9급 지방직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2018-05-19)

9급 지방직 공무원 과학
(2018-05-19 기출문제)

목록

1. 그림은 생태계에서 일어나는 질소 순환 과정 중 일부를 나타낸 것이다. 물질 A는 이온 형태이며, (다) 과정에는 뿌리혹박테리아가 관여한다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물질 A는 암모늄 이온(NH4)이다.
  2. 물질 A를 흡수하는 생물 X에는 식물이 포함된다.
  3. (가) 과정은 세균에 의해 일어난다.
  4. (나) 과정은 질소 동화 작용이다.
(정답률: 알수없음)
  • 물질 A는 암모늄 이온(NH4)이다. 따라서 (가) 과정에서는 암모니아(NH3)가 생산되고, (나) 과정에서는 질소 고정이 일어나므로 "(나) 과정은 질소 동화 작용이다."가 옳은 설명이다.
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2. 다음은 어느 생명과학자가 수행한 탐구 과정의 일부를 순서대로 나타낸 것이다. 이 탐구 과정에서 조작 변인으로 가장 적절한 것은? (단, 제시된 탐구과정 이외는 고려하지 않는다)

  1. 푸른곰팡이가 자란 곳 주변에는 세균이 증식하지 못한 현상
  2. 모든 조건이 동일한 세균 배양 접시 A와 B의 준비
  3. A와 B에 푸른곰팡이 배양액의 첨가 여부
  4. B에서만 세균이 증식한 현상
(정답률: 알수없음)
  • 조작 변인은 실험자가 의도적으로 조작하여 변화시키는 변수이다. 이 탐구 과정에서 조작 변인은 "A와 B에 푸른곰팡이 배양액의 첨가 여부"이다. 이유는 A와 B는 모든 조건이 동일한 세균 배양 접시이기 때문에, 세균이 증식하지 못한 현상이 나타난 것은 다른 변수들이 동일하기 때문이다. 따라서, A와 B의 차이는 푸른곰팡이 배양액의 첨가 여부뿐이므로 이것이 조작 변인이 된다. B에서만 세균이 증식한 현상은 결과 변수이다.
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3. 그림은 항원 X, Y에 노출되지 않았던 쥐의 체내에 항원 X, Y를 감염시켰을 때, 시간에 따른 항체 A와 B의 농도 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고르면? (단, X, Y 이외의 항원은 고려하지 않는다)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 항체 A는 항원 X에 대한 반응성이 높고, 항체 B는 항원 Y에 대한 반응성이 높다. 따라서, 항원 X 감염 후 항체 A의 농도가 빠르게 상승하고, 항원 Y 감염 후 항체 B의 농도가 빠르게 상승한다.
    - 항원 X와 Y는 서로 다른 항원이므로, 각각의 감염 후 항체 A와 B의 농도 변화는 독립적이다. 따라서, "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
    - 항원 X와 Y 이외의 항원은 고려하지 않으므로, "ㄷ"는 정답이 아니다.
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4. 그림은 시냅스에서 흥분이 전달되는 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 신경전달물질은 가지 돌기 말단에서 분비된다.
  2. 신경전달물질은 (나)의 탈분극에 관여한다.
  3. 시냅스에서 흥분은 (가)에서 (나)의 방향으로 전달된다.
  4. 시냅스에서 흥분의 전달은 뉴런에서 흥분의 전도보다 속도가 느리다.
(정답률: 알수없음)
  • "신경전달물질은 가지 돌기 말단에서 분비된다."가 옳은 설명이므로, 옳지 않은 것은 없습니다.

    신경전달물질은 가지 돌기 말단에서 분비되는 이유는, 가지 돌기 말단이 시냅스의 전기적 신호를 화학적 신호로 변환하여 다음 뉴런의 도착지인 수상돌기로 전달하기 때문입니다. 이때 신경전달물질이 분비되어 수상돌기에서 신호를 전달하게 됩니다.
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5. 그림은 핵상이 2n인 어떤 동물세포의 감수 분열이 일어날 때, 세포 1개당 DNA 양의 상대적인 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다)

  1. (가) 시기에는 2가 염색체가 관찰된다.
  2. (나) 시기에는 상동 염색체가 분리된다.
  3. (다) 시기에는 핵상이 2n에서 n으로 변한다.
  4. (라) 시기에는 DNA의 복제가 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림은 유전자의 복제와 분열 과정을 나타내고 있다. (라) 시기에는 DNA의 복제가 일어나므로, 각 염색체는 2개의 동일한 염색체로 구성되어 있다. (가) 시기에는 각 염색체가 2개씩 존재하므로 2가 염색체가 관찰된다. (다) 시기에는 핵상이 2n에서 n으로 변하므로, 각 염색체는 하나씩 존재하게 된다. 따라서, (나) 시기에는 상동 염색체가 분리되어 각 세포에 하나씩 전달되므로, 세포 1개당 DNA 양의 상대적인 변화가 일어나게 된다.
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6. 아인슈타인의 특수 상대성 이론으로 설명할 수 없는 현상만 나열한 것은?

  1. 중력파, 질량ㆍ에너지 동등성
  2. 길이 수축, 중력에 의한 시간 팽창
  3. 중력 렌즈, 블랙홀
  4. 수성의 세차 운동, 질량ㆍ에너지 동등성
(정답률: 알수없음)
  • 중력 렌즈와 블랙홀은 아인슈타인의 특수 상대성 이론으로는 설명할 수 없는 현상입니다. 중력 렌즈는 중력이 빛을 굴절시켜서 생기는 현상으로, 블랙홀은 중력이 너무 강해서 빛도 탈출할 수 없는 공간입니다. 이러한 현상은 일반 상대성 이론에서 설명됩니다.
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7. 그림 (가), (나)는 길이와 굵기가 같은 두 종류의 관을 나타낸 것으로 (가)는 한쪽 끝만 열려 있고 (나)는 양쪽 끝이 열려 있다. (가), (나)의 관 내부의 공기를 진동시키고 공명 현상을 이용하여 일정한 진동수의 음을 발생시킨다. (가)에서 발생하는 음의 최소 진동수가 일 때, (나)에서 발생하는 음의 최소 진동수는? (단, 공기의 온도는 일정하다)

  1. f/4
  2. f/2
  3. 2f
  4. 4f
(정답률: 28%)
  • (가)와 (나)의 길이와 굵기가 같으므로, 공명 주파수는 길이에 반비례하고, 굵기에 비례한다. 따라서 (가)에서 발생하는 최소 진동수 f는 (나)에서 발생하는 최소 진동수의 2배인 2f가 된다.
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8. 그림과 같이 +y 방향으로 세기가 일정한 전류 I가 흐르는 직선 도선 P가 y축에 고정되어 있고, x=3d에 직선 도선 Q가 P와 나란히 고정되어 있다. x축 상의 점 x=2d에서 자기장의 세기가 0이 되기 위하여 Q에 흐르는 전류의 세기와 방향은? (단, 두 도선은 가늘고 무한히 길다)

(정답률: 알수없음)
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9. 그림은 열효율이 0.25인 카르노 열기관이 절대 온도 T1의 고열원에서 Q1의 열을 흡수하여 W의 일을 하고 절대 온도 T2의 저열원으로 Q2의 열을 방출하는 것을 나타낸 것이다. Q2=6Q, T1=8T일 때, Q1과 T2의 값은? (순서대로 Q1, T2)

  1. 8Q, 6T
  2. 10Q, 6T
  3. 8Q, 4T
  4. 10Q, 4T
(정답률: 알수없음)
  • 카르노 열기관에서 열 효율은 다음과 같이 주어진다.

    열 효율 = 1 - (T2/T1)

    여기서 T2는 주어졌으므로, T1을 구할 수 있다.

    열 효율 = 0.25 = 1 - (T2/T1)
    T1 = 4T2

    따라서, T1 = 32T, T2 = 6T 이다.

    카르노 열기관에서는 다음과 같은 식이 성립한다.

    Q1/T1 = Q2/T2

    여기서 Q2와 T2가 주어졌으므로, Q1을 구할 수 있다.

    Q1 = (Q2/T2) x T1
    Q1 = (6Q/6T) x 32T
    Q1 = 8Q

    따라서, 정답은 "8Q, 6T"이다.
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10. 그림 (가)는 마찰이 없는 수평면에서 운동 중인 질량이 4kg인 물체에 일정한 크기의 힘 가 운동 방향으로 작용하여 물체가 10m를 이동한 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 물체에 가 작용한 순간부터 물체의 운동 에너지를 이동 거리에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. F가 작용하기 직전 물체의 속력은 4m/s이다.
  2. a에서 물체의 가속도 크기는 1m/s2이다.
  3. F의 크기는 4N이다.
  4. a에서 까지 물체의 이동 시간은 2초이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "a에서 까지 물체의 이동 시간은 2초이다."이다. 이유는 다음과 같다.

    그림 (가)에서 물체에 작용하는 힘 F는 일정한 크기의 힘이므로, 물체의 가속도 a는 일정하다. 따라서 물체의 운동은 등가속도 운동이다. 등가속도 운동에서 이동 거리와 이동 시간은 다음과 같은 관계가 성립한다.

    이동 거리 = (초기 속력 × 이동 시간) + (1/2 × 가속도 × 이동 시간의 제곱)

    여기서 초기 속력은 0이므로, 위 식은 다음과 같이 간단해진다.

    이동 거리 = 1/2 × 가속도 × 이동 시간의 제곱

    따라서, 그림 (가)에서 물체가 10m를 이동했다면, 다음과 같은 식이 성립한다.

    10 = 1/2 × a × t2

    여기서 a는 1m/s2이므로, 위 식을 정리하면 다음과 같다.

    t2 = 20

    따라서, t는 약 4.5초이다. 하지만 문제에서는 "a에서 까지"의 이동 시간을 묻고 있으므로, 이동 거리가 5m일 때의 이동 시간을 구해야 한다. 이 경우, 위 식을 다음과 같이 바꿀 수 있다.

    5 = 1/2 × a × t2

    따라서, t는 2초이다. 따라서 "a에서 까지 물체의 이동 시간은 2초이다."가 옳은 설명이다.
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11. 그림은 우리나라의 최근 30년과 10년 동안의 월 평균 황사 발생 일수를 비교하여 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ. 최근 30년과 10년 동안 모두 황사 발생 일수가 증가하였다.
    - ㄷ. 특히, 최근 10년 동안의 황사 발생 일수가 이전 20년 동안의 평균보다 매우 높은 수준으로 증가하였다.

    ㄱ은 그림에서 보이듯이 최근 30년과 10년 동안 모두 황사 발생 일수가 증가하였기 때문에 옳은 설명이다. ㄷ은 최근 10년 동안의 황사 발생 일수가 이전 20년 동안의 평균보다 매우 높은 수준으로 증가하였기 때문에 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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12. 다음은 태양에서 나타나는 현상 (가)~(다)를 촬영한 것이다. 이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)는 태양의 표면에서 발생하는 소규모한 폭발로서, 일반적으로 태양의 표면에서 발생하는 현상이다.
    - (나)는 태양의 대기에서 발생하는 현상으로서, 태양의 대기가 뜨거워져서 빛을 방출하는 것이다.
    - (다)는 태양의 대기에서 발생하는 현상으로서, 태양의 자기장과 대기의 충돌로 인해 빛을 방출하는 것이다.

    따라서, (가)와 (나)는 태양의 표면과 대기에서 발생하는 현상이고, (다)는 태양의 대기에서 발생하는 현상이므로 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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13. 그림은 북반구 태평양에서 대기와 표층 해수의 순환을 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄴ: 북태평양 고기압이 시계방향으로 회전하면서 대기가 하강하고, 이로 인해 대기 중의 수증기가 건조해져 구름이 생기지 않는다. 따라서, 북태평양의 중심부분은 거의 맑은 하늘이다.
    - ㄷ: 북태평양의 중심부분에서 대기가 하강하면서 고기압이 형성되고, 이로 인해 바람이 시계방향으로 순환하게 된다. 이 때, 바람이 바다 위를 지나가면서 표층 해수도 함께 회전하게 되는데, 이를 코리올리 효과라고 한다. 이러한 순환으로 인해 북태평양의 중심부분은 따뜻하고 습한 기후를 갖게 된다.
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14. 그림은 남반구 동태평양 적도 부근 해역의 평균 해수면 온도에 대한 편차이고, A와 B는 각각 엘니뇨 시기와 라니냐 시기 중 하나를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A는 엘니뇨 시기이고, B는 라니냐 시기이다.
  2. A보다 B에서 동태평양 해수의 용승이 약화된다.
  3. A보다 B에서 무역풍의 세기가 강하다.
  4. A보다 B에서 동태평양의 따뜻한 해수층 두께가 얇다.
(정답률: 알수없음)
  • 해수면 온도가 높은 지역은 붉은색으로 표시되어 있고, 낮은 지역은 파란색으로 표시되어 있다. 엘니뇨 시기에는 동태평양 중앙부에서 해수면 온도가 상승하고, 라니냐 시기에는 그 반대로 하강한다. 따라서 A보다 B에서 동태평양 해수의 용승이 약화된다는 이유는, 라니냐 시기에는 동태평양 중앙부에서 해수면 온도가 낮아지기 때문이다. 해수면 온도가 낮아지면 해수의 용승이 약해지기 때문이다.
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15. 그림 (가)와 (나)는 판의 경계를 나타낸 모식도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 안데스 산맥은 (가)에, 히말라야 산맥은 (나)에 해당한다.
  2. 화산 활동은 (나)보다 (가)에서 활발하다.
  3. (가)는 발산형 경계이고, (나)는 수렴형 경계이다.
  4. (나)에서는 해구에서 대륙판 쪽으로 갈수록 진원의 깊이가 깊어진다.
(정답률: 알수없음)
  • (나)에서는 해구에서 대륙판 쪽으로 갈수록 진원의 깊이가 깊어진다. 이유는 (나)가 수렴형 경계이기 때문이다. 수렴형 경계에서는 두 개의 플레이트가 충돌하여 한 플레이트가 다른 플레이트 아래로 침입하면서 지각 변동이 발생한다. 이로 인해 지각의 깊이가 깊어지게 된다.
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16. 그림 (가)~(다)에 해당하는 원자 모형에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)에서 전자는 원형 궤도를 따라 운동한다.
  2. (나)에서 원자의 중심에는 원자핵이 존재한다.
  3. (다)에서 전자의 에너지 준위는 연속적인 값을 갖는다.
  4. (가)~(다) 중 가장 먼저 제안된 모형은 (나)이다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)에서 전자는 원형 궤도를 따라 운동한다. (다)에서 전자의 에너지 준위는 연속적인 값을 갖는다. 이 두 가지 설명은 모두 퀀텀역학 이론에 따라 수정되었기 때문에, (가)에서 제안된 모형은 오래된 과학적 이론이며, (나)에서 제안된 모형이 가장 먼저 제안된 모형이라는 이유입니다. (나)에서 원자의 중심에는 원자핵이 존재한다는 설명은 모든 원자 모형에서 공통적으로 적용되는 사실이므로 이유가 될 수 없습니다. 따라서 정답은 "(가)~(다) 중 가장 먼저 제안된 모형은 (나)이다."입니다.
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17. 다음 질산(HNO3) 수용액과 수산화 바륨(Ba(OH)2) 수용액의 화학 반응식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중화 반응이다.
  2. 반응한 H+의 몰수와 생성된 H2O의 몰수는 같다.
  3. 구경꾼 이온은 바륨 이온(Ba2+)과 수산화 이온(OH-)이다.
  4. 반응 전후에 원자의 산화수는 변하지 않는다.
(정답률: 40%)
  • "구경꾼 이온은 바륨 이온(Ba2+)과 수산화 이온(OH-)이다."라는 설명은 옳습니다. 이유는 질산(HNO3)과 수산화 바륨(Ba(OH)2)가 중화 반응을 일으키면서 생성된 이온들 중 하나가 구경꾼 이온입니다. 구경꾼 이온은 바륨 이온(Ba2+)과 수산화 이온(OH-)이 결합하여 생성되는 이온입니다. 따라서 "구경꾼 이온은 바륨 이온(Ba2+)과 수산화 이온(OH-)이다."라는 설명은 옳습니다.
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18. <보기>에 제시된 기체 분자에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, ONF에서 중심 원자는 N이다)

  1. NO의 모든 원자는 옥텟 규칙을 만족한다.
  2. ONF에서 질소(N) 원자의 산화수는 +3이다.
  3. ONF의 분자 구조는 직선형이다.
  4. <보기>의 분자에서 질소(N) 원자의 가장 큰 산화수와 가장 작은 산화수의 차이는 5이다.
(정답률: 알수없음)
  • ONF 분자는 직선형이며, 질소(N) 원자는 산소(O) 원자보다 전자 음성도가 높기 때문에 산소(O) 원자가 질소(N) 원자에게 전자 쌍을 더 많이 공유하게 되어 질소(N) 원자의 산화수는 양이온성 산화물인 +3이 된다. 따라서, "ONF에서 질소(N) 원자의 산화수는 +3이다."가 옳은 설명이다.
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19. 다음 이산화 황(SO2)과 관련된 화학 반응식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)와 (나)에서 SO2에 포함된 황(S) 원자의 산화수는 두 경우 모두 반응 후에 감소한다.
  2. (가)에서 H2S는 산화제이다.
  3. (나)에서 Cl2는 산화된다.
  4. (가)와 (나)에서 황(S) 원자의 가장 큰 산화수는 +6이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 반응식에서 SO2는 황의 산화물이므로 황(S)의 산화수를 구해보면, SO2에서는 +4이고, H2S에서는 -2이다. 따라서, "(가)와 (나)에서 황(S) 원자의 가장 큰 산화수는 +6이다."라는 설명은 틀린 설명이다.
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20. 다음 중 입자 수가 가장 많은 것은? (단, 0°C, 1기압에서 기체 1몰(mol)의 부피는 22.4L이다. 각 원자의 원자량은 H: 1, C: 12, N: 14, O: 16, Na: 23, Cl: 35.5이다)

  1. 물(H2O) 18g에 들어 있는 물 분자 수
  2. 암모니아(NH3) 17g에 들어 있는 수소 원자 수
  3. 염화 나트륨(NaCl) 58.5g에 들어 있는 전체 이온 수
  4. 0°C, 1기압에서 이산화 탄소(CO2) 기체 44.8L에 들어 있는 이산화 탄소 분자 수
(정답률: 알수없음)
  • 암모니아(NH3) 17g에 들어 있는 수소 원자 수가 가장 많은 이유는 다음과 같습니다.

    암모니아(NH3)의 분자식은 NH3이며, 이 분자는 1개의 질소(N) 원자와 3개의 수소(H) 원자로 이루어져 있습니다. 따라서 암모니아(NH3) 17g에 들어 있는 수소 원자 수는 3배인 3 × 6.02 × 10²³개, 즉 1.806 × 10²⁴개입니다.

    다른 보기들은 각각 다음과 같습니다.

    - 물(H2O) 18g에 들어 있는 물 분자 수: 1 × 6.02 × 10²³개
    - 염화 나트륨(NaCl) 58.5g에 들어 있는 전체 이온 수: 1 × 6.02 × 10²³개 (NaCl은 이온 결합을 이루는 화합물이므로 이온 수는 분자 수와 같습니다.)
    - 0°C, 1기압에서 이산화 탄소(CO2) 기체 44.8L에 들어 있는 이산화 탄소 분자 수: 1 × 6.02 × 10²³개 (기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 2몰의 기체가 들어있는 것입니다.)
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