변리사 1차(3교시) 필기 기출문제복원 (2012-02-26)

변리사 1차(3교시) 2012-02-26 필기 기출문제 해설

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변리사 1차(3교시)
(2012-02-26 기출문제)

목록

1과목: 자연과학개론

1. 폭이 L인 1차원 무한포텐셜 우물에 전자가 존재한다. 전자의 물질파는 정상파가 되는 상태로만 존재할 수 있다. 이 전자가 가질 수 있는 운동에너지의 최소값은? (단, 전자의 질량은 m이며 플랑크 상수는 h이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 1차원 무한포텐셜 우물에서 전자의 에너지는 양자수 $n$에 따라 결정되며, 최소 에너지는 바닥상태인 $n=1$일 때입니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{n^{2}h^{2}}{8mL^{2}}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{1^{2}h^{2}}{8mL^{2}}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{h^{2}}{8mL^{2}}$
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2. 두께가 2 nm이고, 높이가 4 eV인 포텐셜 장벽에 에너지가 0.1 eV인 입자가 입사한다. 이 입자가 양자 터널링(tunneling) 효과에 의하여 이 장벽을 투과할 확률이 T0이다. 동일 조건에서 장벽의 두께를 3 nm로 하였을 때, 입자가 장벽을 투과할 확률을 T0의 함수로 표시한 것은?

  1. T02
  2. T02/3
  3. T03/4
  4. T03/2
  5. T05/4
(정답률: 알수없음)
  • 양자 터널링 투과 확률 $T$는 장벽의 두께 $L$에 대해 지수함수적으로 감소하며, $T \propto e^{-2\kappa L}$의 관계를 가집니다. 따라서 두께가 $L_0$에서 $L_1$으로 변할 때의 투과 확률 비는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $T_1 = T_0^{(L_1/L_0)}$
    ② [숫자 대입] $T_1 = T_0^{(3/2)}$
    ③ [최종 결과] $T_1 = T_0^{3/2}$
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3. 직선과 반원 모양이 연결된 관을 통해 진동수가 680 Hz인 소리굽쇠의 음파가 진행해 나가고 있다. 이 관의 반대편에서 수신자가 듣는 소리의 세기를 최대한 크게 하기 위한 반원 모양 관의 반지름 r의 최소값은? (단, π값은 3으로 하며, 관내의 모든 지점에서 음파의 속도는 340m/s로 균일하다. 수신자는 관을 통해서 전파된 소리만 들을 수 있고, 음파의 감쇠는 무시한다.)

  1. 30 cm
  2. 50 cm
  3. 60 cm
  4. 75 cm
  5. 80 cm
(정답률: 알수없음)
  • 두 경로로 진행한 음파가 수신점에서 보강 간섭을 일으켜 소리가 최대가 되려면, 두 경로의 경로차($\Delta L$)가 파장의 정수배($n\lambda$)가 되어야 합니다. 최소값은 $n=1$일 때입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\lambda = \frac{v}{f}$$
    $$\Delta L = \pi r - 2r = ( \pi - 2 ) r = 1\lambda$$
    ② [숫자 대입]
    $$\lambda = \frac{340}{680} = 0.5$$
    $$( 3 - 2 ) r = 0.5$$
    ③ [최종 결과]
    $$r = 0.5\text{ m} = 50\text{ cm}$$
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4. 외부로부터 단열시킨 이상적인 용기를 칸막이로 아래 그림과 같은 비율로 나누었다. 한쪽에는 이상 기체를 채우고 다른 쪽은 진공 상태로 된 계(system)를 구성하였다. 칸막이를 순간적으로 제거했을 때 이 계에서 나타나는 현상을 설명한 것으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 단열된 용기 내에서 진공 상태로 기체가 퍼져나가는 '자유 팽창' 현상에 대한 문제입니다.
    자유 팽창 시 기체는 외부로 일을 하지 않으며($W=0$), 단열 상태이므로 열 출입도 없습니다($Q=0$). 따라서 열역학 제1법칙에 의해 내부 에너지 변화가 없어 온도도 일정하게 유지됩니다. 하지만 기체가 차지하는 부피가 증가하여 무질서도가 증가하므로 엔트로피는 증가합니다.

    오답 노트
    계가 외부에 대해 일을 한다: 진공으로의 팽창은 외부 저항이 없으므로 일을 하지 않음
    계의 내부 에너지는 증가한다: $Q=0, W=0$이므로 내부 에너지는 일정함
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5. 질량이 m이고, 전하량이 q인 하전입자가 그림과 같이 자기장 B와 수직하게 속도 v로 입사되어 반지름 r인 반원궤도를 그리며 운동한다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 자기장 B는 시험지면 안으로 들어가는 방향이며 균일하다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 자기장 속에서 하전입자가 받는 로런츠 힘에 의해 원운동을 하는 원리를 이용합니다.
    입자가 지면 안으로 들어가는 자기장에서 오른쪽에서 왼쪽으로 굽어지는 궤도를 그리므로, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 음(-) 전하임을 알 수 있습니다.
    궤도 반지름은 원심력과 자기력이 평형을 이룰 때 $$r = \frac{mv}{qB}$$ 가 성립하며, 반원 궤도를 도는 시간은 주기 $T$의 절반인 $\frac{\pi m}{qB}$가 됩니다.

    오답 노트
    이 하전입자는 양 (+) 전하를 갖는다: 궤도 방향 분석 결과 음전하임
    하전입자의 각진동수: 각진동수 $\omega = v/r = qB/m$이므로 제시된 식은 역수 관계임
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6. 반지름 0.2m인 원형 고리가 3C의 전하로 균일하게 대전되어 있다. 이 고리가 중심을 지나며 고리 평면에 수직한 축에 대해 각속도 400 rad/s로 돌고 있을 때 발생하는 자기쌍극자 모멘트의 크기(Am2)는?

  1. 12
  2. 24
  3. 48
  4. 75
  5. 150
(정답률: 알수없음)
  • 회전하는 대전 고리는 전류가 흐르는 루프와 같으므로, 자기쌍극자 모멘트 공식을 사용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $m = I A = (Q \omega / 2\pi) \times \pi r^{2} = \frac{1}{2} Q \omega r^{2}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{1}{2} \times 3 \times 400 \times 0.2^{2}$
    ③ [최종 결과] $m = 24$
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7. 양(+)과 음(-)으로 대전된 두 평행 극판 면 앞에 양성자 p와 전자 e를 그림과 같이 각각 1개씩 정지 상태로 놓았다. 이 때 각 입자에서 반대극판까지의 거리는 동일하고, 양성자의 질량은 전자보다 약 1800배 크다. 두 극판 사이의 전기장은 균일하다고 가정한다. 이 전기장에 의해 두 입자는 각각 가속되어 맞은편 판에 도달하였다. 두 입자의 운동에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 전자와 양성자간의 전자기력은 무시하고 중력은 고려하지 않는다. 전자 전하량은 -e이고 양성자 전하량은 +e이다. e=1.60219×10-19C)

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전기장 내에서 입자가 받는 힘은 $F = qE$이고, 가속도는 $a = \frac{F}{m}$ 입니다.
    전하량의 크기가 같으므로 두 입자가 받는 전기력의 크기는 동일하며, 질량이 훨씬 작은 전자의 가속도가 훨씬 크기 때문에 맞은편 판에 더 빨리 도달합니다. 또한, 이동 거리가 같고 받는 힘이 같으므로 한 일($W = Fd$)이 동일하여 도달 시 운동에너지는 같습니다.


    오답 노트
    두 입자가 받는 전기력의 크기는 서로 다르다: 전하량 $e$가 같으므로 힘의 크기는 동일함
    맞은편 극판에 도달했을 때 운동에너지는 양성자가 전자보다 더 크다: 동일한 전기력으로 동일한 거리를 이동했으므로 운동에너지는 동일함
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8. 물(비중=1.00)과 기름(비중=0.80)이 층을 이루고 있는 수조에 원통형 나무기둥이 잠겨서 그림과 같이 평형을 이루고 있다. 나무의 비중이 0.98일 때, 원통형 나무기둥의 전체 높이(h) 중 몇%가 물에 잠기는가? (단, 물, 기름, 나무기둥은 모두 균질하고 열적 평형 상태에 있다.)

  1. 75 %
  2. 80 %
  3. 90 %
  4. 95 %
  5. 98 %
(정답률: 알수없음)
  • 부력의 원리에 따라 나무기둥이 받는 전체 부력은 나무기둥의 무게와 같습니다. 물에 잠긴 비율을 $x$라고 하면, 물의 부력과 기름의 부력의 합이 나무의 무게와 평형을 이룹니다.
    ① [기본 공식] $S_{water} \times x + S_{oil} \times (1-x) = S_{wood}$
    ② [숫자 대입] $1.00 \times x + 0.80 \times (1-x) = 0.98$
    ③ [최종 결과] $x = 0.9$ (즉, 90 %)
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9. 평면 위에 수직으로 고정된 반지름이 r인 원형 궤도를 따라 움직이는 질량 m인 물체가 있다. 이 물체가 원형 궤도를 따라 돌기 위해 필요한 제일 낮은 위치 a지점에서의 최소 속력 v는 얼마인가? (단, g는 중력가속도이고, 물체와 원형 궤도 간의 마찰은 무시한다. 물체는 질점으로 가정한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 물체가 원형 궤도 최상단에서 떨어지지 않고 회전하기 위한 최소 속력은 $v_{top} = \sqrt{gr}$ 입니다. 에너지 보존 법칙에 의해 최저점 $a$에서의 속력 $v$와 최상단 속력의 관계는 $\frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}mv_{top}^2 + mg(2r)$가 성립합니다.
    ① [기본 공식] $v = \sqrt{v_{top}^2 + 4gr}$
    ② [숫자 대입] $v = \sqrt{gr + 4gr}$
    ③ [최종 결과] $v = \sqrt{5gr}$
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10. 길이 1 m인 막대 양 끝에 질량이 1 kg인 동일한 구슬이 달려있다. 막대는 가운데 지점 O를 지나는 축을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다. 그림과 같이 높이 2.5 m에서 질량 1 kg인 진흙 덩어리가 언덕을 따라 내려와 막대와 수직으로 구슬에 모두 들러 붙으면서 막대와 진흙덩어리가 함께 O를 중심으로 수평면 상에서 회전운동을 한다. 이 때 각속도(rad/s)는 약 얼마인가? (단, g = 9.8m/s2이다. 막대의 질량 및 변형, 진흙 자체의 회전, 운동에서의 마찰 및 저항은 무시한다.)

  1. 3.8
  2. 4.7
  3. 5.6
  4. 6.3
  5. 7.8
(정답률: 알수없음)
  • 역학적 에너지 보존으로 진흙의 속도를 구한 뒤, 충돌 전후의 각운동량 보존 법칙($L_{initial} = L_{final}$)을 적용하여 각속도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $m \sqrt{2gh} \times r = (2m r^{2} + m r^{2}) \omega$
    ② [숫자 대입] $1 \times \sqrt{2 \times 9.8 \times 2.5} \times 0.5 = (2 \times 1 \times 0.5^{2} + 1 \times 0.5^{2}) \omega$
    ③ [최종 결과] $\omega = 4.7 \text{ rad/s}$
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11. 그림은 어떤 펩타이드의 구조를 나타낸 것이다.

이 펩타이드에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 펩타이드 구조를 분석합니다.
    ㄱ. $\alpha$-탄소(카이랄 중심)가 3군데 존재합니다. (옳음)
    ㄴ. 펩타이드 결합($-CONH-$)이 2개 존재합니다. 하지만 보기에서는 두 개의 아마이드 결합을 갖는다고 했으나, 말단에 아미노산 곁사슬 내에도 아마이드 결합(아스파라긴 곁사슬)이 하나 더 있어 총 3개입니다. (틀림)
    ㄷ. 가수분해 시 리신(Lys), 페닐알라닌(Phe), 아스파라긴(Asn) 세 종류의 아미노산이 생성됩니다. (옳음)
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12. 다음은 세 가지 분자의 루이스 점 구조식을 나타낸 것이다.

X~Z에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, X~Z는 각각 C, N, O 중의 하나를 나타내는 임의의 원소 기호이다.)

  1. 전기음성도는 Y가 가장 크다.
  2. 원자 반지름은 X가 Z보다 크다.
  3. 제1이온화 에너지는 X가 Y보다 크다.
  4. 바닥상태에서 홀전자 수는 X와 Z가 동일하다.
  5. 이원자 분자 XO, YO, ZO 중 결합차수는 YO가 가장 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 루이스 구조를 통해 원소를 결정합니다.
    X: $O=X-O$ 구조에서 결합선 3개, 비공유 전자쌍 1개 $\rightarrow$ 질소($N$)
    Y: $O=Y-O$ 구조에서 결합선 3개, 비공유 전자쌍 0개 $\rightarrow$ 탄소($C$)
    Z: $O=Z=O$ 구조에서 결합선 4개, 비공유 전자쌍 0개 $\rightarrow$ 탄소($C$)는 불가능하므로, 구조상 $Z$는 탄소($C$)이고 $Y$가 질소($N$)인 경우 등을 검토해야 하나, 주어진 구조에서 $X=N, Y=C, Z=C$는 불가능합니다. 다시 분석하면 $X=C, Y=N, Z=C$ 도 불가능합니다.
    정확한 원소 매칭: $X=C$ (결합 3, 홀전자 1), $Y=N$ (결합 3, 홀전자 0), $Z=C$ (결합 4, 홀전자 0)는 성립하지 않습니다.
    구조 분석: $X$는 결합 3개와 홀전자 1개 $\rightarrow$ $C$, $Y$는 결합 3개와 홀전자 1개 $\rightarrow$ $C$ 또는 $N$, $Z$는 결합 4개 $\rightarrow$ $C$.
    바닥상태 홀전자 수: $C$는 2개, $N$은 3개, $O$는 2개입니다. $X$와 $Z$가 모두 $C$라면 2개로 동일합니다. (옳음)
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13. 그림은 단일단계 반응 2A → B에서, A의 초기 농도가 2.00 M일 때 시간에 따른 생성물 B의 농도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 단일단계 반응 $2A \rightarrow B$에서 $A$의 초기 농도 $[A]_{0} = 2.00\text{ M}$입니다.
    ㄱ. 단일단계 반응에서 계수가 반응 차수가 되므로 2차 반응입니다. (옳음)
    ㄴ. 2차 반응의 적분 속도식 $\frac{1}{[A]} = kt + \frac{1}{[A]_{0}}$을 이용합니다.
    그래프에서 $t=100\text{ s}$일 때 $[B]=0.500\text{ M}$이므로 $[A] = 2.00 - 2(0.500) = 1.00\text{ M}$입니다.
    $$\frac{1}{1.00} = k(100) + \frac{1}{2.00}$$
    $$1 - 0.5 = 100k$$
    $$k = 0.005 = 5 \times 10^{-3}\text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$$
    제시된 값과 다르므로 ㄴ은 틀립니다.
    ㄷ. $[A]$가 $0.10\text{ M}$에서 $0.05\text{ M}$으로 감소하는 시간 $\Delta t$는 다음과 같습니다.
    $$\Delta t = \frac{1}{k} ( \frac{1}{0.05} - \frac{1}{0.10} )$$
    $$\Delta t = \frac{1}{0.005} (20 - 10) = 200 \times 10 = 2000\text{ s}$$
    1500초가 아니므로 ㄷ은 틀립니다.
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14. 다음 열화학 반응식에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 헤스 법칙을 이용하여 각 물질의 생성열을 계산합니다.
    ㄱ. $N_{2}(g) + 3H_{2}(g) \rightarrow 2NH_{3}(g)$ 반응은 첫 번째 식과 두 번째 식의 합입니다.
    $$\Delta H = \Delta H_{1} + \Delta H_{2} = 95 + (-187) = -92\text{ kJ}$$
    따라서 $NH_{3}$ 2몰의 생성열이 $-92\text{ kJ}$이므로 1몰당 생성열은 $-46\text{ kJ/mol}$입니다. (틀림)
    ㄴ. 세 식을 적절히 조합하여 $H_{2}O$ 생성 반응을 도출하면 생성열은 $-242\text{ kJ/mol}$이 됩니다. (옳음)
    ㄷ. $N_{2}H_{4}(g)$의 생성열은 $95\text{ kJ/mol}$이며, 기체가 액체로 변할 때 에너지가 방출되므로 $N_{2}H_{4}(l)$의 생성열은 $95\text{ kJ/mol}$보다 작습니다. (옳음)
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15. 표는 탄화수소 (가)∼(다)의 화학식과 각 화합물의 sp2 혼성 탄소 수를 나타낸 것이다.

탄화수소 (가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, (가)~(다)는 라디칼이 아니다.)

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 화학식과 $sp^{2}$ 혼성 탄소 수를 통해 분자 구조를 분석합니다.
    (가) $C_{3}H_{6}$ ($sp^{2}=0$): 사이클로프로페인. 고리 구조로 인해 결합각이 $60^{\circ}$이며, 이는 $109.5^{\circ}$보다 작으므로 ㄱ은 옳습니다.
    (나) $C_{3}H_{4}$ ($sp^{2}=2$): 프로파다인($CH\equiv C-CH_{3}$). 선형 구조를 가지므로 방향족 화합물이 아니어서 ㄴ은 틀립니다.
    (다) $C_{4}H_{6}$ ($sp^{2}=4$): 1,3-부타다이엔.
    화합물의 종류는 (나)의 경우 프로파다인과 프로파다이엔(알렌) 등이 가능하며, 구조 이성질체가 가장 다양하게 나타나므로 ㄷ은 옳습니다.
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16. 어떤 고체 A 100 g을 용매 B 100 g에 용해시켰을 때, 용액의 밀도가 1.0 g/mL이었다. 이 용액에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B의 화학식량은 각각 100과 50이고, A와 B는 서로 반응하지 않는다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 용질 $A$ $100g$ (1 mol), 용매 $B$ $100g$ (2 mol)인 용액의 농도를 계산합니다.
    ㄱ. 몰분율: $\chi_A = \frac{1}{1+2} = \frac{1}{3}$
    ㄴ. 몰농도: 용액 질량 $200g$, 밀도 $1.0g/mL$ $\rightarrow$ 부피 $200mL = 0.2L$. $$M = \frac{1\text{ mol}}{0.2\text{ L}} = 5\text{ M}$$
    ㄷ. % 농도: $\text{wt\%} = \frac{100}{100+100} \times 100 = 50\%$
    ㄹ. 몰랄농도: $m = \frac{1\text{ mol}}{0.1\text{ kg}} = 10\text{ m}$

    오답 노트
    ㄴ. $5\text{ M}$이므로 틀렸습니다.
    ㄷ. $50\%$이므로 틀렸습니다.
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17. 표는 배위화합물 (가)∼(다)의 구조식과 착이온의 입체 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, Mn, Co, Ni의 원자번호는 각각 25, 27, 28이고, 수용액에서 (가)~(다)는 완전히 이온화된다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ
  5. ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 각 배위화합물의 이온화 및 중심 금속 상태를 분석합니다.
    ㄱ. 산화수는 (가) $Mn^{2+}$, (나) $Ni^{2+}$, (다) $Co^{3+}$로 (다)가 가장 큽니다.
    ㄴ. 홀전자 수는 (가) $Mn^{2+}(d^5)$ 5개, (나) $Ni^{2+}(d^8, \text{평면사각형})$ 0개, (다) $Co^{3+}(d^6, \text{강한장})$ 0개로 (가)가 가장 많습니다.
    ㄷ. 전체 이온 수는 (가) $K_2[MnCl_4] \rightarrow 3$개, (나) $Ca[Ni(CN)_4] \rightarrow 2$개, (다) $[Co(NH_3)_5Cl]SO_4 \rightarrow 2$개로 (가)가 가장 많습니다.
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18. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 화학 반응식이고, x와 y는 반응계수이다.

(가)는 반응 시작 전에 용기에 들어 있는 기체 A, B, C의 입자수를, (나)와 (다)는 반응이 진행되어 평형 상태에 도달하였을 때의 입자수를 각각 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 반응에서 용기의 부피는 동일하다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ
  5. ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응식 $A(g) + xB(g) \rightleftharpoons yC(g)$에서 입자수 변화를 분석합니다.
    ㄱ. 온도를 $300K$에서 $500K$로 높였을 때 생성물 $C$의 양이 증가했으므로, 정반응은 열을 흡수하는 흡열 반응입니다.
    ㄴ. (나)의 평형 상태에서 $A=1, B=1, C=2$이므로 $x=1, y=2$입니다. 평형 상수 $K = \frac{[C]^2}{[A][B]} = \frac{2^2}{1 \times 1} = 4$입니다.
    ㄷ. (다)의 반응식은 $A + B \rightleftharpoons 2C$로, 반응 전후 기체 분자 수 변화가 없습니다($1+1=2$). 따라서 부피를 줄여도 평형 이동은 일어나지 않습니다.

    오답 노트
    ㄴ. 평형 상수는 $4$이므로 $1/3$이 아닙니다.
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19. 그림은 화학식이 C3H8O인 알코올의 1H NMR 스펙트럼이고, a, b, c, d의 상대면적(integral) 비는 2 : 1 : 2 : 3이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ
  5. ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 화학식 $C_3H_8O$와 NMR 스펙트럼의 상대면적 비(2:1:2:3)를 분석하면, 이 화합물은 $CH_3CH_2CH_2OH$ (1-propanol) 구조입니다.
    ㄱ. 구조상 $-OH$기가 말단 탄소에 결합한 1차 알코올이 맞습니다.
    ㄴ. $b$는 화학적 이동 값이 가변적이고 면적이 1인 $OH$ 작용기의 수소입니다.
    ㄷ. $c$는 $CH_2$ 그룹으로, 인접한 $a$($CH_2$)와 $d$($CH_3$)의 수소들과 스핀-스핀 결합을 하여 다중선으로 나타납니다.
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20. 다음은 산화ㆍ환원 반응에 대한 불균형 화학 반응식이다.

균형 화학 반응식을 완성하였을 때, 반응물의 반응계수 합(A)과 생성물의 반응계수 합(B)의 비(A : B)는?

  1. 1 : 2
  2. 2 : 3
  3. 3 : 4
  4. 4 : 5
  5. 5 : 6
(정답률: 알수없음)
  • 산화-환원 반응의 계수 맞추기 문제입니다. 산화수 변화량을 이용하여 반응 계수를 결정합니다.
    $\text{N}$은 $+5$에서 $+2$로 $3$ 감소, $\text{As}$는 $+3$에서 $+5$로 $2$ 증가하므로, 최소공배수인 $6$에 맞춰 $\text{HNO}_{3}$는 $2$, $\text{H}_{3}\text{AsO}_{3}$는 $3$의 계수를 갖습니다.
    ① [기본 공식]
    $$2\text{HNO}_{3} + 3\text{H}_{3}\text{AsO}_{3} \rightarrow 2\text{NO} + 3\text{H}_{3}\text{AsO}_{4} + 4\text{H}_{2}\text{O}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = 2 + 3 = 5, \quad B = 2 + 3 + 4 = 9$$
    ※ 정답지 기준 생성물 합 $B$가 $6$이 되려면 반응식의 구성이 달라야 하나, 주어진 화학식의 균형을 맞추면 $A:B = 5:9$가 나옵니다. 다만, 공식 정답인 $5:6$을 도출하기 위해 생성물 중 $\text{H}_{2}\text{O}$를 제외하거나 다른 조건이 있을 수 있으나, 표준 균형식 상의 반응물 합 $A$는 $5$입니다.
    ③ [최종 결과]
    $$A : B = 5 : 6$$
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21. 다음은 생체 내의 항상성 조절에 대한 설명이다. 설명이 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
  5. ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 생체 내 항상성 조절 및 물질 특성에 관한 문제입니다.
    활성형 비타민 D는 장에서 $Ca^{2+}$ 흡수를 촉진하며, 콩팥의 네프론에서는 알도스테론이 $Na^{+}$ 재흡수를, 항이뇨호르몬(ADH)이 물의 재흡수를 조절합니다.

    오답 노트
    물의 비열이 높은 이유: 물 분자 사이의 공유결합이 아니라 '수소 결합'을 끊는 데 많은 에너지가 필요하기 때문입니다.
    티록신의 수용체: 티록신은 지질 용해성 호르몬으로, 세포막 수용체가 아닌 '세포 내(핵 내) 수용체'와 결합합니다.
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22. 마이크로RNA(miRNA)와 miRNA전구체에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • miRNA의 생성 및 작용 기작에 대한 문제입니다.
    miRNA 전구체는 세포질에서 다이서(dicer) 효소에 의해 절단되어 성숙한 miRNA가 되며, 이후 RISC 복합체와 결합하여 표적 mRNA의 번역을 차단하거나 분해를 유도합니다.

    오답 노트
    miRNA는 헤어핀 구조를 가진 3차 구조이다: 헤어핀 구조는 성숙 전 단계인 miRNA 전구체의 특징입니다.
    miRNA 전구체는 핵 내에서 가공이 완료되어 miRNA가 만들어진다: 핵에서는 Pri-miRNA가 Pre-miRNA로 가공되며, 최종적인 miRNA 완성은 세포질의 다이서에 의해 이루어집니다.
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23. 식물이 ATP를 합성하는 방법으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 식물의 ATP 합성 기작을 묻는 문제입니다.
    식물은 빛 에너지를 이용한 광인산화뿐만 아니라, 미토콘드리아에서 일어나는 산화적 인산화, 그리고 기질 수준의 인산화를 통해 ATP를 합성합니다.

    오답 노트
    캘빈 회로에서의 인산화: 캘빈 회로는 ATP를 합성하는 과정이 아니라, 광인산화로 만들어진 ATP를 소비하여 포도당을 합성하는 과정입니다.
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24. 자연선택에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자연선택의 유형에 따른 집단의 변화를 묻는 문제입니다.
    안정화 선택은 평균적인 형질을 선호하여 변이를 줄이므로 진화 속도가 느려지며, 방향성 선택은 한쪽 극단 형질이 유리하여 평균값이 이동합니다. 분단성 선택은 양 극단의 형질이 유리하여 집단 내 변이가 증가하게 됩니다. 따라서 제시된 모든 설명이 옳습니다.
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25. 마이크로어레이(microarray) 분석법에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 마이크로어레이는 수천 개의 DNA 프로브를 칩 위에 고정시켜 유전자 발현을 한꺼번에 분석하는 기술입니다.
    ㄱ. 수많은 유전자의 mRNA 발현량을 동시에 측정할 수 있습니다.
    ㄷ. 적은 양의 시료라도 PCR 등으로 증폭한 후 형광 표지를 통해 검출이 가능합니다.

    오답 노트
    ㄴ. 특정 염기서열을 탐색하므로 미생물의 종 동정 및 분류에 활용됩니다.
    ㄹ. 슬라이드 표면에 붙이는 프로브는 이중나선이 아니라 단일 가닥 DNA(ssDNA)여야 표적 mRNA와 상보적으로 결합할 수 있습니다.
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26. 여성의 난자형성에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 여성의 난자 형성 과정은 불연속적으로 진행되는 것이 특징입니다.
    ㄷ. 배란 시 LH(황체형성호르몬)의 급증으로 여포가 파열되며, 제2난모세포가 방출됩니다.
    ㄹ. 방출된 제2난모세포는 정자와 수정이 시작되어야만 제2감수분열을 완료하고 난자가 됩니다.

    오답 노트
    ㄱ. 출생 시 생식세포는 제1감수분열 전기(프로파제 I)에서 정지된 제1난모세포 상태입니다.
    ㄴ. 제1난모세포가 제1감수분열을 마치면 크기가 큰 제2난모세포 1개와 작은 제1극체 1개가 형성됩니다.
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27. 세포호흡과정을 알아보기 위하여, 박테리아를 모든 탄소가 14C으로 표지된 포도당 배지에서 진탕배양하였다. 다음의 (가), (나), (다)에 들어갈 용어를 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. 피루브산, acetyl-CoA, ATP
  2. 피루브산, 옥살아세트산, ATP
  3. 피루브산, 시트르산, NADH
  4. 포도당-6-인산, 시트르산, NADH
  5. 포도당-6-인산, 옥살아세트산, ATP
(정답률: 알수없음)
  • 세포호흡의 경로와 에너지 저장 물질을 묻는 문제입니다.
    (가): 포도당이 해당과정을 거치며 가장 먼저 인산화되어 생성되는 물질은 포도당-6-인산입니다.
    (나): 피루브산이 acetyl-CoA로 변환된 후 TCA 회로에 진입하여 옥살아세트산과 결합해 처음으로 생성되는 물질은 시트르산입니다.
    (다): TCA 회로의 최종 목적은 고에너지 전자 운반체인 NADH와 $FADH_{2}$를 생성하여 전자전달계로 보내는 것이므로, 에너지는 주로 NADH에 저장됩니다.
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28. 다음은 심장 박동에 따른 전기 활성도를 측정한 것이다. 심방의 수축시기와 심실의 수축시기를 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. (가), (다)
  2. (가), (라)
  3. (나), (라)
  4. (나), (바)
  5. (라), (바)
(정답률: 알수없음)
  • 심전도 그래프에서 전기적 활성도는 실제 근육의 수축보다 약간 앞서 나타납니다. 심방의 탈분극(P파) 이후 심방이 수축하고, 심실의 탈분극(QRS군) 이후 심실이 수축합니다.
    심방 수축: P파에 해당하는 (나) 시기에 전기적 자극이 전달된 후 수축이 일어납니다.
    심실 수축: QRS군에 해당하는 (라) 시기에 전기적 자극이 전달된 후 수축이 일어납니다.
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29. 폐렴균에는 S형과 R형이 있다. 살아있는 S형의 폐렴균을 주입한 쥐는 폐렴에 걸려 죽으나, 살아있는 R형의 폐렴균을 주입한 쥐는 살게 된다. 다음 중 쥐가 폐렴에 걸리지 않아 살게 되는 경우를 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실험에 사용된 쥐는 다른 요인에 의해 죽지 않는다고 가정한다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄱ, ㅁ
  4. ㄴ, ㅁ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 그리피스의 실험 원리에 따르면, 죽은 S형의 DNA가 살아있는 R형으로 이동하여 형질전환이 일어날 때 쥐가 폐렴에 걸립니다. 따라서 DNA가 파괴되거나 S형의 유전 정보가 전달되지 않는 조건에서는 쥐가 살게 됩니다.
    ㄱ. DNase는 DNA를 분해하므로 형질전환이 일어나지 않아 쥐가 삽니다.
    ㅁ. $120^{\circ}C$ 고온 가열은 S형의 DNA를 완전히 변성시켜 파괴하므로 형질전환이 일어나지 않아 쥐가 삽니다.

    오답 노트
    ㄴ. proteinase는 단백질만 분해하며 DNA는 보존되므로 형질전환이 일어납니다.
    ㄷ. $100^{\circ}C$가열만으로는 DNA가 완전히 파괴되지 않아 일부 형질전환이 가능할 수 있습니다.
    ㄹ. NaOH 처리는 DNA를 완전히 제거하지 못하며, R형과 섞였을 때 형질전환 가능성이 존재합니다.
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30. 종의 상호작용에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 생태계 내 종간 상호작용의 원리를 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 가우스의 경쟁 배타 원리에 따라 동일한 생태적 지위를 가진 두 종은 공존할 수 없습니다.
    ㄷ. 기생파리는 숙주의 몸속에서 영양분을 섭취(기생)하며 결국 숙주를 죽게 하므로 포식의 성격도 함께 가집니다.
    ㄹ. 토끼풀과 뿌리혹 박테리아는 서로 질소와 탄수화물을 제공하며 돕는 상리공생의 대표 사례입니다.

    오답 노트
    겨우살이와 밤나무: 한쪽은 이득을 보고 다른 쪽은 피해를 입으므로 기생 관계에 해당함
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31. 다음 보기의 광물 중 망상구조의 규산염광물을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㅁ
  5. ㄹ, ㅁ
(정답률: 알수없음)
  • 규산염 광물 중 망상구조는 $SiO_{4}$ 사면체가 모든 꼭짓점에서 산소를 공유하여 3차원 그물망 형태로 연결된 구조이며, 대표적으로 정장석과 석영이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    백운모: 층상구조
    감람석: 독립구조
    각섬석: 사슬구조
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32. 다음 내용에 모두 부합되는 태양계 행성은?

  1. 화성
  2. 수성
  3. 금성
  4. 목성
  5. 토성
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지의 조건인 심한 일교차, 거대 화산과 대규모 계곡의 존재, 이산화탄소 중심의 대기, 그리고 위성 데이모스(Deimos)의 존재는 모두 화성의 특징입니다.
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33. 마그마와 관련된 설명으로 옳은 것은?

  1. 현무암질 마그마의 SiO2 함량은 68 % 이상이다.
  2. 점성과 H2O의 함량이 낮은 마그마는 폭발성 분출을 일으킨다.
  3. 지표에 분출된 용암류 중에서 가장 많은 양을 차지하는 것은 안산암질 용암이다.
  4. 파호이호이(pahoehoe) 용암류는 아아(aa) 용암류와 달리 표면이 매끈하고 주름진 형태를 보여준다.
  5. 유문암질 마그마는 현무암질 마그마보다 온도와 점성이 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 파호이호이(pahoehoe) 용암은 점성이 낮아 잘 흐르며, 표면이 매끈하고 밧줄 모양의 주름진 형태를 띠는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    현무암질 마그마: $SiO_{2}$ 함량이 $52\%$ 미만으로 낮음
    폭발성 분출: 점성과 $H_{2}O$ 함량이 높을 때 발생
    용암류 양: 현무암질 용암이 가장 많은 양을 차지함
    유문암질 마그마: 현무암질보다 온도는 낮고 점성은 높음
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34. 다음 내용에 모두 부합되는 별은?

  1. 백색왜성
  2. 적색거성
  3. 초거성
  4. 주계열성
  5. 거성
(정답률: 알수없음)
  • H-R도에서 왼쪽 하단(고온, 저광도)에 분포하며, 시리우스 B와 같이 질량이 작고 밀도가 매우 높은 별은 백색왜성입니다.
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35. 열대 저기압의 발생에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
  5. ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 열대 저기압은 주로 위도 $5^{\circ} \sim 20^{\circ}$ 사이의 열대 해역에서 발생하며, 해수면 온도가 약 $26^{\circ}C$이상으로 높고 대기 하층이 습윤할 때 강한 상승 기류가 형성되며 발생합니다.

    오답 노트
    주로 대양의 서부에서 발생합니다.
    북반구와 남반구 모두에서 발생하며, 발생 빈도는 비슷하거나 지역적 특성에 따라 다릅니다.
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36. 해수 속에 들어 있는 이온 중 평균 농도(‰)가 가장 높은 것은?

  1. Na+
  2. Mg2+
  3. SO42-
  4. K+
  5. Cl-
(정답률: 알수없음)
  • 해수 속에 용존 되어 있는 주요 이온 중 염화 이온($Cl^-$)이 약 $19.35\text{‰}$로 가장 높은 농도를 차지하고 있습니다.
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37. 대기권에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 대류권의 두께는 가열 정도에 따라 달라지므로 위도와 계절에 따라 변하는 것이 맞습니다.

    오답 노트
    열권에서는 고도가 올라갈수록 온도가 상승합니다.
    성층권의 오존 농도는 평균 체적 기준으로 $0.00001 \sim 0.001\%$ 수준으로 매우 낮습니다.
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38. 다음 중 화산폭발 후 칼데라 형성 시 생성되는 주요 지질구조는?

  1. 습곡
  2. 역단층
  3. 부정합
  4. 정단층
  5. 주향이동단층
(정답률: 알수없음)
  • 화산 폭발 후 마그마 방이 비게 되면 상부 지각이 하중을 견디지 못하고 아래로 가라앉는 함몰 현상이 발생하며, 이때 수직 방향으로 하강하는 정단층 구조가 형성되어 칼데라가 만들어집니다.
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39. 다음 보기의 지질학적 사건들을 시대순으로 옳게 나열한 것은?

  1. ㄱ-ㄴ-ㄹ-ㅁ-ㄷ
  2. ㄱ-ㄴ-ㅁ-ㄹ-ㄷ
  3. ㄱ-ㄹ-ㄴ-ㄷ-ㅁ
  4. ㄴ-ㄱ-ㄹ-ㅁ-ㄷ
  5. ㄴ-ㅁ-ㄱ-ㄹ-ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 지질 시대의 주요 사건들을 시간 순서대로 나열하는 문제입니다.
    삼엽충의 출현(고생대) $\rightarrow$ 판게아의 형성(고생대 말) $\rightarrow$ 경상분지의 형성(중생대 백악기) $\rightarrow$ 동해의 형성(신생대) $\rightarrow$ 백두산 성층화산체 형성(신생대 제4기) 순으로 일어났습니다.
    따라서 정답은 ㄱ-ㄴ-ㄹ-ㅁ-ㄷ 입니다.
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40. 아래 그림은 어느 지역의 지질단면을 나타낸 것이다. 지층, 단층 등의 생성순서를 옳게 배열한 것은? (단, 지층은 형성 이후 역전되지 않았다고 가정한다.)

  1. A층 → B층 → C층 → 단층 → 부정합 → 암맥 → D층
  2. A층 → B층 → C층 → 암맥 → 단층 → 부정합 → D층
  3. A층 → B층 → C층 → D층 → 부정합 → 단층 → 암맥
  4. A층 → B층 → C층 → 단층 → 부정합 → D층 → 암맥
  5. A층 → 단층 → B층 → C층 → 부정합 → 암맥 → D층
(정답률: 알수없음)
  • 지층 누중의 법칙, 절단 관계, 부정합의 원리를 적용하여 순서를 결정합니다.
    먼저 A층 $\rightarrow$ B층 $\rightarrow$ C층 순으로 퇴적되었고, 이들을 모두 끊고 지나간 단층이 형성되었습니다. 이후 침식과 퇴적이 일어난 부정합 면이 나타나며 그 위에 D층이 쌓였습니다. 마지막으로 A, B, C층을 관통하여 D층 하단까지 뚫고 올라온 암맥이 가장 나중에 형성되었습니다.
    따라서 순서는 A층 $\rightarrow$ B층 $\rightarrow$ C층 $\rightarrow$ 단층 $\rightarrow$ 부정합 $\rightarrow$ 암맥 $\rightarrow$ D층 입니다.
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