9급 지방직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2016-06-18)

9급 지방직 공무원 과학
(2016-06-18 기출문제)

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1. 그림은 두 종의 짚신벌레를 단독 배양하였을 때와 혼합 배양하였을 때의 생장 곡선을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A종은 단독 배양할 경우 환경 저항이 작용하지 않는다.
  2. B종은 혼합 배양할 경우 개체군의 주기적 변동을 보인다.
  3. A종과 B종은 편리 공생 관계이다.
  4. A종과 B종을 혼합 배양할 경우 경쟁 배타가 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • A종과 B종은 서로 다른 종으로 경쟁 관계에 있다. 따라서 혼합 배양할 경우 자원을 경쟁적으로 이용하게 되어 생장 속도가 둘 다 느려지게 된다. 이에 반해 단독 배양할 경우 자원을 경쟁하지 않으므로 생장 속도가 빠르다. 따라서 A종과 B종을 혼합 배양할 경우 경쟁 배타가 일어난다.
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2. 그림은 어느 가족의 귓불 유전 가계도를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 돌연변이는 일어나지 않는다)

  1. 귓불 유전자는 상염색체에 존재한다.
  2. 분리형은 부착형에 대하여 우성 형질이다.
  3. (가)~(다)의 유전자형은 이형 접합이다.
  4. (나)와 (다) 사이의 자녀 중 부착형이 나올 확률은 50%이다.
(정답률: 알수없음)
  • "귓불 유전자는 상염색체에 존재한다."라는 설명은 옳다.
    "분리형은 부착형에 대하여 우성 형질이다."라는 설명도 옳다.
    "(가)~(다)의 유전자형은 이형 접합이다."라는 설명은 옳다.
    하지만, "(나)와 (다) 사이의 자녀 중 부착형이 나올 확률은 50%이다."라는 설명은 옳지 않다. 이유는 부착형 유전자가 분리형 유전자보다 우성 형질이기 때문에, (나)와 (다)가 모두 부착형 유전자를 가지고 있을 경우에만 자녀가 부착형 유전자를 가질 확률이 50%가 된다. 따라서, 정확한 확률은 (나)와 (다)의 유전자형에 따라 달라지게 된다.
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3. 그림은 어떤 생물체의 정상적인 체세포 염색체와 유전자(A와 a, B와 b)를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 돌연변이는 일어나지 않는다)

  1. 감수 분열 결과 6종류의 생식 세포가 형성된다.
  2. ㉠과 ㉡은 성을 결정해주는 염색체이다.
  3. A와 a는 하나의 형질을 결정하는 대립 유전자이다.
  4. B가 부계로부터 물려받은 것이라면, b는 모계로부터 물려받은 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • B가 부계로부터 물려받은 것이라면, b는 모계로부터 물려받은 것이다는 설명은 옳다. 그러나 감수 분열 결과 6종류의 생식 세포가 형성되는 이유는, 각 염색체 쌍이 서로 다른 유전자를 가지고 있기 때문이다. 즉, A와 a, B와 b 중에서 각각 하나씩을 무작위로 조합하여 4가지 종류의 생식 세포를 만들고, 이들이 각각 다시 무작위로 조합하여 2가지 종류씩 더 만들어 총 6가지 종류의 생식 세포가 형성되는 것이다.
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4. 그림은 우리 몸에서 일어나는 여러 가지 기관계의 상호작용을 나타낸 것이다. ㉠~㉣에 해당하는 각 기관계를 바르게 나열한 것은? (순서대로 ㉠, ㉡, ㉢, ㉣)

  1. 소화계, 순환계, 호흡계, 배설계
  2. 소화계, 호흡계, 순환계, 배설계
  3. 호흡계, 배설계, 순환계, 소화계
  4. 순환계, 호흡계, 배설계, 소화계
(정답률: 알수없음)
  • ㉠: 소화계 - 입으로 음식물을 섭취하여 위에서 소화되고, 소장에서 흡수되며, 대장에서 배설되는 과정을 담당한다.
    ㉡: 호흡계 - 산소를 흡입하여 폐에서 이산화탄소와 함께 배출하는 과정을 담당한다.
    ㉢: 순환계 - 심장에서 혈액을 밀어내어 동맥을 통해 산소와 영양소를 전달하고, 정맥을 통해 이산화탄소와 노폐물을 수거하여 심장으로 되돌려보내는 과정을 담당한다.
    ㉣: 배설계 - 대사과정에서 생산된 노폐물을 신장에서 걸러내어 소변으로 배출하는 과정을 담당한다.

    따라서, 정답은 "소화계, 호흡계, 순환계, 배설계" 이다.
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5. 그림은 세균 X가 인체에 침입하였을 때 일어나는 방어 작용 중 일부를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. A, C
  2. B, D
  3. A, B, C
  4. B, C, D
(정답률: 알수없음)
  • A. 인체세포는 세균 X의 외부에 있는 항원을 인식하여 항체를 생성한다.
    C. 항체는 세균 X를 노출시키고, 호스트 세포의 효소와 결합하여 세균 X를 파괴한다.

    이 그림은 세균 X가 인체에 침입하였을 때, 인체의 면역 체계가 작동하는 과정을 보여주고 있다. 세균 X의 외부에 있는 항원은 인체세포에서 인식되어 항체가 생성되고, 이 항체는 세균 X를 노출시키고 호스트 세포의 효소와 결합하여 세균 X를 파괴하는 역할을 한다. 따라서 A와 C가 옳은 정답이다.
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6. 그림은 전하 QA와 QB 주위의 전기력선을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 양전하 QA의 전하량은 QB보다 2배 크다.
  2. 양전하 QA의 전하량은 QB보다 3배 크다.
  3. 음전하 QA의 전하량은 QB보다 2배 크다.
  4. 음전하 QA의 전하량은 QB보다 3배 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 전기력선은 전하가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하므로, QA의 전하량이 QB보다 많을 때, QA 주위에는 QB 주위보다 더 많은 전기력선이 모이게 된다. 따라서 그림에서 QA 주위에 모인 전기력선의 개수가 QB 주위에 모인 전기력선의 개수보다 3배 많으므로, 양전하 QA의 전하량은 QB보다 3배 크다.
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7. 그림은 어떤 이상 기체의 상태가 A → B → C → A로 변하는 과정에서 부피 V와 절대 온도 T의 값을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 변하는 과정 중에 이 기체의 입자수는 일정하다)

  1. A → B 과정에서 기체의 압력은 일정하다.
  2. B → C 과정에서 기체의 압력은 감소한다.
  3. C → A 과정에서 기체는 외부에 일을 한다.
  4. 기체 분자의 평균 운동 에너지는 B 상태가 C 상태보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 압력은 입자의 충돌로 인한 벽면에 대한 평균적인 힘의 크기로 정의된다. A → B 과정에서는 부피가 감소하면서 입자들이 벽면에 충돌하는 빈도가 증가하지만, 입자의 평균 운동 속도는 변하지 않기 때문에 벽면에 대한 평균적인 힘의 크기도 일정하게 유지된다. 따라서 A → B 과정에서 기체의 압력은 일정하다.
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8. 그림의 (가), (나)는 각각 세 개의 쿼크가 결합되어 이루어진 핵자를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 양성자이다.
  2. (나)의 상대 전하량은 0이다.
  3. (나)는 우라늄의 핵분열 시 방출되는 물질이다.
  4. 원자핵에서 (가)와 (나)를 결합시키는 힘은 전자기력이다.
(정답률: 알수없음)
  • "(나)는 우라늄의 핵분열 시 방출되는 물질이다."가 옳지 않은 설명입니다. (나)는 중성자입니다.

    원자핵에서 (가)와 (나)를 결합시키는 힘은 전자기력입니다. 이는 (가)와 (나)가 서로 양성 전하를 가지고 있기 때문입니다. 전자기력은 전하와 거리에 반비례하므로, 거리가 가까울수록 결합력이 강해집니다. 이러한 전자기력에 의해 (가)와 (나)가 결합하여 핵자가 형성됩니다.
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9. 반지름이 각각 r, 2r, 3r인 바퀴로 만든 축바퀴를 연직으로 매달았다. 그림과 같이 줄을 이용하여 반지름이 2r, 3r인 바퀴에 질량이 각각 2m, 3m인 물체를 매달고, 반지름이 r인 바퀴에는 연직 아래 방향으로 힘 F를 가했다. 두 물체가 정지 상태를 유지하는 힘 F의 크기는? (단, 축바퀴의 질량, 줄의 질량, 모든 마찰은 무시하며 줄은 늘어나지 않고 g는 중력 가속도이다)

  1. mg
  2. 2mg
  3. 3mg
  4. 4mg
(정답률: 알수없음)
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10. 그림은 밀도가 ρ인 물체가 밀도가 5ρ인 정지 액체에 부피의 2/3가 잠겨 정지 상태를 유지하고 있는 모습이다. 물체에 매여진 줄은 용기 바닥에 고정되어 있다. 물체에 작용하는 중력의 크기를 F 고 할 때, 줄이 물체를 당기는 힘의 크기는? (단, 줄의 질량과 부피, 물체와 액체 사이의 전기적인 상호작용은 무시한다)

  1. 2F
(정답률: 30%)
  • 물체가 액체에 잠겨 있으므로 물체에 작용하는 중력과 액체에 작용하는 중력은 서로 상쇄된다. 따라서 줄이 물체를 당기는 힘은 물체의 무게와 같으며, 물체의 부피가 2/3이 액체에 잠겨 있으므로 물체의 부피는 3V/2이다. 따라서 물체의 밀도는 ρ이므로 물체의 질량은 (3V/2)ρ이다. 따라서 줄이 물체를 당기는 힘은 F와 같으며, 정답은 ""이다.
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11. 그림의 A~C는 지구 생성 이후부터 현재까지의 대기 조성 중 질소, 산소, 이산화탄소의 양적인 변화를 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 지구온난화에 가장 많은 영향을 미치는 기체이다.
  2. B는 지질시대를 거치면서 해수에 용해되거나 광합성에 의해 감소하였다.
  3. C의 증가는 주로 화산 활동이 활발해진 것에 기인한다.
  4. 현재로부터 약 24억 년 전에는 육지에 생물이 번성하였다.
(정답률: 알수없음)
  • 이미지에서 B는 이산화탄소의 양적 변화를 나타내고 있으며, 이산화탄소는 지질시대를 거치면서 해수에 용해되거나 광합성에 의해 감소하였습니다. 이는 해양 생물들이 이산화탄소를 흡수하여 광합성에 이용하거나, 해수와 대기 간의 화학 반응에 의해 이산화탄소가 해수로 흡수되어 감소하는 것입니다. 따라서 B가 지질시대를 거치면서 감소한 것은 옳은 설명입니다.
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12. 그림은 무역풍의 변화에 따른 태평양의 적도 부근 해수의 연직 단면을 나타낸 모식도이다. 점선은 평상 시 해수의 경계를 나타낸다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 엘니뇨, (나)는 라니냐에 해당한다.
  2. 적도 태평양의 동서 지상 기압차는 (가)보다 (나)에서 더 크다.
  3. (가)의 경우 페루 지역에서는 가뭄이 발생한다.
  4. (가)와 (나) 모두 기상 이변의 원인이 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 (가)는 엘니뇨, (나)는 라니냐에 해당한다. 따라서 "(가)와 (나) 모두 기상 이변의 원인이 된다."는 설명이 옳다. 하지만 "(가)의 경우 페루 지역에서는 가뭄이 발생한다."는 설명이 옳지 않다. 엘니뇨는 태평양 동쪽에서 강한 강수량을 유발하고, 페루 지역에서는 건조한 기후를 가져온다. 따라서 (가)의 경우 페루 지역에서는 가뭄이 아니라 강수량이 많아지는 경향이 있다.
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13. 그림은 어느 날 우리나라 주변의 전선과 바람 분포(구름 정보 기입 생략)를 나타낸 것이다. A~D 지역에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A 지역은 상승 기류가 나타난다.
  2. B 지역은 날씨가 맑고 따뜻하다.
  3. C 지역의 기압이 가장 낮다.
  4. D 지역은 넓은 구역에 걸쳐 이슬비가 지속적으로 내린다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 C 지역은 전선과 바람이 교차하는 지점으로, 전선이 만나는 지점에서 기압이 낮아지기 때문에 C 지역의 기압이 가장 낮다고 할 수 있습니다.
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14. 다음은 태양, 화성, 지구의 상대적인 위치를 나타낸 모식도이다. 화성이 A~D에 위치할 때, 지구에서 관측한 화성에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 화살표는 화성과 지구가 공전하는 반시계 방향을 나타낸다)

  1. A의 경우 다음날 화성의 적경은 증가한다.
  2. B의 경우 다음날 태양에 대한 화성의 이각은 커진다.
  3. C의 경우 가장 밝게 보인다.
  4. D의 경우 자정부터 새벽까지 관측할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 화성이 A 지점에 위치할 때는 지구와 화성이 태양을 중심으로 일직선상에 위치하게 된다. 이 때 화성의 이각은 0도이다. B 지점으로 이동하면서 화성은 태양과 지구 사이에서 위치하게 되며, 이 때 화성의 이각은 점점 커지게 된다. 따라서 B의 경우 다음날 태양에 대한 화성의 이각은 커진다.
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15. 다음은 태양의 광구와 그 상층의 활동성을 보여주는 사진이다. 각 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 태양의 대류 현상에 의한 것이다.
  2. (나)의 어두운 부분은 주위보다 온도가 높다.
  3. (다)는 채층을 뚫고 나온 고온의 가스이다.
  4. (라)의 가스는 광구보다 밀도가 낮고 어둡다.
(정답률: 알수없음)
  • (나)의 어두운 부분은 주위보다 온도가 높다는 설명이 옳지 않습니다. 사실 (나)의 어두운 부분은 주위보다 온도가 낮습니다. 이는 태양의 광구에서 발생하는 열이 (나)의 어두운 부분을 가리고 있기 때문입니다. 따라서 (나)의 어두운 부분은 온도가 높은 것이 아니라 온도가 낮은 것입니다.
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16. 화학 반응식 (가)~(다)에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 반응식 (가)는 산화-환원 반응이다. Fe2+ 이 산화되어 Fe3+이 되고, Cr2O72- 이 환원되어 Cr3+이 된다.
    - 반응식 (나)는 산화-환원 반응이다. Cl2가 Fe2+를 산화시켜 Fe3+를 만들고, 스스로 환원되어 Cl-가 된다.
    - 반응식 (다)는 산화-환원 반응이다. MnO4-가 Fe2+를 산화시켜 Fe3+를 만들고, 스스로 환원되어 Mn2+가 된다.
    - 따라서, 옳은 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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17. 화학 반응식 (가)와 (나)에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, a, b, c와 x, y, z는 각각 화학 반응식의 계수이다)

  1. α는 x보다 작다.
  2. (b+c)는 (y+z)보다 크다.
  3. (나)에서 C6H12O6는 환원된다.
  4. (가)에서 C8H18는 불포화 탄화수소이다.
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식에서 (가)는 C8H18과 O2가 반응하여 CO2와 H2O를 생성하는 반응식이고, (나)는 C6H12O6이 산화되어 CO2와 H2O를 생성하는 반응식이다.

    (b+c)는 (y+z)보다 크다는 것은, 반응식에서 O2의 계수가 y이고 CO2의 계수가 z일 때, O2의 분자량이 CO2의 분자량보다 작기 때문에 O2의 몰질량이 CO2의 몰질량보다 작다는 것을 의미한다. 따라서 O2의 몰질량을 y로 곱한 값과 CO2의 몰질량을 z로 곱한 값보다, O2의 계수인 y가 CO2의 계수인 z보다 작기 때문에 (b+c)의 계수가 (y+z)보다 크다는 것이다.

    (C8H18은 불포화 탄화수소이고, C6H12O6는 환원된다는 것은 반응식에서 C8H18이 산화되고, C6H12O6이 환원되는 것을 의미한다.)
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18. 삼플루오린화 붕소(BF3)와 암모니아(NH3)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 두 분자 모두 평면형 구조이다.
  2. 두 분자 모두 중심 원자에 비공유 전자쌍이 없다.
  3. 삼플루오린화 붕소의 결합각은 암모니아의 결합각보다 작다.
  4. 삼플루오린화 붕소는 무극성 분자이고, 암모니아는 극성 분자이다.
(정답률: 알수없음)
  • 삼플루오린화 붕소는 전자기성이 대칭적이기 때문에 무극성 분자이고, 암모니아는 질소와 수소의 전자기성 차이로 인해 극성 분자이다. 따라서 정답은 "삼플루오린화 붕소는 무극성 분자이고, 암모니아는 극성 분자이다."이다.
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19. 다음 그림의 (가)와 (나)는 탄소 원자의 가능한 전자 배치를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 탄소 원자의 전자 구성이 2개의 전자가 있는 1s 궤도와 2개의 전자가 있는 2s 궤도, 그리고 2개의 전자가 있는 2p 궤도로 이루어져 있으며, (나)는 탄소 원자의 전자 구성이 2개의 전자가 있는 1s 궤도와 2개의 전자가 있는 2s 궤도, 그리고 3개의 전자가 있는 2p 궤도로 이루어져 있다. 이에 따라 (ㄴ)은 탄소 원자의 전자 구성 중 2p 궤도에 전자가 3개 존재하는 것을 나타내며, (ㄷ)는 탄소 원자의 전자 구성 중 2s 궤도와 2p 궤도에 전자가 총 4개 존재하는 것을 나타낸다. 따라서, 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.
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20. 다음 그림에서 a~d는 보어의 수소 원자 모형에서 일어나는 몇 가지 전자 전이를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 수소 원자의 주양자수(n)에 따른 에너지 준위(En)는 kJ/mol(는 상수)이다)

  1. a에서 방출하는 에너지는 에서 방출하는 에너지의 3배이다.
  2. a~d중 방출하는 빛의 파장은 d에서 가장 짧다.
  3. 수소의 이온화 에너지는 AkJ/mol이다.
  4. b에서 방출하는 빛은 자외선 영역에서 관찰된다.
(정답률: 알수없음)
  • - a에서 방출하는 에너지는 E3 - E1 = 12.09 - 2.18 = 9.91 kJ/mol이다.
    - b에서 방출하는 에너지는 E4 - E2 = 2.18 - (-3.40) = 5.58 kJ/mol이다.
    - c에서 방출하는 에너지는 E5 - E2 = 2.18 - (-13.60) = 15.78 kJ/mol이다.
    - d에서 방출하는 에너지는 E5 - E1 = 12.09 - (-13.60) = 25.69 kJ/mol이다.

    따라서, "a에서 방출하는 에너지는 에서 방출하는 에너지의 3배이다."와 "b에서 방출하는 빛은 자외선 영역에서 관찰된다."는 옳지 않다.

    수소의 이온화 에너지는 수소 원자의 전자가 완전히 제거되어 수소 이온(H+)이 되는 과정에서 필요한 최소 에너지이다. 수소 원자의 최소 에너지 준위는 E1 = -13.60 kJ/mol이므로, 이를 제거하기 위해서는 최소 13.60 kJ/mol의 에너지가 필요하다. 따라서, "수소의 이온화 에너지는 AkJ/mol이다."가 옳다. (단, 여기서 A는 13.60보다 큰 양의 상수이다.)
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