[9급 서울시 물리] 20년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

$x$축을 따라 움직이는 입자의 위치가 $x=3.0+2.0t-1.0t^2$으로 주어진다. 여기서 $x$의 단위는 m이고 $t$의 단위는 초이다. $t=2.0$일 때 속도는?

$-2.0\,\text{m/s}$

$0.0\,\text{m/s}$

$3.0\,\text{m/s}$

$5.0\,\text{m/s}$

지구에서 1초의 주기를 갖는 단진자가 있다고 할 때 중력가속도가 지구의 $\frac{1}{4}$인 행성에서 이 단진자의 주기는?

6초

3.2초

2초

1초

단면이 원형인 같은 길이의 도선 A와 도선 B가 있다. 도선 A의 반지름과 비저항이 각각 도선 B의 2배이고 같은 전원이 공급될 때, 도선 A에 전달되는 전력의 크기는 도선 B의 몇 배인가?

2

$\sqrt{2}$

1

$\frac{1}{\sqrt{2}}$

<보기>와 같은 이중슬릿 실험에서 단색광의 파장은 $\lambda=600\,\text{nm}$, 슬릿 간 간격은 $d=0.30\,\text{mm}$, 슬릿에서 스크린까지의 거리가 $L=5.0\,\text{m}$일 때 스크린의 중앙점 $O$에서 두번째 어두운 무늬의 중심 위치 $y$값은?
<보기>

$0.50\times10^{-2}\,\text{m}$

$1.0\times10^{-2}\,\text{m}$

$1.5\times10^{-2}\,\text{m}$

$2.0\times10^{-2}\,\text{m}$

질량 $m$인 비행기가 활주로를 달리고 있다. 날개의 아랫면에서 공기의 속력은 $\nu$이다. 날개의 표면적이 A라면 비행기가 뜨기 위해서 날개 윗면의 공기가 가져야 할 최소 속도는? (단, 베르누이 효과만을 고려하고 공기의 밀도는 $\rho_a$, 중력가속도는 $g$라 한다.)

$\left(\frac{2mg}{\rho_aA}+\nu^2\right)^{1/2}$

$\left(\frac{3mg}{\rho_aA}+\nu^2\right)^{1/2}$

$\left(\frac{4mg}{\rho_aA}+\nu\right)^{1/2}$

$\left(\frac{5mg}{2\rho_aA}+3\nu^2\right)^{1/2}$

하나의 위성이 지구 주위로 반지름이 R인 원 궤도를 돌고 있다. 이때 위성의 운동에너지를 $K_1$라 하자. 만약에 위성이 이동하면서 반지름이 2R인 새로운 원 궤도로 진입하게 된다면 이때 이 위성의 운동에너지는?

$\frac{1}{4}K_1$

$\frac{1}{2}K_1$

$2K_1$

$4K_1$

양쪽 끝이 열려 있고 길이가 $L$인 유리관이 진동수 $f=680\,\text{Hz}$인 오디오 확성기 근처에 있다. 확성기와 공명할 수 있는 관의 최소 길이는? (단, 대기 중 소리 속력은 340 m/s이다.)

약 0.25 m

약 0.5 m

약 1.0 m

약 2.0 m

초전도체에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

임계 온도보다 낮은 온도에서 전기저항이 0이 된다.

임계 온도가 액체 질소의 끓는점인 77K보다 높은 물질은 없다.

임계 온도보다 낮은 온도에서 물질 내부와 외부의 자기장이 균일하다.

임계 온도보다 낮은 온도에서 유전율이 높아 축전기에 많이 쓰인다.

한 변의 길이가 10.0 cm이고 밀도가 640 kg/m3인 정육면체 나무토막이 물에 떠 있다. 나무토막의 맨 위 표면을 수면과 같게 하려면 그 표면 위에 놓여야 할 금속의 질량은? (단, 물의 밀도는 1000 kg/m3로 한다.)

240 g

320 g

360 g

480 g

열전도도가 0.080 W/(m·℃)인 나무로 지어진 오두막이 있다. 실내 온도가 25℃, 바깥 온도가 5℃인 날 실내 온도가 일정하게 유지되기 위한 난로의 일률은? (단, 오두막은 바닥을 포함한 전면적이 두께가 5.0 cm인 동일한 나무로 지어졌고 바깥과 접촉한 표면적의 크기는 50 m2이며 열의 출입은 전체 표면적에서 균일하다.)

400 W

800 W

1200 W

1600 W

용수철 상수가 $k=200\,\text{N/m}$인 용수철 끝에 질량 0.125 kg인 물체가 매달려 단순 조화 운동을 하고 있는 경우 진동수는? (단, N/m 단위는 뉴턴/미터이다.)

40 Hz

$\frac{40}{\pi}\,\text{Hz}$

20 Hz

$\frac{20}{\pi}\,\text{Hz}$

스카이다이버가 지상에서 3000 m 상공에 떠 있는 헬리콥터에서 점프를 한다. 공기 저항을 무시한다면 2000 m 상공에서 스카이다이버의 낙하속도는? (단, 중력가속도는 $g=9.8\,\text{m/s}^2$로 한다.)

300 m/s

250 m/s

200 m/s

140 m/s

빛이 공기 중에서 어떤 물질로 입사할 때, 입사각이 $i=60^\circ$이고 굴절각이 $r=30^\circ$이다. 이 물질 속에서 빛의 속력은? (단, 진공과 공기 중에서 빛의 속력은 $3\times10^8\,\text{m/s}$이다.)

$v=\sqrt{3}\times10^8\,\text{m/s}$

$v=3\sqrt{3}\times10^8\,\text{m/s}$

$v=3\sqrt{2}\times10^8\,\text{m/s}$

$v=\frac{3\times10^8}{\sqrt{2}}\,\text{m/s}$

<보기 1>은 어떤 기체를 방전관에 넣고 전압을 걸어 방전시켰을 때 나온 빛을 분광기로 관찰한 결과이다. A와 B 중 하나는 노란색 빛을, 다른 하나는 초록색 빛을 나타낼 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기 2>에서 모두 고른 것은?
<보기 1>

<보기 2>
ㄱ. A가 노란색 빛이다.
ㄴ. 진동수는 A가 B보다 크다.
ㄷ. 광자 하나의 에너지는 A가 B보다 크다.

ㄱ

ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

우주정거장이 지구 중심으로부터 반지름이 7000 km인 원 궤도를 7.0 km/s의 등속력 $v$로 돌고 있다. 우주정거장의 질량은 200 톤이다. 우주정거장의 가속도는?

$0.007\,\text{m/s}^2$

$\frac{1}{7}\,\text{m/s}^2$

$1.0\,\text{m/s}^2$

$7.0\,\text{m/s}^2$

<보기>와 같은 회로에서 흐르는 전류 $I$는?
<보기>

$-\frac{1}{3}\,\text{A}$

0 A

$\frac{1}{3}\,\text{A}$

3 A

자동차 엔진의 실린더에서 기체가 원래 부피의 $\frac{1}{10}$로 압축되었다. 처음 압력과 온도가 1.0기압 27 ℃이고, 압축 후의 압력이 20.0기압이라면 압축 기체의 온도는? (단, 기체를 이상기체라 한다.)

270 ℃

327 ℃

473 ℃

600 ℃

수평면 위에 정지하고 있는 200 g의 나무토막을 향해 수평방향으로 10.0 g의 총알이 발사되었다. 나무토막이 8.00 m 미끄러진 후 정지할 때 나무토막과 수평면 사이의 마찰 계수가 0.400이라면, 충돌 전 총알의 속력은? (단, 중력가속도는 $g=10\,\text{m/s}^2$로 한다.)

108 m/s

168 m/s

224 m/s

284 m/s

어떤 증기기관이 섭씨 500도와 섭씨 270도 사이에서 동작하고 있을 때 이 증기기관의 최대 효율 값에 가장 가까운 것은?

약 50%

약 30%

약 23%

약 10%

두 원자가 서로의 동위원소일 경우에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

두 원자의 원자번호와 원자질량수가 같다.

두 원자의 원자번호와 원자질량수가 다르다.

두 원자의 원자번호는 같지만, 원자질량수는 다르다.

두 원자의 원자번호는 다르지만, 원자질량수는 같다.