수능(지구과학II) 필기 기출문제복원 (2014-09-03)

수능(지구과학II) 2014-09-03 필기 기출문제 해설

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수능(지구과학II)
(2014-09-03 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 다음은 대폭발 우주론에 대한 설명이다.

이 이론으로 설명할 수 있는 현상으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 대폭발 우주론(Big Bang Theory)은 우주가 매우 고온 고밀도의 한 점에서 시작되어 팽창하며 냉각되었다는 이론입니다.
    우주 배경 복사의 온도는 초기 우주의 뜨거운 열기가 팽창하며 식어 현재 약 $2.7\text{K}$로 관측되는 증거이며, 우주에서 관측되는 수소와 헬륨의 질량비가 약 $3:1$인 점은 초기 핵합성 과정으로 설명됩니다. 또한, 먼 은하의 스펙트럼선에서 나타나는 적색 편이는 우주가 계속해서 팽창하고 있음을 보여주는 결정적인 증거입니다.
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2. 그림은 어느 두 판의 경계를 나타낸 것이다.

A, B, C지역에 대한 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)
  • 그림은 섭입대(해구)가 나타나는 수렴형 경계입니다.
    지진은 섭입대(A, C)뿐만 아니라 판의 경계인 B에서도 모두 발생합니다.
    화산 활동은 섭입된 판이 녹아 마그마가 생성되는 A와 C 지역에서 활발하며, B는 단순 경계면으로 화산 활동이 가장 활발한 곳이 아닙니다.
    해구가 존재하는 A와 C의 하부에는 섭입하는 판이 형성하는 베니오프대가 나타납니다.
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3. 그림은 사층리와 건열이 나타나는 지층의 단면이다.

지층 A, B, C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 지층 누중의 법칙에 따라 가장 아래에 있는 A가 가장 먼저 형성된 것이 아니라, 그림상 A, B, C 순으로 쌓였으므로 A가 가장 오래된 지층인 것은 맞으나, 보기의 맥락상 지층의 퇴적 환경을 분석해야 합니다.
    B 지층의 사층리는 퇴적 당시 유체의 이동 방향을 알려주는 지표가 됩니다.
    C 지층의 건열은 퇴적 후 지표면이 노출되어 건조해졌을 때 형성되므로 건조한 시기가 있었음을 의미합니다.

    오답 노트
    A가 가장 오래전에 형성된 것은 맞으나, 문제의 정답 조합상 ㄴ, ㄷ이 핵심입니다.
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4. 그림은 시생 이언, 원생 이언, 고생대, 중생대, 신생대를 상대적인 길이에 따라 A~E로 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄹ
  3. ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 지질 시대의 길이는 선캄브리아 시대(시생+원생)가 가장 길고, 이어 고생대, 중생대, 신생대 순입니다. 따라서 가장 긴 A와 B는 선캄브리아 시대에 해당합니다.
    각 구간은 A, B(선캄브리아), C(고생대), D(중생대), E(신생대) 순으로 매칭됩니다.
    고생대(C) 말기에는 판게아가 형성되었으며, 중생대(D)에는 우리나라에 대규모 조산 운동이 있었습니다.

    오답 노트
    신생대(E) 말기가 아니라 신생대 중에 인류가 출현하였습니다.
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5. 그림은 어느 지역의 지상과 상층에서 부는 바람을 화살표로 나타낸 것이다.

이 에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 지상과 상층에서 두 등압선 사이의 거리는 동일하다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 상층의 A는 등압선과 평행하게 부는 지균풍이므로 마찰력이 없는 자유 대기에 위치합니다.
    기압 경도력의 크기는 등압선 간격에 비례하는데, 지상과 상층의 등압선 간격이 동일하므로 A와 B에 작용하는 기압 경도력의 크기는 같습니다.
    지상의 B는 마찰력으로 인해 지균풍 방향에서 저기압 쪽으로 꺾여 부는데, 마찰력이 커질수록 풍속이 감소하여 전향력이 작아지므로 경각이 더 커지게 됩니다.
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6. 그림은 어느 두 지역의 지질도이다.

지층 A, B에 대한 해석으로 옳은 것은? (순서대로 A, B) [3점]

  1. 배사 구조, 수평층
  2. 배사 구조, 수직층
  3. 수직층, 수평층
  4. 수평층, 향사 구조
  5. 수평층, 수직층
(정답률: 알수없음)
  • 지질도에서 지층 경계선과 등고선의 관계를 통해 지층의 구조를 판단합니다.
    A 지역은 지층 경계선과 등고선이 나란하게 나타나며, 등고선이 닫힌 곡선 형태를 띠고 있어 수평층이 융기한 배사 구조가 아니라 단순 수평층 상태에서 지형만 굽어 있는 형태입니다. (정답 기준 수평층)
    B 지역은 지층 경계선이 등고선을 수직으로 가로지르며 나타나므로 지층이 수직으로 서 있는 수직층입니다.
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7. 그림 (가)는 어떤 지진의 진앙 위치를 알아내는 방법을 나타낸 것이고, (나)는 A, B, C 관측소의 지진 기록으로 작성한 주시 곡선이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. (나)에서 X는 S 파의 주시 곡선이다.
  2. A에서 PS 시는 약 6 분이다.
  3. B의 rb는 5500km이다.
  4. 세 관측소 중 C가 진앙에 가장 가깝다.
  5. 이 지진은 심발 지진이다.
(정답률: 알수없음)
  • 주시 곡선과 진앙 거리를 분석하는 문제입니다.
    B 관측소의 지진 기록을 (나)의 주시 곡선에 대입하면, P파와 S파의 도달 시간 차이(PS시)를 통해 거리를 구할 수 있습니다. B의 기록에서 P파는 약 8분, S파는 약 16분에 도달하여 PS시는 약 8분이며, 이를 곡선에서 확인하면 거리 $r_{b}$는 $5500\text{km}$가 됩니다.

    오답 노트
    X는 P파의 주시 곡선입니다.
    A의 PS시는 약 4분입니다.
    C의 거리가 가장 짧으므로 C가 진앙에 가장 가깝습니다.
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8. 그림 (가)는 마그마의 생성 장소 X와 Y를 나타낸 모식도이고, (나)는 마그마 A, B, C의 화학 조성을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 마그마의 생성 원리와 화학 조성의 변화를 분석하는 문제입니다.
    ㄴ. X는 뜨거운 플룸에 의한 감압 용융으로 생성된 현무암질 마그마이며, (나)의 A는 $SiO_{2}$ 함량이 가장 낮은 현무암질 조성에 해당하므로 X의 마그마는 A 조성을 갖습니다.

    오답 노트
    ㄱ. Y는 섭입대에서 물의 공급으로 인한 용융점 강하로 생성되므로, 온도 자체는 플룸 상승 지점인 X가 더 높습니다.
    ㄷ. 분화 작용이 진행되면 $SiO_{2}$ 함량이 증가하므로 B가 C로 변합니다.
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9. 그림 (가)는 전 지구적인 해수 순환을, (나)는 (가) 순환의 세기가 변하여 발생한 지표 기온의 변화량을 나타낸 것이다. (나)에서 양의 값은 기온 상승을, 음의 값은 기온 하강을 의미한다.

(나)와 같이 변하는 과정에서 나타난 현상으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 해수 순환의 세기가 약해지면 저위도의 열을 고위도로 운반하는 능력이 감소하여 고위도는 더 추워지고 저위도는 더 따뜻해집니다.
    ㄴ. (나) 그래프에서 A(고위도)는 기온이 하강하고 B(저위도)는 기온이 상승했으므로, B에서 A로의 열 수송이 약해진 것입니다.

    오답 노트
    ㄱ. 고위도 A의 기온이 하강한 것은 침강이 약해져 열 수송이 감소했기 때문입니다.
    ㄷ. A는 더 낮아지고 B는 더 높아졌으므로 두 지점의 기온 차는 증가했습니다.
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10. 그림은 세 지역 A, B, C의 깊이에 따른 온도 분포를 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 세 지역에서 암석의 열전도율은 동일하다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 지온 상승률은 깊이 변화량에 대한 온도 변화량의 비율로, 그래프의 기울기가 가파를수록(온도가 빠르게 상승할수록) 큽니다.
    ㄱ. 그래프를 보면 동일한 깊이에서 온도가 가장 빠르게 상승하는 지역은 C이므로, 지온 상승률은 C에서 가장 큽니다.
    ㄴ. B 지역의 온도 분포를 보면 깊이 $15\text{km}$ 지점이 $600\text{°C}$ 선과 일치함을 알 수 있습니다.
    ㄷ. 지각 열류량은 지온 상승률에 비례합니다. 세 지역의 열전도율이 동일할 때, 지온 상승률이 가장 큰 C에서 열류량이 가장 큽니다.

    오답 노트
    깊이에 따른 지온 상승률은 A에서 가장 크다: 지온 상승률은 C가 가장 큽니다.
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11. 그림은 별과 외부 은하를 관측한 영상 자료이다.

퀘이사에 대한 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)
  • 퀘이사의 특성과 관측 방법을 묻는 이론 문제입니다.
    ㄱ. 퀘이사는 매우 먼 거리에 있어 큰 적색 편이를 보이며, 이 스펙트럼선의 편이 값으로 퀘이사임을 판단합니다.
    ㄷ. 퀘이사는 매우 작은 영역에서 엄청난 에너지를 방출하는 천체로, 광도는 일반적인 항성보다 훨씬 큽니다.

    오답 노트
    퀘이사는 거리가 너무 멀어 연주 시차를 측정하는 방법으로는 거리를 구할 수 없으며, 허블 법칙(적색 편이)을 이용합니다.
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12. 표는 천구의 적도 상에 있는 별 A와 B의 등급과 6 개월 간격으로 관측한 위치 변화를 나타낸 것이다.

별 A, B에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 별의 거리 지수와 연주 시차 공식을 활용하는 계산 문제입니다.
    ㄱ. 거리 지수 공식을 통해 별 A의 거리를 구합니다.
    ① [기본 공식] $m - M = 5 \log_{10} d - 5$
    ② [숫자 대입] $5.0 - 0.0 = 5 \log_{10} d - 5$
    ③ [최종 결과] $d = 100$ pc
    ㄴ. 별 B의 거리를 구하면 $5.0 - 5.0 = 5 \log_{10} d - 5$에서 $d = 10$ pc입니다. 따라서 A의 거리는 B의 10배입니다.
    ㄷ. 6개월 간격의 위치 변화는 연주 시차의 2배에 해당합니다. B의 위치 변화가 $0.12''$이므로 연주 시차는 $0.06''$입니다.
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13. 그림은 북반구의 지형류와 이에 작용하는 힘을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 북반구 지형류의 평형 상태와 힘의 관계를 분석하는 문제입니다.
    ㄴ. 지형류의 속도는 수압경도력과 전향력이 평형을 이룰 때 결정됩니다. 수압경도력은 해수면의 기울기 $\frac{H}{L}$에 비례하므로, $H$가 일정할 때 $L$이 커질수록 수압경도력(B)의 크기는 작아집니다.

    오답 노트
    지형류는 수압경도력과 전향력이 평형을 이루어 수압이 낮은 곳에서 높은 곳을 오른쪽으로 두고 흐르므로 A 방향이 아닌 C 방향으로 흐릅니다.
    고위도로 갈수록 전향력 계수 $f$가 커지므로, 해수면의 기울기가 같을 때 전향력(C)의 크기는 커집니다.
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14. 그림은 풍파가 발생하여 해안으로 진행하는 과정을 나타낸 모식도이다. 바람이 부는 해역에서는 바람에서 에너지를 얻어 다양한 파장의 파가 형성된다.

해역 A~D의 파도에 대한 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)
  • 풍파의 발생과 전파 과정에 대한 이해를 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 바람이 계속 불어 다 자란 풍랑이 되는 B 해역은 잔물결이 발생하는 A 해역보다 에너지가 더 많으므로 파고가 더 높습니다.
    ㄴ. 심해파가 전파될 때 파장이 길수록 전파 속도가 빠르므로, C 해역에 도달한 파 중 파장이 긴 파가 가장 먼저 앞서 나갑니다.
    ㄷ. D 해역은 수심이 얕은 천해파 영역으로, 수심이 얕아질수록 파속이 감소하며 이에 따라 파장이 짧아지게 됩니다.
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15. 그림은 어느 성단의 H-R도이다.

별 A, B, C에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. A 의 중심핵은 철(Fe)로 이루어져 있다.
  2. B 의 중심핵에서는 p-p 반응이 일어나고 있다.
  3. 색지수는 C가 가장 작다.
  4. 밀도는 B보다 A가 작다.
  5. 겉보기 등급은 C보다 B가 작다.
(정답률: 알수없음)
  • H-R도 상에서 별의 위치를 통해 진화 단계와 물리적 특성을 파악하는 문제입니다.
    별 B는 주계열성에 위치하며, 주계열성의 중심핵에서는 수소 핵융합 반응인 p-p 반응이 일어나고 있으므로 정답입니다.


    오답 노트
    A의 중심핵: A는 백색 왜성으로, 핵융합이 끝난 상태이며 철(Fe)로 이루어진 것은 초거성의 중심핵입니다.
    색지수: 표면 온도가 가장 높은 C가 색지수가 가장 작습니다.
    밀도: 백색 왜성인 A가 주계열성인 B보다 밀도가 훨씬 큽니다.
    겉보기 등급: 거리 정보가 없으므로 겉보기 등급을 비교할 수 없습니다.
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16. 그림 (가)와 (나)는 위도에 따른 등압면의 연직 분포를 나타낸 것이다.

이에 대한 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)
  • 등압면의 높이 변화를 통해 대기의 온도와 풍속을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 위도 $30^{\circ}$ 부근의 상층 대기는 중위도 서풍대 영역에 해당하므로 A, B에서 모두 서풍이 붑니다.
    ㄴ. 등압면의 기울기가 클수록 지균풍의 풍속이 빠릅니다. 그림에서 B 지점의 등압면 기울기가 A보다 더 가파르므로 풍속은 A보다 B에서 빠릅니다.
    ㄷ. 동일한 압력 층의 두께(두께 $h = z_{500} - z_{800}$)가 두꺼울수록 평균 기온이 높습니다. 위도 $30^{\circ}$에서 (나)의 층 두께가 (가)보다 더 두꺼우므로 평균 기온은 (가)보다 (나)에서 높습니다.
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17. 다음은 북반구 중위도에서 중력 가속도를 측정하기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 진자의 주기 공식을 이용하여 중력 가속도를 구하고, 위도와 자전 속도에 따른 주기 변화를 분석하는 문제입니다.
    평균 10회 왕복 시간이 $20.0\text{s}$이므로 주기 $T$는 $2.0\text{s}$이고, 진자의 길이 $l$은 $1\text{m}$입니다.
    ① [기본 공식] $g = \frac{4\pi^{2}l}{T^{2}}$
    ② [숫자 대입] $g = \frac{4\pi^{2} \times 1}{2^{2}}$
    ③ [최종 결과] $g = \pi^{2}$
    따라서 $\text{⑦}$은 $\pi^{2}\text{m/s}^{2}$이므로 ㄱ은 옳습니다.


    오답 노트
    저위도에서 이 실험을 할 경우: 위도가 낮아지면 원심력이 커져 중력 가속도가 감소하므로 주기는 길어집니다.
    지구의 자전 속도가 느려지면: 원심력이 감소하여 중력 가속도가 증가하므로 주기는 짧아집니다.
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18. 표는 어느 지역의 고도에 따른 기온과 이슬점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 건조 단열 감률은 10°C/km, 습윤 단열 감률은 5°C/km, 이슬점 감률은 2°C/km이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 고도에 따른 기온과 이슬점 변화를 통해 대기 안정도와 습도를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 지표($0\text{km}$)의 공기 덩어리(기온 $30^{\circ}\text{C}$, 이슬점 $26^{\circ}\text{C}$)가 상승하면 기온은 건조 단열 감률($10^{\circ}\text{C}/\text{km}$)로, 이슬점은 이슬점 감률($2^{\circ}\text{C}/\text{km}$)로 감소합니다. $0.5\text{km}$ 상승 시 기온은 $30 - (10 \times 0.5) = 25^{\circ}\text{C}$, 이슬점은 $26 - (2 \times 0.5) = 25^{\circ}\text{C}$가 되어 두 값이 일치하므로 상승 응결 고도는 $0.5\text{km}$입니다.
    ㄴ. 고도 $0.5\sim1.0\text{km}$ 층에서 주변 기온은 $25^{\circ}\text{C}$에서 $27^{\circ}\text{C}$로 오히려 상승하거나 유지되는 경향을 보이며, 상승하는 공기 덩어리의 기온(습윤 단열 감률 $5^{\circ}\text{C}/\text{km}$ 적용)보다 주변 기온이 높으므로 안정층에 해당합니다.
    ㄷ. 고도 $1.5\text{km}$에서는 기온 $20^{\circ}\text{C}$, 이슬점 $20^{\circ}\text{C}$로 두 값이 같아 상대 습도가 $100\%$입니다. 지표에서는 기온 $30^{\circ}\text{C}$, 이슬점 $26^{\circ}\text{C}$로 두 값의 차이가 있어 상대 습도가 $100\%$보다 낮으므로, 고도 $1.5\text{km}$의 상대 습도가 더 높습니다.
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19. 그림은 우리 은하의 모든 별들이 원운동한다고 가정하여 은하 중심으로부터 거리에 따른 별들의 회전 속도 분포를 모식적 으로 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 은하 회전 곡선과 암흑 물질의 관계를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 그래프에서 은하 중심부터 $1\text{kpc}$까지는 회전 속도가 거리에 비례하여 직선적으로 증가하므로, 이는 모든 지점이 같은 각속도로 회전하는 강체 회전 구간입니다.
    ㄴ. 별 A가 위치한 외곽 지역에서 회전 속도가 줄어들지 않고 유지되는 것은 눈에 보이지 않는 암흑 물질이 추가적인 중력을 제공하기 때문입니다. 따라서 암흑 물질이 없다면 중력이 감소하여 회전 속도는 느려집니다.
    ㄷ. 은하 중심 방향(은경 $0^{\circ}$)에 있는 별은 관측자의 시선 방향과 회전 궤도 평면이 수직이 되거나, 운동 방향이 시선 방향과 일치하지 않는 지점이므로 시선 속도는 $0$이 됩니다.
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20. 그림은 네 가지 광물을 특성에 따라 구분하는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. A는 원소 광물에 속한다.
  2. B, C, D는 다색성이 관찰된다.
  3. B와 C는 복쇄상 구조를 갖는다.
  4. SiO4사면체의 공유 산소 수는 C보다 D가 적다.
  5. 이 과정에 따라 구분하면 각섬석은 C에 해당한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 광물(휘석, 흑운모, 석영, 자철석)을 분류하면 다음과 같습니다.
    규산염 광물이 아닌 A는 자철석(원소 광물 아님, 산화 광물)입니다.
    규산염 광물 중 무색 광물인 B는 석영입니다.
    유색 광물 중 쪼개짐이 2방향이 아닌 C는 흑운모(쪼개짐 1방향)이며, 2방향인 D는 휘석입니다.
    석영(B)은 망상 구조(공유 산소 4개), 흑운모(C)는 층상 구조(공유 산소 2개), 휘석(D)은 단쇄상 구조(공유 산소 2개)입니다. 하지만 일반적인 분류 체계에서 흑운모(C)보다 휘석(D)의 공유 산소 수가 적거나 같은 구조적 특성을 분석할 때, 정답은 공유 산소 수의 차이를 묻는 내용입니다.
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