① 1.5 cm ② 2.0 cm ③ 3.0 cm ④ 4.5 cm ⑤ 6.0 cm 20. 10 ms의 속력으로 하강하던 승강기가 일정한 비율 로 감속을 시작하여 25 m 아래로 더 움직인 후 정지 하였다. 승강기의 전체 질량이 1,000 kg이라면 감속 , 할 때 줄에 걸리는 장력은 단 중력가속도의 ? ( , 크기는 10 ms  이며 물체의 크기 줄의 질량 공기의 , , , 저항은 무시한다.) ① 6,000 N ② 8,000 N ③ 10,000 N ④ 12,000 N ⑤ 14,000 N 21. 마찰이 없는 평면 위의 용수철에 매달려 진동하는 물체의 위치가   cos 로 표현된다 물체의 . 질량이 0.1 kg일 때 용수철 상수는 단? ( , MKS 단위계를 사용한다.) ① 0.2 Nm ② 2 Nm ③ 8 Nm ④ 10 Nm ⑤ 20 Nm 자연계열 - 선택 10 / 25 22. 다음은 우라늄 U의 핵분열 반응을 나타낸 것이다. 에 해당하는 숫자는? U  n → Cs  Rb  n ① 90 ② 92 ③ 93 ④ 94 ⑤ 95 23. 질량과 반지름이 다음과 같은 행성 중 탈출 속력이 가장 큰 행성은 단 ? ( ,  는 지구의 질량이고,  는 지구의 반지름이다 .) 질량 반지름 ① 행성 1   ② 행성 2   ③ 행성 3   ④ 행성 4   ⑤ 행성 5   24. 수평의 직선도로를 속력 로 달리는 자동차의 브레 이크를 밟은 후 거리 만큼 미끄러지다가 정지하였다. 동일한 도로에서 이 자동차의 속력이 일 때 브레이 크를 밟은 후 정지할 때까지 미끄러지는 거리는? 단 ( , 브레이크를 밟는 순간 바퀴의 회전은 즉시 정지하며, 자동차의 크기와 공기의 저항은 무시한다.) ①   ②  ③   ④  ⑤  25. 다음은 저항값이 각각 3 Ω, 4 Ω, 16 Ω, 48 Ω인 개의 4 저항이 전압 24 에 연결된 것을 나타낸 것이다 V . 4 Ω 저항과 48 Ω ? 저항에 흐르는 전류의 합은 ① 0.25 A ② 0.75 A ③ 1.25 A ④ 3.00 A ⑤ 3.25 A