9급 지방직 공무원 서울시 과학 필기 기출문제복원 (2016-06-25)

9급 지방직 공무원 서울시 과학 2016-06-25 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 과학
(2016-06-25 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 그림은 같은 직선 위에서 운동하는 물체 A, B의 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 속도-시간 그래프에서 기울기는 가속도, 면적은 변위를 의미합니다.
    ㄱ. A의 가속도는 $\frac{15-0}{3} = 5\text{m/s}^2$, B의 가속도는 $\frac{-10-20}{3} = -10\text{m/s}^2$이므로 크기는 B가 A의 2배가 맞습니다.
    ㄴ. 0초부터 3초까지 A의 변위(삼각형 면적)는 $\frac{1}{2} \times 3 \times 15 = 22.5\text{m}$이고, B의 변위는 $\frac{1}{2} \times 2 \times 20 + \frac{1}{2} \times 1 \times (-10) = 20 - 5 = 15\text{m}$이므로 A가 B보다 큽니다.
    ㄷ. 3초일 때 A의 속도는 $15\text{m/s}$, B의 속도는 $-10\text{m/s}$입니다. B의 A에 대한 상대 속도는 $-10 - 15 = -25\text{m/s}$이며, 그 크기는 $25\text{m/s}$입니다.
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2. 그림은 어떤 행성이 태양을 한 초점으로 하는 타원 궤도를 따라 운동하는 것을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. a점에서 b점까지 운동하는 데 걸린 시간이 c점에서 d점까지 운동하는 데 걸린 시간보다 짧다.
  2. a점에서 b점까지 운동하는 동안 가속도의 크기는 증가한다.
  3. c점에서 d점까지 운동하는 동안 운동 에너지는 감소한다.
  4. d점에서 a점까지 운동하는 동안 속력은 일정하다.
(정답률: 알수없음)
  • 케플러 제2법칙(면적 속도 일정의 법칙)에 따라, 행성이 태양에 가까울수록 속력이 빨라지고 멀수록 느려집니다. a에서 b까지는 근일점 부근으로 속력이 빨라 같은 면적을 지나는 데 걸리는 시간이 c에서 d까지(원일점 부근)보다 짧습니다.

    오답 노트

    가속도: 태양과 가까울수록 중력이 커져 가속도의 크기가 증가함 (a $\rightarrow$ b 과정에서는 거리 감소로 증가하나, b 이후 감소)
    운동 에너지: c에서 d로 갈수록 태양과 가까워지므로 속력이 증가하여 운동 에너지는 증가함
    속력: 타원 궤도 운동에서 속력은 위치에 따라 계속 변함
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3. 그림은 일정한 세기의 전류가 xy평면에 수직 아래로 흐를 때, 전류가 만드는 자기장에 의해 도선 주변의 철가루들이 동심원을 그리며 배열된 모습을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 점 p와 q는 x축 상에 있으며, 지구 자기장은 고려하지 않는다.)

  1. 같은 세기의 전류가 처음과 반대 방향으로 흐를 때, 점 p에서 자기장의 세기는 더 커진다.
  2. 자기장의 세기는 점 p에서가 점 q에서보다 작다.
  3. 점 p에서 자기장의 방향은 +y방향이다.
  4. 도선 주변의 철가루는 자화되었다.
(정답률: 알수없음)
  • 전류가 흐르는 도선 주변에는 자기장이 형성되며, 철가루와 같은 강자성체는 이 자기장에 의해 일정한 방향으로 배열되는 자화 현상이 일어납니다. 따라서 도선 주변의 철가루는 자화되었다는 설명이 옳습니다.

    오답 노트

    전류 방향이 바뀌어도 거리 $p$에서의 자기장 세기는 동일함
    자기장의 세기는 도선에서 멀어질수록 작아지므로 $p$가 $q$보다 큼
    오른나사 법칙에 의해 점 $p$에서의 자기장 방향은 $+y$가 아닌 $-y$ 방향임
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4. 그림은 빛이 매질 A, B의 경계면에 입사각 i로 입사하여 전반사하는 모습을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 굴절률은 B가 A보다 크다.
  2. 입사각 i는 임계각보다 크다.
  3. 빛의 속력은 A에서가 B에서보다 빠르다.
  4. 동일한 빛이 B에서 A로 입사각 i로 입사하면 경계면에서 전반사한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전반사는 빛이 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 입사할 때, 입사각이 임계각보다 클 경우 발생합니다. 그림에서 매질 A에서 B로 빛이 진행하며 전반사되었으므로, 입사각 $i$는 임계각보다 커야 합니다.

    오답 노트

    전반사가 일어났으므로 굴절률은 A가 B보다 큼
    굴절률이 큰 A에서 빛의 속력이 더 느림
    B에서 A로 입사하면 굴절률이 작은 곳에서 큰 곳으로 가므로 전반사가 일어나지 않음
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5. 그림은 이상적인 변압기를 나타낸 것이다. 1차 코일은 220V의 교류전원에 연결되어 있고, 1차 코일의 감은 수 N1=200이다. 2차 코일의 감은 수 N2=100이고 전구의 저항은 110Ω일 때, 1차 코일에 흐르는 전류의 세기 I1은 얼마인가?

  1. 0.5A
  2. 1A
  3. 1.5A
  4. 2A
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 변압기에서 1차 코일의 입력 전력은 2차 코일의 출력 전력과 같습니다. 먼저 2차 전압을 구한 뒤, 옴의 법칙으로 2차 전류를 구하고, 전력 보존 법칙을 통해 1차 전류를 산출합니다.
    ① [2차 전압 공식] $V_2 = V_1 \times \frac{N_2}{N_1}$
    ② [숫자 대입] $V_2 = 220 \times \frac{100}{200} = 110\text{V}$
    ③ [1차 전류 계산] $I_1 = \frac{V_2 \times I_2}{V_1} = \frac{V_2 \times \frac{V_2}{R}}{V_1} = \frac{110 \times \frac{110}{110}}{220} = 0.5\text{A}$
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6. 표는 0℃, 1기압에서 기체 ㈎~㈐에 대한 자료를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 0℃, 1기압에서 모든 기체 1몰의 부피는 22.4L이고, 아보가드로수는 6.0×1023이다.)

  1. 기체의 밀도는 ㈎<㈏< ㈐이다.
  2. 기체 ㈏의 부피는 기체 ㈐의 부피의 2배이다.
  3. ㈎와 ㈐의 분자 수의 합은 ㈏의 분자 수보다 많다.
  4. 분자 수는 ㈐<㈎<㈏이다.
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 밀도는 $\text{밀도} = \frac{\text{질량}}{\text{부피}}$이며, 같은 온도와 압력에서 부피가 같을 때 분자량이 클수록 밀도가 큽니다. 각 기체의 몰수를 계산하면 ㈎는 $0.25\text{mol}$, ㈏는 $2\text{mol}$, ㈐는 $0.5\text{mol}$입니다. 동일 부피당 질량(분자량)을 비교하면 ㈎(4) < ㈏(17) < ㈐(64) 순으로 밀도가 증가합니다.

    오답 노트

    ㈏의 부피는 $44.8\text{L}$, ㈐의 부피는 $11.2\text{L}$이므로 4배 차이임
    ㈎와 ㈐의 분자 수 합은 $0.75\text{mol}$로 ㈏의 $2\text{mol}$보다 적음
    분자 수 크기는 ㈎ < ㈐ < ㈏ 순임
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7. 그림은 원자 번호가 12인 마그네슘 원자와 이온의 전자 배치를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. ㈐는 ㈑보다 안정한 상태이다.
  2. ㈏의 반지름은 ㈎의 반지름보다 작다.
  3. ㈑에서 ㈏로 될 때 필요한 에너지는 ㈏에서 ㈎로 될 때 필요한 에너지보다 작다.
  4. ㈑에서 ㈐로 될 때 에너지를 방출한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자 배치를 분석하면 ㈎는 $Mg^{2+}$, ㈑는 $Mg$ 원자, ㈏는 $Mg^{+}$이온, ㈐는 들뜬 상태의 $Mg$ 원자입니다. 전자 껍질에서 전자를 떼어낼 때, 첫 번째 전자를 떼는 에너지보다 이미 양전하가 된 이온에서 두 번째 전자를 떼는 에너지가 훨씬 큽니다. 따라서 ㈑에서 ㈏로 될 때 필요한 에너지는 ㈏에서 ㈎로 될 때 필요한 에너지보다 작습니다.

    오답 노트

    ㈐는 들뜬 상태이므로 ㈑보다 불안정함
    ㈏는 ㈎보다 전자 껍질 수가 많아 반지름이 더 큼
    ㈑에서 ㈐로 될 때는 에너지를 흡수함
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8. 그림은 고리 모양 탄화수소 ㈎~㈐의 구조식을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, a~c는 탄소 원자 사이의 결합 길이이다.)

  1. 결합 길이는 a>b=c이다.
  2. ㈎와 ㈏는 입체 구조이다.
  3. ㈏와 ㈐는 불포화 탄화수소이다.
  4. ㈐는 6개의 탄소 원자 간의 결합이 동등하다.
(정답률: 알수없음)
  • 탄소 간 결합 길이는 단일 결합 > 이중 결합 > 공명 결합(벤젠) 순으로 짧아집니다.
    ㈎의 $a$는 단일 결합, ㈏의 $b$는 이중 결합, ㈐의 $c$는 단일 결합과 이중 결합의 중간 성질을 갖는 공명 결합입니다. 따라서 결합 길이는 $a > c > b$ 순이 되어야 하므로 $a > b = c$라는 설명은 옳지 않습니다.

    오답 노트

    ㈎와 ㈏는 $sp^{3}$ 또는 $sp^{2}$ 혼성 구조로 입체적 형태를 가집니다.
    ㈏(이중결합 포함)와 ㈐(벤젠 고리)는 모두 불포화 탄화수소입니다.
    ㈐는 벤젠으로 모든 C-C 결합 길이가 동일합니다.
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9. A+와 B-이온은 Ar의 전자 배치를 갖는다. 두 이온이 만나 형성하는 물질 AB에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, A, B는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • $A^{+}$와 $B^{-}$가 $Ar$의 전자 배치를 갖는다면, $A$는 $K^{+}$(19번), $B$는 $Cl^{-}$(17번)인 $KCl$과 같은 이온 결합 물질입니다.
    ㄱ. $AB$($KCl$)는 $AF$($KF$)보다 양이온의 반지름이 크므로 이온 간 거리가 더 멉니다.
    ㄴ. $CaO$는 $2+$와 $2-$ 전하를 가져 정전기적 인력이 $AB$($1+, 1-$)보다 훨씬 강하므로 녹는점이 더 높습니다.
    ㄷ. 이온 결합 물질인 $AB$는 수용액 상태에서 이온으로 해리되어 전기 전도성을 가집니다.
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10. 화학 반응식 ㈎~㈐에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. ㈎~㈐ 중 산화-환원 반응이 아닌 것은 ㈎이다.
  2. ㈏에서 N의 산화수는 감소한다.
  3. ㈐에서 Cu는 환원제이다.
  4. ㈎~㈐ 중 N의 산화수가 가장 작은 것은 N2이다.
(정답률: 알수없음)
  • 각 반응의 산화수를 분석하면 다음과 같습니다.
    $\text{HNO}_{3}$에서 $\text{N}$의 산화수는 $+5$, $\text{NH}_{3}$에서 $\text{N}$의 산화수는 $-3$, $\text{N}_{2}$에서 $\text{N}$의 산화수는 $0$입니다.
    따라서 $\text{N}$의 산화수가 가장 작은 것은 $\text{N}_{2}$가 아니라 $\text{NH}_{3}$입니다.

    오답 노트

    $\text{HNO}_{3} + \text{NaOH}$ 반응은 산-염기 중화 반응으로 산화수 변화가 없는 반응임
    $\text{N}_{2}$($0$) $\rightarrow$ $\text{NH}_{3}$($-3$)로 산화수가 감소함
    $\text{Cu}$($0$) $\rightarrow$ $\text{Cu}^{2+}$($+2$)로 산화되었으므로 환원제 역할을 함
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11. 그림은 호기성 세균 X와 해캄을 이용한 엥겔만의 실험 결과를 나타낸 것이다. 다음 중 세균의 분포를 통해 알 수 있는 생명 현상의 예로 가장 옳은 것은?

  1. 자식은 어버이의 형질을 닮는다.
  2. 지렁이는 빛을 피해 땅 속으로 숨는 경향을 보인다.
  3. 새로 개발된 항생제에 저항성을 가지는 세균이 출현하였다.
  4. 어린 개체는 세포 분열을 통해 몸집이 커지고 무게가 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 엥겔만 실험에서 호기성 세균은 광합성 결과 산소가 발생하는 청색광과 적색광 영역에 집중적으로 분포합니다.
    이는 생명체가 특정 자극(산소)에 반응하여 이동하는 '택성'을 보여주는 사례이며, 지렁이가 빛을 피해 땅속으로 숨는 혐광성 반응과 같은 원리입니다.
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12. 그림은 화성에 생명체가 존재하는지 알아보기 위한 실험을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. ㈎는 이화 작용을 하는 생명체의 존재 여부를 확인하기 위한 것이다.
  2. ㈏에서 방사능 계측기는 O2의 발생을 알아보기 위한 장치이다.
  3. ㈐는 동화 작용을 하는 생명체의 존재 여부를 확인하기 위한 것이다.
  4. ㈎~㈐에서 전제하고 있는 공통적인 생명 현상의 특성은 물질대사이다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 세 가지 실험은 각각 광합성(동화 작용), 호흡(이화 작용), 유기물 분해(이화 작용)를 통해 방사성 동위원소나 기체 변화를 측정하는 것으로, 모두 생명체의 물질대사 특성을 이용한 실험입니다.

    오답 노트

    ㈎: $^{14}CO_{2}$와 빛을 제공하므로 동화 작용(광합성)을 확인하는 실험입니다.
    ㈏: 방사능 계측기는 $^{14}C$로 표지된 영양소가 분해되어 방출되는 $^{14}CO_{2}$를 측정하기 위한 것입니다.
    ㈐: 유기 영양소를 분해하여 기체가 발생하는 이화 작용을 확인하는 실험입니다.
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13. 그림은 사람의 기관계를 나타낸 것이다. ㈎~㈑는 각각 배설계, 소화계, 순환계, 호흡계 중 하나이며, A는 ㈏를 구성하는 기관 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. ㈎는 소화계이다.
  2. ㈏ 기관계의 A 운동을 조절하는 신경은 자율 신경이다.
  3. 동맥혈은 ㈐를 거쳐 정맥혈로 전환된다.
  4. ㈑에서 암모니아가 요소로 전환된다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 $\text{㈏}$는 소화계이며, A는 위나 장과 같은 소화 기관의 근육입니다. 소화 기관의 연동 운동은 의지로 조절할 수 없는 자율 신경의 지배를 받습니다.

    오답 노트

    ㈎: 심장과 혈관으로 구성된 순환계입니다.
    ㈐: 폐로 구성된 호흡계이며, 여기서 산소와 이산화 탄소 교환이 일어납니다.
    ㈑: 신장으로 구성된 배설계이며, 암모니아는 간에서 요소로 전환된 후 ㈑를 통해 배설됩니다.
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14. 그림은 민말이집 신경의 일부를, 표는 이 신경의 두 지점 X 또는 Y 중 한 곳에만 역치 이상의 자극을 1회 주고 흥분 전도가 1회 일어날 때 세 지점 Q1~Q3에서 동시에 측정한 막전위를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 분극 상태에서 휴지전위는 -70mV이다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분극 상태에서 세포 안팎의 이온 농도 기울기를 유지하기 위해 $Na^{+}-K^{+}$ 펌프가 작동하며, 이때 에너지가 필요하므로 ATP가 사용됩니다.

    오답 노트

    ㄱ: $Q_{1}$의 막전위가 $+10mV$로 탈분극 상태이므로, 외부의 $Na^{+}$가 내부로 유입되어 일시적으로 내부 농도가 높아질 수 있으나 기본적으로 $Na^{+}$ 농도는 외부가 훨씬 높습니다.
    ㄴ: $Q_{3}$의 막전위가 $-80mV$로 휴지전위($-70mV$)보다 낮으므로 탈분극이 아니라 과분극 상태입니다.
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15. 생태계의 군집과 개체군에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 경쟁과 분서(나누어살기)는 개체군 내에서 관찰된다.
  2. 보통 하나의 개체군 내에서 먹이 사슬이 형성된다.
  3. 기온이나 강수량 등에 따른 군집 분포는 생태 분포에 해당한다.
  4. 특정 군집에서만 발견되어 그 군집의 특성을 나타내는 종을 희소종이라고 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 기온, 강수량과 같은 비생물적 요인에 의해 군집의 분포가 결정되는 것을 생태 분포라고 합니다.

    오답 노트

    경쟁과 분서: 서로 다른 종 사이에서 일어나는 종간 경쟁과 분서가 관찰됨
    먹이 사슬: 서로 다른 종들이 얽혀 형성되므로 군집 내에서 형성됨
    특정 군집의 특성 종: 희소종이 아니라 지표종에 대한 설명임
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16. 지구 환경에서 탄소의 순환에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 해수의 온도가 상승하면 기권의 탄소량은 증가한다.
  2. 화산 활동이 활발해지면 지권의 탄소량은 증가한다.
  3. 식물의 광합성이 증가하면 생물권의 탄소량은 감소한다.
  4. 화석 연료의 사용량이 증가하면 지구 전체의 탄소량은 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 해수 온도가 상승하면 기체의 용해도가 감소하여 해수 속에 녹아있던 이산화 탄소가 기권으로 방출되므로 기권의 탄소량이 증가합니다.

    오답 노트

    화산 활동이 활발해지면: 지권의 탄소가 기권으로 방출되어 지권 탄소량 감소
    식물의 광합성 증가: 기권의 탄소를 흡수하여 생물권 탄소량 증가
    화석 연료 사용 증가: 지권의 탄소가 기권으로 이동하여 지구 전체 탄소량은 일정함
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17. 그림 ㈎는 우리나라 주변 판의 운동을, ㈏는 진앙의 분포를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유라시아 판의 밀도가 태평양 판의 밀도보다 크다.
  2. A에서 B로 갈수록 심발 지진의 발생 빈도가 증가한다.
  3. C 지역은 밀도가 더 큰 태평양 판이 필리핀 판 아래로 섭입하는 곳이다.
  4. 유라시아 판과 필리핀 판의 경계에는 해령이 발달되어 있다.
(정답률: 알수없음)
  • C 지역은 태평양 판과 필리핀 판이 만나는 수렴형 경계입니다. 이때 밀도가 더 큰 태평양 판이 필리핀 판 아래로 섭입하며 지진이 발생합니다.

    오답 노트

    판의 밀도: 일반적으로 해양 판(태평양 판)이 대륙 판(유라시아 판)보다 밀도가 큼
    심발 지진: 섭입대에서 판이 깊숙이 들어갈수록 발생하므로 A에서 B(해구 쪽)로 갈수록 발생 빈도가 증가함
    해령: 유라시아 판과 필리핀 판의 경계는 섭입대(해구)가 발달하는 수렴형 경계임
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18. 그림은 2010년 8월에 발생한 태풍 곤파스의 이동 경로를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 태풍이 육지를 통과하는 동안 중심 기압은 계속 낮아진다.
  2. 태풍이 전향점을 지나 북동진하는 것은 주로 무역풍 때문이다.
  3. 태풍이 통과하는 동안 서귀포 지역에서의 풍향은 반시계 방향으로 변한다.
  4. 태풍이 통과하는 동안 우리나라 남부지방에 강한 바람과 많은 비가 동반된다.
(정답률: 알수없음)
  • 태풍은 강한 저기압 시스템으로, 통과하는 지역에 강한 바람과 많은 비를 동반합니다. 경로상 우리나라 남부지방을 관통하므로 큰 영향을 줍니다.

    오답 노트

    중심 기압: 육지에 상륙하면 마찰 증가와 수증기 공급 감소로 중심 기압이 상승(세력 약화)함
    전향점: 전향점 이후 북동진하는 것은 무역풍이 아니라 편서풍의 영향임
    풍향: 태풍의 중심이 북상할 때 서귀포 기준 풍향은 시계 방향으로 변함
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19. 그림은 매일 초저녁 같은 시각에 관측한 달의 위치와 모양을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 그림의 날짜는 음력이다.)

  1. 초저녁에 남중한 달은 상현달이다.
  2. 달이 뜨는 시각은 달의 공전 때문에 매일 약 50분씩 늦어진다.
  3. 달의 위치와 모양이 변하는 까닭은 지구의 공전 때문이다.
  4. 달은 지구 둘레를 따라 하루에 약 13°씩 서쪽에서 동쪽으로 이동해 간다.
(정답률: 알수없음)
  • 달의 위치와 모양이 변하는 것은 지구가 공전하기 때문이 아니라, 달이 지구 주위를 공전하기 때문입니다.

    오답 노트

    상현달: 음력 7~8일경 초저녁에 남중하는 달은 상현달이 맞음
    뜨는 시각: 달의 공전 방향(서$\rightarrow$동)으로 인해 매일 약 50분씩 늦게 뜸
    이동 거리: 달은 하루에 약 $13^{\circ}$씩 서에서 동으로 이동함
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20. 그림은 지구의 공전 궤도와 황도 12궁을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 2월 무렵에는 지구가 ㈎의 위치에 있다.
  2. 지구가 ㈎에서 ㈏로 공전할 때, 태양은 별자리를 배경으로 ㈐에서 ㈑로 겉보기 운동을 한다.
  3. 우리나라에서는 겨울철 자정에 궁수자리를 볼 수 있다.
  4. 우리나라에서 남중 고도가 가장 낮은 별자리는 쌍둥이자리이다.
(정답률: 알수없음)
  • 지구의 공전으로 인해 태양은 별자리를 배경으로 서에서 동으로 겉보기 운동을 합니다. 지구가 $\text{㈎}$에서 $\text{㈏}$로 공전하면, 태양은 그 반대 방향인 $\text{㈐}$에서 $\text{㈑}$로 이동하는 것처럼 보입니다.

    오답 노트

    2월 무렵: 지구가 $\text{㈎}$가 아닌 $\text{㈏}$ 근처에 위치함
    겨울철 자정: 태양 반대편의 별자리가 보이므로 궁수자리가 아닌 전갈자리나 궁수자리 방향의 별자리가 보임
    남중 고도: 황도상에서 가장 북쪽에 위치한 별자리가 남중 고도가 가장 높음
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