[7급 지방직 물리학개론] 24년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

이상기체의 온도가 4배로 증가하고 부피는 1/2배로 감소할 때, 압력은 처음의 몇 배인가? (단, 이상기체의 분자수 변화는 없다)

2배

8배

1/2배

1/8배

여름날 측정된 공기의 온도가 40°C일 때, 이 온도를 화씨[°F]로 나타내면?

72

54.2

102

104

보어의 수소 원자 모형에서 바닥 상태 전자의 드브로이 파장이 $\pi$Å일 때, 이 전자의 궤도 둘레 길이[Å]가 될 수 있는 것은?

$\frac{1}{2}\pi$

$\frac{3}{2}\pi$

$2\pi$

$\frac{5}{2}\pi$

모양이 다른 4개의 용기에 동일한 액체가 채워져 있다. 액체와 닿는 바닥면에서 압력이 가장 높은 것은? (단, 용기와 액체는 정지 상태며, 각 용기의 열린 쪽 액체 표면에서의 압력은 대기압이다)

[그림]

[그림]

[그림]

[그림]

그림은 전기용량이 $C$로 동일한 축전기들을 이용하여 만든 회로를 나타낸 것이다. 이 회로의 A, B 사이의 모든 축전기를 포함한 등가 전기용량은?

$\frac{C}{2}$

$\frac{C}{3}$

$\frac{C}{4}$

$\frac{C}{5}$

그림과 같이 $xy$평면에서 두 점전하 A, B가 각각 전하량 $Q_{\mathrm{A}}$, $Q_{\mathrm{B}}$를 가지고, 좌표 원점으로부터 각각 거리 $d$만큼 떨어져 $x$축 위에 고정되어 있다. 이때, $y$축 위 어떤 지점 P에서 측정된 전기장은 $+x$축 방향이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

ㄱ. A는 양전하이다.
ㄴ. B는 양전하이다.
ㄷ. $Q_{\mathrm{A}}$와 $Q_{\mathrm{B}}$의 절댓값의 크기는 같다.

ㄱ

ㄷ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

반지름이 $R$인 원통형 직선 도선이 진공 중에 놓여있고, 이 도선의 단면에 균일하게 분포된 정상전류 $I$가 도선의 길이 방향으로 흐른다. 도선의 중심으로부터 도선의 길이 방향에 수직하여 $R$만큼 떨어진 지점에서 자기장의 세기는? (단, 진공의 투자율은 $\mu_0$이다)

$\frac{\mu_0 I}{2\pi R}$

$\frac{\mu_0 I}{\pi R}$

$\frac{2\mu_0 I}{\pi R}$

$\frac{3\mu_0 I}{2\pi R}$

그림과 같이 균일한 자기장이 $xy$평면에 수직 방향으로 형성되어 있다. $xy$평면에 직사각형 모양인 도선에 전류 $I$가 흐를 때, 전체 도선이 자기장에 의하여 받는 합력에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 도선은 고정되어 있다)

합력은 0이다.

$-x$축 방향으로 합력이 작용한다.

$+x$축 방향으로 합력이 작용한다.

$+y$축 방향으로 합력이 작용한다.

광전효과 실험에서 진동수가 $f$인 빛을 일함수가 $2E_0$인 금속판에 비추었을 때, 금속판에서 방출되는 광전자의 최대운동에너지는 $E_0$이었다. 진동수가 $2f$인 빛을 동일한 금속판에 비춘다면 방출되는 광전자의 최대운동에너지는?

$E_0$

$2E_0$

$3E_0$

$4E_0$

그림은 길이가 $L$인 1차원 무한퍼텐셜 우물에 갇힌 질량이 $m$인 입자의 양자수($n$)에 따른 에너지 준위($E_n$)와 파동함수($\psi_n$)를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, 파동함수는 잘 보이게 하기 위하여 수직으로 분리된 축에 그려져 있다)

ㄱ. $n=3$일 때 입자의 파장은 $\lambda=\frac{3L}{2}$이다.
ㄴ. $n=2$일 때 입자의 에너지는 $E_2=\frac{h^2}{2mL^2}$이다.
ㄷ. $x=0$과 $x=L$ 지점에서 입자를 발견할 확률은 0이다.

ㄱ

ㄷ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

수평면에서 질량이 2 kg인 물체가 정지 상태에서 수직 방향으로 발사되어 최대 높이 15 m에 도달하였다. 운동하는 동안 물체의 퍼텐셜에너지가 운동에너지의 2배가 되었을 때 물체의 속력[m/s]은? (단, 물체의 크기와 공기저항은 무시하고, 중력가속도는 10 m/s2이다)

$5\sqrt{2}$

10

$10\sqrt{2}$

$\sqrt{10}$

활주로에 착륙하고 있는 비행기가 있다. 활주로에 바퀴가 닿는 순간의 비행기 수평 방향 속력이 360 km/h이고, 크기 10 m/s2의 일정한 가속도로 감속하여 정지하였다면 비행기가 정지할 때까지 활주로에서 이동한 거리[m]는? (단, 활주로는 수평이고, 바퀴가 닿는 순간부터 비행기는 활주로 위에서 직선운동 한다)

300

360

480

500

그림과 같이 두 개의 카르노 열기관 $\mathrm{A}_1$과 $\mathrm{A}_2$가 서로 연결되어 있다. $\mathrm{A}_1$은 고열원으로부터 열 $Q_1$을 흡수하여 외부로 $W_1$만큼 일을 하고 $\mathrm{A}_2$로 열 $Q_2$를 방출한다. $\mathrm{A}_2$는 $\mathrm{A}_1$으로부터 열 $Q_2$를 흡수하여 외부로 $W_2$만큼 일을 하고 저열원으로 열 $Q_3$를 방출한다. $\mathrm{A}_1$과 $\mathrm{A}_2$의 열효율이 각각 $e_1$과 $e_2$일 때, 열효율의 비율 $\frac{e_1}{e_2}$을 $Q_1$, $Q_2$, $Q_3$를 이용하여 나타내면?

$\frac{Q_1(Q_1-Q_2)}{Q_2(Q_2-Q_3)}$

$\frac{Q_2(Q_1-Q_2)}{Q_1(Q_2-Q_3)}$

$\frac{Q_1(Q_1-Q_2)}{Q_2(Q_3-Q_2)}$

$\frac{(Q_1-Q_2)}{(Q_2-Q_3)}$

높이가 5 cm인 물체가 초점 거리 2 cm인 수렴렌즈의 왼쪽 10 cm 지점에 놓여 있다. 이 렌즈의 수직 배율은?

도립된 0.20배

정립된 0.20배

도립된 0.25배

정립된 0.25배

50 m/s의 속력으로 등속도 운동하는 자동차 A가 정지 상태의 자동차 B를 지나가는 순간, B도 A와 같은 방향으로 등가속도 운동을 시작하였다. B의 가속도가 20 m/s2이라면, B가 A를 처음 앞지르기 시작하는 것은 B가 출발한 순간부터 몇 초 후인가? (단, A, B의 크기는 무시하며 직선운동 한다)

2.5

3

5

10

그림과 같이 도르래에 늘어날 수 없는 줄이 걸쳐있고, 줄의 양쪽에는 각각 질량이 5 kg, 20 kg인 추가 매달려있다. 20 kg의 추가 낙하하는 동안 줄의 장력[N]은? (단, 도르래와 줄의 질량과 모든 마찰은 무시하며, 중력가속도는 10 m/s2이다)

80

150

160

200

그림은 질량이 각각 $m$, $2m$, $3m$인 입자 A, B, C의 위치를 나타낸다. 이 세 입자로 이루어진 계의 질량 중심 위치는? (단, 모든 입자의 크기는 무시한다)

$\left(-a,\ \frac{1}{3}a\right)$

$(-a,\ 0)$

$\left(-2a,\ -\frac{1}{3}a\right)$

$\left(-2a,\ -\frac{2}{3}a\right)$

직선도로의 양 끝에서 각각 출발한 두 자동차 A, B가 서로를 향해 같은 속력 $v$로 달리고 있다. 이때 A에서는 진동수가 $f$인 사이렌이 울리고 있고, B에 탄 운전자에게 들리는 A의 사이렌 진동수가 $1.5f$라면 $v$는? (단, 음파의 속력은 $v_s$이다)

$\frac{1}{2}v_s$

$\frac{1}{3}v_s$

$\frac{1}{4}v_s$

$\frac{1}{5}v_s$

그림과 같이 용수철 상수가 $k$인 용수철에 질량이 $m$인 물체가 달려있다. 평형상태인 용수철의 길이에서 $A$만큼 늘인 후 물체를 가만히 놓았을 때 나타나는 단순조화운동에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 모든 마찰은 무시한다)

용수철 상수가 $k$에서 $k/2$로 감소하면 진동의 주기는 증가한다.

물체의 질량이 $m$에서 $2m$으로 증가하면 진동의 주기는 감소한다.

물체의 질량이 $m$에서 $2m$으로 증가해도 진동의 주기는 변하지 않는다.

평형상태에서 처음 늘이는 길이를 $A$ 대신 $A/2$로 하면 진동의 주기는 감소한다.

그림과 같이 굴절률 $n$이 서로 다른 세 층으로 이루어진 매질에 빛이 45°의 각도로 입사하였다. $n=1.5$와 $n=2.0$의 경계면에서 굴절각이 $\theta$일 때 $\cos\theta$는?

$\frac{\sqrt{14}}{4}$

$\frac{\sqrt{3}}{2}$

$\frac{\sqrt{7}}{4}$

$\frac{1}{2}$