7급 국가직 물리학개론 2020년 기출문제

어떤 입자의 위치와 운동량을 동시에 측정하는 것은 불가능하다는 내용을 설명하는 것은?

레이저 빛에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

용수철에 매달린 물체가 단순 조화 진동을 한다. 이 물체의 운동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

온도가 $T_1$, $T_2$인 두 열원 사이에서 작동하는 카르노 기관이 있다. 이 기관의 효율이 가장 높은 두 열원의 온도[K] 조합은?

$T_1$ $T_2$

질량이 1 kg이고 원점에 정지해 있던 물체에 그래프와 같이 힘이 가해졌다. 6 m 지점에서 물체의 속력[m/s]은? (단, 마찰력과 공기 저항은 무시하고, 힘의 방향은 일정하며, 물체는 힘의 방향으로 직선상에서 움직인다)

중력상수($G$)와 Planck 상수($h$)의 단위를 각각 올바르게 표시한 것은?

$G$ $h$

밀도가 균일하고 길이가 $L$, 질량이 $m$인 가느다란 막대가 그림과 같이 한쪽 끝을 회전축으로 진동하고 있는 물리진자가 있다. 이 진자의 주기가 $T$일 때 다른 조건은 그대로 두고 질량을 $2m$으로 하면 진자의 주기는? (단, 진자의 진폭은 매우 작다)

작은 위성이 타원 궤도를 그리며 거대한 행성 주위를 공전한다. 위성의 속력이 $v$인 지점에서 행성에 의한 중력의 크기가 $F$일 때, 위성의 속력이 $2v$인 지점에서 행성에 의한 중력의 크기는?

마찰이 없는 수평면 위에 질량이 $M$인 물체가 놓여 있고, 그 위에 질량이 $m$인 물체가 놓여 있다. 일정한 힘 $F$가 그림과 같이 질량이 $M$인 물체에 가해지자, 질량이 $m$인 물체가 미끄러지지 않은 상태로 두 물체가 $F$의 방향으로 수평면 상에서 함께 움직였다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, ${\mu }_S$는 두 물체 사이의 정지마찰계수이고, 공기의 저항은 무시하며, $g$는 중력가속도이다)

그림과 같이 전지 V, 저항 R, 유도기 L 및 축전기 C가 연결된 회로가 있다. 스위치를 A에 연결하여 충분한 시간을 기다린 후, 스위치를 B로 옮겼다. 스위치가 B에 연결된 직후의 회로에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

ㄱ. 유도기에 흐르는 전류의 크기는 증가한다.

ㄴ. B 지점에 흐르는 전류의 방향은 시계 방향이다.

ㄷ. 축전기의 전압은 감소한다.

이상기체(ideal gas)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

두 축전기 C₁, C₂가 병렬로 연결된 상태에서 총 전하량 36 $\mu$C이 충전되어 있을 때 전위차가 3 V이다. C₁의 전기용량이 4 $\mu$F일 때 C₂의 전기용량[$\mu$F]은?

반지름이 $a$이고, 표면이 균일한 전하밀도 $\rho$로 대전된 도체구가 진공 중에 놓여 있다. 구의 중심에서 $\frac{a}{2}$만큼 떨어진 한 지점에서 전기장의 세기는? (단, ${ϵ}_0$는 진공의 유전율이다)

균일한 자기장 영역에서 대전 입자가 반지름 $R$인 원 궤도를 따라 운동에너지 $E$로 원운동하고 있다. 이 입자가 동일한 자기장 영역에서 반지름이 $2R$인 원 궤도를 돈다면 운동에너지는?

영의 이중슬릿 간섭실험 장치에 빛 대신 전자 빔을 사용하면 단색광을 사용했을 때와 같은 전자의 간섭무늬를 얻을 수 있다. 어떤 전자 빔으로 이중슬릿 간섭실험을 했을 때 스크린의 인접한 밝은 무늬 사이 간격이 $d$이다. 다른 조건은 그대로 두고 전자의 운동에너지를 절반으로 낮출 때, 인접한 밝은 무늬 사이 간격과 가장 가까운 것은? (단, 상대론적 효과는 무시한다)

물에 띄웠을 때 부피의 50 %가 물속에 잠기는 공이 있다. 이 공을 어떤 용액에 띄웠더니 부피의 80 %가 용액 속에 잠겼다. 이 용액의 밀도[kg/m³]는? (단, 물의 밀도는 1,000 kg/m³이고, 공의 내부 밀도는 균일하다)

바닥에서 천장까지 높이가 3 m인 엘리베이터가 2 m/s²의 일정한 가속도로 올라가고 있다. 이때 엘리베이터 천장에 고정되어 있던 작은 물체가 분리되어 자유낙하한다면, 엘리베이터 바닥에 떨어질 때까지 소요되는 시간[초]은? (단, 물체의 크기와 공기 저항은 무시하고, 중력가속도는 10 m/s²이며, 엘리베이터의 가속 방향은 중력과 반대이다)

그림과 같이 굴절률이 $n=1.5$인 유리 위에 $n=1.2$인 어떤 물질을 코팅하였더니, $n=1.0$인 공기 중에서 유리면 방향으로 수직 입사하는 빛이 거의 반사되지 않고 대부분 투과되었다. 공기 중에서 빛의 파장이 600 nm일 때, 코팅된 물질의 최소 두께[nm]는?

등적 몰비열, 등압 몰비열이 각각 $\frac{3}{2}R$, $\frac{5}{2}R$인 단원자 이상기체 $n$몰이 있다. 초기 온도가 $T_i$, 압력이 $P_i$인 이 기체가 단열 팽창하여, 외부에 $W$만큼 일을 한다. 일을 마친 후 기체의 압력이 $P_f$일 때, $\frac{P_f}{P_i}$는? (단, $R$는 기체상수이고, $W$ > 0이다)

그림과 같이 세 편광자 A, B, C가 있다. 편광자 A, B, C의 축과 수직선이 이루는 각은 각각 0 °, 45 °, 90 °이다. 다음 설명 중 옳은 것만을 모두 고르면?

ㄱ. 편광자 A, B, C 중 하나를 선택하여 편광되지 않은 빛을 통과시키면, 통과 후 빛의 세기는 세 편광자에서 모두 같다.

ㄴ. 편광자 A, B, C 모두를 임의의 순서로 배치한 후 편광되지 않은 빛을 차례로 통과시키면, 통과 후 빛의 세기는 편광자의 배치 순서와 무관하게 모두 같다.

ㄷ. 편광자 A, B, C 중 임의로 두 개를 선택하여 편광되지 않은 빛을 차례로 통과시키면, 통과 후 얻을 수 있는 빛의 세기의 최댓값은 처음 세기의 25 %이다.