7급 국가직 물리학개론 2015년 기출문제

절대온도가 T이고 부피가 V인 이상기체가 있다. 이 기체가 등온, 등압, 단열 과정을 통하여 같은 부피만큼 팽창하는 동안 한 일을 각각 W_등온, W_등압, W_단열이라고 할 때, 그 크기의 순서로 옳은 것은?

일정한 부피의 밀폐된 상자 안에 20몰의 공기가 들어 있다. 상자 안의 공기 온도가 25 °C에서 20 °C로 낮아질 때, 공기의 내부에너지 변화(J)는? (단, 공기에 대한 등적 몰열용량 $C_V$와 등압 몰열용량 $C_p$의 비 $\gamma =\frac{C_p}{C_V}=\frac{7}{5}$이고, 공기는 이상기체로 취급하며 이상기체의 기체상수는 R ＝ 8 J/(mol·K)이다)

온도가 6000 K인 어떤 물체의 총 에너지 복사율은 $H_1$이고, 이 물체가 5400 K로 식었을 때, 총 에너지 복사율은 $H_2$이다. 이 때 $\frac{H_2}{H_1}$에 가장 가까운 값은? (단, 물체의 크기 변화는 무시한다)

수평으로 놓인 딱딱한 종이판을 관통하여 연직 하방으로 세기가 균일한 자기장 B가 형성되어 있다. 이 종이판 위에 원형 도선을 놓은 후 전류 I를 흘려주었을 때, 이 도선의 운동 상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

비저항이 3 Ω·m인 물질로 이루어진 한 변의 길이가 1 cm인 정육면체들을 아래 그림과 같이 배열하였다. 이때 점 A와 B 사이의 저항(Ω)은? (단, 모든 접점의 저항은 무시한다)

아래 그림의 전기 회로에서 10 Ω 저항체에 흐르는 전류(A)는?

440 Hz로 진동하는 소리굽쇠 A와 진동수를 모르는 소리굽쇠 B를 동시에 때렸더니 초 당 4회의 맥놀이가 들렸다. 소리굽쇠 B의 가지에만 알루미늄 테이프를 붙인 후, 두 소리굽쇠를 동시에 때렸더니 초 당 2회의 맥놀이가 들렸다. 테이프를 붙이기 전의 소리굽쇠 B의 진동수(Hz)는?

아래 그림과 같이 고정된 짧은 튜브에 줄을 통과시키고, 그 끝에 질량 M인 추를 매단 후 줄의 다른 쪽 끝을 진동자에 연결하였다. 진동자가 100 Hz로 진동하니 줄에 5배 진동의 정상파가 형성되었다. 줄의 길이가 1 m이고 줄의 선밀도가 2.45 g/m일 때, 추의 질량(kg)은? (단, 줄과 튜브 사이의 마찰력과 공기저항은 무시하고, 중력가속도 g ＝ 9.8 m/s²이다)

아래 그림과 같이 전류 $I$가 양쪽으로 무한히 긴 직선 도선을 따라 흐를 때, 점 P에서 자기장의 크기는? (단, 이 도선은 진공에 놓여 있고, ${\mu }_o$는 자유 공간의 투자율이다)

부피가 같은 금속구 A와 금속구 B가 어떤 정지유체 속에 가라앉아 있다. A의 밀도는 $2\rho$이고 B의 밀도는 $\rho$이다. A가 B보다 2.5배 큰 알짜힘을 받을 때, 유체의 밀도는? (단, 두 구에 작용하는 알짜힘의 방향은 같다)

보어의 수소원자 모형에서 전자가 첫 번째 들뜸상태(양자수 n ＝ 2)의 궤도를 따라 운동하고 있을 때, 궤도 반지름이 $r$이다. 이 때 전자의 운동량의 크기는? (단, $h$는 플랑크 상수이다)

질량이 400 kg인 인공위성이 지구 주위를 일정한 속력 7 km/s로 원형궤도를 따라 공전하고 있다. 이 인공위성의 역학적 에너지(J)는? (단, 지구의 중력만을 고려하며, 위치에너지는 지구로부터 무한대의 거리에서 0이다)

반지름이 $R$인 원형 고리가 지표면 위에 놓여있다. 그림에서와 같이 고리의 최고점 $P_1$에서 원주 위의 점 $P_2$까지 연결된 직선 모양의 철사를 따라 철사에 꿰어진 구슬이 이동한다. $P_1$에서 구슬의 속력이 0일 때, $P_2$까지 도달하는데 걸리는 시간은? (단, 고리의 모양과 위치는 고정되어 있고, 철사와 구슬 사이의 마찰과 공기저항은 무시하며, 중력 가속도는 $g$이다)

탄성계수가 10 N/m인 용수철의 한쪽 끝을 천장에 고정하고 늘어뜨렸더니 길이가 2 m였다. 이 용수철의 다른 쪽 끝에 질량이 1 kg인 추를 매달고, 추를 연직 상방으로 들어올려 용수철을 1 m로 압축한 후 추를 가만히 놓았다. 추가 가장 낮은 위치에 도달할 때, 천장에서 추까지의 거리(m)는? (단, 용수철의 질량, 추의 부피, 공기저항은 무시하며, 중력 가속도는 10 m/s²이다)

운동에너지가 60 keV인 전자가 1차로 파장이 ${\lambda }_1$인 광자를 방출하면서 20 keV로 감속되어 진행하다가, 2차로 파장이 ${\lambda }_2$인 광자를 방출하면서 정지하였다. 이 때 $\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}$의 값은? (단, 전자가 잃은 운동에너지는 모두 광자의 에너지로 전환되었다)

고정된 핀을 축으로 자유롭게 회전할 수 있는 막대가 수직 방향으로 정지한 상태로 있다. 질량 $m$인 점입자가 수평 방향의 속력 $v$로 날아와 점 $P$에 달라붙은 직후 막대의 각속력은? (단, 핀에 대한 막대의 관성 모멘트는 I이다)

공기 중에서 진동수가 $5\times {10}^{14}$ Hz인 빛이 어떤 투명한 매질로 입사하여 진행한다. 이 매질 안에서 빛의 파장이 500 nm일 때, 매질의 굴절률은? (단, 빛의 속도는 $3\times {10}^8$ m/s이다)

아래 그림의 전기 진동 회로에서 축전기 C의 최대 전하량이 $Q$이다. 코일 L에 흐르는 전류의 크기가 최대값에 도달했을 때, 축전기의 전하량은?

전하 Q가 균일하게 분포해 있는 지름이 10 cm인 부도체 구의 중심에서 50 cm 떨어져 있는 점전하가 받는 힘이 10 N이다. 이 구의 전하가 2 Q이고 지름이 20 cm일 때, 점전하가 받는 힘의 크기(N)는?

굴절률이 1.8인 유리 위에 굴절률이 1.5인 투명한 박막을 입혀서 빛의 반사를 줄이고자 한다. 파장이 600 nm인 빛이 이 박막에 수직으로 입사할 때, 이 빛의 반사를 최소로 하기 위한 박막의 최소 두께(nm)는?