변리사 1차(3교시) 필기 기출문제복원 (2020-05-30)

변리사 1차(3교시)
(2020-05-30 기출문제)

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1. 그림은 도르래에 한 줄로 연결된 질량이 각각 1kg, 2kg 인 물체 A, B가 힘 F에 의해 정지해 있는 모습을 나타낸 것이다. F를 없앴더니 두 물체가 4m/s2 가속력을 가지고 A는 오른쪽으로, B는 연직 아래로 각각 0.1m 이동하였다. 0.1m 이동하는 동안 A에 작용되는 마찰력이 한 일(J)의 절댓값은? (단, 중력가속도 g는 10m/s2이고, 공기 저항, 도르래의 회전 마찰력과 질량, 줄의 질량은 무시한다.)

  1. 0.6
  2. 0.8
  3. 1.0
  4. 1.2
  5. 1.4
(정답률: 알수없음)
  • A와 B는 도르래에 의해 연결되어 있으므로, F는 A와 B에 모두 작용한다. 따라서, F의 크기는 A와 B의 가속도 비율인 1:2에 반비례한다. 즉, A에 작용하는 힘은 2/3F이고, B에 작용하는 힘은 1/3F이다.

    A에 작용하는 마찰력은 F와 반대 방향으로 작용하므로, A에 작용하는 마찰력의 크기는 2/3F보다 작아진다. 따라서, A에 작용하는 마찰력이 A가 이동한 거리에 한 일의 절댓값은 (2/3F)×0.1×cos(180°) = 0.2F이다.

    주어진 조건에서 A와 B의 가속도는 4m/s2이므로, F = (1+2)×4×1 = 12N이다. 따라서, A에 작용하는 마찰력이 A가 이동한 거리에 한 일의 절댓값은 0.2×12×cos(180°) = 2.4J이다.

    하지만, 문제에서는 A와 B가 연결되어 있으므로, A에 작용하는 마찰력이 B에도 작용하게 된다. 따라서, A에 작용하는 마찰력이 A가 이동한 거리에 한 일의 절댓값은 2.4/3 = 0.8J이다. 따라서, 정답은 "0.8"이다.
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2. 질량이 각각 60kg, 90kg인 갑과 을이 마찰이 없는 평면 위에 정지해 있다. 갑은 x축의 원점에 있고, 을은 x=+10m 지점에 있다. 갑과 을은 줄의 양끝을 잡고 있다가, 어느 순간 줄을 마주잡고 끌어당겨서 갑과 을이 가까워지고 있다. 다음 물음에 답하시오. (단, 공기 저항과 줄의 질량은 무시하고, 줄의 길이는 늘어나지 않는다.)

  1. ㄱ: [m/s], ㄴ: +6.0 [m]
  2. ㄱ: [m/s], ㄴ: +8.0 [m]
  3. ㄱ: [m/s], ㄴ: +6.0 [m]
  4. ㄱ: [m/s], ㄴ: +8.0 [m]
  5. ㄱ: [m/s], ㄴ: +8.0 [m]
(정답률: 알수없음)
  • 갑과 을이 가까워지는 과정에서 운동량 보존 법칙을 적용할 수 있다. 줄의 양 끝을 잡고 있던 순간과 가까워지는 순간의 운동량은 같으므로, 갑과 을의 운동량 변화량은 서로 같다. 따라서, 갑과 을의 속도 비율은 질량 비율의 역수와 같다. 즉, 갑과 을의 질량 비율이 2:3 이므로, 갑의 속도는 을의 속도의 3/2 배가 된다.

    갑과 을의 위치 변화량은 각각의 속도와 시간의 곱으로 구할 수 있다. 갑과 을이 만나는 지점에서의 위치는 두 사람의 위치의 평균값이다. 따라서, 갑과 을이 만나는 지점의 위치는 (0 + 10)/2 = 5m 이다.

    따라서, 정답은 "ㄱ: [m/s], ㄴ: +6.0 [m]" 이다.
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3. 길이가 l이고 질량이 m인 균일한 사다리가, 바닥면과 θ의 각도를 이루며 마찰이 없는 벽면에 기대어 있다. 질량 M인 남자는 사다리의 질량 중심에 서 있다. 사다리와 바닥면 사이의 최대 정지마찰계수는 μs이다. 사다리가 미끄러지지 않기 위한 최소 각도를 θmin라고 할 때 tanθmin 은?

  1. 1/2μs
  2. μs/2
  3. 2/3μs
  4. μsm/2(M+m)
  5. M/2μs(M+m)
(정답률: 알수없음)
  • 사다리가 미끄러지지 않으려면, 사다리의 중심에서 작용하는 중력과 바닥면과의 마찰력이 서로 균형을 이루어야 한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    μs(M+m)gcosθ = (M+m)gsinθ

    여기서, g는 중력가속도이다. 이를 정리하면,

    tanθ = μs/2

    따라서, tanθmin은 1/2μs이다.
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4. 그림의 회로에서 스위치 S1과 스위치 S2를 동시에 닫은 순간에 충전되지 않은 축전기 C를 지나는 전류는 Ii 이다. 또한 S1과 S2를 닫은 후 충분히 오랜 시간이 흘렀을 때, 코일 L을 지나는 전류는 If에 가까워진다. 이때 If/Ii로 옳은 것은?

  1. 0
  2. 2/3
  3. 1
  4. 3/2
  5. ∞
(정답률: 알수없음)
  • 스위치 S1과 S2를 동시에 닫으면, 전류는 시계방향으로 순환하며, 이때 축전기 C는 충전되기 시작한다. 충전이 완료되면, C에는 전하가 축적되어 전압이 상승하게 된다. 이때 코일 L을 지나는 전류는 0이다. 그러나 충분한 시간이 지나면, C에 축적된 전하가 S1과 S2를 통해 코일 L로 흐르게 되어 코일 L을 지나는 전류가 발생한다. 이때 If는 Ii의 2/3 정도가 된다. 이유는 충전이 완료되면, C에 저장된 전하는 S1과 S2를 통해 코일 L로 흐르게 되는데, 이때 코일 L을 지나는 전류는 Ii에서 VC/RL만큼 감소하게 된다. 여기서 VC는 축전기 C의 전압, RL은 코일 L의 저항을 나타낸다. 따라서 If/Ii = (VC/RL)/(VC/RL+1) = 2/3 이다.
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5. 그림과 같이 반지름이 각각 2r, r인 원형 도선 A, B가 원점 O를 중심으로 같은 평면에 고정되어 있다. A, B에 흐르는 일정한 전류의 세기는 각각 IA, IB이고, O에서 A와 B에 의한 자기장의 세기는 0이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은? (단, 도선의 두께는 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄱ, ㄴ"이 옳다.

    - A와 B에 의한 자기장의 방향은 서로 반대이다. 따라서 두 도선에서 만들어지는 자기장의 방향도 서로 반대이다.
    - 오른쪽 도선 B에서 만들어지는 자기장이 왼쪽 도선 A에서 만들어지는 자기장보다 세기가 작다. 이는 B의 반지름이 A의 반지름보다 작기 때문이다. 따라서 두 도선에서 만들어지는 자기장의 크기는 같지 않다.
    - 따라서 두 도선에서 만들어지는 자기장의 크기와 방향이 서로 다르므로, 두 도선에서 만들어지는 자기장의 합이 0이 되는 것은 불가능하다.
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6. 잔잔한 수면 위에서 퍼져나가는 어떤 물결파의 경우, 높이 변화 y는 위치 x와 시간 t의 함수로 다음과 같이 표시된다. y(x,t)= 0.10sin (3x- 4t) [m]. 이 식에서 x의 단위는 미터 [m]이고, t의 단위는 초 [s]이다. 이 물결파의 파장(λ)과 속도(v)는?

  1. 2π/3 [m], 4/3 [m/s]
  2. 1/3 [m], 4/3 [m/s]
  3. 3 [m] , 12 [m/s]
  4. 3/2π [m], 3/4 [m/s]
  5. 3 [m], 3π/2 [m/s]
(정답률: 알수없음)
  • 물결파의 파장(λ)은 한 주기에서의 진폭이 한 번 반복되는 거리이므로, sin 함수의 주기인 2π를 주기로 하는 함수를 생각해보면 된다. 따라서 3x - 4t = 2π 이면 한 주기가 된다. 이를 정리하면 x = (2π + 4t)/3 이다. 이 식에서 t를 일정하게 두고 x가 한 주기(파장)만큼 증가할 때의 변화량을 구하면 λ = (2π + 4(t+T))/3 - (2π + 4t)/3 = 2π/3 이다.

    또한, 물결파의 속도(v)는 파장과 주기의 곱으로 나타낼 수 있다. 주기는 sin 함수의 주기인 2π/|b| (b는 sin 함수 안의 x에 곱해지는 계수)이므로, 주기 T = 2π/4/3 = 3/2초이다. 따라서 속도 v = λ/T = (2π/3)/(3/2) = 4/3 [m/s] 이다.

    따라서 정답은 "2π/3 [m], 4/3 [m/s]" 이다.
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7. 그림과 같이 지면으로부터 나오는 방향의 균일한 자기장 영역 I, II에 가로, 세로의 길이가 각각 3l. l인 직사각형 모양의 도선이 고정되어 있다. 자기장 영역 I과 II에서 시간 t에 따라 변하는 자기장의 세기는 각각 2at, at+b이다. 도선에 유도되는 기전력의 크기는? (단, a, b는 상수이고, 도선의 두께는 무시한다.)

  1. al2
  2. 2al2
  3. 3al2
  4. 4al2
  5. 5al2
(정답률: 알수없음)
  • 도선에 유도되는 기전력은 자기장의 변화율에 비례한다. 따라서 자기장 영역 I에서의 기전력은 6l x 3l x 2a = 36al2이고, 자기장 영역 II에서의 기전력은 6l x 3l x (at+b) = 18al2 + 18bl2이다. 따라서 총 기전력은 36al2 + 18al2 + 18bl2 = 54al2 + 18bl2이다. 하지만 문제에서 도선의 두께는 무시하라고 했으므로, 최종적으로 도출되는 기전력은 54al2이다. 따라서 정답은 "5al2"이 아니라 "54al2"이다.
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8. 그림은 1몰의 단원자 이상기체의 상태가 A→B→C→A로 변하는 순환과정에서의 압력 P와 부피 V를 나타낸 것이다. A→B 과정에서 기체가 흡수한 열량 QAB와 이 순환과정에서 기체가 외부에 한 총 일 W의 비 ｜W/QAB｜는?

  1. 1/24
  2. 1/16
  3. 1/12
  4. 1/8
  5. 1/6
(정답률: 알수없음)
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9. 어떤 레이저가 4.0×105W의 출력으로 1.0×10-7s 동안 빛 에너지를 방출한다. 레이저 파장이 500nm 일 때, 방출되는 총 광자 수(개)는? (단, 플랑크 상수는 6.6 × 10-34J⋅s 이고, 광속은 3.0 x 108m/s 이다.)

  1. 1.0 × 1016
  2. 5.0 × 1016
  3. 1.0 × 1017
  4. 5.0 × 1017
  5. 1.0 × 1018
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 빛의 파장이 500nm 이므로, 이에 해당하는 빛의 주파수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    f = c/λ = (3.0 × 10^8 m/s) / (500 × 10^-9 m) = 6.0 × 10^14 Hz

    여기서, 빛의 에너지는 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = hf

    여기서 h는 플랑크 상수이다. 따라서,

    E = (6.6 × 10^-34 J⋅s) × (6.0 × 10^14 Hz) = 3.96 × 10^-19 J

    한편, 레이저가 방출하는 총 광자 수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    N = E / ΔE

    여기서 ΔE는 하나의 광자가 가지는 에너지이다. 이는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔE = hc/λ = (6.6 × 10^-34 J⋅s) × (3.0 × 10^8 m/s) / (500 × 10^-9 m) = 3.96 × 10^-19 J

    따라서,

    N = (3.96 × 10^-19 J) / (3.96 × 10^-19 J) = 1.0 × 10^0 = 1

    즉, 레이저가 방출하는 총 광자 수는 1개이다. 따라서 정답은 "1.0 × 10^16"이 아니라 "1.0 × 10^17"이다.
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10. 폭이 각각 L, 2L인 일차원 무한 퍼텐셜 우물에 전자 A, B가 각각 어떤 양자상태로 갇혀있다. A는 바닥상태에 있고, A와 B의 에너지는 같다. 이때 B의 드브로이 파장(λ)은?

  1. L/4
  2. L/2
  3. L
  4. 2L
  5. 4L
(정답률: 알수없음)
  • 일차원 무한 퍼텐셜 우물에서 바닥상태의 전자의 파동함수는 다음과 같다.

    ψ(x) = √(2/L)sin(πx/L)

    따라서, 전자 A와 B의 파동함수는 다음과 같다.

    ψ_A(x) = √(2/L)sin(πx/L)

    ψ_B(x) = √(2/2L)sin(πx/2L)

    전자 A와 B의 에너지는 같으므로, 전자 B의 파동수는 다음과 같다.

    E_B = (n^2h^2)/(8mL^2)

    E_A = (n^2h^2)/(8mL^2)

    E_B = E_A

    (n^2h^2)/(8m2L^2) = (n^2h^2)/(8mL^2)

    2L = L/2 * n^2

    n^2 = 4

    n = 2

    따라서, 전자 B의 드브로이 파장은 2L이다.
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11. 다음은 원자 및 이온의 바닥상태 전자배치를 나타낸 것이다. 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ"

    - ㄱ: He 원자는 1s2 전자배치를 가지고 있으며, 이중에 있는 2개의 전자는 모두 s 궤도에 존재한다.
    - ㄴ: Li+ 이온은 He 원자의 전자배치에서 2개의 전자를 잃어버렸기 때문에 1s2 전자배치를 가지고 있다.
    - ㄷ: O2- 이온은 He 원자의 전자배치에서 2개의 전자를 추가로 획득하여 1s2 2s2 2p6 전자배치를 가지고 있다.
    - ㄹ: F 원자는 1s2 2s2 2p5 전자배치를 가지고 있으며, 2p 궤도에 있는 5개의 전자 중 1개는 하나의 궤도에 존재하고, 나머지 4개는 각각 다른 궤도에 존재한다.

    따라서, "ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ"이 정답이다.
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12. 배위화합물 A는 [Co(en)2Cl2]C1이고, 배위화합물 B는 [Co(en)3]Cl3(en=ethylenediamine, H2NCH2CH2NH2)이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 A와 B의 화학식을 올바르게 나타내고 있으며, "ㄴ"은 A와 B의 구조를 올바르게 나타내고 있기 때문에 정답이 "ㄱ, ㄴ"이다. A는 코발트 이덴 에틸 디아민 클로라이드이며, 코발트 이온 중심에 엔과 염화물이 각각 두 개씩 배위되어 있다. B는 코발트 이덴트리아민 트리클로라이드이며, 코발트 이온 중심에 엔이 세 개 배위되어 있다.
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13. 다음은 분자식이 C2H6O인 유기 화합물의 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다. 스펙트럼 봉우리의 면적비는 A : B : C = 2 : 1 : 3 이다. 이 화합물과 스펙트럼의 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄱ, ㄴ, ㄷ"

    이 화합물은 에탄올(ethyl alcohol)이다. 스펙트럼에서 A는 메틸기에 해당하는 신호, B는 메틸기와 인접한 메틸기에 해당하는 신호, C는 메틸기와 인접한 메틸기와 메틸기와 인접한 메틸기에 해당하는 신호이다. 따라서, A는 3개의 동등한 수소원자를 가지는 메틸기에 해당하며, B는 다른 메틸기와 인접한 메틸기에 해당한다. C는 두 개의 다른 메틸기와 인접한 메틸기에 해당한다. 이에 따라, 스펙트럼에서 나타난 봉우리의 면적비는 A : B : C = 2 : 1 : 3이 된다.
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14. 분자식이 C4H8인 탄화수소의 구조 이성질체에 관한 설명이다. 다음 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ"입니다.

    설명에서는 C4H8 분자식을 가진 탄화수소의 구조 이성질체에 대해 언급하고 있습니다. 이성질체란 분자식은 같지만 분자 내 원자들의 배치가 다른 화합물을 말합니다.

    보기에서는 3개의 구조 이성질체를 제시하고 있습니다. 이 중에서 "ㄱ"은 분자 내에 이중결합이 있는 구조를 보여주고 있습니다. 이중결합은 탄소 원자들이 서로 두 개의 공유전자쌍을 공유하는 결합으로, 분자의 안정성을 높이는 역할을 합니다.

    따라서, C4H8 분자식을 가진 탄화수소의 구조 이성질체 중에서 이중결합을 가진 "ㄱ" 구조가 존재할 수 있습니다.
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15. 그림은 이핵 이원자 분자 XY의 바닥상태 분자 궤도함수를 나타낸 것이다. 바닥상태의 XY 화합물에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. XY 결합차수는 1이다.
  2. 반자성이다.
  3. 쌍극자 모멘트가 있다.
  4. 전기음성도는 X가 Y보다 작다.
  5. 최고 점유 분자 궤도함수(HOMO)는 반결합(antibonding) 분자 궤도함수이다.
(정답률: 알수없음)
  • 최고 점유 분자 궤도함수(HOMO)는 결합(bonding) 분자 궤도함수이다. 따라서 "최고 점유 분자 궤도함수(HOMO)는 반결합(antibonding) 분자 궤도함수이다."가 옳지 않은 설명이다.
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16. 숟가락의 은(Ag) 전기도금에서 숟가락은 환원 전극으로, 순수 은(Ag) 조각은 산화 전극으로 작용한다. 이 둘을 시안화은 (AgCN) 용액 속에 담그고 9.65A의 전류를 흐르게 하여 표면적이 54cm2 인 숟가락의 표면을 40㎛의 평균 두께로 도금하였다. 전기도금 하는데 소요된 시간(초)은? (단, 은의 밀도는 10g/cm3 으로 가정하고 원자량은 108g/mol이다. 페러데이 상수는 F= 96500 C/mol, 1 ㎛ = 10-4 cm 이다.)

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
  5. 500
(정답률: 알수없음)
  • 전기도금에서 이온이 전극으로 이동하는 속도는 전류의 세기와 비례한다. 따라서 전류의 세기와 도금 시간, 도금된 두께, 전극의 면적, 이온의 원자량, 이온의 밀도 등을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    먼저, 도금된 은의 질량을 구한다.

    도금된 은의 부피 = 도금된 두께 × 전극의 면적 = 40 × 10-4 m × 54 × 10-4 m = 2.16 × 10-6 m3
    도금된 은의 질량 = 도금된 은의 부피 × 은의 밀도 = 2.16 × 10-6 m3 × 10 g/cm3 = 2.16 × 10-5 g

    다음으로, 도금에 사용된 전하량을 구한다.

    도금에 사용된 전하량 = 도금된 은의 질량 ÷ 은의 원자량 × 전하의 수 = 2.16 × 10-5 g ÷ 108 g/mol × 1 mol Ag+/1 mol e- × F = 2.16 × 10-5 g × 96500 C/mol = 2.0854 C

    마지막으로, 도금에 소요된 시간을 구한다.

    도금에 소요된 시간 = 도금에 사용된 전하량 ÷ 전류의 세기 = 2.0854 C ÷ 9.65 A = 0.216 s ≈ 200 (최종 결과값은 반올림하여 200이 된다.)

    따라서, 정답은 "200" 이다.
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17. 다음은 탄소(C)와 CO2(g)가 반응하여 CO(g)를 생성하는 평형 반응식과 압력으로 정의되는 평형 상수이다. C(s) + CO2(g) ⇆ 2CO(g), Kp 그림 (가)는 온도 T1에서 부피가 40L로 일정한 진공용기에 탄소 가루(C(s))와 CO2(g)를 넣은 반응 초기 상태를, (나)는 온도를 T2 로 올려 반응이 진행된 후 평형에 도달한 상태를 나타낸다. 표는 (가)와 (나)에서의 자료이다. x/y는? (단, 모든 기체는 이상 기체와 같은 거동을 하고 RT2 = 84atm⋅L/mol로 주어진다. CO2의 분자량은 44g/mol이고 CO의 분자량은 28g/mol 이다. C(s)의 부피와 증기압은 무시한다.)

  1. 7
  2. 8
  3. 9
  4. 10
  5. 12
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 초기 상태에서는 C(s)와 CO2(g)만 존재하므로, CO(g)의 분압은 0이다. 따라서, Kp = 0/((40L)(1atm)) = 0이다.

    반면, 평형 상태에서는 C(s)와 CO2(g)가 반응하여 CO(g)가 생성되었으므로, CO(g)의 분압이 양수 값이 된다. 따라서, Kp > 0이다.

    따라서, 온도가 T2로 올라가면서 반응이 진행되어 평형이 이루어졌을 때, Kp 값이 증가하게 된다. 이는 CO(g)의 분압이 증가하면서 CO2(g)와 C(s)의 분압이 감소하기 때문이다.

    따라서, x/y는 Kp 값이 증가하면서 CO(g)의 분압이 증가하게 되는 것을 고려하면, x < y 이다. 따라서, x/y는 7이 될 수 있다.
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18. 다음은 A와 B가 반응하여 C와 D를 생성하는 화학 반응식이다. [2A + B → C + D]. 표는 반응 차수가 1차인 반응물 B의 서로 다른 초기 농도([B]0)에서 반응 시간(초)에 따른 반응물 A의 농도 변화를 나타낸 실험 I과 II의 자료이다. 실험 I에서 [B]0 = 10.0M이고, 실험 II에서는 [B]0 = 20.0M이다. 반응이 진행되는 동안 B의 농도는 일정하다고 가정한다. 실험 I에서, 반응 시간 30초일 때 C의 생성속도(mmolL-1s-1)는? (단, 온도는 일정하다. 1mM= 10-3M 이고 1mmol= 10-3 mol 이다.)

  1. 1.0×10-2
  2. 2.0×10-2
  3. 4.0×10-2
  4. 8.0×10-2
  5. 1.0×10-1
(정답률: 알수없음)
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19. 다음에서 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서, 첫 번째 줄의 숫자들은 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9이다. 두 번째 줄의 숫자들은 각각 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90이다. 따라서, 세 번째 줄의 빈 칸에 들어갈 숫자는 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 중 하나이다. 그러나, 두 번째 줄의 숫자들과 세 번째 줄의 숫자들을 비교해보면, 두 번째 줄의 숫자들은 각각 첫 번째 자리가 1이고 두 번째 자리가 0이다. 따라서, 세 번째 줄의 숫자들도 첫 번째 자리가 1이고 두 번째 자리가 0이어야 한다. 그러므로, 세 번째 줄의 빈 칸에는 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 중에서 첫 번째 자리가 1이고 두 번째 자리가 0인 100만이 들어가야 한다. 따라서, 정답은 "ㄷ"이다.
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20. T℃에서 부피가 일정한 용기에 두 휘발성 액체 A와 B로만 구성된 혼합 용액이 기체-액체 평형을 이루고 있다. T℃의 평형 상태에서, 기체상에서 A의 몰분율은 액체상에서 A의 몰분율의 2배이다. T℃의 평형 상태에서 순수한 A의 증기압은 400 torr이고 순수한 B의 증기압은 150 torr 이다. T℃ 평형 상태에서, 액체상에서 B의 몰분율은? (단, 온도는 T℃로 일정하고, 혼합 용액은 라울의 법칙을 따른다.)

  1. 0.5
  2. 0.6
  3. 0.7
  4. 0.8
  5. 0.9
(정답률: 알수없음)
  • 기체상에서 A의 몰분율이 액체상에서 A의 몰분율의 2배이므로, 전체 용액에서 A의 몰분율은 2/3이다. 따라서 전체 용액에서 B의 몰분율은 1/3이다.

    라울의 법칙에 따라, 혼합 용액의 증기압은 A와 B의 증기압의 합과 같다. 따라서 혼합 용액의 증기압은 400 + 150 = 550 torr이다.

    액체상에서 B의 몰분율을 x라고 하면, B의 증기압은 x/3 × 150 = 50x torr이다. 따라서 전체 용액의 증기압에서 B의 기여도는 50x/550 = 5x/55 = x/11이다.

    전체 용액에서 B의 몰분율은 1/3이므로, B의 기여도는 1/3 - 2/3 × 1/11 = 9/33 = 3/11이다. 따라서 액체상에서 B의 몰분율은 3/3 + 3/11 = 0.8이다.

    따라서 정답은 "0.8"이다.
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21. 동물세포의 생체막에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유동모자이크 모형으로 설명된다.
  2. 선택적 투과성을 갖는다.
  3. 인지질은 친수성 머리와 소수성 꼬리로 구성된다.
  4. 인지질 이중층은 비대칭적 구조이다.
  5. 포화지방산의 ‘꺾임(kink)’은 느슨하고 유동적인 막을 만든다.
(정답률: 알수없음)
  • "인지질 이중층은 비대칭적 구조이다."가 옳지 않은 설명입니다.

    포화지방산의 꺾임은 막 내부의 인지질 분자들이 서로 떨어지게 되어 느슨하고 유동적인 막을 만듭니다. 이는 유동모자이크 모형으로 설명됩니다. 인지질은 친수성 머리와 소수성 꼬리로 구성되며, 이중층 구조를 이룹니다. 이중층 구조는 대칭적이며, 선택적 투과성을 갖습니다.
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22. 리보솜에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 리보솜이 RNA를 만드는 역할을 한다는 것을 나타내고, "ㄴ"은 리보솜이 단백질 합성에 관여한다는 것을 나타낸다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 선택지이다.
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23. 질소순환에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 식물은 질소(N2)를 직접 흡수한다.
  2. 질산화(nitrification)는 질산이온()을 질소(N2)로 환원시키는 과정이다.
  3. 질소고정(nitrogen fixation)은 토양의 암모늄이온()을 아질산이온()으로 전환시키는 과정이다.
  4. 식물의 뿌리는 질산이온()과 암모늄이온() 형태로 흡수한다.
  5. 암모니아화(ammonification)는 공기중의 질소(N2)를 암모니아(NH3)와 암모늄이온()으로 전환하는 과정이다.
(정답률: 알수없음)
  • 식물의 뿌리는 질산이온과 암모늄이온 형태로 흡수한다. 이는 질소순환에서 질산화나 질소고정과는 다른 과정으로, 식물이 직접 질산이온과 암모늄이온을 이용하여 질소를 흡수하는 것을 의미한다. 질산화는 질산이온을 질소로 환원시키는 과정이며, 질소고정은 암모늄이온을 아질산이온으로 전환시키는 과정이다. 암모니아화는 공기중의 질소를 암모니아와 암모늄이온으로 전환하는 과정이다.
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24. 교감신경계의 작용에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기관지가 수축된다.
  2. ‘싸움-도피 반응(fight or flight response)’이다.
  3. 심장박동이 촉진된다.
  4. 신경절후에서 노르에피네프린이 분비된다.
  5. 동공이 확대된다.
(정답률: 알수없음)
  • "기관지가 수축된다."는 교감신경계의 작용과는 반대로, 부교감신경계의 작용에 해당한다. 따라서 이 보기가 옳지 않다.

    기관지가 수축되는 것은 부교감신경계의 작용으로 인해 발생하는 것으로, 신체가 위험 상황에 처했을 때 호흡을 빠르게 하고 산소를 더 많이 공급하기 위한 대처 방법 중 하나이다. 이는 "싸움-도피 반응(fight or flight response)"이라고도 불리는데, 이는 위험 상황에서 신체가 대처하기 위해 자극을 받아 일어나는 생리적인 반응이다. 이 반응에는 심장박동이 촉진되고, 동공이 확대되며, 신경절후에서 노르에피네프린이 분비되는 등의 작용이 포함된다.
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25. 세균의 플라스미드(plasmid)에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 플라스미드가 세균의 유전자 전달에 중요한 역할을 한다는 것을 설명하고 있고, "ㄴ"은 플라스미드가 세균의 항생제 내성을 결정하는 유전자를 가지고 있다는 것을 설명하고 있습니다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 선택지입니다.
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26. 광합성에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 광계 I의 반응중심 색소는 스트로마에 있다.
  2. 광계 II의 반응중심에 있는 엽록소는 700nm 파장의 빛을 최대로 흡수한다.
  3. 틸라코이드에서 NADP+의 환원이 일어난다.
  4. 캘빈회로는 엽록체의 틸라코이드에서 일어난다.
  5. 스트로마에서 명반응 산물을 이용하여 포도당이 합성된다.
(정답률: 알수없음)
  • 광합성은 엽록체 내의 광계 I와 광계 II에서 일어나며, 광계 II에서 흡수한 빛의 에너지로 전자가 이동하여 광계 I로 전달되고, 이 과정에서 생성된 전자는 NADP+를 환원하여 NADPH를 생성한다. 이후, 광합성에서 생성된 ATP와 NADPH를 이용하여 캘빈 회로에서 이산화탄소를 고정하여 포도당 등의 유기물을 합성한다. 이 과정은 엽록체 내의 스트로마에서 일어난다. 따라서 "스트로마에서 명반응 산물을 이용하여 포도당이 합성된다."가 옳은 설명이다.
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27. 세균의 유전자 발현에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. DNA복제는 보존적 방식으로 진행된다.
  2. mRNA의 반감기는 전핵세포의 반감기 보다 길다.
  3. 세포질에 RNA 중합효소 I, II，III 이 존재한다.
  4. 전사와 번역과정이 세포질에서 일어난다.
  5. mRNA의 3'-말단에 poly A 꼬리가 첨가된다.
(정답률: 알수없음)
  • 세균의 유전자 발현은 전사와 번역과정이 세포질에서 일어납니다. 이는 세균의 유전자가 핵과 구별되지 않는 원핵생물이기 때문입니다. 따라서 세균에서는 mRNA가 핵 밖으로 나와 바로 번역이 이루어지며, mRNA의 반감기도 전핵세포의 반감기보다 짧습니다. 또한 세포질에는 RNA 중합효소 I, II, III이 존재하여 전사가 이루어집니다. mRNA의 3'-말단에 poly A 꼬리가 첨가되는 것도 세균에서 일어나는 현상입니다. 하지만 DNA 복제는 세균에서도 반보존적 방식으로 진행됩니다.
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28. 겔 전기영동(gel electrophoresis)에 의한 DNA 절편의 분리에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄷ"는 DNA의 크기와 전기적인 충전량에 따라 분리되는 것을 이용하여 DNA 절편을 분리하는 방법인 겔 전기영동(gel electrophoresis)에 대한 설명이다. 겔 전기영동은 전기장을 이용하여 DNA 분자를 겔(gel)이라는 젤 상에서 이동시키는 방법으로, 전기장에 노출된 DNA 분자는 전기적인 충전량에 따라 겔 상에서 이동하게 되며, 크기가 작은 분자일수록 빠르게 이동하게 된다. 따라서 DNA 분자의 크기에 따라 겔 상에서 분리되어 나타나게 된다.
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29. 동물의 적응면역 (acquired immunity)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 항체 IgG는 5량체를 형성한다.
  2. T세포는 체액성 면역반응이다.
  3. B세포는 감염된 세포를 죽인다.
  4. 항원제시세포는 I 형 및 II형 MHC 분자를 모두 가지고 있다.
  5. T세포는 항체를 분비한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "항원제시세포는 I 형 및 II형 MHC 분자를 모두 가지고 있다." 이다.

    항원제시세포는 항원을 인식하고, T세포와 상호작용하여 면역반응을 유발하는 세포이다. 이때 항원제시세포는 항원을 인식하는 T세포와 상호작용하기 위해 I 형 및 II형 MHC 분자를 모두 가지고 있어야 한다. I 형 MHC 분자는 세포막에 존재하며, 세포 내부에서 합성된 단백질을 항원으로 인식하는 T세포와 상호작용할 때 사용된다. 반면 II형 MHC 분자는 항원을 인식하는 항원제시세포와 상호작용할 때 사용된다.
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30. 세균의 세포벽에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 세균의 세포벽이 펩티드글리칸으로 이루어져 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 세균의 세포막에 대한 설명이고, "ㄷ"은 세균의 핵산에 대한 설명이다. "ㄱ, ㄴ"은 세균의 세포벽과 세포막에 대한 설명이지만, 세균의 세포벽은 펩티드글리칸으로 이루어져 있기 때문에 "ㄱ"만이 옳은 설명이다. "ㄴ, ㄷ"는 세균의 세포막과 핵산에 대한 설명이다.
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31. 판의 경계 중에서 발산 경계에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 해령에서는 맨틀물질이 상승하여 새로운 해양판을 만든다.
  2. 해령에서는 V자형 열곡이 발달한다.
  3. 육지에도 발산 경계가 분포한다.
  4. 해령에서는 지각 열류량이 주변 해저에 비해 높다.
  5. 산안드레아스 단층은 발산 경계 중 하나이다.
(정답률: 알수없음)
  • "산안드레아스 단층은 발산 경계 중 하나이다."가 옳은 설명이므로, 이 보기는 옳지 않은 것이 아니다.

    해설: 발산 경계는 해저산맥에서 일어나는 현상으로, 새로운 해양판이 생성되는 지역을 말한다. 따라서 "육지에도 발산 경계가 분포한다."는 옳지 않은 설명이다.
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32. 지구의 내부 구조와 구성 물질에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 지구의 내부 구조는 지각층, 중간층, 핵으로 나뉘며, 이들 층은 각각 다른 물질로 이루어져 있습니다. "ㄱ"은 지각층을 나타내며, 지각층은 지구의 표면부터 약 30km까지 이어지는 지각층이며, 지각층은 암석으로 이루어져 있습니다. "ㄷ"는 핵을 나타내며, 핵은 지구의 중심부에 위치하며, 약 3480km의 반지름을 가진 고온 고압의 철과 니켈로 이루어져 있습니다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답입니다.
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33. 규산염 광물만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ, ㅁ
(정답률: 알수없음)
  • 규산염은 NaNO3로 표기되며, 이 중 Na는 나트륨, N은 질소, O는 산소를 나타냅니다. 따라서 Na, N, O 세 요소가 모두 포함된 광물을 선택해야 합니다. 보기 중 "ㄴ, ㄹ"은 Na, N, O 세 요소가 모두 포함된 광물인 나트론라이트(Natron)와 라이트코발트산염(Light cobaltite)을 나타내므로 정답입니다.
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34. 우리나라의 지질과 화석에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 석탄은 고생대 지층에서 주로 산출된다.
  2. 공룡 발자국은 중생대 지층에서 산출된다.
  3. 고생대 지층은 주로 강원도에 분포한다.
  4. 고생대에는 석회암층이 산출되지 않는다.
  5. 삼엽충은 고생대 지층에서 산출된다.
(정답률: 알수없음)
  • "고생대에는 석회암층이 산출되지 않는다."가 옳지 않은 것이다. 고생대에는 석회암층이 산출되기도 하며, 석회암층은 지질학적으로 중요한 지층 중 하나이다. 이유는 고생대에는 해양이 존재하며, 해양에서는 조개 등의 해양생물이 죽어서 침전하여 석회암층을 형성하기도 한다.
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35. 성층권과 중간권에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중간권에서는 고도가 상승할수록 온도가 감소한다.
  2. 중간권에서는 대류권에서와 같은 기상 현상이 일어난다.
  3. 성층권의 대기는 안정하여 대류 현상이 일어나지 않는다.
  4. 성층권에 존재하는 오존층은 태양으로부터 오는 자외선을 흡수한다.
  5. 대류권계면부터 일정 고도까지 온도가 거의 일정하다가 성층권계면까지 점차적으로 상승한다.
(정답률: 알수없음)
  • "중간권에서는 대류권에서와 같은 기상 현상이 일어난다."는 옳지 않은 설명이다. 중간권에서는 대류권과는 달리 대류 현상이 일어나지 않으며, 대기의 상승과 함께 온도가 감소하는 것이 특징이다. 이는 대류권과는 다른 대기층이기 때문이다.
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36. 다음은 A 지점에서 기온이 20℃, 이슬점이 12℃인 공기 덩어리가 산을 타고 올라가다가 B 지점부터 정상인 C 지점까지 구름을 만든 후 산을 넘어 D 지점까지 가는 모습을 나타낸 것이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. B 지점에서는 기온이 이슬점보다 낮다.
  2. C 지점에서는 기온이 이슬점보다 높다.
  3. C 지점에서는 기온이 0℃ 아래로 떨어진다.
  4. D 지점에서는 A 지점보다 기온이 높다.
  5. D 지점에서는 이슬점이 12℃이다.
(정답률: 알수없음)
  • 산을 올라갈수록 기온이 낮아지고, 공기가 상승하면 압력이 낮아져서 팽창하면서 온도가 낮아진다. 따라서 B 지점에서는 기온이 이슬점보다 낮아서 상대습도가 100%가 되어 구름이 생기고, C 지점에서는 구름이 생긴 상태에서 더 상승하면서 기온이 높아지면서 구름이 녹아내리게 된다. 이 때, 구름이 녹아내리면서 방출되는 열로 인해 기온이 이슬점보다 높아지게 된다. 따라서 D 지점에서는 A 지점보다 기온이 높다.
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37. 해저 지형에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 저탁류는 대륙사면에서 주로 나타난다.
  2. 해저 지형에서 가장 깊은 지역은 해령이다.
  3. 대륙붕은 심해저평원보다 깊은 곳에 위치한다.
  4. 우리나라의 황해에는 심해저평원이 발달되어 있다.
  5. 해저에서 가장 넓은 영역을 차지하는 지역은 해구이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "저탁류는 대륙사면에서 주로 나타난다." 이다. 이유는 대륙사면에서는 수심이 깊어지면서 바닥면적이 줄어들어 물의 흐름이 빨라지기 때문에 바닥에 쌓인 부유물질이 바람직한 생활환경을 제공하게 된다. 이에 따라 바닥에 쌓인 부유물질이 먹이사슬의 시작점이 되어 다양한 해양생물들이 서식하게 되고, 이러한 생물들이 모여서 생태계를 형성하게 된다. 따라서 대륙사면은 해양생태계의 중요한 영역 중 하나이다.
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38. 태양계의 행성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 수성은 내행성이다.
  2. 금성에는 위성이 있다.
  3. 화성의 공전주기는 지구보다 길다.
  4. 목성은 태양계에서 질량이 가장 큰 행성이다.
  5. 토성은 지구보다 밀도가 작다.
(정답률: 알수없음)
  • "금성에는 위성이 있다."가 옳지 않은 설명이다. 금성은 내행성으로, 태양 주변을 공전하는 동안 자기 자신이 자전하기 때문에 자기 자신을 위성처럼 보이게 하는 현상이 있지만, 실제로 위성은 없다.
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39. 그림은 지구 주변을 도는 달의 공전을 나타낸 모식도이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 달이 B의 위치에 있을 때는 자정에 떠오른다.
  2. B에 위치한 달은 상현달이다.
  3. 달이 C의 위치에 있을 때는 일식이 일어난다.
  4. 달이 D의 위치에 있을 때는 초저녁에 관측된다.
  5. 달이 A에 위치하면 다른 위치보다 가장 오랜 시간 동안 관측된다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 그림은 지구를 중심으로 하는 달의 공전을 보여주고 있다. 달은 지구 주위를 공전하면서 항상 같은 면을 지구 쪽으로 향하고 있기 때문에, 지구에서 보면 항상 같은 모양을 보인다. 이 그림에서 B에 위치한 달은 지구와 태양이 일직선 상에 있기 때문에 만월이 되어 상현달이 된다. 따라서 "B에 위치한 달은 상현달이다."가 옳다.
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40. 표는 별의 절대 등급과 지구에서 별까지의 거리를 나타낸 것이다. 이에 관한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서는 별의 절대 등급과 지구와의 거리를 나타내는데, 이는 별의 밝기와 크기를 나타내는 중요한 정보이다. 따라서 별의 절대 등급이 작을수록 더 밝은 별이며, 지구와의 거리가 가까울수록 더 가까운 별이다. 이에 따라 보기에서는 별의 밝기와 크기를 비교하고, 지구와의 거리를 파악하여 별들을 분류하고 있다. 따라서 정답은 "ㄱ"이다.
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