물리II 2014년 4회 기출문제

다음은 줄에 매달려 등속 원운동하는 물체에 대해 철수, 영희, 민수가 나눈 대화이다. 물체에 작용하는 물체의 운동 물체의 속도는 알짜힘은 0이야. 에너지는 일정해. 일정해. 옳게 말한 사람만을 있는 대로 고른 것은?

그림은 일정량의 이상 기체의 상태 가 A →B →C →A를 따라 변할 때 압력과 절대 온도의 관계를 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기> 에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. A →B 과정에서 기체의 부피는 증가한다. ㄴ. B →C 과정에서 기체의 엔트로피는 증가한다. ㄷ. A →B 과정에서 기체가 흡수한 열량은 C →A 과정에서 기체가 방출한 열량과 같다.

그림 (가)는 금속판에 단색광을 비추었을 때 광전자가 방출되 는 현상을, (나)는 X선을 흑연판에 입사시켰을 때 산란된 X선의 파장이 입사된 X선의 파장보다 길어지는 현상을, (다)는 자연광 이 편광판을 통과하여 편광되는 현상을 나타낸 것이다. (가) (나) (다) 위 현상 중 빛의 입자성을 나타낸 것만을 있는 대로 고른 것 은?

다음은 물결파의 회절과 굴절 현상을 관찰하는 실험이다. [실험 과정] (가) 물결파 실험 장치에 좁은 틈을 만든 후 이 틈을 통과 한 물결파의 모습을 관찰한다. (나) 물결파 실험 장치에 유리판을 파면과 비스듬하게 물속 에 넣어 물의 깊이를 얕게 만든 후 물결파가 이 부분 을 지날 때의 모습을 관찰한다. [실험 결과] (가)의 결과 (나)의 결과 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. (가)에서 물결파의 진동수를 증가시키면 회절이 더 잘 일어난다. ㄴ. (나)에서 물결파의 속력은 물의 깊이가 깊은 곳에서가 얕은 곳에서보다 빠르다. ㄷ. (나)에서 물결파가 유리판이 놓여 있는 영역으로 진행할 때 굴절각은 입사각보다 크다.

그림과 같이 높이가 이고 수평인 책상 면 위에 정지해 있던 질량 1 kg인 물체에 10 N의 힘이 수평 방향으로 P 지점에서 Q 지점까지 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 끝 으로부터 물체가 지면에 도달한 지점까지 수평 거리는 1 m이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 중력 가속도는 10 ms이고, 모든 마찰과 공기 저항, 물체 의 크기는 무시한다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. = 0.5초이다. ㄴ. = 1 m이다. ㄷ. 물체가 지면에 도달하는 순간의 속력은 m/s이다.

그림 (가)는 평면에서 전류가 흐르는 가늘고 무한히 긴 직 선 도선 P, Q가 각각 원점으로부터 만큼 떨어져 평행하게 놓여 있는 모습을 나타낸 것이다. P에는 방향으로 세기가 인 전 류가 흐르고 있다. 그림 (나)는 (가)에서 Q를 원점으로부터  만큼 떨어진 곳으로 이동시킨 모습을 나타낸 것이다. 원점에서 자기장의 세기는 (가)에서 이고, (나)에서 이다. (가) (나) 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. Q에 흐르는 전류의 방향은 방향이다. 이다. ㄴ. Q에 흐르는 전류의 세기는  ㄷ. P와 Q 사이에는 서로 끌어당기는 자기력이 작용한다.

그림 (가)는 축전기 A, B, C를 전압이 일정한 전원 장치에 연 결한 회로를, (나)는 (가)에서 A의 극판 사이에 유전체를 넣은 모습을 나타낸 것이다. (가) (나) (가)보다 (나)에서 더 큰 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 유전체를 넣지 않았을 때 A의 두 극판 사이는 진공이다.) < 보 기 > ㄱ. A에 걸리는 전압 ㄴ. B에 충전된 전하량 ㄷ. C에 저장된 전기 에너지

그림과 같이 기주 공명 실험 장치에 물을 채우고 유리관 입구에서 소리굽쇠를 진동시 킨 후 수면을 입구에서부터 서서히 낮추어 가며 소리가 크게 들리는 수면의 위치를 찾 는 실험을 하였다. 소리가 크게 들리는 수 면의 위치를 입구에서 가까운 순서대로 A, B, C라고 할 때, A와 B, B와 C 사이의 거 리는 모두 30 cm이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있 는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 소리굽쇠에서 발생한 소리의 파장은 120 cm이다. ㄴ. 수면이 B에 있을 때보다 C에 있을 때 더 낮은 음이 들린다. ㄷ. 수면이 C에 있을 때 유리관에서 발생한 정상파는 A, B, C에서 모두 마디를 이룬다.

그림은 원점에서 같은 거리 만큼 떨어져 축에 고정되어 있는 두 점전 하를 나타낸 것이다. 두 전하의 전하 량의 크기는 같고, 원점에서 두 전하 에 의한 전기장의 방향은 방향이 다. 점 P는 축에 있는 점으로 원점에서 만큼 떨어져 있다. 원점과 P에서 두 전하에 의한 전기장의 세기를 각각 , P 라고 할 때, P는? [3점]

그림은 물체의 한 점에서 나온 빛의 일부가 렌즈 A와 B를 통 과하여 진행하는 경로를 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. A에 의한 상은 정립상이다. ㄴ. B에 의한 상은 실상이다. ㄷ. A를 제거하면 B에 의한 상의 위치는 B로부터 더 멀어진다.

다음은 X선과 레이저 빛의 발생 과정에 대한 설명이다. ◦X선: 고속의 전자를 텅스텐과 같은 금속 원자에 충돌시 키면 ⓐ전자가 원자핵 부근에서 감속되면서 X선이 방출 된다. ◦레이저 빛: 원자에 공급된 에너지에 의해 높은 에너지 준 위로 전이된 전자가 준안정상태로 전이한 후 다시 ⓑ낮 은 에너지 준위로 전이하면서 자발 방출된 빛이 나온다. ⓒ이 빛이 준안정상태에 있는 다른 원자에 입사하면 유 도 방출이 일어나 빛이 증폭된다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. X선은 무선 통신에 이용된다. ㄴ. ⓐ, ⓑ 과정에서 모두 전자의 에너지는 감소한다. ㄷ. ⓒ 과정에서 입사된 빛과 유도 방출된 빛은 위상이 같다.

그림과 같이 지면에 정지해 있는 소방차에서 파장이 이고 진동수가 인 소리가 발생하고 있다. 철수가 소방차를 향해 일 정한 속도 로 운동하며 듣는 소리의 진동수는 이다. 은? [3점]

그림 (가)는 음극판의 전자가 전압 에 의해 정지 상태로부 터 가속되어 양극판의 틈을 통해 방출되는 모습을, (나)는 (가) 에서 방출된 전자들이 이중 슬릿을 통과한 후 형광판에 충돌하 여 만든 간섭무늬를 나타낸 것이다. (가) (나) 만을 증가시킬 때, (가), (나)에서 더 커지는 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 양극판의 틈을 통과하는 순간 전자의 운동량 ㄴ. 양극판의 틈을 통과하는 순간 전자의 드브로이 파장 ㄷ. 형광판에 나타나는 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격

그래프는 수소 원자의 ,  오비탈에서 전자가 발견될 확률 밀도를 원자핵으로부터의 거리에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 에서 확률 밀도는 가 보다 크다. ㄴ. 에너지 준위는 가 보다 높다. ㄷ. 그래프 아래 전체 면적은 와 가 같다.

그림과 같이 저항, 코일, 축전기를 전압의 최댓값이 일정한 교 류 전원에 연결하였다. 그래프의 A, B는 스위치 S를 p 또는 q에 연결했을 때, 회로에 흐르는 전류의 최댓값을 교류 전원의 진동 수에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. S를 p에 연결했을 때의 그래프는 A이다. ㄴ. A    이다.  ㄷ. 이다.

그림 (가)는 경사면의 A점에 가만히 놓인 공이 경사면을 내 려와 운동하는 모습을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 에너지 인 입자가 폭 , 에너지 인 퍼텐셜 장벽을 향해 진행할 때 입자 의 파동 함수를 나타낸 것이다. (가) (나) 이에 대해 옳게 말한 사람만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > 철수: (가)의 공은 B에 도달하지 못해. 영희: (나)의 입자는 인 곳에서도 발견될 수 있어. 민수: 이 클수록 입자가 장벽을 투과할 확률은 작아져.

그림과 같이 평면에 수직인 균일한 자기장 영역에 전하량이 인 두 입자 A, B가 같은 속력 로 입사하였다. A, B는 각각 반지름이 , 인 원궤도를 따라 운동한 후 균일한 전기장 영역 에 각각 수직으로 입사하여 같은 거리만큼 등가속도 직선 운동 을 한 후 전기장 영역을 빠져나왔다. 전기장 영역을 빠져나오는 순간 A, B의 속력은 각각 , B이다. B는? (단, A와 B 사이의 상호 작용은 무시한다.) [3점]   

그림 (가)는 수평인 평면에서 물체 A가 정지해 있던 물체 B, C를 향해 방향으로 3 m/s의 속도로 운동하는 모습을, (나)는 A가 B, C와 동시에 충돌한 후의 모습을 나타낸 것이다. 충돌 후 A는 방향으로 1 m/s의 속도로 운동하였으며 A, B, C의 질량은 각각 4 kg, 3 kg, 1 kg이다. (가) (나) (나)에서 C의 속력은? (단, 모든 마찰과 공기 저항, 물체의 크 기는 무시한다.) [3점] m/s m/s