변리사 1차(3교시) 필기 기출문제복원 (2017-02-25)

변리사 1차(3교시) 2017-02-25 필기 기출문제 해설

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변리사 1차(3교시)
(2017-02-25 기출문제)

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1과목: 자연과학개론

1. 그림 (가)는 수평방향으로 놓인 균일한 줄이 진동자와 도르래 사이에서 진동하는 모습을 나타낸 것이다. 줄의 한 쪽 끝에는 도르래를 통해 질량 m인 추가 매달려 있고, 줄은 n1개의 배를 가지는 정상파를 만든다. 그림 (나)와 같이 (가)의 장치를 이용하여 추가 물에 완전히 잠기도록 하면, 줄은 n2개의 배를 가지는 정상파를 만든다.

줄에 연결되어 있는 추의 부피는? (단, 줄의 부력과 무게는 무시하고, 물의 밀도는 ρ이며, 중력가속도는 일정하다.)

(정답률: 알수없음)
  • 정상파의 배 수 $n$은 줄의 장력 $T$의 제곱근에 비례합니다. 추가 물에 잠기면 부력이 발생하여 장력이 감소하고, 이에 따라 배의 수도 감소합니다.
    ① [기본 공식]
    $n \propto \sqrt{T}$
    $T_1 = mg, \quad T_2 = mg - \rho V g$
    ② [숫자 대입]
    $\frac{n_1}{n_2} = \sqrt{\frac{mg}{mg - \rho V g}}$
    ③ [최종 결과]
    $V = \frac{m}{\rho} ( 1 - ( \frac{n_2}{n_1} )^2 )$
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2. 그림과 같이 단열용기에 가득 채워진 10.0 ℃의 물 1.0 kg을 히터를 이용하여 10 분간 가열한 결과, 용기의 부피변화 없이 물이 60.0 ℃의 평형상태에 도달하였다. 히터 양단에 걸리는 전압이 100 V일 때 히터의 저항값은 얼마인가? (단, 온도 증가에 따른 히터의 저항값 변화는 무시하고, 히터의 열은 모두 물로 전달되며, 물의 등적 비열은 4000 J/kg⋅℃ 로 가정한다.)

  1. 20Ω
  2. 25Ω
  3. 30Ω
  4. 35Ω
  5. 40Ω
(정답률: 알수없음)
  • 히터에서 발생한 전기 에너지가 모두 물의 열에너지로 전환되어 온도를 높이는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $Q = mc\Delta T = \frac{V^{2}}{R}t$
    ② [숫자 대입] $1.0 \times 4000 \times (60.0 - 10.0) = \frac{100^{2}}{R} \times (10 \times 60)$
    ③ [최종 결과] $R = 30\Omega$
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3. 그림과 같이 시간 t (sec)에 따라 증가하는 자기장 B(t) = 2t (Tesla)를 반지름 R = 1m인 원형도체의 단면에 수직하게 가할 경우, 원형 도체에 유도전류 I가 흐른다.

원형 도체의 총 저항값이 8Ω 일 경우, 유도전류 I (Ampere)의 세기는? (단, 자기장은 공간적으로 균일하며, 원형 도체의 두께와 전자기파 발생은 무시한다.)

  1. π/4
  2. π/2
  3. π
  4. 2π
  5. 4π
(정답률: 알수없음)
  • 패러데이 전자기 유도 법칙과 옴의 법칙을 이용하여 유도전류를 구하는 문제입니다.
    자기장의 변화율에 의해 유도 기전력이 발생하고, 이를 저항으로 나누어 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{d\Phi}{dt} = A \frac{dB}{dt}$$
    $$I = \frac{V}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = (\pi \times 1^{2}) \times 2 = 2\pi$$
    $$I = \frac{2\pi}{8}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = \frac{\pi}{4}$$
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4. 그림과 같이 마찰이 있는 경사면에 놓인 물체 A가 도르래를 통해 실로 연결된 물체 B에 의해 등속운동하고 있다. A와 B의 질량은 각각 4m, m이고 경사면이 수평면과 이루는 각은 30° 이다. 등속운동하는 동안 경사면과 물체 A 사이의 운동 마찰 계수는? (단, 물체 A는 정지하지 않고 있으며, A와 도르래 사이의 실은 경사면과 나란하며, 공기저항, 실의 질량, 도르래 마찰은 무시한다.)

  1. 1/3
  2. 1/2
  3. 1/√3
  4. 1/√2
  5. √3/2
(정답률: 알수없음)
  • 물체 A가 등속 운동하므로 알짜힘은 0입니다. A에 작용하는 힘은 실의 장력 $T$, 중력의 경사면 성분 $mg \sin 30^\circ$, 그리고 운동 마찰력 $f_k = \mu_k N$입니다. 물체 B는 등속 운동하므로 장력 $T$는 B의 중력 $mg$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $mg = 4mg \sin 30^\circ + \mu_k (4mg \cos 30^\circ)$
    ② [숫자 대입] $1 = 4 \times \frac{1}{2} + \mu_k (4 \times \frac{\sqrt{3}}{2})$
    ③ [최종 결과] $\mu_k = \frac{\sqrt{3}}{2}$
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5. 그림 (가)는 질량이 m인 인공위성 A가 질량이 MA인 행성을 중심으로 반지름 r의 등속 원운동을 하는 것을 나타낸 것이고, 그림 (나)는 질량이 m인 인공위성 B가 질량이 MB인 행성을 중심으로 반지름 2r의 등속 원운동을 하는 것을 나타낸 것이다.

인공위성 A, B의 등속 원운동에 대한 각속도의 크기가 같을 때, 는? (단, MA ≫ m, MB ≫ m이고, 인공위성과 행성의 크기는 무시한다.)

  1. 1/4
  2. 1/2
  3. 2
  4. 4
  5. 8
(정답률: 알수없음)
  • 인공위성의 등속 원운동에서 만유인력이 구심력 역할을 한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\omega^2 r = \frac{GM}{r^2}$
    ② [숫자 대입] $\omega^2 = \frac{GM}{r^3} \implies \frac{M_B}{M_A} = \frac{\omega_A^2 r_B^3}{\omega_B^2 r_A^3} = \frac{r_B^3}{r_A^3} = \frac{(2r)^3}{r^3}$
    ③ [최종 결과] $\frac{M_B}{M_A} = 8$
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6. 그림과 같이 실온에서 밀도가 ρ0인 물에 완전히 잠긴 물체 A는 물체 B와 실로 연결되어 있다. A의 밀도는 이고, B의 부피는 A의 2 배이다. B가 물에 완전히 잠기기 위한 B의 최소밀도는? (단, A와 B의 밀도는 균일하며, 실의 부피와 질량은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 물체 B가 물에 완전히 잠기기 위한 최소 밀도는 B에 작용하는 부력과 중력의 합이 A의 알짜 힘(중력-부력)과 평형을 이룰 때입니다. 전체 시스템의 부력과 중력의 합이 0이 되는 임계 상태를 분석합니다.
    ① [기본 공식] $\rho_B V_B g + \rho_A V_A g = \rho_0 (V_A + V_B) g$
    ② [숫자 대입] $\rho_B (2V_A) + \frac{3}{2}\rho_0 V_A = \rho_0 (V_A + 2V_A)$
    ③ [최종 결과] $\rho_B = \frac{3}{4}\rho_0$
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7. 그림과 같이 4개의 저항과 2개의 전지로 회로를 구성하였다. 회로 상의 점 p에 흐르는 전류의 세기는?

  2. 5A
  4. 10A
  5. 15A
(정답률: 알수없음)
  • 회로의 대칭성과 전위차를 이용하여 점 p에 흐르는 전류를 구하는 문제입니다. 회로의 좌우 대칭 구조와 전압 배분을 분석하면 점 p가 포함된 가지에 흐르는 전류를 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{10\text{ V}}{1\text{ \Omega}}$
    ③ [최종 결과] $I = 10\text{ A}$
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8. 그림 (가)는 폭 a, 간격 b인 이중슬릿을 나타낸 것이고, 그림 (나)는 단색광이 (가)의 이중슬릿으로 수직입사 할 때 스크린에 생긴 회절무늬의 세기분포를 나타낸 것이다. 다른 조건들은 그대로 유지한 채 슬릿의 간격만 b/2 로 줄일 경우, 스크린에 보이는 회절무늬의 세기분포를 나타낸 것으로 가장 적절한 것은? (단, 스크린은 슬릿으로부터 수 미터 떨어져 있다.)

(정답률: 알수없음)
  • 이중슬릿의 간섭 무늬에서 밝은 무늬 사이의 간격 $\Delta x$는 슬릿 간격 $b$에 반비례합니다.
    공식 $\Delta x = \frac{L\lambda}{b}$를 적용하면, 슬릿 간격 $b$가 $\frac{b}{2}$로 줄어들 때 무늬 간격 $\Delta x$는 2배로 넓어지게 됩니다.
    따라서 기존 무늬보다 피크 사이의 거리가 더 멀어진 가 정답입니다.
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9. 그림 (가)는 금속판 X에 단색광을 비추어 방출된 광전자에 의한 전류를 가변전원의 전압에 따라 측정하는 장치이다. 그림 (나)는 (가)의 장치를 이용하여 색깔이 다른 두 빛 a, b의 광전효과로 발생되는 전류를 가변전원의 전압에 따라 각각 나타낸 것이다. 빛 a 진동수가 금속판 X의 문턱진동수의 2배일 때, 빛 b 진동수는 빛 a 진동수의 몇 배인가? (단, X에 비추어진 빛은 모두 광전자를 발생시킨다.)

  1. 1/2
  2. 1
  3. 3/2
  4. 2
  5. 5/2
(정답률: 알수없음)
  • 광전효과에서 저지 전압 $V_{0}$는 광전자의 최대 운동 에너지와 같으며, 아인슈타인의 광전 방정식 $hf = W + eV_{0}$를 따릅니다. 여기서 $W$는 금속의 일함수입니다.
    빛 a의 저지 전압이 $V_{0}$이고 진동수가 $f_{0}$의 2배($2f_{0}$)일 때, 빛 b의 저지 전압은 $2V_{0}$입니다.
    빛 a: $h(2f_{0}) = W + eV_{0}$ $\rightarrow$ $W = 2hf_{0} - eV_{0}$
    빛 b: $hf_{b} = W + e(2V_{0})$
    위의 $W$를 대입하면: $hf_{b} = (2hf_{0} - eV_{0}) + 2eV_{0} = 2hf_{0} + eV_{0}$
    이때 $eV_{0} = 2hf_{0} - W$이고, 문턱진동수 $f_{0}$에서 $W = hf_{0}$이므로 $eV_{0} = 2hf_{0} - hf_{0} = hf_{0}$입니다.
    따라서 $hf_{b} = 2hf_{0} + hf_{0} = 3hf_{0}$가 되어, 빛 b의 진동수는 빛 a의 진동수($2f_{0}$)의 $\frac{3}{2}$배가 됩니다.
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10. 그림 (가)는 우물 깊이가 U0이고 폭이 2L인 일차원 유한 우물 퍼텐셜 U(x)를 위치 x에 따라 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 퍼텐셜에 속박된 입자 Y의 파동함수 와 를 각각 나타낸 것이다. , 는 에너지가 각각 EA, EB인 Y의 고유상태함수이다.

이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 유한 우물 퍼텐셜에서 입자의 에너지 상태와 파동함수의 관계를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 에너지가 높을수록 파동함수의 마디 수가 증가하며, $\Psi_A$보다 $\Psi_B$의 마디 수가 많으므로 $E_B > E_A$인 것이 맞습니다.
    ㄴ. 유한 우물에서는 파동함수가 퍼텐셜 장벽 내부($|x| > L$)까지 지수함수적으로 침투합니다. 이때 에너지가 높을수록($E_B$) 장벽 내부로 더 깊게 침투하므로 $\Psi_B$의 침투 깊이가 더 깊은 것이 맞습니다.
    ㄷ. 파동함수의 곡률은 $\frac{d^2\Psi}{dx^2} \propto (V-E)\Psi$에 비례합니다. 우물 내부($V=0$)에서 에너지가 높을수록 곡률이 커지며, 이는 파장이 짧아짐을 의미합니다. 따라서 $E_B$ 상태의 파장이 $E_A$보다 짧으므로 $\Psi_B$의 곡률이 더 큽니다. (단, 보기 ㄷ의 내용이 곡률이 작다고 설명했다면 틀린 설명이 됩니다.)
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11. 다음은 AB3(g)가 분해되는 반응의 화학 반응식이다.

2.0L 밀폐 용기에 AB3(g) 0.10 mol을 넣어 분해 반응시켰더니, AB3(g)가 20 % 분해되어 평형에 도달하였다. 이 평형 상태에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A와 B는 임의의 원소 기호이고, 기체는 이상 기체로 거동하며, 온도는 T 로 일정하고 RT = 80 Lㆍatm/mol이다.)

  1. B2(g)의 몰분율은 1/6이다.
  2. AB(g)의 부분 압력은 0.8 atm이다.
  3. [AB3]는 0.04 M이다.
  4. 평형 상수 KP는 0.2이다.
  5. 평형 상수 KC는 1/200 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 반응식: $AB_3(g) \rightleftharpoons AB(g) + B_2(g)$
    초기 $AB_3$의 몰수 $0.10 \text{ mol}$, $20\%$ 분해되었으므로 평형 시 $AB_3$는 $0.08 \text{ mol}$, $AB$와 $B_2$는 각각 $0.02 \text{ mol}$입니다.
    평형 몰수 합계: $0.08 + 0.02 + 0.02 = 0.12 \text{ mol}$
    평형 농도: $[AB_3] = \frac{0.08}{2} = 0.04 \text{ M}$, $[AB] = \frac{0.02}{2} = 0.01 \text{ M}$, $[B_2] = \frac{0.02}{2} = 0.01 \text{ M}$
    평형 압력: $P_{total} = \frac{nRT}{V} = \frac{0.12 \times 80}{2} = 4.8 \text{ atm}$
    $P_{AB} = 4.8 \times \frac{0.02}{0.12} = 0.8 \text{ atm}$, $P_{B_2} = 0.8 \text{ atm}$
    평형 상수 $K_C$ 계산:
    ① [기본 공식] $K_C = \frac{[AB][B_2]}{[AB_3]}$
    ② [숫자 대입] $K_C = \frac{0.01 \times 0.01}{0.04}$
    ③ [최종 결과] $K_C = 0.0025 = \frac{1}{400}$
    따라서 $K_C$가 $1/200$이라는 설명은 옳지 않습니다.
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12. 다음은 298 K에서 반응 2A(g) → B(g)에 관한 자료이다.

298 K에서 이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, qP와 qV는 각각 일정 압력과 일정 부피에서 진행되는 반응의 열이고, 기체는 이상 기체로 거동한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응식 $2A(g) \rightarrow B(g)$에서 기체 분자 수의 변화량 $\Delta n = 1 - 2 = -1$ 입니다.
    ㄱ. $\Delta n < 0$이므로 일정 압력에서의 반응열 $q_P$와 일정 부피에서의 반응열 $q_V$의 관계는 $q_P = q_V + \Delta n RT$에 의해 $q_P < q_V$가 성립합니다.
    ㄴ. $\Delta S = \frac{q_P}{T}$이며, 반응 후 분자 수가 감소하므로 엔트로피 변화 $\Delta S$는 0보다 작습니다.
    ㄷ. $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$이며, 주어진 자료의 수치적 관계를 분석했을 때 $\Delta G$의 부호가 항상 음수라고 단정할 수 없습니다.
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13. 그림은 반응 에 대한 퍼텐셜 에너지를 나타낸 것이다. 정반응과 역반응은 각각 X와 Y의 1차 반응이며, kf와 kr은 각각 정반응과 역반응의 속도 상수이다.

이 반응에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, kf와 kr은 아레니우스 식을 만족하며 정반응과 역반응의 아레니우스 상수 A는 서로 같다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 도표에서 반응물 X보다 생성물 Y의 퍼텐셜 에너지가 낮으므로 이 반응은 발열 반응입니다.
    발열 반응의 경우 평형 상수 $K_{C}$는 1보다 크며, 온도가 상승하면 르샤틀리에 원리에 의해 흡열 방향인 역반응이 우세해지므로 $K_{C}$는 작아집니다.
    역반응의 활성화 에너지가 정반응보다 훨씬 크므로, 온도가 높아질 때 속도 상수 $k_{r}$의 증가 폭이 더 커져 $k_{r}$은 증가합니다.

    오답 노트
    평형 상수 $K_{C}$는 생성물의 에너지가 더 낮으므로 1보다 크기 때문에 틀렸습니다.
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14. 분자식이 C6H14인 탄화수소의 구조 이성질체 개수는?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
  5. 7
(정답률: 알수없음)
  • 분자식 $\text{C}_6\text{H}_{14}$인 알케인의 구조 이성질체를 찾는 문제입니다.
    탄소 6개로 이루어진 포화 탄화수소의 가능한 구조는 다음과 같습니다.
    1. $n$-헥세인 (직쇄형)
    2. 2-메틸펜테인
    3. 3-메틸펜테인
    4. 2,2-디메틸뷰테인
    5. 2,3-디메틸뷰테인
    따라서 총 5가지의 구조 이성질체가 존재합니다.
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15. 원자의 유효 핵전하에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 유효 핵전하($Z_{\text{eff}}$)의 경향성을 묻는 문제입니다.
    ㄴ. 같은 주기에서 원자 번호가 증가할수록 핵전하가 증가하여 유효 핵전하가 커지므로, 산소가 질소보다 큽니다.
    ㄷ. 안쪽 껍질 전자($1\text{s}$)는 바깥쪽 껍질 전자($2\text{p}$)보다 가리움 효과를 적게 받으므로 유효 핵전하가 더 큽니다.

    오답 노트
    1s 전자의 유효 핵전하: 헬륨은 수소보다 핵전하가 크지만, 같은 껍질 전자 간의 가리움 효과가 존재하므로 정확히 2배가 되지는 않습니다.
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16. 다음 화학종에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. ClF3는 삼각 평면 구조이다.
  2. SF4는 정사면체 구조이다.
  3. PBr5은 사각뿔 구조이다.
  4. I3+은 굽은 구조이다.
  5. 중심 원자는 모두 같은 혼성 오비탈을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • VSEPR 이론에 따른 분자 구조를 분석하는 문제입니다.
    $\text{I}_3^+$는 중심 원자 $\text{I}$에 공유 전자쌍 2개와 비공유 전자쌍 2개가 존재하는 $\text{AX}_2\text{E}_2$ 형태로, 굽은 구조를 가집니다.

    오답 노트
    $\text{ClF}_3$: $\text{T}$자형 구조
    $\text{SF}_4$: 시소형 구조
    $\text{PBr}_5$: 삼각쌍뿔 구조
    혼성 오비탈: 각 분자의 전자 영역 수가 다르므로 모두 같지 않습니다.
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17. 다음은 Ni2＋이 암모니아(NH3), 에틸렌디아민(en)과 각각 6배위 착화합물을 생성하는 반응의 화학 반응식과 착화합물의 구조를 나타낸 것이다. Kf와 △So는 각각 25 ℃에서의 생성 상수와 표준 반응 엔트로피이다.

이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 킬레이트 효과와 착화합물의 구조적 특성을 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 에틸렌디아민($\text{en}$)은 두 자리 리간드로, 단자리 리간드인 $\text{NH}_3$보다 훨씬 안정적인 착물을 형성하므로 생성 상수는 $K_{f,1} < K_{f,2}$가 맞습니다.
    ㄴ. 반응 전 리간드 수(6개 또는 3개)보다 반응 후 생성되는 물 분자 수(6개)가 많거나 같으며, 특히 킬레이트 효과에 의해 무질서도가 증가하므로 $\Delta S_2^0 > 0$이 맞습니다.
    ㄷ. $[\text{Ni}(\text{en})_3]^{2+}$는 3개의 두 자리 리간드가 결합한 팔면체 구조로, 거울상 이성질체가 존재하는 광학 이성질체로 존재합니다.
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18. 다음 혼합 수용액 중 완충 용량이 가장 큰 것은?

  1. 0.2 M CH3COOH(aq) 1L + 0.2 M CH3COONa(aq) 1L
  2. 0.1 M CH3COOH(aq) 5L + 0.1 M CH3COONa(aq) 5L
  3. 0.2 M HCl(aq) 1L + 0.2 M CH3COONa(aq) 1L
  4. 0.1 M HCl(aq) 5L + 0.1 M CH3COONa(aq) 5L
  5. 0.2 M HCl(aq) 1L + 0.2 M NaCl(aq) 1L
(정답률: 알수없음)
  • 완충 용량은 완충 성분(약산과 그 짝염기)의 농도가 높을수록, 그리고 두 성분의 농도 비율가 1:1에 가까울수록 커집니다.
    제시된 보기 중 $\text{CH}_3\text{COOH}$와 $\text{CH}_3\text{COONa}$가 모두 포함된 완충 용액이며, 전체 용액의 양이 $10\text{L}$로 가장 많아 성분의 절대량이 가장 큰 0.1 M $\text{CH}_3\text{COOH}(\text{aq}) 5\text{L} + 0.1\text{M } \text{CH}_3\text{COONa}(\text{aq}) 5\text{L}$의 완충 용량이 가장 큽니다.
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19. 다음은 2 가지 금속과 관련된 반응의 25 ℃에서의 표준 환원 전위(Eo)이다.

25 ℃에서 반응 2Al3+(aq) + 3Mg(s) ⇄ 2Al(s) + 3Mg2+(aq)의 표준 자유 에너지 변화(△Go)는? (단, 패러데이 상수 F = a J/Vㆍmol 이다.)

  1. -0.71 a J/mol
  2. -1.42 a J/mol
  3. -2.13 a J/mol
  4. -3.79 a J/mol
  5. -4.26 a J/mol
(정답률: 알수없음)
  • 표준 전지 전위를 이용하여 표준 자유 에너지 변화를 계산합니다. 반응식에서 이동한 전자 수 $n$은 $6$입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta G^{o} = -nFE^{o}_{\text{cell}} = -nF(E^{o}_{\text{cathode}} - E^{o}_{\text{anode}})$
    ② [숫자 대입] $\Delta G^{o} = -6 \times a \times (-1.66 - (-2.37))$
    ③ [최종 결과] $\Delta G^{o} = -4.26a\text{ J/mol}$
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20. 다음은 어떤 화합물의 구조와 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.

스펙트럼에서 HA ∼ HD에 해당하는 봉우리를 골라 HA, HB, HC, HD 순서로 옳게 나열한 것은?

  1. ㄱ – ㄴ - ㄹ - ㄷ
  2. ㄱ - ㄹ - ㄴ - ㄷ
  3. ㄴ – ㄷ - ㄹ - ㄱ
  4. ㄷ – ㄹ - ㄴ – ㄱ
  5. ㄹ - ㄷ - ㄴ - ㄱ
(정답률: 알수없음)
  • NMR 스펙트럼에서 화학적 이동(ppm)은 전자 밀도가 낮을수록(전자를 끌어당기는 그룹이 가까울수록) 큰 값으로 나타납니다.
    강한 전자 끌개 그룹인 $-NO_{2}$와 $-OH$ 사이에 위치한 $H_{A}$가 가장 큰 화학적 이동 값을 가지며, 그 다음으로 $-NO_{2}$의 영향을 받는 $H_{D}$, 그리고 상대적으로 영향이 적은 $H_{B}$, $H_{C}$ 순으로 나타납니다. 따라서 화학적 이동 값이 큰 순서대로 ㄱ($H_{A}$), ㄹ($H_{D}$), ㄴ($H_{B}$), ㄷ($H_{C}$)으로 매칭됩니다.
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21. 그림은 형질이 서로 다른 부모의 교배를 통하여 얻은 자손들의 형질과 개체수를 표시한 것이다. 재조합 비율은 얼마인가? (단, A와 B는 각각 a와 b에 대하여 우성이다.)

  1. 0.1 %
  2. 1 %
  3. 5 %
  4. 10 %
  5. 20 %
(정답률: 알수없음)
  • 재조합 비율은 전체 자손 개체수 중 교차로 인해 발생한 재조합형 개체수의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{재조합 비율} = \frac{\text{재조합형 개체수}}{\text{전체 개체수}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{재조합 비율} = \frac{18 + 22}{183 + 177 + 18 + 22} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{재조합 비율} = 10\%$
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22. 그림은 신장의 네프론과 집합관을 나타낸 것이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)에서 아쿠아포린을 통해 H2O가 흡수된다.
  2. 오줌 여과액의 농도는 (나)보다 (다)에서 더 높다.
  3. (라)에서 NaCl이 확산에 의하여 재흡수된다.
  4. 뇌하수체 전엽에서 분비되는 항이뇨호르몬(ADH)에 의해 (마)에서 H2O의 재흡수가 촉진된다.
  5. (가) ~ (마) 중에서 NaCl의 재흡수가 일어나지 않는 곳은 (가)와 (나)이고, 재흡수가 일어나는 곳은 (다) ~ (마)이다.
(정답률: 알수없음)
  • 신장의 네프론 구조에서 (가)는 근위세뇨관으로, 이곳에서는 아쿠아포린을 통해 $H_{2}O$의 재흡수가 활발하게 일어납니다.

    오답 노트
    오줌 여과액의 농도는 (나)인 헨레고리 하행각보다 (다)인 상행각에서 더 낮아집니다.
    (라)인 원위세뇨관에서는 $NaCl$이 능동 수송에 의해 재흡수됩니다.
    항이뇨호르몬(ADH)은 뇌하수체 후엽에서 분비됩니다.
    (가) 근위세뇨관에서도 $NaCl$의 재흡수가 일어납니다.
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23. 세포분열에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 감수분열은 생식세포에서 일어난다.
  2. 상처는 체세포 분열을 통해서 재생이 가능하다.
  3. 유성생식의 유전적 다양성은 감수분열 I 전기에서 발생할 수 있다.
  4. 배아줄기세포는 수정란이 세포분열을 거친 낭배상태에서 추출할 수 있다.
  5. 2n=8인 생물의 체세포분열 중기 단계의 세포와 2n=16인 생물의 감수분열 II 중기 단계의 세포에서 관찰되는 염색체의 수는 동일하다.
(정답률: 알수없음)
  • 배아줄기세포는 수정란이 분열하여 형성된 초기 배아의 '포배(blastocyst)' 단계의 내부 세포괴에서 추출합니다. 낭배 단계는 이미 세포 분화가 상당히 진행된 상태이므로 적절하지 않습니다.

    오답 노트
    유전적 다양성: 감수분열 I 전기(전기 I)의 교차(crossing over)를 통해 유전적 재조합이 일어나 다양성이 증가합니다.
    염색체 수: $2n=8$ 체세포분열 중기는 $8$개, $2n=16$ 감수분열 II 중기는 $n=8$개로 두 세포 모두 $8$개의 염색체가 관찰되어 동일합니다.
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24. 그림은 자연선택의 3가지 유형을 나타낸 것이다. 화살표는 선택압을 나타낸다.

이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (A)는 방향성 선택, (B)는 분단성 선택, (C)는 안정화 선택을 나타냅니다.
    ㄱ. (A) 방향성 선택은 표현형의 분포가 한쪽으로 이동하므로 대립유전자 빈도가 변화합니다. (옳음)
    ㄴ. (B) 분단성 선택은 양 극단의 표현형이 유리하고 중간형이 불리한 경우입니다. 살충제 저항성 증가와 같은 적응은 보통 방향성 선택(A)에 해당합니다. (틀림)
    ㄷ. (C) 안정화 선택은 중간 표현형이 선택되어 분포가 좁아지지만, 전체 집단의 평균값은 유지됩니다. (옳음)
    따라서 옳은 설명은 ㄱ, ㄷ입니다.
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25. 그림은 인체 소화기관의 구조를 나타낸 것이다.

A 지점을 묶었을 때 직접적으로 영향을 받는 것은?

  1. 지방의 소화 효율이 떨어진다.
  2. 녹말의 소화 효율이 떨어진다.
  3. 핵산의 소화 효율이 떨어진다.
  4. 수용성 비타민의 흡수가 감소한다.
  5. 단백질의 소화 효율이 떨어진다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림의 A 지점은 담낭(쓸개)에서 십이지장으로 이어지는 총담관 부위입니다. 담낭에서는 간에서 생성된 쓸개즙을 농축하여 저장했다가 십이지장으로 분비하는데, 쓸개즙은 지방을 유화시켜 표면적을 넓힘으로써 라이페이스의 작용을 돕습니다.
    따라서 A 지점이 묶여 쓸개즙의 분비가 차단되면 지방의 소화 효율이 직접적으로 떨어지게 됩니다.
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26. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 지구 생태계 내에서 물질은 순환한다.
  2. 감자와 고구마는 상사기관(analogous structure)이다.
  3. 지리적 격리에 의해 이소적 종분화(allopatric speciation)가 일어난다.
  4. 고래에 붙어사는 따개비는 편리공생의 예이다.
  5. 한 집단에서 무작위 교배가 일어나면 대립유전자 빈도가 변한다.
(정답률: 알수없음)
  • 하디-바인베르크 법칙에 따르면, 무작위 교배가 일어나고 다른 진화 요인(돌연변이, 선택, 유전적 부동, 유입/유출)이 없다면 세대가 지나도 대립유전자 빈도는 변하지 않고 일정하게 유지됩니다.

    오답 노트
    감자와 고구마: 뿌리/줄기라는 서로 다른 기원에서 유래하여 저장 기관이라는 유사한 기능을 갖게 된 상사기관이 맞습니다.
    이소적 종분화: 지리적 격리로 인해 유전자 흐름이 차단되어 새로운 종이 분화되는 과정이 맞습니다.
    따개비: 고래에게 해를 끼치지 않고 이득만 얻는 편리공생의 예가 맞습니다.
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27. 그림은 대립유전자 A와 B의 빈도가 동일한 집단의 유전자풀(gene pool)이 우연한 환경의 변화에 의해 집단의 크기가 감소한 이후, 살아남은 집단의 유전자풀을 나타낸 것이다.

이와 같은 진화요인에 의해 나타난 현상으로 옳은 것은?

  1. 다른 지역 물개들의 유전적 변이와 비교하여, 북태평양 물개들의 유전적 변이가 적다.
  2. 갈라파고스 군도에서 각각의 섬에 사는 핀치새의 먹이와 부리 모양은 조금씩 다르다.
  3. 말라리아가 번성하는 지역에서는 낫 모양 적혈구 유전자의 빈도가 높게 나타난다.
  4. 다양한 항생제에 내성을 가진 슈퍼박테리아 집단이 출현하였다.
  5. 흰 민들레가 노란 민들레 군락지에서 출현하였다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 그림은 집단의 크기가 급격히 감소하며 우연히 특정 대립유전자의 빈도가 변하는 '병목 효과(bottleneck effect)'를 나타냅니다. 이는 유전적 부동의 대표적 사례로, 살아남은 소수 개체들이 전체 집단의 유전적 구성을 결정하게 되어 유전적 다양성이 크게 감소합니다.
    따라서 다른 지역 물개들의 유전적 변이와 비교하여, 북태평양 물개들의 유전적 변이가 적다는 설명이 병목 효과의 결과로 가장 적절합니다.
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28. 세포 내에서 합성되어 분비되는 항체의 이동경로를 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. 핵 → 활면소포체 → 골지체 → 수송낭
  2. 핵 → 조면소포체 → 리소좀 → 수송낭
  3. 조면소포체 → 골지체 → 수송낭
  4. 조면소포체 → 리소좀 → 수송낭
  5. 활면소포체 → 리보솜 → 리소좀 → 수송낭
(정답률: 알수없음)
  • 분비 단백질인 항체의 세포 내 이동 경로를 묻는 문제입니다.
    항체는 리보솜이 붙어 있는 조면소포체에서 합성된 후, 골지체에서 변형 및 분류 과정을 거쳐 수송낭에 담겨 세포 밖으로 분비됩니다.
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29. 광합성에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ, ㅁ
  5. ㄱ, ㄹ, ㅁ
(정답률: 알수없음)
  • 광합성의 원리와 생물별 특성을 묻는 문제입니다.
    진핵생물의 광합성은 엽록체에서 일어나며, 남세균은 엽록체는 없지만 광합성을 통해 산소를 발생시킵니다.

    오답 노트
    광합성의 최종 전자 수용체는 $NADP^{+}$ 입니다.
    이산화 탄소 고정은 명반응이 아닌 암반응(캘빈 회로)을 통해 이루어집니다.
    식물세포는 주로 가시광선을 이용하며, 근적외선을 주로 이용하는 것은 일부 광합성 세균입니다.
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30. 생장을 위해 물질 X를 필요로 하는 곰팡이에 방사선을 조사하여 물질 X를 합성하는 효소를 만드는 유전자들 중 한 유전자에만 돌연변이가 일어난 돌연변이체 Ⅰ, II, Ⅲ을 얻었다. 물질 X 합성 과정의 중간산물인 A, B, C를 최소배지에 각각 첨가하였을 때, 곰팡이의 생장 결과를 표로 나타내었다.

이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물질 X의 합성 경로를 분석하는 문제입니다. 중간산물을 넣었을 때 생장하는지 여부를 통해 합성 순서를 파악할 수 있습니다.
    돌연변이체 III은 A만으로 생장하고 B, C로는 생장하지 못하므로, 합성 경로는 $C \rightarrow B \rightarrow A \rightarrow X$ 순입니다.
    따라서 돌연변이체 II는 B를 기질로 이용하여 A와 X를 합성할 수 있으며, 물질 X의 합성 순서 역시 $C \rightarrow B \rightarrow A \rightarrow X$가 맞습니다.

    오답 노트
    돌연변이체 I은 A, B, C 모두로 생장하지 못하므로, 이들을 이용하여 X를 합성할 수 없습니다.
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31. 지구 내부의 열과 온도에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 지구 내부의 열전달 방식과 지각의 특성을 묻는 문제입니다.
    지각은 고체 상태이므로 열이 전도에 의해 전달되는 것이 맞습니다.

    오답 노트
    중앙해령의 암석권은 마그마가 상승하는 곳으로 심해저보다 온도가 높고 두께가 얇습니다.
    외핵은 액체 상태이므로 전도가 아닌 대류에 의해 열이 주로 전달됩니다.
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32. 점토광물에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 점토광물은 미립의 층상구조를 가진 규산염 광물이며, 대표적인 예로 고령토가 있습니다. 또한 물을 흡수하면 가소성이 나타나고 건조 시 단단해지는 물리적 성질을 모두 가지고 있으므로 의 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳은 설명입니다.
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33. 다음 중 정장석의 풍화를 나타내는 화학 반응식은?

  1. CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ + 2HCO3-
  2. Fe2O3 + nH2O → Fe2O3ㆍnH2O
  3. Al2Si2O5(OH)4 + H2O → 2Al(OH)3 + 2SiO2
  4. (Mg, Fe)2SiO4 + 4H2O → Fe2O3 + 2Mg + H4SiO4
  5. 2KAlSi3O8 + 2H2O + CO2 → Al2Si2O5(OH)4 + K2CO3 + 4SiO2
(정답률: 알수없음)
  • 정장석($KAlSi_{3}O_{8}$)이 이산화탄소가 녹아있는 물과 반응하여 카올리나이트(점토광물)와 실리카 등으로 풍화되는 화학 반응식은 다음과 같습니다.
    $$2KAlSi_{3}O_{8} + 2H_{2}O + CO_{2} \rightarrow Al_{2}Si_{2}O_{5}(OH)_{4} + K_{2}CO_{3} + 4SiO_{2}$$
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34. 다음 중 SiO2 (%) 함량이 가장 적은 것과 가장 많은 심성암으로 짝지어진 것은?

  1. 감람암 - 화강암
  2. 섬록암 - 반려암
  3. 화강암 - 반려암
  4. 반려암 – 섬록암
  5. 섬록암 - 감람암
(정답률: 알수없음)
  • 심성암의 $SiO_{2}$ 함량은 감람암 < 반려암 < 섬록암 < 화강암 순으로 증가합니다. 따라서 함량이 가장 적은 암석은 감람암이며, 가장 많은 암석은 화강암입니다.
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35. 바람에 영향을 미치는 힘에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 등압선 간격이 좁을수록 기압경도력은 작아진다.
  2. 기압경도력은 저기압에서 고기압 쪽으로 작용한다.
  3. 북반구에서 전향력은 진행해가는 방향의 왼쪽으로 바람을 전향하게 한다.
  4. 전향력은 풍속이 증가할수록 커진다.
  5. 전향력은 풍속이 동일하면 고위도 지역으로 갈수록 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전향력은 지구 자전에 의해 발생하는 가상의 힘으로, 풍속이 빠를수록 그 크기가 커지는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    등압선 간격이 좁을수록: 기압경도력은 커짐
    기압경도력 방향: 고기압에서 저기압 쪽으로 작용
    북반구 전향력: 진행 방향의 오른쪽으로 작용
    고위도 지역: 위도가 높을수록 전향력은 증가
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36. 다음 그림은 연기가 상하로 활발하게 퍼져나가는 모습을 나타낸 것이다.

연기가 퍼져나가는 모양으로 볼 때, 이 지역의 대기 상태를 잘 나타낸 것은? (단, 실선은 기온선, 점선은 건조단열선이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 연기가 상하로 활발하게 퍼져나가는 현상은 대기가 매우 불안정한 상태임을 의미합니다. 대기가 불안정하려면 실제 기온 감률(실선)이 건조단열감률(점선)보다 커야 하며, 이는 그래프에서 실선이 점선보다 더 오른쪽(더 낮은 기온 쪽)으로 기울어져 있는 상태를 말합니다. 따라서 가 정답입니다.
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37. 대기권에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 대류권에서 기온은 1 km 상승할 때 마다 약 6.5℃감소한다.
  2. 대류권계면에서부터 고도 약 80 km 까지를 성층권이라 한다.
  3. 중간권에서는 높이가 올라갈수록 기온이 감소한다.
  4. 대류권의 두께는 계절과 위도에 따라 다르다.
  5. 열권은 고도가 높아짐에 따라 기온이 상승한다.
(정답률: 알수없음)
  • 대기권의 층상 구조와 특징을 묻는 문제입니다. 성층권은 대류권계면부터 약 50 km 고도까지이며, 80 km까지는 중간권이 포함된 범위입니다.

    오답 노트
    대류권 기온 감소: $1 \text{km}$당 약 $6.5^{\circ}C$ 감소함
    중간권 기온: 고도 상승 시 감소함
    대류권 두께: 위도와 계절에 따라 가변적임
    열권 기온: 고도 상승 시 상승함
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38. 두 별의 겉보기 등급의 차이가 5 일 때, 겉보기 밝기는 약 몇 배 차이가 나는가?

  1. 10 배
  2. 50 배
  3. 100배
  4. 500배
  5. 1000 배
(정답률: 알수없음)
  • 별의 등급 차이와 밝기 비의 관계를 이용합니다. 등급이 5등급 차이 날 때 밝기는 정확히 100배 차이가 납니다.
    ① [기본 공식] $B_1 / B_2 = (100^{1/5})^{m_2 - m_1}$
    ② [숫자 대입] $B_1 / B_2 = (100^{1/5})^5$
    ③ [최종 결과] $B_1 / B_2 = 100$
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39. 다음은 위도 37°N 인 지역의 사계절 태양 일주운동에 관한 그림이다.

이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 위도 $37^{\circ}N$ 지역의 태양 고도와 적위 관계를 분석합니다.
    ㄴ. 하지는 태양의 적위가 $+23.5^{\circ}$일 때입니다.
    ㄷ. 겨울(동지 무렵)에는 태양이 남동쪽에서 떠서 남서쪽으로 집니다.

    오답 노트
    봄(춘분) 남중고도: $90^{\circ} - 37^{\circ} = 53^{\circ}$이므로 $76^{\circ}$가 아닙니다.
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40. 다음 H-R도에 표시된 별들의 종류가 옳게 제시된 것은?

  1. ㄱ: 초거성, ㄴ: 주계열성, ㄷ: 거성, ㄹ: 백색 왜성
  2. ㄱ: 초거성, ㄴ: 거성, ㄷ: 주계열성, ㄹ: 백색 왜성
  3. ㄱ: 백색 왜성, ㄴ: 거성, ㄷ: 주계열성, ㄹ: 초거성
  4. ㄱ: 백색 왜성, ㄴ: 초거성, ㄷ: 거성, ㄹ: 주계열성
  5. ㄱ: 주계열성, ㄴ: 백색 왜성, ㄷ: 거성, ㄹ: 초거성
(정답률: 알수없음)
  • H-R도는 별의 표면 온도(분광형)와 절대 등급(광도)을 나타낸 도표입니다.
    ㄱ은 절대 등급이 매우 높고 온도가 다양한 초거성, ㄴ은 주계열성보다 밝고 온도가 낮은 거성, ㄷ은 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 이어지는 주계열성, ㄹ은 온도는 높으나 절대 등급이 매우 낮은 백색 왜성 영역에 위치합니다.
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