물리I 2013년 1회 기출문제

그림은 기체 원자와 고체 원자의 에너지 준위에 대해 세 사람 이 대화하는 모습을 나타낸 것이다. 철수: (가)에서 는 에너지 준위 가 불연속적이야. 민수: (나)는 기체 원자의 에너지 준위를 나타낸 거야. 옳게 말한 사람만을 있는 대로 고른 것은?

그림은 자동차 A, B가 기준선 P에서 기준선 Q까지 각각 등가 속도 직선 운동하여 Q를 동시에 통과하는 모습을, 표는 A, B가 P와 Q를 통과하는 순간의 속력을 나타낸 것이다. A B P에서 Q까지 A, B의 운동에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B의 크기는 무시한다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. A의 평균 속력은 10 m/s이다. ㄴ. A가 B보다 먼저 P를 통과하였다. ㄷ. 가속도의 크기는 B가 A보다 크다.

그림과 같이 마찰이 없는 수평면에 대전체 A, B가 한 쪽 끝이 고정된 가벼운 실 P, Q에 각각 연결되어 정지해 있다. 영희: (나)에서 전자는 허용된 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? 띠에만 존재해. (단, 실은 수평을 유지한다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. A에 작용하는 알짜힘은 0이다. ㄴ. A, B가 띠는 전하의 종류는 같다. ㄷ. P가 A를 당기는 힘과 Q가 B를 당기는 힘은 작용과 반작 용의 관계이다.

그림은 자연계의 기본 힘과 매개 입자에 대하여 정리한 자료이다.

그림 (가)는 영희가 리코더를 연주하는 모습을, (나)는 진동수 가 서로 다른 ‘도’ 음인 A와 B를 악보에 나타낸 것이다. P Q 5 m/s 15 m/s 8 m/s 12 m/s (가) (나) 리코더로 A와 B 음을 낼 때, 이에 대한 옳은 설명만을 <보기> 에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 리코더 안에 정상파가 생긴다. ㄴ. 소리의 파장은 A가 B보다 길다. ㄷ. 소리의 진동수는 B가 A의 2배이다.

표는 지역 A, B에서 전력을 송전할 때 발전소의 송전 전력, 송 전선의 저항, 송전 전압을 나타낸 것이다. A 발전소의 송전 전력  송전선의 저항  송전 전압 (가) A, B의 송전선에서의 손실 전력이 서로 같을 때, (가)는? [3점]

그림은 어떤 항성 주위를 행성 A, B가 각각 근일점과 원일점 이 모두 축 상에 있는 타원 궤도를 따라 공전하는 모습을 나타 낸 것이다. B의 공전 주기가 일 때 A의 공전 주기는? (단, A와 B에는 항성에 의한 만유인력만 작용한다.)

그림은 자석 위에서 축을 따라 금속 고리를 운동시키는 모습 을, 그래프는 고리의 위치 를 시간에 따라 나타낸 것이다. 고리에 흐르는 유도 전류에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. 7초일 때 전류가 흐르지 않는다. ㄴ. 전류의 세기는 3초일 때와 9초일 때가 같다. ㄷ. 전류의 방향은 3초일 때와 9초일 때가 서로 반대이다.

그림은 고유 길이가 인 우주선이 우주 정거장 A, B 사이를 등속 직선 운동하는 모습을 나타낸 것이다. A에서 관측하면, 우 주선의 속력은 0.6이고 B는 정지해 있다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 는 빛의 속력이다.) < 보 기 > ㄱ. A에서 관측한 우주선의 길이는 보다 짧다. ㄴ. 우주선에서 관측한 A, B 사이의 거리는 A에서 관측한 거리보다 짧다. ㄷ. A에서 관측하면 우주선의 시간이 A의 시간보다 느리게 간다.

그림 (가)는 수소 원자의 전자가 에너지를 흡수하는 a 과정을 거쳐 들뜬 상태가 되었다가 빛을 방출하는 b, c, d 과정을 거쳐 바닥 상태로 전이되는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 수소 원자가 방출하는 가시광선 영역의 선 스펙트럼을 나타낸 것으 로, A는 이 중 파장이 가장 긴 빛이다. (가) (나) 이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

다음은 광전 효과에 대한 아인슈타인의 해석이다. ◦빛은 광자라고 불리는 불연속적인 에너지 입자의 흐름이 며, 광자의 에너지는 빛의 진동수에 비례한다. ◦금속 표면에 특정 진동수 이상의 빛을 비추면, 광자가 금 속의 전자와 충돌하여 전자가 즉시 방출된다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 광전 효과는 빛의 입자성으로 설명된다. ㄴ. 빛의 파장이 짧을수록 광자의 에너지는 크다. ㄷ. 방출된 전자의 운동 에너지는 충돌한 광자의 에너지와 같다.

그림 (가)는 매질 A와 B의 경계면에 각 로 입사한 빛이 전 반사되는 모습을, (나)는 A와 B로 만든 광섬유의 구조를 나타낸 것이다. (가) (나) 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 굴절률은 A가 B보다 크다. ㄴ. (가)에서 임계각은 보다 크다. ㄷ. (나)에서 클래딩은 A로, 코어는 B로 만들었다.

그림과 같이 높이가 인 수평면에 정지해 있던 질량 인 물 체에 수평 방향의 일정한 힘 를 물체가 거리 만큼 이동할 때 까지만 작용하였다. 지면에서의 물체의 운동 에너지가 경사면을 내려오기 직전의 2 배일 때, 는? (단, 중력 가속도는 이고, 물체의 크기와 모든 마찰, 공기 저항은 무시한다.) [3점]  

그림은 원자로 안에서 일어나는 U의 핵분열 반응을 모식적  으로 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. (가)의 질량수는 143이다. ㄴ. 핵분열 반응에서 방출되는 에너지는 질량 결손에 의한 것이다. ㄷ. 중성자의 속도를 줄이기 위해 감속재를 사용한다.

그림과 같이 단면적이 각각 , 인 굵은 관과 가는 관을 연 결한 후 관 속에 기체를 흐르게 하였다. A 지점에서 기체의 속 력이 일 때 관 아랫부분에 연결된 유리관 속 액체 기둥의 높이 차가 이었다. A에서 기체의 속력이 가 되면 유리관 속 액체 기둥의 높이차 는? (단, 관과 기체의 마찰은 무시하며, 기체 및 액체의 밀도는 균일하다.) [3점]  

그림 (가), (나)는 실린더에 들어 있는 이상 기체에 열 공급 장치를 이용하여 열을 공급하는 모습을 나타낸 것으로, 두 실린 더에 들어 있는 이상 기체의 양은 같다. 실린더와 피스톤은 단 열되어 있으며, 피스톤은 (가)에서는 고정되어 있고 (나)에서는 자유롭게 움직일 수 있다. (가) (나) (가), (나)에서 열 공급 장치가 기체에 공급한 열량이 같을 때, 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?