1. 다음은 줄에 매달려 등속 원운동하는 물체에 대해 철수, 영희, 민수가 나눈 대화이다. 
옳게 말한 사람만을 있는 대로 고른 것은?
- 철수
- 민수
- 철수, 영희
- 철수, 민수
- 영희, 민수
2. 그림은 일정량의 이상 기체의 상태가 A →B →C → A를 따라 변할 때 압력과 절대 온도의 관계를 나타낸 것이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ㄱ
- ㄷ
- ㄱ, ㄴ
- ㄴ, ㄷ
- ㄱ, ㄴ, ㄷ
3. 그림 (가)는 금속판에 단색광을 비추었을 때 광전자가 방출되는 현상을, (나)는 X선을 흑연판에 입사시켰을 때 산란된 X선의 파장이 입사된 X선의 파장보다 길어지는 현상을, (다)는 자연광이 편광판을 통과하여 편광되는 현상을 나타낸 것이다. 
위 현상 중 빛의 입자성을 나타낸 것만을 있는 대로 고른 것은?
- (가)
- (다)
- (가), (나)
- (가), (다)
- (나), (다)
4. 그림과 같이 수평면 위에서 용수철에 질량이 m인 물체 A를 매달고 평형 위치에서 d만큼 압축시켰다가 놓았더니 A가 단진동하였다. 단진동하는 동안 A의 최대 속력은 v0이다. 그래프는 A를 놓은 순간부터 A의 위치를 시간에 따라 나타낸 것이다. 
동일한 용수철에 A 대신 질량이 1/4m인 물체 B를 매달고 평형 위치에서 d만큼 압축시켰다가 놓았을 때, B의 최대 속력과 B의 단진동 주기로 옳은 것은? (순서대로 최대 속력, 주기) [3점]
- v0, 2t0
- v0, 4t0
- 2v0, 2t0
- 2v0, 4t0
- 4v0, 2t0
5. 다음은 물결파의 회절과 굴절 현상을 관찰하는 실험이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ㄱ
- ㄴ
- ㄱ, ㄴ
- ㄱ, ㄷ
- ㄴ, ㄷ
6. 그림과 같이 높이가 h이고 수평인 책상 면 위에 정지해 있던 질량 1 kg인 물체에 10 N의 힘이 수평 방향으로 P 지점에서 Q지점까지 작용하였다. 그래프의 A, B는 힘이 작용하기 시작하는 순간부터 물체가 지면에 도달하는 순간까지 수평 방향의 속력과 연직 방향의 속력 중 각각 하나를 나타낸 것이다. 책상 면의 끝으로부터 물체가 지면에 도달한 지점까지 수평 거리는 1 m이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10 m/s2이고, 모든 마찰과 공기 저항, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]
- ㄱ
- ㄴ
- ㄱ, ㄴ
- ㄱ, ㄷ
- ㄴ, ㄷ
7. 그림 (가)는 xy평면에서 전류가 흐르는 가늘고 무한히 긴 직선 도선 P, Q가 각각 원점으로부터 d만큼 떨어져 평행하게 놓여있는 모습을 나타낸 것이다. P에는 +y방향으로 세기가 I인 전류가 흐르고 있다. 그림 (나)는 (가)에서 Q를 원점으로부터 2d 만큼 떨어진 곳으로 이동시킨 모습을 나타낸 것이다. 원점에서 자기장의 세기는 (가)에서 B이고, (나)에서 2B이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ㄴ
- ㄷ
- ㄱ, ㄴ
- ㄱ, ㄷ
- ㄱ, ㄴ, ㄷ
8. 그림과 같이 밀폐된 실린더의 두 부분에 단원자 분자 이상 기체 A, B가 들어있다. 피스톤은 힘의 평형을 이루며 정지해 있다. A의 절대 온도와 부피는 각각 T, 2V이고, B의 절대 온도와 부피는 각각 2T, V이다. 
A, B의 내부 에너지를 각각 UA, UB, 몰 수를 각각 nA, nB라 할 때, UA : UB와 nA : nB는? (단, 실린더와 피스톤 사이의 마찰은 무시한다.) (순서대로 UA : UB, nA, nB)
- 1 : 1, 4 : 1
- 1 : 2, 2 : 1
- 2 : 1, 1 : 1
- 2 : 1, 4 : 1
- 4 : 1, 2 : 1
9. 그림 (가)는 축전기 A, B, C를 전압이 일정한 전원 장치에 연결한 회로를, (나)는 (가)에서 A의 극판 사이에 유전체를 넣은 모습을 나타낸 것이다. 
(가)보다 (나)에서 더 큰 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 유전체를 넣지 않았을 때 A의 두 극판 사이는 진공이다.)
- ㄱ
- ㄴ
- ㄷ
- ㄱ, ㄴ
- ㄴ, ㄷ
10. 그림과 같이 기주 공명 실험 장치에 물을 채우고 유리관 입구에서 소리굽쇠를 진동시킨 후 수면을 입구에서부터 서서히 낮추어 가며 소리가 크게 들리는 수면의 위치를 찾는 실험을 하였다. 소리가 크게 들리는 수면의 위치를 입구에서 가까운 순서대로 A,B, C라고 할 때, A와 B, B와 C 사이의 거리는 모두 30 cm이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ㄱ
- ㄴ
- ㄷ
- ㄱ, ㄷ
- ㄴ, ㄷ
11. 그림은 원점에서 같은 거리 d만큼 떨어져 x축에 고정되어 있는 두 점전하를 나타낸 것이다. 두 전하의 전하량의 크기는 같고, 원점에서 두 전하에 의한 전기장의 방향은 +x방향이다. 점 P는 y축에 있는 점으로 원점에서 d만큼 떨어져 있다. 
원점과 P에서 두 전하에 의한 전기장의 세기를 각각 E0, Ep 라고 할 때, E0 : Ep는? [3점]
- 1 : √2
- 1 : 2√2
- √2 : 1
- 2 : 1
- 2√2 : 1
12. 그림은 물체의 한 점에서 나온 빛의 일부가 렌즈 A와 B를 통과하여 진행하는 경로를 나타낸 것이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ㄱ
- ㄷ
- ㄱ, ㄴ
- ㄴ, ㄷ
- ㄱ, ㄴ, ㄷ
13. 다음은 X선과 레이저 빛의 발생 과정에 대한 설명이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ㄱ
- ㄴ
- ㄱ, ㄷ
- ㄴ, ㄷ
- ㄱ, ㄴ, ㄷ
14. 그림과 같이 지면에 정지해 있는 소방차에서 파장이 λ0이고 진동수가 f0인 소리가 발생하고 있다. 철수가 소방차를 향해 일정한 속도 v 로 운동하며 듣는 소리의 진동수는 f이다. 
λ0은? [3점]
-
CBT문제은행AI2023-04-16 09:09
정지해 있는 소방차에서 발생한 소리의 진동수는 f0이므로 파장은 λ0 = v소리 / f0 이다. 여기서 v소리는 소리의 속도이다.
철수가 소방차를 향해 운동하면 소리의 속도는 변하지 않으므로 파장은 그대로 유지된다. 따라서 듣는 소리의 진동수 f는 λ = v소리 / λ0 에서 λ0 = v소리 / f 이다.
따라서 정답은 "
" 이다.
15. 그림 (가)는 음극판의 전자가 전압 V에 의해 정지 상태로부터 가속되어 양극판의 틈을 통해 방출되는 모습을, (나)는 (가)에서 방출된 전자들이 이중 슬릿을 통과한 후 형광판에 충돌하여 만든 간섭무늬를 나타낸 것이다. 
V만을 증가시킬 때, (가), (나)에서 더 커지는 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ㄱ
- ㄷ
- ㄱ, ㄴ
- ㄱ, ㄷ
- ㄴ, ㄷ
16. 그래프는 수소 원자의 1s, 2s오비탈에서 전자가 발견될 확률밀도를 원자핵으로부터의 거리에 따라 나타낸 것이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- ㄱ
- ㄷ
- ㄱ, ㄴ
- ㄴ, ㄷ
- ㄱ, ㄴ, ㄷ
17. 그림과 같이 저항, 코일, 축전기를 전압의 최댓값이 일정한 교류 전원에 연결하였다. 그래프의 A, B는 스위치 S를 p 또는 q에 연결했을 때, 회로에 흐르는 전류의 최댓값을 교류 전원의 진동수에 따라 나타낸 것이다. 
이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]
- ㄱ
- ㄷ
- ㄱ, ㄴ
- ㄱ, ㄷ
- ㄴ, ㄷ
18. 그림 (가)는 경사면의 A점에 가만히 놓인 공이 경사면을 내려와 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 에너지 E인 입자가 폭 L, 에너지 U0인 퍼텐셜 장벽을 향해 진행할 때 입자의 파동 함수를 나타낸 것이다. 
이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
- 철수
- 영희
- 철수, 민수
- 영희, 민수
- 철수, 영희, 민수
19. 그림과 같이 xy평면에 수직인 균일한 자기장 영역에 전하량이 +q인 두 입자 A, B가 같은 속력 v로 입사하였다. A, B는 각각 반지름이 2d, d인 원궤도를 따라 운동한 후 균일한 전기장 영역에 각각 수직으로 입사하여 같은 거리만큼 등가속도 직선 운동을 한 후 전기장 영역을 빠져나왔다. 전기장 영역을 빠져나오는 순간 A, B의 속력은 각각 2v, vB이다. 
vB는? (단, A와 B 사이의 상호 작용은 무시한다.) [3점]
-
CBT문제은행AI
2023-04-16 09:09
A와 B가 원궤도를 따라 운동하면서 받는 로렌츠 힘은 서로 같고 방향도 반대이다. 따라서 전기장 영역에 진입하기 전까지는 A와 B의 속도가 동일하게 유지된다. 전기장 영역에서는 A와 B가 같은 거리만큼 등가속도 직선 운동을 하므로, A와 B의 속도 비율은 2:1이다. 따라서 vB는 v의 절반인 "
"이 된다.
20. 그림 (가)는 수평인 xy평면에서 물체 A가 정지해 있던 물체 B, C를 향해 +x방향으로 3 m/s의 속도로 운동하는 모습을, (나)는 A가 B, C와 동시에 충돌한 후의 모습을 나타낸 것이다. 충돌 후 A는 +x방향으로 1 m/s의 속도로 운동하였으며 A, B,C의 질량은 각각 4 kg, 3 kg, 1 kg이다. 
(나)에서 C의 속력은? (단, 모든 마찰과 공기 저항, 물체의 크기는 무시한다.) [3점]
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CBT문제은행AI
2023-04-16 09:09
운동량 보존 법칙에 따라, 충돌 전과 후의 운동량은 같아야 한다. 따라서, A, B, C의 운동량을 각각 계산해보면 다음과 같다.
충돌 전:
A: 4 kg × 3 m/s = 12 kg·m/s
B: 3 kg × 0 m/s = 0 kg·m/s
C: 1 kg × 0 m/s = 0 kg·m/s
충돌 후:
A: 4 kg × 1 m/s = 4 kg·m/s
B: 3 kg × v_B = 3v_B kg·m/s
C: 1 kg × v_C = v_C kg·m/s
따라서, 운동량 보존 법칙에 따라 다음 식이 성립한다.
12 kg·m/s = 4 kg·m/s + 3v_B kg·m/s + v_C kg·m/s
이를 정리하면,
8 kg·m/s = 3v_B kg·m/s + v_C kg·m/s
따라서, C의 속력 v_C는 다음과 같다.
v_C = 8 kg·m/s - 3v_B kg·m/s
문제에서 A가 B, C와 동시에 충돌하였으므로, B와 C는 서로 반대 방향으로 충돌하게 된다. 따라서, 운동량 보존 법칙에 따라 B와 C의 운동량 합은 0이 된다. 즉,
3 kg × (-v_B) kg·m/s + 1 kg × v_C kg·m/s = 0
이를 정리하면,
v_C = 3v_B
따라서, 위에서 구한 식에 대입하면,
v_C = 8 kg·m/s - 3v_B kg·m/s = 3v_B
따라서, C의 속력은 3 m/s이다.
따라서, 정답은 "
"이다.
- 맞는 말이다. 등속 원운동을 하는 물체의 속도는 일정하다.
영희: "이 물체는 중력에 의해 아래로 떨어지려는 힘이 작용하고 있다."
- 틀린 말이다. 줄에 매달려 등속 원운동을 하는 물체는 중력에 의해 아래로 떨어지려는 힘이 작용하지만, 이 힘과 줄의 힘이 균형을 이루어서 물체는 수직 방향으로 움직이지 않는다.
민수: "이 물체는 가속도가 0이므로 작용하는 힘의 크기와 방향이 균형을 이루고 있다."
- 맞는 말이다. 등속 원운동을 하는 물체는 가속도가 0이므로 작용하는 힘의 크기와 방향이 균형을 이루어야 한다.