9급 지방직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2016-03-19)

9급 지방직 공무원 과학 2016-03-19 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 과학
(2016-03-19 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 그림은 신경 세포막에서 Na+, K+의 이동에 관여하는 세 종류의 단백질(A, B, C)을 나타낸 모식도이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A와 B는 서로 다른 종류의 이온이 이동하는 통로이다)

  1. 활동 전위가 발생할 때는 A를 통해 Na+이 세포 안쪽으로 이동한다.
  2. 탈분극 시에는 B를 통해 K+이 세포 바깥쪽에서 안쪽으로 이동한다.
  3. 휴지 전위가 유지되는 동안에는 C를 통해 Na+은 세포 바깥쪽으로, K+은 세포 안쪽으로 이동한다.
  4. A와 B를 통해 이온이 이동될 때는 에너지가 소비되지 않지만, C를 통해 이온이 이동될 때는 에너지가 소비된다.
(정답률: 알수없음)
  • 신경 세포막의 이온 이동 원리를 분석하는 문제입니다. A와 B는 농도 기울기에 따라 이동하는 통로(확산)이며, C는 ATP를 사용하는 능동 수송 펌프입니다.
    탈분극 시에는 $\text{Na}^{+}$ 통로(A)가 열려 $\text{Na}^{+}$가 세포 안으로 유입되며, 이후 재분극 시에 $\text{K}^{+}$ 통로(B)가 열려 $\text{K}^{+}$가 세포 바깥으로 유출됩니다. 따라서 탈분극 시에 B를 통해 $\text{K}^{+}$가 바깥쪽에서 안쪽으로 이동한다는 설명은 잘못되었습니다.
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2. 다음은 생명현상의 한 특성에 대한 설명이다. 이와 가장 관련이 깊은 것은?

  1. 짚신벌레는 이분법으로 번식한다.
  2. 세포는 모든 생물의 구조적, 기능적 기본 단위이다.
  3. 아버지의 특정 형질이 딸에게 나타난다.
  4. 체온을 유지하기 위하여 사람의 몸에서 땀을 배출한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지는 해산 어류가 체액의 삼투압을 일정하게 조절하여 생존하는 과정을 설명하고 있습니다. 이는 생명현상의 특성 중 항상성 유지에 해당하며, 사람의 몸에서 땀을 배출하여 체온을 유지하는 것 역시 항상성 유지의 대표적인 예입니다.
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3. 그림은 어떤 여자 F1을 포함한 가족의 ABO식 혈액형에 대한 가계도이다. F1의 혈액과 관련된 설명으로 옳은 것은? (단, 돌연변이는 없으며 ABO식 혈액형만 고려한다)

  1. 항 A 혈청에는 응집하지 않고, 항 B 혈청에는 응집한다.
  2. 적혈구 막에 응집소 와 결합하는 응집원이 있다.
  3. F1은 ABO식 혈액형 유전자를 동형 접합으로 가진다.
  4. F1의 혈장과 그 배우자의 적혈구를 섞으면 응집하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 가계도를 분석하면 $F_{1}$의 부모는 AB형과 O형이므로 $F_{1}$은 A형 또는 B형입니다. $F_{1}$의 자녀가 B형이고 배우자가 A형이므로, $F_{1}$은 반드시 B형(유전자형 $BO$)이어야 합니다. B형 혈액은 응집원 B를 가지므로 항 A 혈청에는 응집하지 않고, 항 B 혈청에는 응집합니다.
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4. 그림에서 A는 생식세포 형성과정을, B는 수정을, C는 발생과정을 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A 과정을 통해 유전적 다양성이 증가된다.
  2. A 과정에서 핵상의 변화를 갖는 감수분열이 일어난다.
  3. B를 통해 핵상이 n으로 변화된다.
  4. C 과정 동안 세포의 증식이 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • B 과정은 정자와 난자가 결합하는 수정 과정입니다. 수정이 일어나면 핵상이 $n$에서 $2n$으로 변화하여 수정란이 되므로, 핵상이 $n$으로 변화된다는 설명은 틀렸습니다.
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5. 미토콘드리아에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 세포의 종류에 따라 수와 크기가 다양하다.
  2. 세포호흡을 통해 세포 활동에 필요한 에너지를 생산한다.
  3. 가수분해효소를 포함하고 있어서 세포내 소화를 담당한다.
  4. 외막과 내막의 2중막 구조를 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • 미토콘드리아는 세포 호흡을 통해 에너지를 생산하는 기관이며, 외막과 내막의 2중막 구조를 가집니다. 가수분해효소를 포함하여 세포 내 소화를 담당하는 기관은 리소좀입니다.
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6. 어떤 전구를 220V 전원에 연결할 때 소비 전력이 110W이다. 이 전구에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 220V 전원에 연결하여 사용할 때 전구에 흐르는 전류는 2A이다.
  2. 전구의 저항은 440Ω이다.
  3. 220V 전원에 연결하여 1시간 동안 사용하면 소비하는 전기 에너지는 110Wh이다.
  4. 전구를 110V 전원에 연결하면 소비 전력은 110/4W가 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 전력 공식을 이용하여 전류를 계산하면 $2\text{A}$가 아님을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{P}{V}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{110}{220}$
    ③ [최종 결과] $I = 0.5$
    따라서 전류는 $0.5\text{A}$가 되어야 하므로 $2\text{A}$라는 설명은 틀렸습니다.
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7. 그림은 전자기파를 파장에 따라 분류한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 투과력이 강해 인체 내부의 골격을 살펴보는 데 이용되는 전자기파는 A영역에 속한다.
  2. 기상 관측에 필요한 레이더나 위성 통신에 이용되는 전자기파는 B영역에 속한다.
  3. 형광 물질에 흡수되면 가시광선을 방출하게 하거나 살균 작용에 이용되는 전자기파는 C영역에 속한다.
  4. 야간투시경이나 리모컨에 이용되는 전자기파는 D영역에 속한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자기파의 파장 영역대를 분석하면 A는 X선, B는 자외선, C는 마이크로파, D는 라디오파 영역입니다. X선은 투과력이 매우 강해 인체 내부의 골격을 촬영하는 의료용 장비에 이용됩니다.

    오답 노트

    B영역: 자외선 영역이며, 레이더나 위성 통신은 C영역(마이크로파)에서 이용합니다.
    C영역: 마이크로파 영역이며, 살균 작용이나 형광 물질 자극은 B영역(자외선)의 특징입니다.
    D영역: 라디오파 영역이며, 야간투시경이나 리모컨은 적외선 영역을 이용합니다.
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8. 그림과 같이 수평면으로부터 높이가 2m인 P 점을 10m/s의 속력으로 통과한 질량 2kg인 물체가 곡면을 따라 운동하여 R 점까지 올라가 순간적으로 멈춘다. 이 때 수평면으로부터 R 점까지의 높이 H[m]는? (단, 중력 가속도는 10m/s2이고, 물체의 크기와 공기 저항 및 모든 마찰은 무시한다)

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  3. 10
  4. 12
(정답률: 알수없음)
  • 역학적 에너지 보존 법칙을 이용하여 P점에서의 총 에너지와 R점에서의 총 에너지가 같음을 이용해 높이를 구합니다.
    ① [기본 공식] $mgh_P + \frac{1}{2}mv^2 = mgH$
    ② [숫자 대입] $2 \times 10 \times 2 + \frac{1}{2} \times 2 \times 10^2 = 2 \times 10 \times H$
    ③ [최종 결과] $H = 7$
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9. 그림과 같이 밀폐된 실린더에 들어 있는 이상 기체에 열 Q를 가했더니 기체의 압력이 P로 일정하게 유지되면서 부피가 증가하였다. 부피가 증가하는 동안 이상 기체에 일어나는 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기체의 온도는 감소한다.
  2. 기체의 내부 에너지 증가량은 Q이다.
  3. 기체 분자의 평균 속력은 증가한다.
  4. 기체가 흡수한 열량은 기체가 외부에 한 일과 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 압력이 일정하게 유지되면서 부피가 증가하는 정압 과정에서 열 $Q$를 가하면, 기체의 온도가 상승합니다. 이상 기체에서 온도는 분자의 평균 운동 에너지에 비례하므로, 온도가 올라가면 기체 분자의 평균 속력 또한 증가하게 됩니다.

    오답 노트

    온도는 감소한다: 열을 흡수하고 부피가 팽창하며 온도가 상승합니다.
    내부 에너지 증가량은 $Q$: 흡수한 열 $Q$ 중 일부는 외부로 일을 하는 데 사용되므로 내부 에너지 증가량은 $Q$보다 작습니다.
    흡수한 열량은 외부에 한 일과 같다: 열역학 제1법칙에 의해 $Q = \Delta U + W$이므로, 내부 에너지 변화가 있다면 두 값은 다릅니다.
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10. 그림은 비행기 날개 위와 아래에 흐르는 공기의 흐름을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 베르누이 법칙을 이용한 비행기 날개의 양력 발생 원리를 묻는 문제입니다.
    비행기 날개는 윗면이 곡면으로 되어 있어 공기의 흐름 속도가 아랫면보다 빠르며, 베르누이 법칙에 의해 속력이 빠른 윗면의 압력이 아랫면보다 낮아져 위로 떠오르는 양력이 발생합니다.

    오답 노트

    날개 위쪽 공기의 속력이 더 빠르므로 압력은 위쪽이 아래쪽보다 낮아야 합니다.
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11. 그림은 사태의 요인을 알아보기 위한 실험이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 실험은 20℃, 1기압에서 실시한다)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 안식각의 정의와 마찰력의 관계를 묻는 문제입니다.
    안식각은 물체가 미끄러지기 시작하는 최소한의 각도로, 접촉면이 매끄러워져 마찰 계수가 작아지면 더 작은 각도에서도 미끄러지므로 안식각이 작아집니다.

    오답 노트

    안식각은 마찰 계수에 의해 결정되므로 물체의 무게 변화와는 무관합니다.
    나뭇판자와 수평면 사이의 각도가 안식각보다 작으면 마찰력이 중력의 분력보다 커서 미끄러져 내려가지 않습니다.
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12. 다음 표는 어떤 천체를 관측하기 위한 굴절 망원경 A, B의 제원을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 표에 제시된 제원 이외의 모든 조건은 동일하다)

  1. 망원경의 집광력은 A가 B의 2배이다.
  2. 망원경의 배율은 A가 B보다 크다.
  3. 같은 천체를 관측할 때 A는 B보다 상이 더 밝게 보인다.
  4. 같은 파장의 빛에 대한 분해능은 B가 A보다 4배 더 좋다.
(정답률: 알수없음)
  • 굴절 망원경의 제원을 통해 집광력, 배율, 분해능을 비교하는 문제입니다.
    망원경의 집광력은 대물렌즈 구경의 제곱에 비례하므로, 구경이 큰 A가 B보다 더 많은 빛을 모아 상이 더 밝게 보입니다.
    ① 집광력 비교: $L \propto D^{2}$
    $L_{A} : L_{B} = 200^{2} : 100^{2} = 4 : 1$
    집광력은 A가 B의 4배입니다.
    ② 배율 비교: $M = \frac{f_{obj}}{f_{eye}}$
    $M_{A} = \frac{1200}{25} = 48, \quad M_{B} = \frac{1000}{10} = 100$
    배율은 B가 A보다 큽니다.
    ③ 분해능 비교: $\theta \propto \frac{1}{D}$
    $ \theta_{A} : \theta_{B} = \frac{1}{200} : \frac{1}{100} = 1 : 2$
    분해능(각분해능 $\theta$가 작을수록 좋음)은 A가 B보다 2배 더 좋습니다.
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13. 다음 표는 광물 자원을 금속 광물과 비금속 광물로 구분한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 광물 자원의 분류와 용도를 구분하는 문제입니다.
    자철석은 철을 함유한 대표적인 금속 광물이며, 고령토는 점토 광물의 일종으로 도자기의 주원료로 사용됩니다.

    오답 노트

    망가니즈(망간)는 비금속 광물이 아니라 금속 광물에 속합니다.
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14. 그림은 지구가 자전할 때 북반구에서의 대기 대순환을 페렐(Ferrel, W.)의 3개 세포 모형으로 모식화한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 페렐의 3세포 모형에 따른 대기 대순환의 원리를 묻는 문제입니다.
    위도 $30^{\circ}$ 부근에서는 해들리 순환과 페렐 순환이 만나 하강 기류가 형성되어 중위도 고압대(아열대 고압대)가 나타나며, 위도 $60^{\circ}$ 부근에서는 페렐 순환과 극 순환이 만나 상승 기류가 형성되어 극동풍과 편서풍이 충돌하는 한대 전선대가 형성됩니다.

    오답 노트

    A는 극 순환이 아니라 적도 부근의 해들리 순환을 나타냅니다.
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15. 그림 (가)와 (나)는 온대 저기압에 발달하는 두 종류 전선의 연직 단면을 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가) 전선은 소나기성 강우를 동반한다.
  2. (가) 전선은 (나) 전선보다 이동 속도가 빠르다.
  3. (나) 전선은 찬 기단이 따뜻한 기단을 타고 올라가면서 형성된다.
  4. (가)는 온난 전선의 연직 단면을 나타낸 것이고, (나)는 한랭 전선의 연직 단면을 나타낸 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 따뜻한 기단이 찬 기단 위로 완만하게 타고 올라가는 온난 전선의 특징을 보이며, (나)는 찬 기단이 따뜻한 기단을 급격히 밀어 올리는 한랭 전선의 특징을 보입니다.

    오답 노트

    소나기성 강우는 한랭 전선인 (나)의 특징임
    이동 속도는 한랭 전선인 (나)가 더 빠름
    (나) 전선은 찬 기단이 따뜻한 기단을 밀어 올리며 형성됨
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16. 다음은 인류 문명의 발달과 관련된 화학 반응식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. NH3는 무극성 분자이다.
  2. (가)는 중화 반응이다.
  3. (나)에서 C의 산화수는 증가한다.
  4. CO2에는 비공유 전자쌍이 6개이다.
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식 (나) $\text{Fe}_{2}\text{O}_{3} + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_{2}$에서 $\text{CO}$의 $\text{C}$ 산화수는 $+2$이고, $\text{CO}_{2}$의 $\text{C}$ 산화수는 $+4$이므로 산화수가 증가하였습니다.

    오답 노트

    $\text{NH}_{3}$는 극성 분자임
    (가)는 기체 간의 합성 반응이며 중화 반응이 아님
    $\text{CO}_{2}$의 중심 원자인 $\text{C}$에는 비공유 전자쌍이 없으며, 산소 원자당 $2$쌍씩 총 $4$개임
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17. 그림은 부피가 동일한 플라스크에 25℃, 1기압으로 각각 담겨 있는 세 가지 기체를 나타낸 것이다. (가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 25℃, 1기압에서 세 가지 기체 1몰의 부피는 서로 동일하고, 원자량은 H=1, C=12, O=16이다)

  1. 분자 수는 (가)가 가장 많다.
  2. 기체의 총 질량은 (가)와 (다)가 같다.
  3. 탄소 원자 수는 (가)와 (나)가 같다.
  4. 산소 원자 수는 (나)와 (다)가 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 아보가드로 법칙에 의해 온도와 압력이 같고 부피가 동일한 기체는 분자 수가 모두 같습니다. 따라서 각 분자 식에 포함된 원자 수를 비교하면 됩니다.
    (나) $\text{CO}_{2}$의 산소 원자 수는 $2$개, (다) $\text{O}_{2}$의 산소 원자 수도 $2$개로 동일합니다.

    오답 노트

    세 기체의 분자 수는 모두 동일함
    분자 질량은 (가) $44$, (나) $44$, (다) $32$이므로 (가)와 (나)가 같음
    탄소 원자 수는 (가) $3$개, (나) $1$개로 서로 다름
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18. 그림은 A~C 원자의 중성자 수와 전자 수를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A~C는 임의의 원소 기호이다)

  1. A의 원자 번호는 3이다.
  2. B의 원소 기호는 He이다.
  3. A와 B는 질량수가 같다.
  4. B와 C는 동위 원소이다.
(정답률: 알수없음)
  • 중성 원자에서 전자 수는 원자 번호와 같습니다. 그래프에서 B의 전자 수는 $2$이므로 원자 번호는 $2$이며, 이는 헬륨($\text{He}$)에 해당합니다.

    오답 노트

    A의 전자 수는 $2$이므로 원자 번호는 $2$임
    A의 질량수는 $1+2=3$, B의 질량수는 $2+2=4$로 서로 다름
    B와 C는 전자 수가 다르므로 원자 번호가 다른 서로 다른 원소임
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19. 그림은 네 가지 탄화수소를 주어진 기준에 따라 분류한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A와 C는 분자식이 서로 같다.
  2. B 분자 내 모든 원자들은 같은 평면에 존재한다.
  3. B 분자 내 탄소 원자들 사이의 결합각은 모두 180°이다.
  4. C와 D를 완전 연소시켰을 때, 연소 생성물의 종류는 서로 다르다.
(정답률: 알수없음)
  • 분류 기준에 따라 각 물질을 매칭하면 A는 사이클로뷰테인, B는 벤젠, C는 뷰테인, D는 뷰텐입니다.
    벤젠(B)은 모든 탄소 원자가 $sp^{2}$ 혼성 오비탈을 가지며 평면 육각형 구조를 이루므로, 분자 내 모든 원자가 동일 평면에 존재합니다.

    오답 노트

    A와 C는 분자식이 서로 다름
    벤젠(B)의 결합각은 모두 $120^{\circ}$임
    C와 D는 모두 탄화수소이므로 완전 연소 시 생성물은 $\text{CO}_{2}$와 $\text{H}_{2}\text{O}$로 동일함
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20. 그림은 수산화 나트륨 수용액 (가)에 동일한 양의 염산을 계속해서 넣을 때, 얻어지는 혼합 용액 (나)~(라) 속 이온의 변화를 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 각 이온의 개수는 각 이온의 상대적인 양을 나타낸다)

  1. (가)와 (다)의 불꽃 반응 색은 같다.
  2. (나)는 염기성 용액이다.
  3. (다)에 들어 있는 구경꾼 이온의 종류는 2가지이다.
  4. (라)의 pH는 7보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 수산화 나트륨 수용액에 염산을 계속 넣으면 중화 반응이 일어납니다. (다)는 중성 상태이며, (라)는 염산이 과량 투입된 상태이므로 수소 이온($H^{+}$) 농도가 높아져 pH는 7보다 작습니다.
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