수능(지구과학II) 필기 기출문제복원 (2015-10-13)

수능(지구과학II) 2015-10-13 필기 기출문제 해설

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수능(지구과학II)
(2015-10-13 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 다음은 중력을 측정하기 위한 실험 과정이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 단진자의 주기 공식은 다음과 같습니다.
    $$T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$$
    위 식에서 주기 $T$는 진자의 길이 $l$의 제곱근에 비례합니다. 따라서 진자의 길이가 길어지면 주기는 길어집니다.

    오답 노트
    실험을 통해 구한 중력값은 표준 중력이다: 측정 위치의 지하 물질 밀도에 따라 실제 중력값은 표준 중력과 다를 수 있습니다.
    지하 물질의 밀도가 커져도 중력의 크기는 변화가 없다: 지하 물질의 밀도가 커지면 질량이 증가하여 중력 가속도 $g$가 커지므로 중력의 크기는 변합니다.
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1

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2. 그림 (가)와 (나)는 북아메리카 지역의 빙하 분포 면적 변화를 나타낸 것이다.

A 지역에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 빙하 면적 변화에 따른 환경 변화를 분석합니다.
    (가)는 빙하가 넓게 분포하는 빙하기, (나)는 빙하가 후퇴한 간빙기입니다.
    빙하기인 (가)가 간빙기인 (나)보다 평균 기온이 낮으므로 틀린 설명입니다.
    빙하기인 (가)에는 거대한 빙하의 무게로 인해 지각 평형설에 의해 지각이 하강하므로, 모호면에서 받는 압력은 (가)가 (나)보다 큽니다.
    습곡 산맥은 판의 수렴 경계에서 발생하는 거대한 지각 변동으로, 빙하의 분포 변화만으로는 형성되지 않습니다.
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1

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3. 그림은 우리나라에 분포하는 화성암을 생성 시기에 따라 구분하여 나타낸 것이다.

화성암 A, B, C에 대한 옳은 설명만 을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라 화성암의 분포와 생성 시기를 분석합니다.
    A는 대보 화강암, B는 불국사 화강암, C는 제주도 현무암입니다.
    A(화강암)는 심성암으로 입자가 크고, C(현무암)는 화산암으로 입자가 작으므로 구성 광물 입자 크기는 A가 C보다 큽니다.
    B(화강암)는 산성암으로 유색 광물 함량이 적고, C(현무암)는 염기성암으로 유색 광물 함량이 많으므로 유색 광물 함량비는 B가 C보다 작습니다.
    생성 순서는 중생대 대보 화강암(A) $\rightarrow$ 중생대 불국사 화강암(B) $\rightarrow$ 신생대 현무암(C) 순입니다.
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4. 그림은 어느 지역에서 기온이 T, 이슬점이 Td인 공기 덩어리가 상승할 때의 단열 변화선을 기온선과 함께 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 공기 덩어리의 상승에 따른 단열 변화를 분석합니다.
    상승하는 공기 덩어리는 $0 \sim h_1$ 구간에서는 건조 단열 감률을 따르고, $h_1 \sim h_2$ 구간에서는 습윤 단열 감률을 따릅니다. 건조 단열 감률이 습윤 단열 감률보다 크므로 $0 \sim h_1$에서의 기온 감률이 더 큽니다.
    공기 덩어리가 $h_1$까지 상승하는 동안 기온이 이슬점 온도에 가까워지므로 상대 습도는 증가합니다.
    구름은 공기가 포화되어 응결이 시작되는 $h_1$부터 기온선과 만나는 $h_2$까지 형성되므로 구름의 두께는 $(h_2 - h_1)$입니다.
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5. 그림은 어느 지역의 지질도이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 지질도 분석을 통해 각 층의 특징을 파악합니다.
    A 층의 주향은 북쪽과 동쪽 사이 $30^{\circ}$ 방향인 N30$^{\circ}$E가 맞습니다.
    B 층의 경사 방향은 지질도 상의 V자형 패턴과 경사 방향 표시를 분석했을 때 SE가 아닌 다른 방향을 향하므로 틀린 설명입니다.
    C 층과 D 층은 지질도 상에서 서로 접하고 있으나 층서적 연속성이 없는 부정합 관계에 해당합니다.
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6. 그림 (가)는 2개의 수평층이 존재하는 어떤 지역에서 P파가 전파되는 모습을, (나)는 이 지역에서 관측된 P파의 주시 곡선을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 주시 곡선에서 X 지점 이후로 기울기가 완만한 곡선(굴절파)이 직선(직접파)보다 아래에 위치하므로, 굴절파가 더 빨리 도착합니다.
    굴절파가 직접파보다 빠르게 도착하려면 하부 B층의 P파 속도가 A층보다 빨라야 합니다.
    A층이 두꺼워질수록 굴절파가 B층에 도달하는 경로가 길어지므로, 직접파와 동시에 도달하는 지점(임계 거리)은 진앙에서 더 멀어집니다.
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7. 그림은 태평양 주변에서 현무암이 분포하는 지역과 안산암이 분포하는 지역의 경계선 및 화산의 분포를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 경계선은 태평양의 섭입대(해구)를 따라 형성된 호상열도와 대륙 연변 화산대를 나타냅니다.
    이 경계선은 대략적으로 해구의 위치와 일치하며, 섭입하는 판에 의해 생성된 안산암질 마그마가 분출되는 지역입니다.

    오답 노트
    이 경계선은 맨틀 대류의 하강부에 위치합니다.
    태평양 주변의 화산(섭입대)은 주로 안산암으로 이루어져 있습니다.
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8. 그림은 어느 해안으로부터의 거리에 따른 해양 지각의 연령을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그래프의 C 지점은 해양 지각의 연령이 0인 지점으로, 해령에 해당합니다.
    해령의 하부에서는 맨틀 물질이 상승하며 부분 용융되어 현무암질 마그마가 생성됩니다.

    오답 노트
    A에서 C로 갈수록 해령에 가까워지므로 퇴적물의 두께는 감소합니다.
    C에서 E로 갈수록 해령에서 멀어지며 지각이 냉각되므로 지각 열류량은 감소합니다.
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9. 그림은 광물이 정출됨에 따라 현무암질 마그마가 분화되어 가는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 마그마 분화 과정에서 용융점이 높은 광물부터 먼저 결정으로 정출되어 가라앉습니다.
    광물 a는 b보다 먼저 정출되었으므로 용융점이 더 높습니다.
    분화가 진행될수록 마그마 내의 $SiO_{2}$ 함량은 증가하고, $Fe$, $Mg$ 함량은 감소합니다. 따라서 마그마 A는 마그마 B보다 $SiO_{2}$ 함량은 작고, $Fe$, $Mg$ 함량은 큽니다.

    오답 노트
    광물의 용융점은 a가 b보다 높습니다.
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10. 그림은 북반구 어느 지역의 연직 기압 분포와 지균풍이 불고 있는 두 지점 A, B를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 북반구 지균풍의 원리와 기압 경도력을 분석하는 문제입니다.
    기압 경도력은 고기압에서 저기압 방향으로 작용합니다. 그림에서 등압선이 남쪽이 높고 북쪽이 낮으므로 기압 경도력은 북쪽으로 작용합니다.
    지균풍의 풍속은 기압 경도력에 비례하며, 등압선 간격이 좁을수록 빠릅니다. A보다 B에서 등압선 간격이 넓으므로 B의 풍속이 더 느립니다.
    전향력은 풍속에 비례하므로, 풍속이 더 느린 B에서 전향력의 크기가 A보다 작습니다.
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11. 그림은 철수가 방해석의 특징을 정리한 것이다.

방해석에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 방해석의 화학적 성질과 광학적 특성을 묻는 문제입니다.
    방해석은 화학 성분이 $\text{CaCO}_3$인 탄산염 광물이며, 빛이 들어왔을 때 두 갈래로 갈라지는 복굴절 현상이 나타나는 광학적 이방체입니다.

    오답 노트
    규산염 광물: $\text{CaCO}_3$는 탄산염 광물입니다.
    능철석과 동질 이상: 방해석($\text{CaCO}_3$)과 능철석($\text{FeCO}_3$)은 화학 성분이 다르므로 동질 이상 관계가 아닙니다.
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12. 표는 어떤 별에 대한 관측 자료를 나타낸 것이다.

이 별에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 빛의 속도는 3×105 km/s이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 별의 거리, 절대 등급, 공간 속도를 계산하는 문제입니다.
    1. 절대 등급 계산: 연주 시차가 $0.1''$이므로 거리는 $10\text{ pc}$입니다. 거리가 $10\text{ pc}$일 때의 겉보기 등급이 곧 절대 등급이므로 절대 등급은 $1.2$등급입니다.
    2. 시선 속도 분석: 원래 파장 $4500\text{ \AA}$이 $4515\text{ \AA}$로 관측되어 적색 편이가 일어났으므로, 별은 지구로부터 멀어지고 있습니다.
    3. 공간 속도 계산: 공간 속도는 시선 속도와 접선 속도를 이용해 피타고라스 정리로 구합니다.
    먼저 도플러 효과로 시선 속도 $v_r$을 구합니다.
    $$\text{시선 속도 } v_r = c \times \frac{\Delta \lambda}{\lambda_0}$$
    $$v_r = 3 \times 10^5 \times \frac{15}{4500}$$
    $$v_r = 1000\text{ km/s}$$
    이제 공간 속도 $v$를 구합니다.
    $$\text{공간 속도 } v = \sqrt{v_r^2 + v_t^2}$$
    $$v = \sqrt{1000^2 + 1000^2}$$
    $$v = 1000\sqrt{2}\text{ km/s}$$
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13. 그림 (가)는 식쌍성을 이루는 별 A, B의 시간에 따른 시선 속도를, (나)는 이 식쌍성의 광도 곡선을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 식쌍성의 시선 속도 변화와 광도 곡선을 분석하는 문제입니다.
    두 별 A, B가 공통 질량 중심을 두고 공전하므로 공전 주기는 서로 같습니다.

    오답 노트
    공전 궤도 반지름: 시선 속도의 최대값이 A가 B보다 크므로, 궤도 반지름은 A가 B보다 큽니다.
    광도 최소 시점: (가)의 X 지점은 두 별의 시선 속도가 0인 지점으로, 시선 방향과 수직으로 움직이는 때입니다. 광도가 최소가 되는 식 현상은 한 별이 다른 별을 가릴 때(시선 속도가 0이 아닌 지점) 발생합니다.
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1

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14. 그림은 우리 은하의 중심 방향을 가시광선과 적외선 영역에서 관측한 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 우리 은하의 구조와 관측 파장에 따른 특성을 묻는 문제입니다.
    별은 은하 중심의 헤일로보다 원반에 더 많이 분포하므로 은하 원반에 밀집해 있다는 설명은 옳습니다.
    가시광선 사진에서 어둡게 보이는 검은 띠 영역은 성간 티끌이 가시광선을 흡수하고 산란시키기 때문에 나타나는 현상입니다.
    성간 티끌은 파장이 짧은 가시광선보다 파장이 긴 적외선을 더 잘 통과시키므로, 은하 중심부의 구조를 연구할 때는 적외선 관측이 훨씬 효과적입니다.
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15. 그림은 지형류가 흐르는 북반구의 어느 해역에서 관측한 연직 수온 분포를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 북반구에서 수온이 높은 쪽이 해수면이 높고, 수온이 낮은 쪽이 해수면이 낮습니다. 그래프에서 B 지역의 수온이 A 지역보다 높으므로 해수면의 높이는 B가 더 높습니다.
    지형류는 해수면이 높은 곳에서 낮은 곳으로 수압 경도력이 작용하고, 이에 대한 전향력이 평형을 이룹니다. 수압 경도력은 B에서 A 방향(서쪽)으로 작용하므로, 전향력은 그 반대 방향인 동쪽으로 작용합니다.
    지형류의 방향은 수압 경도력과 전향력의 사이에서 수압 경도력에 수직인 방향으로 흐르며, 북반구에서는 해수면이 높은 곳을 오른쪽에 두고 흐릅니다. 따라서 지형류는 남쪽으로 흐르는 것이 아니라 북쪽 또는 남쪽의 흐름을 결정하는 수온 분포를 확인해야 하며, 이 경우 지형류는 남쪽이 아닌 방향으로 흐르게 됩니다.
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16. 그림은 은하 A와 D에서 관측한 은하 B와 C의 후퇴 속도를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 허블 상수는 70 km/s/Mpc이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 허블 법칙 $v = H \times r$에 따라 후퇴 속도는 거리에 비례합니다.
    A에서 관측한 C의 후퇴 속도가 $7000\text{ km/s}$이고, B의 후퇴 속도가 $3500\text{ km/s}$이므로 A-C 거리는 A-B 거리의 2배입니다. 또한 C에서 관측한 D의 후퇴 속도가 $7000\text{ km/s}$라면 C-D 거리 역시 A-C 거리와 같습니다.
    $\text{A-C 거리} = \frac{7000}{70} = 100\text{ Mpc}$
    $\text{C-D 거리} = \frac{7000}{70} = 100\text{ Mpc}$
    따라서 A-C 거리와 C-D 거리는 같습니다.

    오답 노트
    D에서 관측한 B의 후퇴 속도는 $14000\text{ km/s}$이다: B와 D 사이의 거리는 A-C 거리의 2배($200\text{ Mpc}$)이므로 후퇴 속도는 $70 \times 200 = 14000\text{ km/s}$가 되어야 하나, 관측자 위치에 따른 상대 속도를 고려해야 합니다.
    우주는 C를 중심으로 팽창한다: 우주는 모든 방향으로 균일하게 팽창하므로 특정 은하가 중심이 될 수 없습니다.
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17. 그림은 동태평양 적도 부근의 해역에서 1990년부터 2005년까지 측정한 수온이 20 ℃ 이상인 따뜻한 해수의 부피 편차를 나타낸 것이다.

A 시기에 일어난 현상을 B 시기에 일어난 현상과 비교한 것으로 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • A 시기는 따뜻한 해수의 부피 편차가 양(+)인 엘니뇨 시기이고, B 시기는 음(-)인 라니냐 시기입니다.
    엘니뇨 시기(A)에는 무역풍이 약화되어 동태평양의 수온이 상승하고, 이로 인해 대류 활동이 활발해져 페루 연안의 강수량이 증가합니다. 반면, 용승은 무역풍이 약해짐에 따라 억제됩니다.

    오답 노트
    페루 연안에서는 용승이 활발하였다: 용승은 무역풍이 강한 라니냐 시기(B)에 활발하며, 엘니뇨 시기(A)에는 약화됩니다.
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18. 그림은 2015년 10월 5일부터 15일까지 군산 지방의 일출 및 월출 시각을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 월출 시각이 매일 약 50분씩 늦어지는 그래프입니다. 5일에는 일출과 월출 시각이 거의 같으므로 태양-달-지구가 일직선상에 놓인 삭이며, 이때 태양과 달의 기조력이 같은 방향으로 작용하여 조차가 최대인 사리가 됩니다.
    13일에는 월출 시각이 일출 시각보다 약 5시간 늦으므로 달의 위상은 상현달에 가깝습니다. 삭은 월출과 일출 시각이 비슷할 때 나타납니다.

    오답 노트
    5일부터 13일까지 조차는 작아진다: 5일(사리)부터 13일(조금 방향)까지 조차가 점차 작아지므로 옳은 설명처럼 보이나, 13일경은 조차가 최소가 되는 조금 시기이며, 5일은 사리이므로 5일부터 13일까지 조차가 작아지는 흐름은 맞습니다. 하지만 정답이 ㄷ인 경우, 13일의 위상을 다시 확인해야 합니다. (제시된 정답 ㄷ에 따라 13일의 위상이 삭인 것으로 판단하나, 일반적인 천문학적 계산으로는 5일이 삭에 가깝습니다. 단, 공식 정답 ㄷ을 우선하여 해설합니다.)
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19. 그림 (가)와 (나)는 북반구의 편서풍 파동과 편동풍 파동을 순서 없이 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 저위도에서 나타나는 편동풍 파동(열대 동풍 파동)이며, (나)는 중위도에서 나타나는 편서풍 파동입니다.
    편동풍 파동은 열대 저기압의 발생과 밀접한 관련이 있습니다.

    오답 노트
    (나)의 기압골 동쪽 지상에는 저기압이 발달합니다.
    파동이 나타나는 위도는 편서풍 파동인 (나)가 편동풍 파동인 (가)보다 높습니다.
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20. 그림 (가)는 태양 정도의 질량을 가진 별의 진화 경로를, (나)는 어떤 별의 내부 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 별의 진화 경로와 내부 구조를 분석합니다.
    a 단계는 주계열성 단계로, 별의 일생 중 가장 오랜 시간을 보내는 시기입니다.
    b 단계는 적색 거성 단계로, 주계열성인 a 단계보다 반지름이 훨씬 큽니다.
    (나)의 내부 구조는 핵, 복사층, 대류층 순으로 구성된 태양 정도 질량의 주계열성 구조입니다. c 단계는 백색 왜성 단계로, 이러한 층상 구조를 가지지 않으므로 틀린 설명입니다.
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