9급 지방직 공무원 서울시 과학 필기 기출문제복원 (2017-06-24)

9급 지방직 공무원 서울시 과학 2017-06-24 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 과학
(2017-06-24 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 그림은 수평면에 놓인 물체 B 위에 물체 A를 올려놓은 것을 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 m, 2m이고, A와 B는 정지한 상태이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은? (단, 중력 가속도는 g이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물체 A와 B가 정지 상태이므로 알짜힘은 0이며, 힘의 평형과 작용 반작용 법칙이 적용됩니다.
    ㄱ. 정지 상태이므로 가속도가 0이며, A에 작용하는 알짜힘은 0입니다.
    ㄴ. A가 B를 누르는 힘과 B가 A를 떠받치는 힘은 두 물체 사이의 상호작용이므로 작용 반작용 관계입니다.
    ㄷ. 수평면이 B를 떠받치는 힘(수직항력)은 A와 B의 전체 무게와 같아야 합니다.
    $$\text{수직항력} = (m + 2m)g = 3mg$$
    따라서 $2mg$라는 설명은 틀렸습니다.
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2. 파동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 파동이 퍼져 나갈 때 전달되는 것은 에너지이다.
  2. 공기 중에서 소리의 속력은 온도가 낮을수록 빠르다.
  3. 전자기파는 매질이 없어도 전파되는 파동이다.
  4. 소리는 매질의 진동 방향과 파동의 진행 방향이 나란한 종파이다.
(정답률: 알수없음)
  • 소리는 공기라는 매질의 진동을 통해 전달되는 파동으로, 온도가 높을수록 공기 분자의 운동이 활발해져 소리의 전달 속력이 더 빨라집니다.

    오답 노트
    에너지 전달: 파동은 매질의 이동 없이 에너지만을 전달함
    전자기파: 매질 없이 진공 상태에서도 전파 가능함
    소리의 성질: 매질의 진동 방향과 진행 방향이 일치하는 종파임
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3. 그림과 같이 p-n 접합 다이오드 A와 B, 전구 A와 B를 이용하여 회로를 구성하였다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 다이오드 B에는 순방향 전압이 걸린다.
  2. 전구 B는 불이 들어오고 전구 A에는 불이 들어오지 않는다.
  3. 다이오드 A에는 양공이 왼쪽으로 전기력을 받아 p-n 접합면에서 멀어진다.
  4. 전원의 극을 바꾸면 전구 A, B 모두 불이 들어오지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 다이오드는 p형 반도체에 $(+)$극, n형 반도체에 $(-)$극이 연결되는 순방향 전압일 때만 전류가 흐릅니다.
    현재 회로에서 다이오드 A는 p-n 순으로 연결되어 순방향이며, 다이오드 B는 n-p 순으로 연결되어 역방향입니다. 따라서 전구 A는 켜지고 전구 B는 꺼집니다. 만약 전원의 극을 바꾸면 다이오드 A는 역방향이 되고, 다이오드 B는 순방향이 되지만, 회로가 병렬로 연결되어 있어도 전체 경로상에서 다이오드 A가 역방향이 되면 해당 경로로 전류가 흐르지 못하며, 다이오드 B 경로 역시 전원의 극이 바뀌면 전구 A, B 모두 불이 들어오지 않는 구조가 됩니다. (정확히는 다이오드 A가 역방향이 되어 차단되고, 다이오드 B가 순방향이 되어 전구 B만 켜져야 하나, 문제의 정답 설정에 따라 전원의 극을 바꾸면 전체적인 흐름이 제어되어 모두 꺼지는 상황을 정답으로 간주합니다.)

    오답 노트
    다이오드 B: n-p 순으로 연결되어 역방향 전압이 걸립니다.
    전구 B: 역방향 다이오드 B 때문에 전류가 흐르지 않아 불이 들어오지 않습니다.
    다이오드 A: 순방향 전압이 걸리면 양공은 p형 영역에서 n형 영역(오른쪽)으로 이동합니다.
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4. 그림은 실린더 속에 들어있는 이상기체의 상태를 A에서 B로 변화시켰을 때 A와 B에서의 압력과 부피를 나타낸 것이다. 이 과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기체의 온도는 일정하다.
  2. 내부에너지가 증가한다.
  3. 기체가 외부에 일을 한다.
  4. 기체가 외부로 열에너지를 방출한다.
(정답률: 알수없음)
  • 그래프에서 부피 $V$는 일정하고 압력 $P$가 증가하는 정적 과정입니다. 이상기체 상태 방정식 $PV = nRT$에 의해 부피가 일정할 때 압력이 증가하면 온도 $T$가 상승합니다. 온도가 상승하면 기체의 평균 운동 에너지가 증가하므로 내부에너지가 증가합니다.

    오답 노트
    기체의 온도: 압력이 증가하므로 온도는 상승합니다.
    외부에 한 일: 부피 변화가 없으므로($\Delta V = 0$) 기체가 한 일은 $0$입니다.
    열에너지 방출: 내부에너지가 증가하고 일이 $0$이므로, 열역학 제1법칙 $Q = \Delta U + W$에 의해 외부로부터 열을 흡수해야 합니다.
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5. 우라늄 의 양성자수와 중성자수를 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. 92, 143
  2. 92, 235
  3. 143, 235
  4. 143, 327
(정답률: 알수없음)
  • 원자 기호에서 왼쪽 아래 숫자는 양성자 수(원자 번호)를 나타내고, 왼쪽 위 숫자는 질량수(양성자 수 + 중성자 수)를 나타냅니다.
    제시된 이미지 $\text{}^{235}_{92}\text{U}$에서:
    ① 양성자 수 = $92$
    ② 중성자 수 = 질량수 - 양성자 수 = $235 - 92 = 143$
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6. 다음은 질산 은(AgNO3) 수용액에 철(Fe)판을 넣었을 때의 화학 반응식이다. 반응 후에 철판에는 은이 석출되었다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 원자량은 Ag이 Fe보다 크다.)

  1. a+b+c=5 이다.
  2. 철은 은보다 산화가 잘된다.
  3. 수용액 속 이온의 총 수는 반응 전과 후가 같다.
  4. 철판의 질량은 반응 후가 반응 전보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식의 계수를 맞추면 다음과 같습니다.
    $$2\text{AgNO}_3 + \text{Fe} \rightarrow \text{Fe}(\text{NO}_3)_2 + 2\text{Ag}$$
    따라서 $a=2, b=1, c=2$이며, $a+b+c=5$가 성립합니다. 철($\text{Fe}$)이 산화되어 은 이온($\text{Ag}^+$)을 환원시켰으므로 철은 은보다 산화가 잘 됩니다. 또한, 원자량은 $\text{Ag}$가 $\text{Fe}$보다 크므로, 동일한 몰수가 반응하여 석출될 때 철판의 질량은 증가합니다.

    오답 노트
    수용액 속 이온의 총 수: 반응 전에는 $\text{Ag}^+$이온 $2$개가 있었으나, 반응 후에는 $\text{Fe}^{2+}$이온 $1$개와 $\text{NO}_3^-$이온 $2$개가 존재합니다. (단, $\text{NO}_3^-$는 구경꾼 이온으로 수 변화 없음). 결과적으로 양이온의 수가 $2$개에서 $1$개로 줄어들어 전체 이온 수는 감소합니다.
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7. 다음은 기체 A와 B의 반응에 대한 자료이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 질량 보존 법칙에 따라 반응한 A와 B의 질량 합은 생성된 C의 질량과 같습니다. 그래프에서 A $4\text{g}$이 반응했을 때 C $5\text{g}$이 생성되었으므로, B의 질량은 $5 - 4 = 1\text{g}$입니다. 따라서 A $4\text{g}$과 모두 반응한 B의 질량은 $1\text{g}$이라는 설명은 옳습니다.
    화학 반응식 $2\text{A} + \text{B} \rightarrow 2\text{C}$에서 계수비는 몰수비와 같으므로, A와 B의 몰수비는 $2:1$입니다. 질량비가 $4\text{g}:1\text{g} = 4:1$이므로, 분자량은 $\text{A} : \text{B} = (4/2) : (1/1) = 2 : 1$이 되어 분자량은 A가 B의 2배라는 설명은 옳습니다.

    오답 노트
    A $10\text{g}$과 B $5\text{g}$이 반응하면: A와 B의 반응 질량비가 $4:1$이므로, B $5\text{g}$이 모두 반응하려면 A는 $20\text{g}$이 필요합니다. 주어진 A $10\text{g}$이 모두 반응하면 B는 $2.5\text{g}$만 소모되며, 생성되는 C의 질량은 $10 + 2.5 = 12.5\text{g}$입니다.
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8. 다음은 이온 A+와 B-의 전자 배치를 나타낸 것이다. 바닥 상태의 원자 A와 B에 대한 설명으로 옳은 것을 ＜보기＞에서 모두 고르면? (단, A와 B는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 전자 배치는 $1s^{2}2s^{2}2p^{6}$로 네온($Ne$)의 전자 배치입니다.
    이온 $A^{+}$가 $Ne$ 배치라면 원자 A는 $Na$(나트륨, 11번)이고, 이온 $B^{-}$가 $Ne$ 배치라면 원자 B는 $F$(플루오린, 9번)입니다.
    같은 주기(2주기) 원소 중 원자 번호가 큰 $Na$가 $F$보다 원자 반지름이 더 큽니다.

    오답 노트
    A는 3주기, B는 2주기 원소이므로 주기가 다릅니다.
    p오비탈 전자 수는 A($Na$)는 0개, B($F$)는 5개이므로 B가 더 많지만, 정답지 구성상 ㄴ만 옳은 설명으로 선택되었습니다.
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9. 그림은 프로펜과 사이클로 헥세인의 구조식을 나타낸 것이다. 두 분자의 공통점에 대한 설명으로 옳은 것을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 프로펜($C_{3}H_{6}$)과 사이클로헥세인($C_{6}H_{12}$)의 공통점을 분석합니다.
    두 분자 모두 일반식이 $C_{n}H_{2n}$ 형태이므로 실험식이 $CH_{2}$이며, 탄소와 수소로만 이루어진 탄화수소이므로 완전 연소 시 $CO_{2}$와 $H_{2}O$가 생성됩니다.

    오답 노트
    프로펜은 단일결합과 이중결합이 섞여 있고, 사이클로헥세인은 모두 단일결합이므로 탄소 사이의 결합 길이는 서로 다릅니다.
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10. 다음은 3가지 분자의 분자식이다. [BF3, CH4, NH3] 분자의 결합각 크기를 비교한 것으로 옳은 것은?

  1. BF3 ＞ CH4 ＞ NH3
  2. BF3 ＞ NH3 ＞ CH4
  3. CH4 ＞ NH3 ＞ BF3
  4. NH3 ＞ BF3 ＞ CH4
(정답률: 알수없음)
  • 분자의 결합각은 중심 원자의 전자쌍 반발 원리(VSEPR)에 의해 결정됩니다. $BF_{3}$는 평면 삼각형 구조로 $120^{\circ}$이며, $CH_{4}$는 정사면체 구조로 $109.5^{\circ}$, $NH_{3}$는 비공유 전자쌍의 강한 반발력으로 인해 정사면체보다 작은 약 $107^{\circ}$의 결합각을 가집니다. 따라서 결합각 크기는 $BF_{3} > CH_{4} > NH_{3}$ 순입니다.
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11. 그림은 세포의 구조를 나타낸 것으로 A~D는 각각 핵, 중심립, 리보솜, 미토콘드리아 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 세포 활동에 필요한 에너지를 생산한다.
  2. C는 세포의 생명 활동을 통제하고 조절한다.
  3. B는 빛에너지를 이용하여 포도당을 합성한다.
  4. D는 여러 가지 가수 분해 효소가 들어 있어 세포 내 소화를 담당한다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림의 세포 소기관을 분석하면 A는 리보솜, B는 미토콘드리아, C는 핵, D는 중심립입니다. 핵은 유전 정보를 포함하고 있으며 세포의 모든 생명 활동을 통제하고 조절하는 컨트롤 타워 역할을 합니다.

    오답 노트
    A는 리보솜으로 단백질을 합성합니다.
    B는 미토콘드리아로 에너지를 생산합니다.
    D는 중심립으로 세포 분열 시 방추사를 형성합니다.
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12. 그림은 세포 호흡에 필요한 물질이 공급되는 과정과 조직세포에서 일어나는 ATP의 합성과 분해를 나타낸 것이다. (가)~(다)는 각각 호흡계, 순환계, 소화계 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)는 순환계이다.
  2. 혈액은 (다)를 구성하는 기관이다.
  3. 미토콘드리아에서 ㉡ 반응이 일어난다.
  4. 영양소의 에너지는 모두 ATP에 저장된다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 영양소를 흡수하는 (가)는 소화계, 산소를 흡수하는 (나)는 호흡계, 이를 조직 세포로 운반하는 (다)는 순환계입니다. ㉡ 반응은 ATP가 ADP와 무기 인산으로 분해되며 에너지를 방출하는 과정으로, 세포 호흡을 통해 생성된 ATP가 사용되는 과정입니다. 세포 호흡의 핵심 단계는 미토콘드리아에서 일어납니다.

    오답 노트
    (가)는 순환계이다: (가)는 소화계입니다.
    혈액은 (다)를 구성하는 기관이다: 혈액은 순환계의 구성 성분(조직)이지 기관이 아닙니다.
    영양소의 에너지는 모두 ATP에 저장된다: 일부는 열에너지로 방출됩니다.
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13. 그림은 어떤 사람의 세포에 들어 있는 모양과 크기가 같은 한 쌍의 염색체를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다.)

  1. 세포의 핵상은 n이다.
  2. A와 B는 체세포 분열 시 2가 염색체를 형성한다.
  3. A와 B의 대립 유전자 구성은 항상 서로 같다.
  4. A와 B는 감수 분열 시 서로 다른 생식 세포로 나뉘어 들어간다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림의 A와 B는 모양과 크기가 같은 상동 염색체입니다. 상동 염색체는 감수 제1분열 전기에 접합하여 2가 염색체를 형성한 후, 분리되어 서로 다른 생식 세포로 들어갑니다.

    오답 노트
    세포의 핵상은 n이다: 상동 염색체가 쌍으로 존재하므로 $2n$입니다.
    A와 B는 체세포 분열 시 2가 염색체를 형성한다: 2가 염색체는 감수 분열 시에만 형성됩니다.
    A와 B의 대립 유전자 구성은 항상 서로 같다: 대립 유전자는 구성이 같을 수도 있고 다를 수도 있습니다.
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14. 다음은 어떤 집안의 유전병 ㉠에 대한 가계도와 자료이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다.)

  1. ㉠은 우성 형질이다.
  2. ㉠ 대립 유전자는 X염색체에 있다.
  3. 유전자형이 동형 접합인 가족 구성원은 4명이다.
  4. 3의 동생이 태어날 때 이 동생에게서 ㉠이 나타날 확률은 100%이다.
(정답률: 알수없음)
  • 가계도에서 정상인 부모(1, 2) 사이에서 유전병 자녀가 태어났으므로, 유전병 ㉠은 열성 형질이 아니라 우성 형질입니다. (부모가 모두 정상이면 열성병일 때 자녀가 정상이어야 하지만, 여기서는 부모 중 한 명이라도 병이 있으면 자녀에게 나타나는 구조이며, 특히 문제 조건에서 1과 2가 한 종류의 대립유전자만 가진다고 했으므로 우성/열성 판단 시 부모의 표현형과 자녀의 관계를 분석하면 우성으로 판명됩니다.)

    오답 노트
    ㉠ 대립 유전자는 X염색체에 있다: 남녀 모두에게 나타나며 유전 패턴상 상염색체 유전임
    유전자형이 동형 접합인 가족 구성원은 4명이다: 가계도 분석 시 이형 접합자가 존재함
    3의 동생이 태어날 때 이 동생에게서 ㉠이 나타날 확률은 100%이다: 부모의 유전자형에 따라 확률이 달라짐
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15. 그림은 식물 군집의 건성 천이 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 2차 천이의 개척자는 B이다.
  2. 잎의 평균 두께는 B보다 C가 크다.
  3. A는 개척자로 균류와 조류의 공생체이다.
  4. B에서 C로 천이되는 과정에서 온도가 가장 중요한 요인이다.
(정답률: 알수없음)
  • 건성 천이의 초기 단계인 A는 지의류 단계로, 균류와 조류의 공생체인 지의류가 개척자로서 암석을 풍화시켜 토양을 형성합니다.

    오답 노트
    2차 천이의 개척자는 B이다: B는 침엽수림 단계이며, 2차 천이의 개척자는 보통 초본류임
    잎의 평균 두께는 B보다 C가 크다: B(침엽수림)보다 C(활엽수림)의 잎이 일반적으로 더 두껍고 넓음
    B에서 C로 천이되는 과정에서 온도가 가장 중요한 요인이다: 주로 빛의 세기나 토양의 성질 등이 영향을 미침
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16. 그림은 성숙한 토양의 단면을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 생물 활동이 가장 활발한 층은 A이다.
  2. B에는 점토질과 산화철 성분이 많이 포함되어 있다.
  3. C는 주로 기반암에서 떨어져 나온 물질로 이루어진 층이다.
  4. 생성 순서는 기반암 → C → B → A이다.
(정답률: 알수없음)
  • 토양의 층위 구조에서 생성 순서는 기반암에서 시작하여 물리적·화학적 풍화 작용을 거쳐 상위 층이 형성됩니다. 따라서 올바른 생성 순서는 기반암 $\rightarrow$ C(모질층) $\rightarrow$ B(심토) $\rightarrow$ A(표토) 순입니다.

    오답 노트
    생물 활동이 가장 활발한 층은 A이다: 표토(A)는 유기물이 풍부하여 생물 활동이 가장 활발함
    B에는 점토질과 산화철 성분이 많이 포함되어 있다: 심토(B)는 A층에서 씻겨 내려온 점토와 철분이 집적되는 층임
    C는 주로 기반암에서 떨어져 나온 물질로 이루어진 층이다: 모질층(C)은 기반암의 풍화로 생성된 층임
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17. 그림은 월별 우리나라에 영향을 미치는 기단을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 시베리아 기단이다.
  2. B는 고온 다습한 기단이다.
  3. C는 대륙성 기단이다.
  4. 장마 전선은 B와 D에 의해 형성된다.
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라의 계절별 기단 분포를 분석하면, 겨울철(1, 2, 12월)에 영향을 주는 A는 차고 건조한 시베리아 기단입니다.

    오답 노트
    B는 봄/가을에 영향을 주는 양쯔강 기단으로 온난 건조함
    C는 초여름에 영향을 주는 오호츠크해 기단으로 한랭 다습함
    장마 전선은 북태평양 기단(D)과 오호츠크해 기단(C)의 충돌로 형성됨
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18. 다음은 대기 오염 사례를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. ㉠은 2차 오염 물질이다.
  2. ㉠은 광화학 스모그의 주요 원인 물질이다.
  3. 역전층이 형성되면 위와 같은 스모그 현상이 더 심해진다.
  4. 이러한 스모그는 겨울철보다 여름철에 잘 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 사례는 1952년 런던 스모그로, 이산화 황($SO_{2}$)이 주성분인 전형적인 겨울철 스모그입니다.
    기온 역전층이 형성되면 대기가 정체되어 오염 물질이 지표 근처에 축적되므로 스모그 현상이 더욱 심화됩니다.

    오답 노트
    이산화 황은 연소 과정에서 직접 배출되는 1차 오염 물질임
    광화학 스모그의 주원인은 질소 산화물($NO_{x}$)과 휘발성 유기 화합물(VOCs)임
    런던 스모그는 겨울철에 주로 발생함
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19. 그림은 태양, 지구, 금성의 위치 관계를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 동방 최대 이각의 위치이다.
  2. B에 위치할 때 금성은 우리나라에서 초승달 모양으로 관측된다.
  3. C에 위치할 때 금성은 역행한다.
  4. D에 위치할 때 금성은 우리나라에서 초저녁에 관측된다.
(정답률: 알수없음)
  • 금성은 내행성이므로 지구에서 볼 때 태양과 일정 각도(최대 이각) 이상 떨어지지 않습니다.
    D 위치는 금성이 태양과 지구 사이에 있지 않고 태양 바깥쪽에 위치하여, 해가 진 후 서쪽 하늘에서 관측되는 '초저녁의 별' 위치입니다.

    오답 노트
    A는 서방 최대 이각 위치임
    B는 내합 위치로 태양 뒤에 가려져 보이지 않음
    C는 하합 위치로 초승달이 아닌 신월에 가까운 모양이며 역행은 내합(B) 부근에서 일어남
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20. 그림은 태양계 행성을 지구형 행성과 목성형 행성으로 분류한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 지구형 행성이다.
  2. B는 고리가 있다.
  3. 천왕성은 B에 해당한다.
  4. 자전 주기는 B가 A보다 길다.
(정답률: 알수없음)
  • 그래프에서 A는 질량이 크고 평균 밀도가 낮으므로 목성형 행성이고, B는 질량이 작고 평균 밀도가 높으므로 지구형 행성입니다. 목성형 행성(A)은 지구형 행성(B)보다 크기가 훨씬 커서 자전 주기가 더 짧고, 지구형 행성(B)의 자전 주기가 상대적으로 더 깁니다.

    오답 노트
    A: 목성형 행성임
    B: 지구형 행성으로 고리가 없음
    천왕성: 목성형 행성이므로 A에 해당함
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