물리학개론

정지한 관측자를 향해 진동수 480 Hz의 경적을 울리는 자동차가 일정한 속력 $v$로 접근하고 있을 때, 관측자가 듣는 경적의 진동수는 540 Hz이다. $v$[m/s]는? (단, 음속은 360 m/s이다)

온도가 각각 50 K, 100 K, 150 K인 세 개의 열원이 있다. 이 중 두 열원을 선택해서 제작된 카르노 기관의 열효율이 될 수 있는 경우가 아닌 것은?

200 W의 전열기로 비열이 1000 J/kgㆍ°C이고, 질량이 100 g인 액체의 온도를 20 °C에서 100 °C로 올리는데 필요한 시간[s]은? (단, 전열기의 일률은 모두 액체의 온도를 높이는 데만 사용된다)

질량이 $m$이고 전하량이 $+e$인 양성자와 질량이 $4m$이고 전하량이 $+2e$인 알파 입자가 균일한 자기장 영역에 자기장과 수직한 방향으로 같은 속도 $v$로 각각 입사하였다. 두 입자는 자기장 영역 내에서 각각 등속 원운동을 하는데, 양성자와 알파 입자의 궤도 반지름은 각각 $R_p$, $R_{\alpha }$이다. $\frac{R_{\alpha }}{R_p}$는?

영의 이중슬릿 실험 장치에서 관찰된 간섭무늬의 간격을 일정하게 유지하려고 한다. 빛의 파장($\lambda$), 이중슬릿의 간격($d$), 이중슬릿과 스크린 사이의 거리($D$)가 바르게 연결되지 않은 것은? (단, $d\ll D$ 이다)

$\underset{\_}{\lambda }$$\underset{\_}{d}$$\underset{\_}{D}$

그림과 같이 직사각형 모양의 균일한 자기장 영역이 있는 $xy$평면상에 무한히 긴 직선 도선이 고정되어 있다. 도선에 흐르는 전류($I$)의 방향은 $+y$방향이고 세기는 1 A이다. 자기장 영역의 세로 길이는 1 m이고, 자기장의 방향은 $+x$방향이고 세기는 0.5 T이다. 도선이 받는 자기력의 크기와 방향은?

자기력 크기 방향(${xy}_{}$평면에서 수직으로)

그림은 광전효과 실험 장치에서 광원으로부터 나온 빛 P를 금속판에 비추었더니 광전자가 방출되어 회로에 광전류가 흐르는 것을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

운동 에너지가 $K_0$인 전자의 드브로이 파장은 ${\lambda }_0$일 때, 운동 에너지가 $2K_0$인 전자의 드브로이 파장은? (단, 상대론적 효과는 고려하지 않는다)

영률(Young’s Modulus)이 10¹¹ N/m²인 금속으로 단면적이 1 cm²이고 길이가 10 m인 직사각형 막대를 만들었다. 막대의 양 끝에서 각각 10 N의 힘을 가하여 막대를 당겼을 때 막대의 길이 변화[m]는?

그림과 같이 찌그러진 모양의 속이 빈 중성 도체 안에 전하량이 $Q$인 양전하가 놓여 있다. 도체를 둘러싸고 있는 닫힌 면을 통과하는 전기 선속의 크기는? (단, 도체 밖은 진공이고, 진공 유전율은 ${ϵ}_0$이다)

그림은 일정량의 이상 기체가 상태 A → B → C를 따라 변하는 동안 기체의 압력과 부피를 나타낸 것이다. A → B 과정에서 기체가 흡수한 열량을 $Q_1$, B → C 과정에서 기체가 흡수한 열량을 $Q_2$라고 할 때, $Q_1$:$Q_2$는?

그림과 같이 수평면에 정지해 있는 질량이 10 kg인 물체에 수평면으로부터 30 °의 각도로 크기가 $F$보다 큰 일정한 힘을 가했더니, 물체가 움직이기 시작했다. $F$의 최솟값[N]은? (단, 물체와 수평면 사이의 정지 마찰계수는 2이고, 중력가속도는 10 m/s²이다)

파장이 $\lambda$인 레이저가 일정한 일률 $P_0$로 방출되고 있다. 이 레이저가 초당 방출하는 광자의 수는? (단, 플랑크 상수는 $h$이고, 빛의 속도는 $c$이다)

그림은 굴절률이 1인 공기 중에 굴절률이 $n(>1)$인 두께가 $d$인 얇은 막에 파장이 $\lambda$인 레이저가 입사하고 반사하는 것을 나타낸 것이다. 빛 A는 막의 윗면에서 반사하고, 빛 B는 막을 투과한 후 막의 아랫면에서 한 번 반사한다. 공기 중에서 A와 B가 보강 간섭을 일으키기 위한 막의 두께 $d$중 가장 작은 값은? (단, 빛이 막에 수직으로 입사한다고 가정한다)

그림은 질량이 $m$인 물체가 길이가 $L$인 실에 연결되어 최고점 A와 B 사이를 운동하는 단진자를 나타낸 것이다. A에서 실이 연직 방향과 이루는 각은 $\theta$이다. 최하점 O에서 실의 장력의 크기는? (단, 중력가속도는 $g$이고, 물체의 크기와 실의 질량은 무시한다)

반지름이 $R$이고 질량이 $M$인 매우 얇은 원판이 원판의 중심 $\mathrm{O}$를 지나는 수직축을 회전축으로 하여 일정한 각속도 ${\omega }_0$로 회전하고 있다. 원판 위에서 $\mathrm{O}$로부터 $R$만큼 떨어진 지점에 질량이 $m$인 물체를 가만히 놓았더니, 물체가 원판 위에 고정된 채, 일정한 각속도 $\omega$로 원판과 함께 회전하였다. $\omega$는? (단, 원판은 균일하고, 원판의 관성 모멘트는 $\frac{1}{2}{MR}^2$이며, 물체의 크기는 무시한다)

수소 원자에서 주양자수 $n=5$인 상태의 전자가 가질 수 있는 궤도 각운동량의 크기로 옳지 않은 것은? (단, $\hslash =\frac{h}{2\pi }$이고 $h$는 플랑크 상수이다)

정지 상태에서 출발한 물체가 등가속도 운동을 하여 속력이 12 m/s가 될 때까지 거리 $d$만큼 이동한 후, 12 m/s의 속력으로 등속도 운동을 하여 거리 $2d$만큼 이동하고, 다시 등가속도 운동을 하여 속력이 6 m/s가 될 때까지 거리 $d$만큼 이동하였다. 이와 같이 물체가 출발한 순간부터 $4d$만큼 이동하는 동안, 물체의 평균 속력[m/s]은? (단, 물체는 일직선상에서 운동한다)

그림 (가)는 양 끝이 팽팽하게 고정된 길이가 $L_1$인 줄을, (나)는 한쪽 끝만 열린 길이가 $L_2$인 관을 나타낸 것이다. (가)에서 줄을 진동시켜 발생한 파동의 전달 속력은 $3v_0$이고, (나)에서 공기 중 소리의 전달 속력은 $2v_0$이다. (가)에서 줄을 진동시켜 정상파를 만들고 (나)에서 공기를 진동시켜 정상파를 만들 때, 기본 진동의 주파수는 서로 같다. $\frac{L_1}{L_2}$은?

그림은 저항값이 $R$인 저항과 전기용량이 $C$인 축전기, 전압이 $V$인 전원, 스위치로 이루어진 회로를 나타낸 것이다. 스위치를 닫은 후 축전기 양단 전압이 $\frac{V}{2}$가 되는 데 걸린 시간은 $t_1$이다. 만약 이 회로를 저항값이 $2R$로 축전기 전기용량이 $3C$로 변경하여 동일한 실험을 했다면 축전기 양단 전압이 $\frac{V}{2}$가 되는 데 걸린 시간 $t_2$는?

그림과 같이 반지름이 $R$인 반구면의 꼭대기에 정지해 있던 작은 물체가 중력에 의해 반구면을 따라 미끄러져 내려온다. 물체가 반구면에서 벗어나는 순간 물체의 속력은? (단, 중력가속도는 $g$이고, 물체의 크기와 모든 마찰은 무시한다)

그림과 같이 물체가 원점 O를 중심으로 반지름이 $r$인 원 궤도를 따라 일정한 속력 $v$로 점 A에서 점 B까지 운동하였다. 물체가 중심각이 60 °인 $\stackrel{⌢}{\mathrm{A}\mathrm{B}}$를 따라 운동하는 동안 평균 가속도의 크기는? (단, 물체의 크기는 무시한다)

그림과 같이 마찰이 없는 수평면에서 질량 $m_1$인 물체가 속력 $v_{}$로 운동하다가, 용수철 상수 $k$인 용수철에 연결되어 정지해 있던 질량 $m_2$인 물체와 충돌하여 서로 붙어서 단진동 운동을 한다. 단진동의 진폭은? (단, 용수철의 질량과 물체의 크기는 무시한다)

그림과 같이 초점 거리가 20 cm인 수렴 렌즈와 초점 거리가 10 cm인 발산 렌즈를 20 cm 간격으로 배치하고, 물체를 수렴 렌즈로부터 10 cm만큼 떨어진 지점에 놓는다. 이 광학계에 의해 만들어지는 물체의 상의 배율은?

그림은 좌표 $x$에 따른 전위 $V(x)$를 그래프로 나타낸 것이다. 전하량이 －1 C인 입자가 $x$ ＝ 0에서 $+x$방향으로 출발하여 $x$ ＝ 20 m를 지난다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 입자의 가속에 의한 전자기파 방출은 무시한다)