【물리학】 2005 MEET/DEET 물리학

2005 MEET/DEET 물리학

 

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30. 그림은 어떤 열기관을 모식적으로 나타낸 것이다. 이 열기관은 온도가 600K인 열원 A로부터 500J의 열을 흡수하여 200J의 일 을 하고, 온도가 300K인 열원 B로 300J의 열을 방출한다. 이에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ①

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열역학 

 

 

31. 그림 (가)는 전기장 E가 어떤 폐곡면의 면적 요소 ΔA의 법선과 θ의 각을 이루며 그 폐곡면을 통과하는 모습을 나타낸 것이다. ΔA의 법선 방향은 폐곡면의 내부에서 외부로 나가는 방향이다. 이 때, 이 면적 요소를 통과하는 전기선속은 EΔAcosθ가 된다. 그림 (나)는 전하가 +q인 4개의 양전하와 -q인 1개의 음전하가 땅 콩 모양으로 생긴 폐곡면의 내부에 3개, 외부에 2개 분포해 있는 모습을 나타낸 것이다. 이 땅콩 모양의 폐곡면을 통과하는 전기선속의 총합은? (단, 그림 (나) 에서 공간의 유전율은 ε이고, 국제표준 단위(SI 단위)를 사용한다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ②

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맥스웰 제1법칙 

 

 

32. 그림 (가)는 전기쌍극자를 나타낸 것이다. 여기에서 전기쌍극자 중심으로부터의 거리가 r이고 전기쌍극자 방향과의 각이 θ 인 곳에서의 전위 V(r,θ)는 r이 전기쌍극자의 크기에 비하여 매우 클 때, r^2에 반비례하고 cosθ에 비례한다. 그림 (나)는 평면에 있는 동일한 전기쌍극자들이 같은 간격으로 배열되어 있는 것을 나타낸 것이다. 이 때 전기쌍극자의 중심은 원 둘레 위에 있다. 원의 중심으로부터 같은 거리에 있는 세 점 P, Q, R 중에서 전위가 높은 곳부터 낮은 곳으로 순서대로 바르게 나열한 것은? (단, 그림 (나)에서 두 점선은 서로 수직이며 원의 중심을 지난다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑤

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맥스웰 제1법칙 

 

 

33. 그림은 질량이 m인 물체가 공기 중에서 초기 속력 v0=0으로 연직 방향으로 낙하하는 것을 나타낸 것이다. 낙하하는 동안 물체는 공기에 의한 저항력을 받는다. 저항력의 크기와 물체에 작용하는 중력의 크기가 같아지면 물체는 등속 운동을 하게 되며, 이 때 물체의 속력 vt 를 종단 속력이라고 한다. 속력이 v인 물체가 받는 공기 저항력의 크기가 kv일 때, 물체의 운 동에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 중 력가속도는 g이며, k는 상수이고, 물체의 회전은 무시한다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ①

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34. 그림은 수평인 도로 위에서 움직이고 있는 자동차와 자동차 뒤쪽 도로 위에 정지해 있는 영희를 나타낸 것이다. 이 자동차는 멀리 떨어져 있는 벽을 향해 속력 v인 등속 운동을 한다. 이 자동차 위에 설치된 스피커는 자동차의 앞뒤 방향으로 200Hz 의 음파를 방출하고 있다. 자동차 뒤쪽으로 향하는 음파와 벽에서 반사된 음파가 만드는 2 Hz의 맥놀이를 영희가 듣는다. <표>는 스피커가 방출하는 음파의 진동수, 자동차의 속력과 진행 방향이 위의 상황과 다른 세 가지 경우를 나타낸 것이다. 이 때, 자동차는 영희와 벽 사이에서 등속 운동한다. 정지해 있는 영희가 듣는 맥놀이 진동수가 2 Hz보다 큰 경우를 <표>에서 모두 고른 것은? (단, 음속은 일정하며 스피커는 단일 진동수의 음파를 방출한다.)

⑴ 문제 

 

 

⑵ 풀이 : ③

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도플러 효과 

 

 

35. 그림은 보어의 수소 원자 모형을 나타낸 것이다. 질량이 m인 전자가 원자핵 주위를 속력 v로 원운동하고 있다. 이 때 전자의 전하는 e-이고 원자핵의 전하는 +e이며, 원궤도의 반지름은 r이다. <표>는 보어의 수소 원자 모형에 관련된 식과 이 식에 대한 철수의 설명을 짝지어 놓은 것이다. 식에 대한 철수의 설명이 옳은 것을 <표>에서 모두 고른 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ④

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보어 원자 모형  

 

 

36. 그림 (가)는유리로만든정사각기둥의 중 심에 정사각 기둥 모양의 구멍이 뚫려 있는 물 체가 수평면에 서 있는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 이 유리 기둥을 수평으로 자른 단면을 나타낸 것이다. 단면의 유리와 가운데 빈 공간은 한 변의 길이가 각각3d와d인 정사각형을 이룬다. 파장이 λ_0인 가시광선이 입사각 θ_0로 수평면과 평행하게 P점으로 입 사할 때, 이 광선은 Q점에 도달한다. 입사광선의 진행 경로는 입사각, 입사광선의 파장, 유리의 재질에 따른 굴절률에 따라 변한다. <보기>는 이들 세 가지 중 한 가지가 달라지는 경우를 나타낸 것이다. P점을 통과한 광선이 선분 AB를 지나는 경우를 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 모든 반사광선은 무시한다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ③

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기하광학 

 

 

37. 그림은 수평면 위에서 속력 v로 등속 운동하던 물체 A가 수평면 위에 정지해 있던 질량이 같은 물체 B와 탄성 충돌하는것을 나타낸 것이다. 충돌 직후 A와 B는 충돌 전 A의 진행 방향과 각각 30°와 60°의 각으로 튕겨졌다. 그 후 A와 B는 곡면을 따라 올라가다가 최고점에 도달한 후 내려온다. 이에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물체의 크기와 모든 마찰은 무시한다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ④

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38. 구면계를 이용하여 볼록 거울의 곡률반경 R을 구할 때의 식은 R = a^2 / 6h + h / 2로 주어진다. 다음은 어떤 볼록 거울에 대하여 a와 h 의 측정값을 평균값과 표준오차로 나타낸 것이다.

 

a = 60.00±0.09 mm

h = 3.000±0.003 mm

 

이 때, 오차 전파의 방법으로 R의 표준오차를 계산한 값은 0.6320 이었다. 이 볼록 거울의 곡률반경 R을 평균값과 표준오차로 가장 바르게 나타낸 것은? (단, a와 h의 측정값은 서로 영향을 주지 않 는다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑤

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기하광학 

 

 

39. 다음은 전류천칭 장치를 이용하여 공기의 투자율 μ의 값을 구하는 실험 과정의 일부를 나타낸 것이다. 공기의 투자율 μ를 구하기 위해 더 측정해야하는 물리량이아닌 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ②

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전류천칭장치 

 

 

40. 그래프는 원자핵의 질량수에 따른 핵자당 결합 에너지를 개략적 으로 나타낸 것이다. 이 그래프에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ①

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핵화학 

 

 

41. 그림은 오토바이가 수평면과 θ0의 각을 이루는 빗면으로 이루어진 도 약대에서 뛰어오르는 모습을 나타낸 것이다. 공중에서 가속 핸들을 조작해서 뒷바퀴의 각속도의 크기를 증가시켰 더니, 이 효과에 의해 오토바이의 두 바퀴축을 연결하는 선이 수평면과 이루는 각 θ가 증가하였다. 이에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 오토바이 바퀴의 각속도 방향은 변하지 않으며 운전자는 가속핸들과 브레이크 조작 외에 아무 동작도 하지 않는다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ③

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42. 그림 (가)는 반지름이 a인 원통의 양쪽에 반지름이 b인 동일한 원 통 두 개를 중심축이 일치하도록 연결하여 만든 질량이 3kg인 물체를 나타낸 것이다. 이 물체를 마찰이 있는 수평면 위에 놓고, 반지름 이 a인 원통의 중앙에 감긴 실의 한쪽 끝을 물체의 중심축과 수직 방향으로 크기가 2N인 힘으로 잡아당기고 있다. 이 힘의 방향과 수평면 사이의 각은 60°이다. 그림 (나)는 이 물체의 측면도를 나타낸 것이고, f는 물체와 수평면 사이의 마찰력의 크기이다. 이 물체가 회전하지않고 정지해 있다면, a와 b 사이의 관계를 옳게 나타낸 것은? (단, 물체의 밀도는 균일하고 실의 질량은 무시한다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ④

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강체역학(회전역학) 

 

입력: 2025.05.21 11:20