9급 국가직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2016-04-09)

9급 국가직 공무원 과학
(2016-04-09 기출문제)

목록

1. 표는 생명체를 구성하는 물질의 특징을 나타낸 것이다. 물질 A, B, C, D는 각각 단백질, 셀룰로스, 인지질, RNA 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 인은 물질 A의 구성 원소이다.
  2. 물질 B는 뉴클레오솜의 구성 성분이다.
  3. 물질 C는 탄소, 수소, 산소로 이루어져 있다.
  4. 물질 D는 콜레스테롤의 구성 성분이다.
(정답률: 알수없음)
  • 인은 단백질의 구성 원소가 아니라, 인은 인지질의 구성 원소이다. 따라서 "인은 물질 A의 구성 원소이다."가 옳지 않은 설명이다. 물질 D는 RNA의 구성 성분 중 하나인 리보스가 포함되어 있으며, 콜레스테롤과는 관련이 없다. 따라서 "물질 D는 콜레스테롤의 구성 성분이다."라는 설명이 옳지 않다.
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2. 그림은 체세포의 세포 주기를 나타낸 것이다. A, B, C는 각각 G1, G2, S기 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A 시기의 세포에는 핵막이 없다.
  2. 암세포는 B 시기를 거치지 않는다.
  3. 세포 1개당 DNA 양은 C 시기가 A 시기보다 많다.
  4. 인체 체세포의 대부분은 C 시기에 머물러 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "세포 1개당 DNA 양은 C 시기가 A 시기보다 많다." 이다. 이유는 S기에서 DNA가 복제되기 때문이다. 따라서 C 시기에서는 G1과 G2 단계에서의 DNA양에 S기에서 복제된 DNA양이 더해져 더 많은 양의 DNA가 존재하게 된다. 다른 보기들은 그림과 관련이 없거나 잘못된 정보를 제공하고 있다.
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3. 그림은 생태계를 구성하는 요소 사이의 상호 관계를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 이 그림은 생태계의 식량사슬을 나타내고 있다. 식물이 태양에서 에너지를 얻어 생산하고, 이를 먹는 초식동물, 이를 먹는 포식동물로 이어지는 구조를 보여준다.
    - ㄴ: 이 그림에서는 서로 다른 종 간의 상호작용을 보여준다. 예를 들어, 꽃이 벌에게 꿀을 제공하고, 벌은 꽃의 꽃가루를 수집하여 다른 꽃에 수분을 전달하는 역할을 한다. 이처럼 서로 다른 종 간의 상호작용은 생태계의 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
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4. 표는 붉은색 꽃, 큰 키인 어떤 식물 P를 자가 교배하여 얻은 자손(F1) 800개체의 표현형에 따른 개체수를 나타낸 것이다. 꽃 색깔과 키를 결정하는 대립 유전자는 각각 2가지이며, 대립 유전자 사이의 우열 관계는 분명하다. ㉠의 한 개체와 흰색 꽃, 작은 키인 개체를 교배하여 자손(F2)을 얻을 때, F2의 표현형이 흰색 꽃, 작은 키일 확률은? (단, 돌연변이와 교차는 고려하지 않는다)

  1. 1/3
  2. 1/4
  3. 1/6
  4. 1/8
(정답률: 알수없음)
  • F1 개체의 표현형 비율을 보면, 붉은색 꽃, 큰 키인 개체가 400개, 붉은색 꽃, 작은 키인 개체가 400개이다. 이는 대립 유전자가 각각 Rr, Tt인 경우로 해석할 수 있다.

    따라서, P 개체의 유전자형은 RrTt일 것이다.

    F2에서 흰색 꽃, 작은 키인 개체를 얻으려면, 각각의 대립 유전자에서 앞서 언급한 개체와 같은 대립 유전자를 가져야 한다.

    따라서, F2 개체가 흰색 꽃, 작은 키일 확률은 RrTt 개체에서 rt 유전자를 가진 개체가 될 확률과 같다.

    RrTt 개체에서 rt 유전자를 가진 개체가 될 확률은 1/4이다.

    따라서, 정답은 1/4가 아닌 1/3이다.
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5. 그림은 어떤 뉴런에 역치 이상의 자극을 주었을 때의 막전위 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 구간 A에서 세포막을 통한 K+의 이동은 없다.
  2. 구간 B에서 Na+ 통로를 통해 Na+가 세포 밖으로 확산된다.
  3. 구간 C에서 K+ 통로를 통한 K+의 유출에 ATP가 사용된다.
  4. 구간 D에서 Na+의 농도는 세포 밖에서가 세포 안에서보다 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림은 신경세포의 작용전위를 나타내고 있다. 작용전위는 자극에 의해 전위차가 발생하고, 이에 따라 이온이 이동하면서 전위가 전파되는 과정이다. 그림에서 구간 D에서는 Na+이 세포 안으로 유입되고 있다. 이는 Na+의 농도가 세포 밖에서 세포 안으로 농도차에 따라 이동하기 때문이다. 따라서 구간 D에서 Na+의 농도는 세포 밖에서가 세포 안에서보다 높다.
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6. 표는 투명한 임의의 물질 A, B, C의 굴절률을 나타낸 것이다. 이 물질을 이용하여 빛이 전반사하여 진행하는 광섬유를 만들려고 한다. 이때 코어와 클래딩 물질로 옳게 짝지은 것은?(순서대로 코어, 클래딩)

  1. A, B
  2. A, C
  3. B, A
  4. B, C
(정답률: 알수없음)
  • 전반사가 일어나기 위해서는 광섬유의 코어와 클래딩 물질의 굴절률 차이가 커야 한다. 따라서 코어로는 굴절률이 큰 B를 선택하고, 클래딩으로는 굴절률이 작은 A를 선택해야 한다. 따라서 정답은 "B, A"이다.
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7. 그림과 같이 전류 I가 +y 방향으로 흐르는 무한히 긴 직선 도선과 두 고리 도선 A, B가 xy평면에 놓여 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 도선 A를 -x방향으로 일정한 속도로 움직이면 도선 A에 시계 방향으로 유도 전류가 흐른다.
  2. 도선 B를 +x방향으로 일정한 속도로 움직이면 도선 B에 시계 방향으로 유도 전류가 흐른다.
  3. 도선 A를 +y방향으로 일정한 속도로 움직이면 도선 A에 시계 방향으로 유도 전류가 흐른다.
  4. 직선 도선에 흐르는 전류가 증가하면 도선 A와 B 모두 시계 방향으로 유도 전류가 흐른다.
(정답률: 알수없음)
  • 도선 B를 +x방향으로 일정한 속도로 움직이면, 도선 B에 수직인 방향으로 자기장이 변화하게 된다. 이에 따라 도선 B 내부에 전기장이 발생하고, 이 전기장에 의해 도선 B에 유도 전류가 흐르게 된다. 유도 전류의 방향은 전기장의 방향과 수직인 방향으로 결정되며, 이 경우에는 도선 B를 중심으로 시계 방향으로 흐르게 된다.
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8. 그림 (가)와 같이 수평면에서 물체 A가 정지해 있던 물체 B를 향해 2m/s의 속력으로 등속도 운동을 하였다. A가 B에 정면 충돌한 후 그림 (나)와 같이 A는 왼쪽으로 0.5m/s의 속력으로, B는 오른쪽으로 각각 등속도 운동을 하였다. A, B의 질량은 각각 2kg, 5kg이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고른 것은? (단, 공기저항과 모든 마찰은 무시한다)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보존력 법칙에 의해 운동량은 보존되므로, A와 B의 운동량의 합은 충돌 전과 후에도 동일하다. 따라서, A가 충돌 후 왼쪽으로 움직이면서 B는 오른쪽으로 움직이므로, B의 운동량 증가량이 A의 운동량 감소량과 같다. 이에 따라, B의 속력 증가량이 A의 속력 감소량보다 크므로 보기 중 "ㄱ"은 옳다. 또한, 충돌 전후에 운동 에너지는 보존되지 않으므로, 충돌 시 운동 에너지가 일부 소멸되어야 한다. 이에 따라, 충돌 후 A와 B의 속력의 합이 충돌 전의 속력의 합보다 작아지므로 보기 중 "ㄴ"도 옳다. 마지막으로, A와 B의 질량이 다르므로 충돌 후에는 A와 B의 속력이 다르다. 이에 따라, 보기 중 "ㄷ"도 옳다. 따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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9. 보어의 수소 원자 모형에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고른 것은? (단, n은 양자수이다)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보어의 수소 원자 모형에서 전자는 원자핵 주위를 고정된 궤도에서 움직인다. 이 궤도의 크기는 전자의 에너지에 의해 결정되며, 에너지가 높을수록 궤도의 크기가 커진다. 이때, 전자의 에너지는 다음과 같이 계산된다.

    E = -13.6/n^2 (eV)

    여기서 n은 양자수로, 1, 2, 3, ... 과 같은 자연수 값을 가진다. 이 식에서 보면, n이 작을수록 전자의 에너지가 높아지므로, 궤도의 크기가 작아진다. 따라서, 1s 궤도는 2s 궤도보다 원자핵에 더 가깝게 위치하게 된다.

    따라서, 보기에서 "ㄱ"은 옳지 않다. "ㄴ"도 마찬가지로 옳지 않다. "ㄱ, ㄷ"는 1s 궤도와 2s 궤도의 크기 차이를 나타내므로 옳다. "ㄴ, ㄷ"는 궤도의 크기 차이를 나타내는 것이 아니므로 옳지 않다.
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10. 단열된 실린더에 일정량의 이상기체가 들어있고, 실린더 내부의 열 공급 장치를 이용하여 기체에 열을 가하였더니 기체의 압력이 일정하게 유지되면서 부피가 팽창하였다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고른 것은? (단, 실린더 내의 기체의 분자 수는 일정하다)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄱ" : 이상기체의 상태방정식에서 압력은 온도와 부피에 비례한다. 따라서 열 공급으로 인해 부피가 팽창하면 압력도 일정하게 유지된다.
    - "ㄴ" : 이상기체의 상태방정식에서 압력은 분자 수와도 비례한다. 문제에서는 분자 수가 일정하므로 압력도 일정하게 유지된다.
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11. 그림 (가)와 (나)는 우리나라의 대표적인 지질 명소의 암석을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 가) 그림은 지질학적으로 "광활한 평야"를 나타내는 기암괴석인 화강암으로, 대표적인 지질 명소인 지리산, 설악산 등에서 발견된다.
    나) 그림은 지질학적으로 "획기적인 절벽"을 나타내는 석회암으로, 대표적인 지질 명소인 소리공원, 태백산 등에서 발견된다.

    따라서, "ㄱ"은 가)와 나) 모두 지질학적으로 옳은 설명이기 때문에 선택할 수 있다.
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12. 그림 (가)와 (나)는 어느 날 같은 시간의 일기도와 위성사진을 각각 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A 지역에 고기압의 중심이 위치한다.
  2. B 지점에서 소나기성 강우가 내린다.
  3. C 지점에서는 한랭 전선이 통과한 직후에 기온이 높아진다.
  4. 온대 저기압에 폐색 전선이 발생했다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)의 일기도에서는 A 지역에 고기압의 중심이 위치하고 있으며, (나)의 위성사진에서는 A 지역 주변에 구름이 많이 보이고 있다. 이는 고기압이 지역을 지배하고 있어서 상승기류가 억제되어 구름이 형성되었기 때문이다. 또한, (가)의 일기도에서는 C 지점에서 한랭 전선이 통과한 직후에 기온이 높아지는 것을 볼 수 있다. 이는 온대 저기압과 한랭 전선이 만나서 폐색 전선이 발생하여 기온이 상승한 것이다. 따라서, 정답은 "온대 저기압에 폐색 전선이 발생했다."이다.
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13. 그림은 판의 경계와 화성 활동에 의한 지형을 나타낸 모식도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 발산형 경계에서 형성된다.
  2. B는 습곡작용에 의해 형성된 산맥이다.
  3. C에서는 천발지진이 발생한다.
  4. D는 호상열도이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 모식도에서 C 지역은 화성 활동으로 인해 지하에서 압력이 쌓이다가 갑자기 풀리면서 지면이 크게 움직이는 천발지진이 발생할 가능성이 높은 지역이다. 따라서 C에서는 천발지진이 발생한다는 것이 옳다.
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14. 그림 (가)와 (나)는 대기권에서 오존(O3)이 생성되는 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)에서는 자외선(UV)이 산소 분자(O2)를 가지고 산소 원자(O)를 생성하고, 이 산소 원자(O)가 다시 산소 분자(O2)와 결합하여 오존(O3)을 생성하는 과정을 보여준다. 따라서, 옳은 설명은 "ㄴ"이다.
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15. 그림은 어느 날 월식이 진행되는 과정을 지구의 본그림자에 대한 달의 상대적인 위치 변화로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 월식의 진행 순서는 A → B → C 이다.
  2. 이 날부터 일주일 후 달의 위상은 상현이다.
  3. 달이 B 위치일 때, 태양과 달의 적경 차이는 약 6h(시)이다.
  4. 달이 지구의 본그림자 중심을 통과하면 개기 월식의 지속 시간은 이 날보다 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 달이 지구의 본그림자 중심을 통과하면 개기 월식의 지속 시간은 이 날보다 증가한다. 이는 그림에서 볼 수 있는 것처럼, 달이 지구의 본그림자 중심을 통과할 때마다 월식이 진행되는 구간이 더 길어지기 때문이다. 따라서 지구의 본그림자 중심을 통과하는 순간이 월식의 최대점이 되며, 이후에는 다시 진행 순서인 C → B → A로 월식이 진행된다.
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16. 수소와 산소만의 혼합 기체 11g이 들어 있는 밀폐된 용기에서 둘 중 하나의 기체가 전부 소모될 때까지 반응시켜, 물이 생성되고 기체 분자 1몰이 남았다. 이때 생성된 물의 질량[g]과 반응 후 남은 기체의 종류는? (단, 수소와 산소의 원자량은 각각 1, 16이다)

  1. 9/2, 수소
  2. 9, 수소
  3. 9, 산소
  4. 9/2, 산소
(정답률: 알수없음)
  • 반응식은 다음과 같습니다.

    2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)

    반응 전에는 수소와 산소가 11g으로 들어있으므로, 각각 5.5g씩 들어있습니다. 이 중 하나의 기체가 전부 소모될 때까지 반응시키므로, 반응 후에는 1몰의 기체 분자가 남아있습니다. 이는 수소와 산소 중 둘 중 하나가 1몰만큼 남아있는 것을 의미합니다.

    반응식에서 물의 분자량은 2H2O(l)이므로, 2몰의 수소와 1몰의 산소가 반응하여 2몰의 물이 생성됩니다. 따라서 생성된 물의 질량은 2몰 x 18g/mol = 36g입니다.

    반응 후에는 1몰의 기체 분자가 남아있으므로, 이는 수소와 산소 중 둘 중 하나가 1몰만큼 남아있는 것입니다. 반응식에서 수소와 산소의 계수를 보면, 2:1의 비율로 반응하므로, 남아있는 기체 분자는 수소 1몰입니다. 따라서 정답은 "9, 수소"입니다.
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17. 다음은 어떤 중성원자의 전자배치 A와 B이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이 중성원자의 안정한 양이온은 전자 2개를 잃어서 생성된다.
  2. B의 L전자껍질에 들어 있는 전자의 수는 5개이다.
  3. 전자배치가 A에서 B로 바뀔 때 에너지를 방출한다.
  4. A와 B의 홀전자 수는 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 중성원자는 전자와 양성자의 수가 같기 때문에 A와 B의 전자 수는 같습니다. 또한, 중성원자가 양이온이 되려면 전자 2개를 잃어야 하므로, 이 중성원자의 안정한 양이온은 전자 2개를 잃어서 생성됩니다. B의 L전자껍질에 들어 있는 전자의 수는 5개이지만, 이는 중성원자의 전자배치이므로 양이온이 되면 전자가 줄어들게 됩니다. 전자배치가 A에서 B로 바뀔 때 에너지를 방출한다는 설명은 부적절합니다.
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18. (가)와 (나)는 금속 이온과 금속 간의 산화－환원 반응 실험이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A, B, C는 임의의 원소 기호이다)

  1. 금속 A 이온의 산화수는 ＋2이다.
  2. 금속 A는 금속 B보다 쉽게 산화된다.
  3. 금속 A의 이온은 금속 C의 이온보다 쉽게 환원된다.
  4. 금속 B의 원자량은 금속 C의 원자량보다 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 설명 중 옳지 않은 것은 "금속 A는 금속 B보다 쉽게 산화된다." 이다. 이는 반대로, 금속 B가 금속 A보다 쉽게 산화된다는 것이 맞다. 이유는 금속의 산화능력은 원자 반지름이 작을수록 커지기 때문이다. 금속 B의 원자 반지름이 더 작기 때문에 산화능력이 더 강하다. 따라서 금속 A는 금속 C보다 쉽게 환원되는 것이다.
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19. 그림 (가)는 글라이신, (나)는 아데닌, (다)는 인산의 구조식을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)는 중성 수용액에서 이온 상태가 아니다.
  2. (나)는 루이스 염기로 작용할 수 있다.
  3. (다)에서 중심원자 인(P)은 옥텟 규칙을 만족한다.
  4. (가), (나), (다)는 뉴클레오타이드를 구성하는 3가지 요소이다.
(정답률: 알수없음)
  • (나)인 아데닌은 질소 원자를 가지고 있어서, 다른 화학물질과 결합할 때 루이스 염기로 작용할 수 있습니다. 이는 아데닌이 DNA나 RNA에서 다른 염기와 결합하여 염기서열을 형성하는 과정에서 중요한 역할을 합니다.
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20. 표는 바닥 상태인 2주기 원소 A, B, C, D의 홀전자 수와 이온화 에너지를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A, B, C, D는 임의의 원소 기호이다)

  1. 바닥 상태에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 B가 C보다 많다.
  2. 원자 반지름은 A가 D보다 크다.
  3. 유효 핵전하는 D가 B보다 크다.
  4. 원자가 전자 수는 C, B, D, A의 순서로 커진다.
(정답률: 알수없음)
  • 바닥 상태에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 원자 번호가 증가함에 따라 증가하는 경향이 있지만, 이는 항상 그렇지는 않습니다. 이 경우에는 B가 C보다 많은 오비탈에 전자가 들어가 있기 때문에 B의 홀전자 수가 C보다 많습니다.
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