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First 50 of 199 questions. Each one lists the choices, the correct answer, and an explanation. The checker at the top of this page saves progress in this browser when it is available.

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Question 1물리학 I

정지해 있던 물체가 일정한 가속도 2 m/s²로 직선 운동을 시작하여 4초 동안 이동하였다. 이 4초 동안 물체가 이동한 거리는?

  1. 32 m
  2. 16 m Correct answer.
  3. 4 m
  4. 8 m

Explanation

등가속도 직선 운동에서 이동 거리는 s = ½at²로 구한다. 정지 상태에서 출발했으므로 초기 속도는 0이고, a = 2 m/s², t = 4 s를 대입하면 s = ½ × 2 × 4² = 16 m이다. 따라서 4초 동안 이동한 거리는 16 m이다.

Question 2물리학 I

질량이 2 kg인 물체에 알짜힘 6 N이 작용할 때, 물체의 가속도 크기는?

  1. 12 m/s²
  2. 3 m/s² Correct answer.
  3. 0.33 m/s²
  4. 6 m/s²

Explanation

뉴턴 운동 제2법칙에 따르면 물체의 가속도는 알짜힘을 질량으로 나눈 값이다. a = F/m = 6 N / 2 kg = 3 m/s²이다.

Question 3물리학 I

파동의 속력이 340 m/s이고 진동수가 170 Hz일 때, 이 파동의 파장은?

  1. 2 m Correct answer.
  2. 0.5 m
  3. 1 m
  4. 4 m

Explanation

파동의 속력 v는 진동수 f와 파장 λ의 곱이다. λ = v/f = 340/170 = 2 m이다.

Question 4물리학 I

마찰이 없는 수평면에서 질량 2 kg인 물체가 3 m/s의 속력으로 정지해 있는 질량 4 kg인 물체와 충돌하여 한 덩어리가 되었다. 충돌 후 두 물체의 속력은?

  1. 1 m/s Correct answer.
  2. 2 m/s
  3. 1.5 m/s
  4. 0.5 m/s

Explanation

외부 힘이 없는 충돌에서는 운동량이 보존된다. 충돌 전 운동량은 2 kg × 3 m/s = 6 kg·m/s이고, 충돌 후 질량은 6 kg이므로 공동 속도는 6/6 = 1 m/s이다.

Question 5물리학 I

질량 4 kg인 물체의 속력이 3 m/s에서 5 m/s로 증가할 때, 물체에 작용한 알짜힘이 한 일은?

  1. 16 J
  2. 32 J Correct answer.
  3. 8 J
  4. 64 J

Explanation

알짜힘이 한 일은 운동 에너지 변화량과 같다. ΔEk = ½m(v² - v0²) = ½ × 4 × (5² - 3²) = 2 × 16 = 32 J이다.

Question 6물리학 I

반지름이 2 m인 원 궤도를 따라 물체가 4 m/s의 일정한 속력으로 운동할 때, 구심 가속도의 크기는?

  1. 2 m/s²
  2. 8 m/s² Correct answer.
  3. 4 m/s²
  4. 16 m/s²

Explanation

일정한 속력으로 원운동할 때 구심 가속도의 크기는 a = v²/r이다. v = 4 m/s, r = 2 m를 대입하면 a = 16/2 = 8 m/s²이다.

Question 7물리학 I

점전하 Q로부터 거리 r 떨어진 지점의 전기장의 세기가 E이다. 점전하 Q로부터 거리 r/2 떨어진 지점의 전기장의 세기는?

  1. 4E Correct answer.
  2. E/2
  3. 2E
  4. E/4

Explanation

점전하가 만드는 전기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다. E = kQ/r²이므로 거리가 r에서 r/2로 줄면 전기장은 (r/(r/2))² = 4배가 된다.

Question 8물리학 I

자기장 B = 0.5 T 안에서 자기장에 수직으로 길이 1 m인 도선에 2 A의 전류가 흐를 때, 도선이 받는 자기력의 크기는?

  1. 0.25 N
  2. 0.5 N
  3. 2 N
  4. 1 N Correct answer.

Explanation

자기장에 수직으로 놓인 도선이 받는 자기력의 크기는 F = BIL이다. B = 0.5 T, I = 2 A, L = 1 m를 대입하면 F = 0.5 × 2 × 1 = 1 N이다.

Question 9물리학 I

전압이 12 V로 일정한 전원에 6 Ω과 3 Ω인 저항을 병렬로 연결하였다. 3 Ω 저항에 흐르는 전류는?

  1. 2 A
  2. 8 A
  3. 4 A Correct answer.
  4. 6 A

Explanation

병렬 연결에서는 각 저항에 같은 전압이 걸린다. 3 Ω 저항에 걸리는 전압도 12 V이므로 옴의 법칙에 따라 I = V/R = 12/3 = 4 A이다.

Question 10물리학 I

일함수가 2 eV인 금속에 진동수가 f인 빛을 비추었을 때 정지전압이 1 V였다. 진동수가 2f인 빛을 비출 때 정지전압은? (단, h는 플랑크 상수, e는 전자의 전하량이다.)

  1. 6 V
  2. 4 V Correct answer.
  3. 2 V
  4. 3 V

Explanation

광전 효과에서 최대 운동에너지는 Ek = hf - W이고, 정지전압 V는 eV = Ek를 만족한다. 처음에는 hf = W + eV = 2 eV + 1 eV = 3 eV이다. 진동수가 2f이면 h(2f) = 6 eV이므로 Ek = 6 - 2 = 4 eV, 따라서 정지전압은 4 V이다.

Question 11물리학 I

직선 도로에서 자동차 A가 동쪽으로 10 m/s의 속력으로, 자동차 B가 서쪽으로 15 m/s의 속력으로 서로를 향해 운동하고 있다. 두 자동차가 서로 접근하는 상대 속력은?

  1. 5 m/s
  2. 25 m/s Correct answer.
  3. 10 m/s
  4. 15 m/s

Explanation

두 물체가 서로 반대 방향으로 운동하므로 상대 속력은 두 속력의 합이다. 따라서 10 m/s + 15 m/s = 25 m/s이다.

Question 12물리학 I

책상 위에 놓인 책이 정지해 있다. 이때 책에 작용하는 중력의 반작용에 해당하는 힘은?

  1. 지구가 책을 당기는 힘
  2. 책상이 책을 떠받치는 힘
  3. 책이 지구를 당기는 힘 Correct answer.
  4. 책이 책상을 누르는 힘

Explanation

책에 작용하는 중력의 반작용은 책이 지구를 당기는 힘이다. 책상이 책을 떠받치는 힘은 중력과 평형을 이루는 힘일 뿐, 중력의 반작용이 아니다.

Question 13물리학 I

전압이 6 V로 일정한 전원에 2 Ω과 4 Ω의 저항을 직렬로 연결하였다. 회로에 흐르는 전류는?

  1. 3 A
  2. 1 A Correct answer.
  3. 0.5 A
  4. 2 A

Explanation

직렬 연결에서는 각 저항에 흐르는 전류가 같고, 합성 저항은 2 Ω + 4 Ω = 6 Ω이다. 옴의 법칙 I = V/R에 따라 6 V / 6 Ω = 1 A이다.

Question 14물리학 I

지면으로부터 높이 5 m인 지점에서 물체를 수평 방향으로 10 m/s의 속력으로 던졌다. 물체가 지면에 도달할 때까지 수평 방향으로 이동한 거리는? (단, 중력 가속도는 10 m/s², 공기 저항은 무시한다.)

  1. 10 m Correct answer.
  2. 15 m
  3. 20 m
  4. 5 m

Explanation

수평으로 던진 물체의 연직 운동은 자유 낙하와 같다. 높이 5 m에서 낙하 시간은 t = √(2h/g) = 1 s이고, 수평 이동 거리는 vt = 10 m/s × 1 s = 10 m이다.

Question 15물리학 I

길이가 L인 실에 매달린 질량 m인 추를 최저점에서 속력 v로 밀어 올렸더니 최대 높이 h까지 올라갔다. h는? (단, 공기 저항과 실의 질량은 무시한다.)

  1. v²/(2g) Correct answer.
  2. 2v²/g
  3. v²/g
  4. v/(2g)

Explanation

최저점의 운동 에너지가 최고점의 중력 퍼텐셜 에너지로 전환된다. ½mv² = mgh이므로 h = v²/(2g)이다.

Question 16물리학 I

균일한 전기장의 세기가 E이고 방향이 오른쪽이다. 전기장과 나란한 방향으로 오른쪽으로 거리 d만큼 떨어진 두 점 P, Q 사이의 전위차의 크기는?

  1. Ed Correct answer.
  2. 0
  3. Ed²
  4. E/d

Explanation

균일한 전기장에서 전기장 방향으로 거리 d만큼 이동할 때 전위차의 크기는 V = Ed이다. 전기장은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳을 향하므로 P에서 Q로 갈수록 전위는 감소한다.

Question 17물리학 I

종이면에 수직으로 놓인 직선 도선에 전류가 종이면에서 나오는 방향으로 흐른다. 도선 주위의 자기장 방향은?

  1. 도선에서 멀어지는 방향
  2. 도선을 중심으로 반시계 방향 Correct answer.
  3. 도선을 중심으로 시계 방향
  4. 도선을 향하는 방향

Explanation

직선 도선에 흐르는 전류가 종이면에서 나오는 방향일 때, 오른손 엄지를 전류 방향으로 향하면 네 손가락이 반시계 방향으로 감긴다. 따라서 자기장은 도선을 중심으로 반시계 방향이다.

Question 18물리학 I

단면적이 일정한 코일을 통과하는 자기 선속이 0.2초 동안 0.4 Wb에서 0.1 Wb로 감소하였다. 코일에 유도되는 기전력의 크기는?

  1. 1.5 V Correct answer.
  2. 3 V
  3. 0.3 V
  4. 0.5 V

Explanation

패러데이 법칙에 따르면 유도 기전력의 크기는 자기 선속의 변화율과 같다. |ΔΦ|/Δt = |0.1 - 0.4| Wb / 0.2 s = 1.5 V이다.

Question 19물리학 I

이중 슬릿 실험에서 두 슬릿의 간격은 0.5 mm, 스크린까지의 거리는 2 m이다. 스크린 위에서 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격이 2 mm일 때, 사용한 단색광의 파장은?

  1. 700 nm
  2. 400 nm
  3. 600 nm
  4. 500 nm Correct answer.

Explanation

이중 슬릿 간섭에서 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격은 Δx = λL/d이다. 따라서 λ = Δx·d/L = (2×10⁻³ m)(0.5×10⁻³ m)/(2 m) = 5×10⁻⁷ m = 500 nm이다.

Question 20물리학 I

수소 원자에서 전자가 n=3에서 n=2로 전이할 때 방출되는 광자의 파장을 λ₁, n=2에서 n=1로 전이할 때 방출되는 광자의 파장을 λ₂라고 하자. λ₁/λ₂는?

  1. 4/9
  2. 9/4
  3. 27/5 Correct answer.
  4. 5/27

Explanation

수소 원자의 에너지 준위는 E_n = -13.6 eV/n²이다. n=3→2 전이의 광자 에너지는 13.6(1/4 - 1/9) eV, n=2→1 전이의 광자 에너지는 13.6(1 - 1/4) eV이다. 파장은 에너지에 반비례하므로 λ₁/λ₂ = (13.6×3/4)/(13.6×5/36) = 27/5이다.

Question 21물리학 I

물체가 반지름 0.5 m인 원 궤도를 따라 2초에 한 바퀴씩 등속 원운동한다. 이 물체의 각속도는?

  1. π/2 rad/s
  2. π rad/s Correct answer.
  3. 4π rad/s
  4. 2π rad/s

Explanation

주기가 2초이므로 각속도는 ω=2π/T로 계산한다. 따라서 ω=2π/2=π rad/s이다. 반지름은 각속도 계산에 직접 필요하지 않다.

Question 22물리학 I

저항값이 10 Ω인 저항에 2 A의 전류가 흐를 때, 이 저항에서 소비되는 전력은?

  1. 80 W
  2. 5 W
  3. 20 W
  4. 40 W Correct answer.

Explanation

저항에서 소비되는 전력은 P=I²R로 구한다. 전류 2 A와 저항 10 Ω을 대입하면 P=2²×10=40 W이다. 전압을 따로 주지 않아도 전류와 저항만으로 전력을 계산할 수 있다.

Question 23물리학 I

질량 0.5 kg인 공이 수평면에 10 m/s의 속력으로 수직으로 충돌한 뒤 같은 속력으로 튕겨 나왔다. 충돌 시간이 0.1 s일 때, 공이 받은 평균 힘의 크기는?

  1. 100 N Correct answer.
  2. 200 N
  3. 10 N
  4. 50 N

Explanation

충돌 전후 속도의 방향이 반대이므로 운동량 변화량의 크기는 0.5×(10+10)=10 kg·m/s이다. 평균 힘은 운동량 변화량을 충돌 시간으로 나눈 값이므로 10/0.1=100 N이다.

Question 24물리학 I

전하량의 크기가 2×10⁻⁶ C인 입자가 5×10⁴ m/s의 속력으로 자기장 0.2 T에 수직으로 들어간다. 이 입자가 받는 자기력의 크기는?

  1. 0.2 N
  2. 0.004 N
  3. 0.02 N Correct answer.
  4. 2 N

Explanation

운동하는 전하가 자기장에 수직으로 들어갈 때 받는 자기력은 F=qvB이다. 따라서 F=(2×10⁻⁶)×(5×10⁴)×0.2=0.02 N이다. 속도와 자기장이 수직이므로 sinθ=1로 두고 계산한다.

Question 25물리학 I

종이면에 수직으로 들어가는 방향의 자기장이 시간에 따라 세기가 증가하고 있다. 이 자기장 영역 안에 종이면과 나란히 놓인 원형 도선에 유도되는 전류의 방향은?

  1. 유도 전류가 흐르지 않는다
  2. 시계 방향
  3. 전류의 방향이 일정하지 않고 계속 바뀐다
  4. 시계 반대 방향 Correct answer.

Explanation

렌츠 법칙에 따르면 유도 전류는 자기 선속의 변화를 방해하는 방향으로 흐른다. 종이면 안으로 들어가는 자기장이 증가하므로 유도 자기장은 종이면에서 나오는 방향이어야 한다. 오른손 법칙을 적용하면 원형 도선에는 시계 반대 방향의 전류가 유도된다.

Question 26물리학 II

직선 도로에서 20 m/s로 달리던 자동차가 일정한 가속도로 제동하여 50 m를 이동한 후 정지하였다. 제동이 시작된 순간부터 정지할 때까지 걸린 시간은?

  1. 20 s
  2. 5 s Correct answer.
  3. 10 s
  4. 2.5 s

Explanation

등가속도 운동에서 평균 속력은 (20+0)/2=10 m/s이다. 이동 거리 50 m를 평균 속력 10 m/s로 나누면 걸린 시간은 50/10=5 s이다. 따라서 제동 후 정지까지 5 s가 걸린다.

Question 27물리학 II

균일한 자기장이 종이면에서 위쪽을 향하고 있다. 양성자가 종이면에서 동쪽으로 운동할 때, 양성자가 받는 자기력의 방향은?

  1. 종이면 안으로 들어가는 방향
  2. 종이면에서 아래쪽
  3. 자기력은 0이다
  4. 종이면 밖으로 나오는 방향 Correct answer.

Explanation

속도가 동쪽(+x), 자기장이 위쪽(+y)이므로 v×B는 종이면 밖(+z)을 향한다. 양성자는 양전하이므로 자기력 F=qv×B의 방향은 v×B와 같다. 따라서 자기력은 종이면 밖으로 나오는 방향이다.

Question 28물리학 II

진공에서 일함수가 2.0 eV인 금속 표면에 에너지가 3.5 eV인 단색광을 비추었다. 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지는?

  1. 1.5 eV Correct answer.
  2. 0.5 eV
  3. 1.0 eV
  4. 5.5 eV

Explanation

광전 효과에서 최대 운동 에너지는 입사 광자 에너지에서 일함수를 뺀 값이다. 따라서 K_max=3.5 eV-2.0 eV=1.5 eV이다. 입사광의 진동수나 세기가 아니라 광자 에너지와 일함수의 차로 결정된다.

Question 29물리학 II

물체가 반지름 0.5 m인 원둘레를 따라 일정한 속력으로 운동하며 0.4π s 동안 한 바퀴를 돈다. 이 물체의 구심 가속도 크기는?

  1. 12.5 m/s² Correct answer.
  2. 6.25 m/s²
  3. 5.0 m/s²
  4. 2.5 m/s²

Explanation

한 바퀴 도는 데 걸린 시간이 주기이므로 속력은 v=2πr/T=2π×0.5/(0.4π)=2.5 m/s이다. 구심 가속도는 a=v²/r=(2.5)²/0.5=12.5 m/s²이다. 따라서 구심 가속도의 크기는 12.5 m/s²이다.

Question 30물리학 II

마찰이 있는 수평면에서 4 kg인 물체가 정지 상태에서 출발하여, 수평 방향으로 20 N의 힘을 받아 5 m 이동하였다. 물체와 면 사이의 마찰력 크기가 8 N으로 일정할 때, 5 m 이동한 직후 물체의 속력은?

  1. 약 7.7 m/s
  2. 약 15 m/s
  3. 약 5.5 m/s Correct answer.
  4. 약 3.9 m/s

Explanation

물체에 작용하는 수평 방향의 알짜힘은 20 N-8 N=12 N이다. 알짜힘이 한 일은 12 N×5 m=60 J이므로 운동 에너지 변화는 60 J이다. 1/2×4×v²=60에서 v²=30이므로 v≈5.5 m/s이다.

Question 31물리학 II

마찰이 없는 수평면에서 2 kg인 수레 A가 3 m/s의 속력으로 오른쪽으로 운동하다가 정지해 있는 1 kg인 수레 B와 충돌하여 한 덩어리가 되었다. 충돌 후 두 수레의 공통 속력이 2 m/s일 때, 충돌 과정에서 손실된 운동 에너지는?

  1. 3 J Correct answer.
  2. 6 J
  3. 0 J
  4. 9 J

Explanation

충돌 전 운동 에너지는 1/2×2×3²=9 J이다. 충돌 후 한 덩어리의 질량은 3 kg이고 속력은 2 m/s이므로 운동 에너지는 1/2×3×2²=6 J이다. 따라서 손실된 운동 에너지는 9 J-6 J=3 J이다.

Question 32물리학 II

진공에서 거리 2d만큼 떨어진 두 점전하 +Q와 -Q가 있다. 두 전하를 잇는 선분의 중점에서 전기장의 세기와 방향은? (쿨롱 상수는 k이다.)

  1. 2kQ/d², -Q 쪽 Correct answer.
  2. kQ/d², +Q 쪽
  3. 0
  4. 2kQ/d², +Q 쪽

Explanation

중점은 두 전하로부터 각각 d만큼 떨어져 있다. +Q가 만드는 전기장은 +Q에서 멀어지는 방향, -Q가 만드는 전기장은 -Q를 향하는 방향이므로 두 전기장은 같은 방향인 -Q 쪽으로 겹친다. 크기는 각각 kQ/d²이므로 합은 2kQ/d²이다.

Question 33물리학 II

전원에서 분리된 평행판 축전기의 극판 사이 거리를 2배로 늘렸다. 극판 사이 전기장의 세기는 어떻게 되는가? (가장자리 효과는 무시하고, 전하량은 일정하다.)

  1. 변하지 않는다. Correct answer.
  2. 1/2배가 된다.
  3. 4배가 된다.
  4. 2배가 된다.

Explanation

전원에서 분리된 축전기의 전하량 Q는 일정하다. 평행판 사이 전기장은 E=Q/(ε₀A)로 주어지며 극판 간격 d에 의존하지 않는다. 간격을 2배로 늘리면 전압은 2배가 되지만 전기장의 세기는 그대로이다.

Question 34물리학 II

지구 중심을 기준으로 반지름 r인 원궤도를 도는 위성 A와 반지름 4r인 원궤도를 도는 위성 B가 있다. B의 공전 주기는 A의 공전 주기의 몇 배인가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배 Correct answer.
  4. 2√2배

Explanation

케플러 제3법칙에 따르면 같은 중심 천체 주위의 원궤도에서 공전 주기의 제곱은 궤도 반지름의 세제곱에 비례한다. 따라서 T_B/T_A=(4r/r)^(3/2)=4^(3/2)=8이다. 즉 B의 공전 주기는 A의 8배이다.

Question 35물리학 II

종이면에 수직으로 들어가는 균일한 자기장 영역에 넓이 0.2 m²인 직사각형 고리가 종이면에 놓여 있다. 자기장 세기가 0.5 T에서 0.1 T로 0.2 s 동안 일정하게 감소할 때, 고리에 유도되는 전류의 세기와 방향은? (고리의 저항은 0.2 Ω이고, 자기장은 고리 전체에 균일하다. 종이면 앞에서 볼 때를 기준으로 한다.)

  1. 2 A, 시계 방향 Correct answer.
  2. 0.4 A, 시계 방향
  3. 4 A, 반시계 방향
  4. 2 A, 반시계 방향

Explanation

유도 기전력의 크기는 |ε|=A|ΔB|/Δt=0.2×(0.5-0.1)/0.2=0.4 V이다. 저항이 0.2 Ω이므로 전류는 I=0.4/0.2=2 A이다. 들어가는 자기장이 감소하므로 렌츠 법칙에 따라 들어가는 방향의 자기장을 유지하려는 전류가 흐르고, 이는 종이면 앞에서 볼 때 시계 방향이다.

Question 36물리학 II

마찰이 없는 수평면 위 높이 20 m인 지점에서 물체를 수평 방향으로 10 m/s의 속력으로 던졌다. 물체가 지면에 닿을 때까지 걸린 시간은? (중력 가속도는 10 m/s²이고, 공기 저항은 무시한다.)

  1. 1 s
  2. 4 s
  3. 3 s
  4. 2 s Correct answer.

Explanation

수평으로 던진 물체의 수직 운동은 처음 속력이 0인 자유 낙하와 같다. 높이 h에 대해 h = ½gt²이므로 20 = 5t²에서 t = 2 s이다. 수평 방향 속력 10 m/s는 낙하 시간에 영향을 주지 않는다.

Question 37물리학 II

진공에서 점전하 +Q로부터 거리 r인 점 P의 전위가 V이다. 무한히 먼 곳의 전위를 0으로 할 때, 같은 점전하로부터 거리 2r인 점의 전위는?

  1. V
  2. V/2 Correct answer.
  3. 2V
  4. V/4

Explanation

점전하에 의한 전위는 V = kQ/r로 거리에 반비례한다. 거리가 r에서 2r로 두 배가 되면 전위는 절반인 V/2가 된다. 전위는 스칼라이며 무한히 먼 곳에서 0으로 정의한다.

Question 38물리학 II

진공에서 전자기파가 x축 방향으로 진행하고 있다. 어느 순간 전기장이 +y 방향일 때, 자기장의 방향은? (전자기파의 진행 방향은 E × B 방향이다.)

  1. +x 방향
  2. -z 방향
  3. +z 방향 Correct answer.
  4. -y 방향

Explanation

전자기파에서 전기장과 자기장은 서로 수직이고, 진행 방향은 E × B로 주어진다. +y × +z = +x이므로 자기장이 +z 방향일 때 진행 방향이 +x가 된다. 따라서 전기장이 +y이고 진행 방향이 +x일 때 자기장은 +z 방향이다.

Question 39물리학 II

마찰이 없는 수평면에서 정지해 있던 질량 3 kg의 폭죽이 폭발하여 질량 1 kg인 조각과 2 kg인 조각으로 나뉘었다. 폭발 직후 1 kg 조각이 오른쪽으로 4 m/s로 움직일 때, 2 kg 조각의 속도는?

  1. 오른쪽으로 2 m/s
  2. 왼쪽으로 2 m/s Correct answer.
  3. 왼쪽으로 4 m/s
  4. 오른쪽으로 1 m/s

Explanation

폭발 전후 계의 총운동량은 보존되며 처음 운동량은 0이다. 오른쪽을 (+)로 두면 0 = 1×4 + 2×v이므로 v = -2 m/s이다. 따라서 2 kg 조각은 왼쪽으로 2 m/s로 움직인다.

Question 40물리학 II

전원에 연결된 평행판 축전기의 극판 사이 공간을 진공에서 비유전율 2인 유전체로 완전히 채웠다. 전원을 계속 연결한 상태에서 전기용량과 충전 전하량은 각각 처음의 몇 배가 되는가?

  1. 전기용량 1/2배, 전하량 2배
  2. 전기용량 2배, 전하량 1/2배
  3. 전기용량 2배, 전하량 2배 Correct answer.
  4. 전기용량 1/2배, 전하량 1/2배

Explanation

전원이 연결되어 있으면 극판 사이 전압 V가 일정하다. 유전체를 채우면 전기용량 C = εA/d가 비유전율에 비례하여 2배가 되고, Q = CV이므로 전하량도 2배가 된다.

Question 41물리학 II

운동 에너지가 E인 전자의 물질파 파장을 λ라고 하자. 같은 전자의 운동 에너지가 4E로 증가할 때 물질파 파장은? (전자는 비상대론적으로 다룬다.)

  1. 4λ
  2. λ/4
  3. λ/2 Correct answer.
  4. 2λ

Explanation

드브로이 파장은 λ = h/p이고, 비상대론적 운동 에너지는 E = p²/(2m)이므로 p ∝ √E이다. 에너지가 4배가 되면 운동량은 2배가 되어 파장은 절반인 λ/2가 된다.

Question 42물리학 II

지구에 대해 0.6c의 일정한 속력으로 운동하는 우주선 안에서 10 s 동안 일어난 사건을 지구 관측자가 측정한 시간은? (c는 진공에서의 광속)

  1. 10.0 s
  2. 16.7 s
  3. 8.0 s
  4. 12.5 s Correct answer.

Explanation

우주선의 고유 시간 Δt₀ = 10 s에 대해 지구에서 측정한 시간은 시간 팽창식 Δt = γΔt₀로 주어진다. γ = 1/√(1-0.6²) = 1.25이므로 Δt = 12.5 s이다.

Question 43물리학 II

기전력이 12 V이고 내부 저항이 1 Ω인 전지에 저항 5 Ω인 저항을 연결하였다. 이때 전지의 단자 전압은?

  1. 12 V
  2. 10 V Correct answer.
  3. 2 V
  4. 11 V

Explanation

전체 회로의 저항은 5 Ω + 1 Ω = 6 Ω이므로 전류는 I = 12/6 = 2 A이다. 단자 전압은 기전력에서 내부 저항에 의한 전압 강하를 뺀 12 - 2×1 = 10 V이다.

Question 44물리학 II

균일한 자기장 B 속에서 전하량 q, 질량 m인 입자가 자기장에 수직인 방향으로 속력 v로 원운동하며 궤도 반지름 r, 주기 T를 갖는다. 같은 입자가 속력 2v로 원운동할 때 궤도 반지름과 주기는?

  1. 반지름 r/2, 주기 T
  2. 반지름 2r, 주기 2T
  3. 반지름 r, 주기 2T
  4. 반지름 2r, 주기 T Correct answer.

Explanation

자기력이 구심력 역할을 하므로 qvB = mv²/r에서 r = mv/(qB)이다. 따라서 반지름은 속력에 비례하여 2r이 된다. 주기는 T = 2πm/(qB)로 속력과 무관하므로 T로 같다.

Question 45물리학 II

초점 거리가 10 cm인 얇은 볼록 렌즈의 앞쪽 15 cm에 물체를 놓았다. 렌즈에 의한 상의 위치와 상의 종류는?

  1. 렌즈 앞쪽 30 cm에 허상
  2. 렌즈 뒤쪽 6 cm에 실상
  3. 렌즈 앞쪽 15 cm에 허상
  4. 렌즈 뒤쪽 30 cm에 실상 Correct answer.

Explanation

얇은 렌즈 공식 1/f = 1/o + 1/i에 f = 10 cm, o = 15 cm를 대입하면 1/i = 1/10 - 1/15 = 1/30이므로 i = 30 cm이다. i가 양수이므로 렌즈 뒤쪽에 맺히는 실상이다.

Question 46물리학 II

길이가 L인 줄의 양 끝을 고정하고 장력 T로 팽팽하게 하였을 때, 줄의 기본 진동수는 f였다. 줄의 길이와 장력은 그대로 두고 줄의 선밀도만 4배로 증가시키면 기본 진동수는?

  1. f
  2. f/2 Correct answer.
  3. f/4
  4. 2f

Explanation

줄에서 횡파의 속력은 v=√(T/μ)로 주어지므로 선밀도가 4배가 되면 파동의 속력은 1/2이 된다. 양 끝이 고정된 줄의 기본 진동수는 f=v/(2L)이므로 길이가 같을 때 진동수도 처음의 1/2이 된다.

Question 47물리학 II

같은 재질로 만든 두 저항선 A, B가 있다. A의 길이는 B의 2배이고, A의 단면적은 B의 1/2이다. A의 저항은 B의 저항의 몇 배인가? (온도에 따른 저항 변화는 무시한다.)

  1. 8배
  2. 2배
  3. 1배
  4. 4배 Correct answer.

Explanation

저항은 R=ρL/A로 주어지며, 같은 재질이면 비저항 ρ가 같다. A는 길이가 2배이고 단면적이 1/2이므로 R_A=ρ(2L)/(A/2)=4ρL/A가 되어 B의 저항의 4배이다.

Question 48물리학 II

굴절률이 n₁인 매질에서 굴절률이 n₂인 매질로 빛이 진행한다. n₁>n₂이고, 두 매질의 경계면에서 전반사가 일어나기 시작하는 임계각이 30°일 때, n₁/n₂는?

  1. 2√3/3
  2. √3/2
  3. 2 Correct answer.
  4. √2

Explanation

임계각 C에서는 굴절광이 경계면을 따라 진행하므로 스넬 법칙에서 sin C=n₂/n₁이 성립한다. C=30°이므로 n₂/n₁=sin30°=1/2이고, 따라서 n₁/n₂=2이다.

Question 49물리학 II

기전력이 12 V이고 내부 저항이 1 Ω인 전지에 6 Ω과 3 Ω의 저항을 병렬로 연결하였다. 전지에 흐르는 전류의 세기는?

  1. 2 A
  2. 4 A Correct answer.
  3. 3.6 A
  4. 3 A

Explanation

6 Ω과 3 Ω을 병렬로 연결한 합성저항은 (6×3)/(6+3)=2 Ω이다. 전지의 내부 저항 1 Ω을 더하면 회로 전체 저항은 3 Ω이므로, 전지에 흐르는 전류는 I=12 V/3 Ω=4 A이다.

Question 50물리학 II

진공에서 파장이 λ인 단색광을 이용한 영의 이중 슬릿 실험에서 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격은 Δx였다. 장치 전체를 굴절률이 n인 액체 속에 넣고 슬릿 간격과 스크린까지의 거리는 그대로 둘 때, 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격은? (단, 액체에서 빛의 파장은 λ/n이다.)

  1. Δx/n²
  2. nΔx
  3. Δx/n Correct answer.
  4. Δx√n

Explanation

이중 슬릿 간섭에서 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격은 Δx=λL/d로 주어진다. 액체 속에서 빛의 파장이 λ/n로 줄어들고 슬릿 간격 d와 스크린 거리 L은 변하지 않으므로, 새 간격은 (λ/n)L/d=Δx/n이 된다.