2013학년도 수시모집 특기자전형(자연계) 2교시
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<선택> 사고력평가 문제지 (물리)
모집단위 계열․학과 수험
번호 성명
< 유 의 사 항 >
가. 답안작성 시간은 50분이며, 문항순서별로 답안지 지정영역 내에 작성해야 합니다.
나. 소문항이 있는 문제는 각각의 문제번호를 쓰고 순서대로 답안을 써야 합니다.
다. [문제 1]부터 [문제 4]까지 답안 작성시 풀이과정과 답을 정확하게 작성해야 합니다.
라. 흑색이나 청색 필기구를 사용하여야 합니다.(연필 사용가능) ※ 답안작성 중 필기구 색상변경 불가 마. 답안과 관계없는 인적사항 관련 내용은 일절 작성·표기할 수 없습니다.
[문제 1] [6점] 질량
인 자동차가 정지해 있다가 100km/h의 속력에 도달할 때까지 걸린 시간을
라 하자.경주용 자동차 중에는 2초 정도의 아주 짧은 시간 안에 100km/h에 도달하는 차들도 있다. 아래 그림은 다양 한 종류의 자동차에 대해서
를 측정한 결과를 보여준다. 그림에서 볼 수 있듯이
가
에 비례함을 보이시오. (단,
는 자동차 엔진의 일률이며 보통 마력(hp)의 단위로 측정한다.)[문제 2] [7점] 지구와 동일한 표면온도
를 갖는 새로운 행성을 발견하였다. 행성 표면에서의 중력가속도는 지구의 2.5배이며 반지름은 지구의 10배로 관측되었다. 또한, 스펙트럼 분석을 통해 이 행성의 대기성분을 살 펴보니 수소(H2)가 다량 포함되어 있다는 것을 알았다. 지구의 대기에는 수소는 거의 없는 반면, 질량이 큰 산 소(O2)가 다량 존재한다. 두 행성의 대기 조성의 차이가 생기는 이유를 기체 분자의 열운동과 뉴턴의 중력 법 칙을 이용하여 설명하시오.(1 / 2)
2013학년도 수시모집 특기자전형(자연계) 2교시
<선택> 사고력평가 문제지 (물리)
[문제 3] [9점] 은하에서 천체의 공전 속도 분포는 은하내부의 물질 분포에 대해 중요한 정보를 제공해 줄 수 있다. 공전 궤도는 원 궤도이며, 은하는 구형이라고 가정하자.
(3-1) [2점] 만약 은하에서 광학적으로 직접 관측할 수 있는 물질만의 밀도 분포가 은하 중심으로부터의 거 리()에 대하여
≤ 라고 할 때, 이로부터 유도되는 공전속도의 제곱 을 구하고 이를 그래 프로 나타내시오. (단, 는 광학적으로 관측할 수 있는 영역의 반지름이다.)
(3-2) [2점] 케플러의 제 3법칙(공전 주기와 궤도 반지름 사이의 관계)이 위의 밀도 분포로부터 어떻게 수정 되는지 ≤ 인 경우와 인 경우로 나누어 설명하시오.
(3-3) [3점] 공전 속도 제곱의 분포를 은하 중심으로부터 거리에 따라 측정한 결과가 아래 그림과 같이 나타 났다고 하자. 이를 설명하는 밀도 분포를 의 함수로 개략적으로 그리시오. (단, ≤ 일 때 ∝.)
(3-4) [2점] (3-3)의 관측 결과와 (3-1)에서 구한 결과를 비교하여 광학적으로 관측할 수 없는 암흑물질의 존재를 어떻게 유추할 수 있는지 설명하시오.
[문제 4] [8점] 질량이
인 무거운 천체의 주변을 지나가는 매우 빠른 물체의 궤도에 대해 알아보자.(4-1) [3점] 그림처럼 물체의 수평 방향 위치가 일 때 힘의 성분(
)을 구하시오.(4-2) [5점] 물체의 궤도가 휘는 각도()를 → 극한에서 슈바르츠쉴트 길이
