9급 지방직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2017-12-16)

9급 지방직 공무원 과학
(2017-12-16 기출문제)

목록

1. 그림은 세포에서 일어나는 물질과 에너지 전환 과정의 일부를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)는 이화 작용이다.
  2. (나)에서 액틴 필라멘트의 길이가 짧아진다.
  3. A는 암모니아이며 콩팥에서 요소로 전환된다.
  4. 아미노산의 에너지는 모두 근육 수축에 이용된다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 이화 작용이다. 이화 작용은 탄수화물과 산소를 이용하여 ATP를 생성하는 과정으로, 이 과정에서는 에너지가 방출된다. 그림에서는 이화 작용이 일어나는 과정이 표시되어 있으며, 이화 작용에서 생성된 ATP는 세포 내에서 에너지원으로 사용된다.
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2. 그림은 평형이 유지되고 있는 두 종류의 생태계 (가)와 (나)에서의 먹이 관계를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • ① (가) 생태계에서는 식물이 초식동물을 먹고, 초식동물이 포식동물을 먹는 먹이 사슬이 형성되어 있다.
    ② (나) 생태계에서는 식물이 초식동물을 먹고, 초식동물이 포식동물을 먹는 먹이 사슬이 형성되어 있다.
    ③ (가) 생태계에서는 초식동물의 수가 감소하면 식물의 수가 증가하고, 포식동물의 수가 감소하면 초식동물의 수가 증가하여 평형이 유지된다.
    ④ (나) 생태계에서는 초식동물의 수가 감소하면 식물의 수가 증가하고, 포식동물의 수가 감소하면 초식동물의 수가 증가하여 평형이 유지된다.

    정답: ㄴ, ㄹ

    ③, ④ 모두 생태계에서 평형이 유지되는 원리를 설명하고 있지만, 그림에서는 (가)와 (나) 모두 먹이 사슬이 형성되어 있으므로 먹이 사슬에 대한 설명은 불필요하다. 따라서, 그림에서 나타난 특징 중에서 옳은 것은 평형이 유지되고 있다는 것이므로, ㄴ, ㄹ이 정답이다.
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3. 염색체 돌연변이에 대한 설명이다. ㉠~㉢의 총합은?

  1. 68
  2. 69
  3. 70
  4. 71
(정답률: 알수없음)
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4. 그림은 사람의 중추 신경계 구조를 나타낸 것이다. A~D는 각각 간뇌, 대뇌, 연수, 중뇌 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A의 속질은 회색질이다.
  2. B에는 시상이 존재한다.
  3. C는 동공 반사의 중추이다.
  4. D는 호흡 운동의 조절 중추이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "A의 속질은 회색질이다." 이다. 이유는 그림에서 A는 간뇌로 표시되어 있으며, 간뇌는 뇌의 심부에 위치하며 회색질과 백질로 구성되어 있다. 따라서 A의 속질은 회색질이다. B에는 시상이 존재한다는 설명은 옳으며, C는 동공 반사의 중추, D는 호흡 운동의 조절 중추로 설명이 옳다.
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5. 그림은 어떤 가족의 적록 색맹 유전 가계도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 돌연변이와 교차는 고려하지 않는다)

  1. 1과 2는 보인자이다.
  2. 색맹 유전자는 Y 염색체에 존재한다.
  3. 4의 색맹 유전자는 3에서 전달되었다.
  4. 5의 남성이 색맹일 확률은 25%이다.
(정답률: 알수없음)
  • 1과 2는 보인자이다. 이유는 1은 색맹이 아닌 부모로부터 색맹 유전자를 받지 않았기 때문이고, 2는 색맹인 부모로부터 색맹 유전자를 받았지만, 색맹 유전자가 X 염색체에 존재하기 때문에 여성은 보인자가 될 수 없기 때문이다.

    색맹 유전자는 X 염색체에 존재하는 것이 아니라 Y 염색체에 존재한다는 설명은 잘못된 것이다. 색맹 유전자는 X 염색체에 존재하며, Y 염색체는 남성에게만 존재하는 염색체이다.

    4의 색맹 유전자가 3에서 전달되었다는 것은 잘못된 것이다. 4는 색맹이 아닌 부모로부터 색맹 유전자를 받지 않았기 때문에, 3에서 전달된 색맹 유전자와는 무관하다.

    5의 남성이 색맹일 확률은 25%가 맞다. 5의 어머니는 보인자이므로, X 염색체에 색맹 유전자를 가지고 있을 확률은 50%이다. 5의 아버지는 색맹이 아니므로, Y 염색체에 색맹 유전자를 가지고 있을 확률은 0%이다. 따라서, 5의 남성이 색맹일 확률은 (50% × 0%) ÷ 4 = 0%이다.
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6. 어떤 발전소에서 40kW의 전력을 생산하여 전압 3kV로 소비자에게 송전하였더니, 송전선에서의 손실 전력이 1kW가 되었다. 같은 전력을 전압 6kV로 송전한다면, 송전선에서의 손실 전력[kW]은?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 2
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서, 40kW의 전력을 전압 3kV로 송전할 때의 전류는 40,000 / 3 = 13,333.33A가 됩니다. 이때, 송전선에서의 손실 전력은 전류의 제곱에 비례하므로, 13,333.33^2 x 0.001 = 177.78kW가 됩니다.

    그러나, 전압을 6kV로 높이면 전류는 절반으로 줄어들게 됩니다. 따라서, 전류는 13,333.33 / 2 = 6,666.67A가 되고, 이때의 손실 전력은 6,666.67^2 x 0.001 = 44.44kW가 됩니다. 이를 40kW의 전력으로 나누면, 44.44 / 40 = 1.11이 나오는데, 이는 손실 전력이 전력의 2.78배가 된다는 것을 의미합니다.

    따라서, 손실 전력이 1kW일 때와 40kW의 전력을 전압 6kV로 송전할 때의 손실 전력을 비교하면, 1kW에서 44.44kW로 증가한 것을 알 수 있습니다. 이를 40으로 나누면, 44.44 / 40 = 1.11이 나오는데, 이는 손실 전력이 전력의 2.78배가 된다는 것을 의미합니다. 따라서, 손실 전력이 1kW일 때의 손실 전력에 2.78을 나누면, 1 / 2.78 = 0.36이 나오는데, 이는 손실 전력이 전력의 0.36배가 된다는 것을 의미합니다. 이를 반올림하여 정답은 "0.25"가 됩니다.
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7. 그림 (가)와 (나)는 각각 굴절률 nA, nB, nC를 가지는 매질의 경계에서 빛이 굴절하는 모습을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, θC>θA>θB이다)

  1. nC>nA>nB이다.
  2. (가)에서 θA를 증가시키면 경계면에서 전반사가 일어난다.
  3. 빛의 속력이 가장 빠른 곳은 굴절률이 θC인 매질이다.
  4. 빛이 굴절하는 경우 매질의 경계면에서 반사는 일어나지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 빛의 속력은 매질의 굴절률에 반비례하므로, 굴절률이 작을수록 빛의 속력이 빠르다. 따라서 굴절률이 nC인 매질에서 빛의 속력이 가장 빠르다.
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8. 그림은 자석을 P점에서 가만히 놓아 마찰이 없는 레일을 따라 저항 R이 연결된 코일을 지나는 것을 나타낸다. A와 B는 같은 높이의 점이며 코일 중심에서 같은 거리만큼 떨어져 있다. 자석이 A와 B를 지날 때의 물리량을 비교한 것으로 옳은 것은? (단, 공기 저항은 무시한다)

  1. 자석의 속력은 같다.
  2. 자석에 작용하는 자기력의 방향이 같다.
  3. 저항에 흐르는 전류의 방향이 같다.
  4. 저항에 흐르는 전류의 세기가 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 자석이 A와 B를 지날 때, 자기력의 크기는 같고 방향도 같다. 이는 자석과 코일 사이의 거리와 코일의 형태에 의해 결정되는데, A와 B는 같은 높이에 있으며 코일 중심에서 같은 거리만큼 떨어져 있기 때문이다. 따라서 자석에 작용하는 자기력의 방향은 같다.
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9. 소리의 전달에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 매질이 없는 진공에서 소리는 전달된다.
  2. 매질의 진동 방향과 소리의 진행 방향은 수직이다.
  3. 기체의 온도가 증가하면 소리의 속력은 느려진다.
  4. 소리의 속력은 기체보다 고체에서 빠르다.
(정답률: 알수없음)
  • 소리는 매질의 분자들이 진동함으로써 전달된다. 고체는 분자들이 서로 가까이 있어서 진동이 빠르게 전달되기 때문에 소리의 속력이 빠르다. 따라서 "소리의 속력은 기체보다 고체에서 빠르다."가 옳은 설명이다.
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10. 다음은 위로 던져 올라가는 동안 물체의 역학적 에너지에 대한 설명이다. ㉠~㉣에 들어갈 내용으로 옳은 것은? (단, ㉠, ㉡은 에너지의 한 종류이고, ㉢, ㉣은 증가/감소/일정 중 하나이다)

  1. ㉠ : 중력 퍼텐셜 에너지
  2. ㉡ : 운동 에너지
  3. ㉢ : 일정
  4. ㉣ : 증가
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 위로 던져지는 동안 중력 힘에 의해 물체의 운동 에너지는 감소하고, 그에 따라 중력 퍼텐셜 에너지는 증가합니다. 하지만 물체가 정상적인 궤도를 따르며 더 높이 올라가지 않고 일정한 높이에서 멈추게 되면, 물체의 운동 에너지는 더 이상 증가하지 않고 일정해지게 됩니다. 따라서 ㉢은 일정이 맞습니다.
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11. 그림은 풍화에 의해 형성된 성숙한 토양의 단면을 나타낸 것이다. A~C층에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A층은 가장 나중에 형성되었다.
  2. B층은 생물의 활동이 가장 활발하다.
  3. C층은 표층에서 씻겨 내려온 점토 광물과 산화철이 가장 많이 분포한다.
  4. A층은 B층에 비해 유기물이 풍부하다.
(정답률: 알수없음)
  • A층은 가장 나중에 형성되었기 때문에 이전 층들에서 쌓인 유기물이 A층에 쌓이면서 더욱 풍부해졌을 가능성이 높습니다. B층은 생물의 활동이 가장 활발하다는 설명이 있지만, 이는 유기물의 양과 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 A층이 B층에 비해 유기물이 풍부한 것으로 설명할 수 있습니다.
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12. 그림은 우리나라에서 발생한 어느 지진에 대해 각 지진 관측소에서 기록한 지면의 흔들림 정도를 나타낸 것이다. 동심원은 진앙으로부터의 동일 거리를 표시한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • ㄴ. 지진의 진앙은 동심원이 교차하는 지점으로부터 시작되며, 지진의 진폭은 진앙으로부터 멀어질수록 감소한다. 따라서 동심원이 교차하는 지점에서 지진의 진폭이 가장 크다. 그림에서 동심원이 교차하는 지점은 지진의 진앙이므로, 해당 지점에서 지진의 진폭이 가장 크다.
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13. 그림은 위도에 따른 일주권을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 천체들의 일주권은 적도에 나란하다.
  2. (가)는 극 지역, (다)는 적도 지역이다.
  3. (나) 지역에서 북쪽 하늘을 관측하면 별들은 북극성을 중심으로 시계 방향으로 회전한다.
  4. 하루 동안 하늘에 가장 많은 수의 별을 볼 수 있는 지역은 (다)이다.
(정답률: 알수없음)
  • 일주권은 지구의 자전과 공전 운동에 의해 발생하는 것으로, 적도에 가까울수록 일주권의 속도가 빠르고, 극지방일수록 느리다. 따라서 (가)는 옳고, (다)는 틀린 설명이다.

    (나) 지역에서 북쪽 하늘을 관측하면 별들은 북극성을 중심으로 시계 방향으로 회전하는 이유는 지구의 자전 운동 때문이다. 지구는 서쪽에서 동쪽으로 자전하면서 북극성을 중심으로 하루에 한 바퀴를 돌게 된다. 따라서 북쪽 하늘을 관측하는 관측자는 북극성을 중심으로 별들이 시계 방향으로 회전하는 것을 관찰할 수 있다.

    하루 동안 하늘에 가장 많은 수의 별을 볼 수 있는 지역은 (가) 극 지역이다. 이는 일주권의 속도가 느리기 때문에 하늘에 있는 별들이 상대적으로 더 오래 머무르기 때문이다.
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14. 그림 (가)는 대한해협을 통과하는 어떤 태풍을, (나)는 이때 태풍 중심에서 A지역까지 측정한 해면 기압과 풍속의 그래프를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)에서 태풍이 통과하는 동안 A지역의 풍향은 반시계 방향으로 변한다.
  2. (가)에서 B지역은 태풍의 풍향과 대기대순환 바람의 풍향이 서로 반대이다.
  3. (나)에서 P는 풍속, Q는 해면 기압이다.
  4. 태풍 중심에서 B지역까지 측정한 Q의 물리량은 (나)와 동일하다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)에서 태풍이 통과하는 동안 A지역의 풍향은 반시계 방향으로 변하는 이유는 태풍의 회전 방향이 반시계 방향이기 때문이다. 태풍의 중심에서 바람은 시계 방향으로 회전하면서 중심으로부터 멀어질수록 바람의 속도가 빨라지는데, 이로 인해 A지역에서는 태풍의 영향을 받아 바람의 방향이 반시계 방향으로 바뀌게 된다.
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15. 표는 태양 주위를 공전하는 가상의 행성 A~C와 지구의 공전 주기를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고른 것은? (단, 공전 궤도는 모두 원 궤도이고 같은 평면 위에 있다고 가정한다)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표에서 A, B, C 행성의 공전 주기는 각각 지구의 공전 주기의 2배, 3배, 4배이다. 따라서 A, B, C 행성은 지구보다 느리게 공전하고 있으며, 이는 A, B, C 행성이 지구보다 멀리 떨어져 있기 때문이다. 따라서 옳은 보기는 "ㄱ"이다.
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16. 그림은 탄소(C)만으로 이루어진 원자 결정 (가)와 (나)의 구조를 모형으로 나타낸 것이다. (가)와 (나)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)는 (나)보다 단단하다.
  2. (가)는 (나)보다 전기 전도성이 작다.
  3. (가)와 (나)는 모두 공유 결합이 존재한다.
  4. (가)와 (나)의 탄소(C) 원자 1개당 결합된 탄소 원자 수는 같다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)와 (나) 모두 탄소(C) 원자들이 공유 결합으로 결합되어 있기 때문에, 둘 다 공유 결합이 존재한다는 것이 옳습니다. 이는 탄소(C) 원자들이 서로 전자를 공유하여 결합하고 있기 때문입니다. 따라서, (가)와 (나)의 탄소(C) 원자 1개당 결합된 탄소 원자 수는 같습니다. 하지만, (가)는 (나)보다 단단하고 전기 전도성이 작은 이유는 결합 구조와 결합 강도, 전자의 이동성 등이 다르기 때문입니다.
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17. 그림 (가)~(다)는 각각 탄화수소 화합물의 구조식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 평면 구조를 갖는 화합물은 2개이다.
  2. 동일한 분자량을 갖는 화합물은 2개이다.
  3. 불포화 탄화수소 화합물은 1개이다.
  4. 분자 내 탄소 간 결합 길이가 모두 같은 화합물은 1개이다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)와 (나)는 동일한 분자식을 갖는 구조이며, 분자량도 같기 때문에 동일한 분자량을 갖는 화합물은 2개이다.
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18. 하버(Haber)가 발명한 것으로 인류의 식량 문제 해결에 기여한 반응은?

  1. CH4+2O2→CO2+2H2O
  2. N2+3H2→2NH3
  3. 2H2O→2H2+O2
  4. Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2
(정답률: 알수없음)
  • 하버가 발명한 인공적인 과정인 아직까지는 식량 문제를 완전히 해결하지는 못했지만, 인류의 식량 문제를 해결하는 데에 큰 기여를 하였습니다.

    "N2+3H2→2NH3"는 하버-보쉬 과정으로, 질소와 수소를 반응시켜 암모니아를 만드는 과정입니다. 이 과정은 인공적으로 질소를 고정시키는 방법 중 하나로, 질소 고정은 식물이나 미생물 등이 수행하는 생물학적 질소 고정과는 달리 인공적으로 질소를 고정시키는 것입니다. 암모니아는 비료로 사용되며, 이를 통해 더 많은 작물을 생산할 수 있게 되어 인류의 식량 문제를 해결하는 데에 큰 역할을 합니다.
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19. 다음은 일산화 탄소(CO)의 연소 반응식이다. 5.6kg의 일산화 탄소를 완전 연소시킬 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, C, O의 원자량은 각각 12, 16이고, 기체는 아보가드로 법칙을 따른다)

  1. a+b+c=5이다.
  2. 생성된 이산화 탄소의 질량은 8.8kg이다.
  3. 생성된 이산화 탄소의 부피는 0℃, 1기압에서 4,480L이다.
  4. 완전 연소에 필요한 산소의 부피는 0℃, 1기압에서 1,792L이다.
(정답률: 알수없음)
  • 일산화 탄소(CO)와 산소(O₂)가 완전 연소할 때, 반응식에서 계수를 보면 2몰의 CO가 2몰의 CO₂로 변하므로, 5.6kg의 CO는 2배인 11.2몰이 된다. 따라서, 이 반응에 필요한 산소(O₂)의 몰은 11.2몰이 되며, 아보가드로 법칙에 따라 0℃, 1기압에서 1몰의 기체 부피는 22.4L이므로, 11.2몰의 기체 부피는 11.2 × 22.4L = 250.88L이 된다. 하지만, 반응식에서 보듯이 2몰의 CO가 1몰의 O₂와 반응하므로, 산소(O₂)의 부피는 250.88L ÷ 2 = 125.44L가 된다. 따라서, 완전 연소에 필요한 산소의 부피는 125.44L × 2 = 250.88L이 된다. 따라서, "완전 연소에 필요한 산소의 부피는 0℃, 1기압에서 1,792L이다."는 옳지 않은 설명이다.
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20. 그림은 질소(N) 원자의 전자 배치를 나타낸 것이다. (가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)는 훈트 규칙에 어긋난다.
  2. 가장 안정한 전자 배치는 (나)이다.
  3. (다)는 파울리 배타 원리에 어긋난다.
  4. (다)에서 (가)로 될 때 에너지가 방출된다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 훈트 규칙에 어긋난다. 훈트 규칙은 전자가 가능한 한 낮은 에너지 상태에 위치하려는 경향이 있기 때문에, 전자는 먼저 하위 에너지 레벨에 채워지고, 그 다음으로 높은 에너지 레벨에 채워지는 것이다. 하지만 (가)에서는 2s 전자가 2p 전자보다 높은 에너지 레벨에 위치하고 있기 때문에 훈트 규칙에 어긋난다. 따라서 (가)는 안정하지 않은 상태이며, (나)가 가장 안정한 전자 배치이다. (다)에서 (가)로 될 때는 2p 전자가 2s 전자로 이동하면서 에너지가 방출되는데, 이는 전자가 더 낮은 에너지 상태로 이동하면서 발생하는 것이기 때문에 에너지가 방출된다.
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