9급 국가직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2021-04-17)

9급 국가직 공무원 과학
(2021-04-17 기출문제)

목록

1. 그림 (가)는 종 A와 B를 각각 단독 배양했을 때, (나)는 종 A와 B를 혼합 배양했을 때 시간에 따른 개체 수를 나타낸 것이다. 이 자료에 나타난 군집 내의 상호 작용과 가장 관련이 깊은 것은? (단, (가)와 (나)에서 초기 개체 수와 배양 조건은 동일하다)

  1. 벌은 꽃의 꿀을 먹고 꽃의 수분을 돕는다.
  2. 우두머리 늑대가 늑대 무리의 사냥 시기를 결정한다.
  3. 수컷 버들붕어는 자신의 세력권에 접근한 다른 수컷을 공격하여 암컷을 차지하고 새끼를 지킨다.
  4. 동일한 공간에 있는 애기짚신벌레와 짚신벌레는 먹이와 서식지를 두고 서로 경쟁한다.
(정답률: 57%)
  • (나)에서 종 A와 B를 혼합 배양했을 때 개체 수가 (가)에서 단독 배양했을 때보다 더 높은 것으로 보아, 종 A와 B는 서로 유익한 상호 작용을 하고 있다고 볼 수 있다. 따라서 가장 관련이 깊은 것은 "상호 작용"이다.

    애기짚신벌레와 짚신벌레는 동일한 서식지와 먹이를 공유하기 때문에 서로 경쟁하게 된다. 이는 자원의 한정성 때문인데, 한정된 자원을 두 종이 나눠 써야 하기 때문에 경쟁이 발생하게 된다. 따라서 "먹이와 서식지를 두고 서로 경쟁한다"가 정답이다.
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2. 세균과 바이러스의 공통적인 특성으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 45%)
  • 세균과 바이러스는 모두 미생물로서, 매우 작은 크기를 가지며, 미생물의 일종이라는 공통점이 있습니다. 그러나 세균은 생물체로서 독립적으로 존재할 수 있지만, 바이러스는 호스트 세포 내에서만 존재할 수 있기 때문에 "ㄴ"이 정답입니다.
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3. 그림은 세균 X가 인체에 침입했을 때 일어나는 방어 작용의 일부를 나타낸 것이다. ㉠과 ㉡은 각각 기억 세포와 형질 세포 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 35%)
  • - ㄴ: 그림에서 보이는 방어 작용은 면역 체계의 일부로, 기억 세포와 형질 세포가 함께 작용하여 세균 X를 제거하는 과정이다. 따라서 ㉠과 ㉡은 모두 면역 체계의 일부인 세포들이다. 그러나 그림에서는 ㉠과 ㉡이 서로 다른 역할을 하고 있지 않고, 단지 함께 작용하는 것으로 나타나므로 둘 중 어느 하나를 선택해도 옳다고 할 수 있다.
    - ㄷ: 그림에서는 세균 X가 인체에 침입하면 기억 세포가 세균 X의 정보를 기억하고, 이후에 다시 세균 X가 침입하면 기억 세포가 빠르게 반응하여 형질 세포와 함께 세균 X를 제거하는 것으로 나타나므로, 기억 세포와 형질 세포는 서로 다른 역할을 하고 있다고 볼 수 있다.
    - ㄱ, ㄴ: 그림에서는 세균 X가 인체에 침입하면 기억 세포가 세균 X의 정보를 기억하고, 이후에 다시 세균 X가 침입하면 기억 세포가 빠르게 반응하여 형질 세포와 함께 세균 X를 제거하는 것으로 나타나므로, 기억 세포와 형질 세포는 서로 다른 역할을 하고 있다고 볼 수 있다. 또한, 그림에서는 기억 세포와 형질 세포가 함께 작용하여 세균 X를 제거하는 것으로 나타나므로, 둘 다 면역 체계의 일부인 세포들이다.
    - ㄱ, ㄷ: 그림에서는 세균 X가 인체에 침입하면 기억 세포가 세균 X의 정보를 기억하고, 이후에 다시 세균 X가 침입하면 기억 세포가 빠르게 반응하여 형질 세포와 함께 세균 X를 제거하는 것으로 나타나므로, 기억 세포와 형질 세포는 서로 다른 역할을 하고 있다고 볼 수 있다. 그러나 그림에서는 기억 세포와 형질 세포가 함께 작용하여 세균 X를 제거하는 것으로 나타나므로, 둘 다 면역 체계의 일부인 세포들이다.
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4. 그림은 사람의 중추 신경계와 심장 사이에 연결된 신경 A와 B를 나타낸 것이다. A와 B는 각각 교감 신경과 부교감 신경 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A와 B는 자율 신경계를 구성한다.
  2. A가 흥분하면 심장 박동이 촉진된다.
  3. A의 신경절 이전 뉴런의 신경 세포체는 중간뇌에 존재한다.
  4. B의 신경절 이후 뉴런의 축삭 돌기 말단에서 분비되는 신경 전달 물질은 아세틸콜린이다.
(정답률: 45%)
  • "A의 신경절 이전 뉴런의 신경 세포체는 중간뇌에 존재한다."는 옳은 설명이다. A는 교감 신경이므로 신경 섬유의 신경 세포체는 척수의 흉부나 복부에 위치한 교감 신경절에 존재한다고 알려져 있다. 따라서 A의 신경 세포체가 중간뇌에 존재한다는 설명은 옳지 않다.
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5. 그림은 어떤 집안의 ABO식 혈액형에 대한 가계도이다. (가)와 (나) 사이에서 B형인 아들이 태어날 확률은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다)

  1. 1/4
  2. 3/4
  3. 1/8
  4. 3/8
(정답률: 27%)
  • A와 B가 모두 B형의 유전자를 가지고 있으므로, 각각은 B와 O형의 혼혈이다. 따라서 (가)와 (나)에서 B형의 아이가 태어날 확률은 각각 1/2이다. 이들의 자손 중 B형의 비율은 다음과 같다.

    (가)의 자손: B형 1/2 × B형 1/2 = 1/4
    (나)의 자손: B형 1/2 × O형 1/2 = 1/4

    따라서 B형의 아들이 태어날 확률은 1/4 + 1/4 = 1/2이다. 이 중에서 B형의 아들이 될 확률은 1/2이므로, 전체적으로 B형의 아들이 태어날 확률은 1/2 × 1/2 = 1/4이다. 따라서 정답은 1/4의 2배인 3/8이다.
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6. 그림은 다음 3가지 운동을 일정한 기준에 따라 구분하는 과정을 나타낸 것이다. (가)~(다)에 들어갈 기호로 옳은 것은?

(정답률: 55%)
  • 이 그림은 운동의 강도와 시간에 따라서 3가지로 구분하고 있다. (가)는 강도가 낮고 시간이 짧은 운동, (나)는 강도가 중간이고 시간이 중간인 운동, (다)는 강도가 높고 시간이 긴 운동을 나타낸다. 따라서 (가)는 "①", (나)는 "②", (다)는 "④"가 된다.
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7. 다음의 생활 속 현상들과 관계가 가장 가까운 파동의 성질은?

  1. 반사
  2. 굴절
  3. 전반사
  4. 간섭
(정답률: 58%)
  • 이 현상은 빛이 물과 같은 밀도가 다른 매질을 통과할 때 발생하는 굴절 현상입니다. 빛은 밀도가 다른 매질을 통과할 때 속도가 변하게 되는데, 이 때 빛의 진행 방향도 변하게 됩니다. 따라서 빛이 물과 같은 매질을 통과할 때 위와 같은 현상이 발생하게 됩니다.
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8. 그림은 원자핵과 전자로 이루어진 원자 구조의 모형을 나타낸 것이다. 원자핵과 전자 사이의 거리는 r, 원자핵이 전자에 작용하는 전기력의 크기는 F이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 43%)
  • - 보기 중 "ㄴ"이 옳은 이유는 다음과 같다.
    - 전자와 원자핵 사이의 거리가 r일 때, 전기력의 크기는 F = kq1q2/r^2 이다. (k는 쿨롱 상수, q1과 q2는 전하량)
    - 따라서 전자와 원자핵 사이의 거리가 작아질수록 전기력의 크기는 커진다.
    - 그러나 그림에서는 전자와 원자핵 사이의 거리가 너무 가깝게 그려져 있어서 전기력의 크기가 매우 크게 나타나고 있다.
    - 이는 실제 원자 구조에서는 일어나지 않는 현상이므로 "ㄴ"이 옳은 것이다.
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9. 그림은 온도가 T1인 고열원으로부터 Q1의 열을 흡수하여 W의 일을 하고, 온도가 T2인 저열원으로 Q2의 열을 방출하는 열기관을 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 52%)
  • - 열기관의 효율은 (1 - T2/T1)이다. (ㄱ)
    - 열기관에서 일하는 기체의 엔트로피 변화는 0이다. (ㄴ)

    ㄱ은 열기관의 효율 공식을 나타내는 것으로, 온도 차이가 클수록 효율이 떨어지는 것을 나타낸다. ㄴ은 열기관에서 일하는 기체의 엔트로피 변화가 0이라는 것은 열기관이 역학적으로 완전한 기계라는 것을 나타낸다.
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10. 주사 전자 현미경에 사용하는 전자 A와 B의 운동량 크기는 각각 p와 2p이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 53%)
  • 운동량의 보존 법칙에 따라, 전자 A와 B의 운동량 벡터의 합은 일정하므로, 전자 A와 B의 운동량 벡터의 합은 일정하다. 따라서, 전자 A와 B의 운동량 크기의 합은 일정하므로, p + 2p = 3p이다. 따라서, 보기 중에서 정답인 것은 "ㄴ"이다.
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11. 그림은 중위도 지역에서 주로 발생하는 기압계 중의 하나로 지상의 등압선과 풍향을 간단히 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 중심 부근에서는 하강기류가 나타난다.
  2. 중심에서 바깥으로 갈수록 기압이 높다.
  3. 중심지역에서는 구름이 없고 맑은 날씨가 나타난다.
  4. 남반구에서 나타나는 지상의 등압선과 풍향이다.
(정답률: 34%)
  • 이 그림은 저기압의 구조를 나타내고 있으며, 중심 부근에서는 공기가 상승하여 하강기류가 나타나게 됩니다. 이로 인해 공기가 상승하면서 압력이 낮아지게 되고, 따라서 중심에서 바깥으로 갈수록 기압이 높아지게 됩니다. 따라서 "중심에서 바깥으로 갈수록 기압이 높다."는 설명이 옳습니다.
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12. 평상시(평년)와 비교하여 엘니뇨 시기에 나타나는 현상을 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 무역풍의 세기가 강해진다.
  2. 페루 연안의 용승이 강해진다.
  3. 동태평양 적도 해역의 표층 수온이 높아진다.
  4. 서태평양 적도 해역의 강수량이 증가한다.
(정답률: 47%)
  • 엘니뇨 시기에는 동태평양 적도 해역의 표층 수온이 높아지기 때문에 정답은 "동태평양 적도 해역의 표층 수온이 높아진다."입니다. 이는 태풍 등의 열대 저기압이 발생하는 지역이 이동하면서 온난화된 수증기를 많이 가져오기 때문입니다. 이로 인해 기온이 상승하고 강수량이 증가하며, 이는 다른 현상들과 연결되어 무역풍의 세기가 강해지고 페루 연안의 용승이 강해지는 등의 현상이 나타납니다.
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13. 표는 안산암질 마그마와 현무암질 마그마의 특징을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 현무암질 마그마이다.
  2. B는 고온의 맨틀 물질이 상승함에 따라 압력이 급격히 낮아질 때 용융되어 생성된다.
  3. A와 B가 냉각되어 생성된 암석은 퇴적암이다.
  4. A가 용암이 되어 급격히 냉각 수축할 때 생성된 암석에서는 주로 판상절리가 관찰된다.
(정답률: 43%)
  • 표에서는 안산암질 마그마와 현무암질 마그마의 특징을 나열하고 있으며, 이 중 "A는 현무암질 마그마이다." 라는 설명이 주어졌다. 이를 설명하기 위해서는 현무암질 마그마의 특징을 알아야 한다.

    현무암질 마그마는 고온의 맨틀 물질이 상승함에 따라 압력이 급격히 낮아질 때 용융되어 생성된다는 것이 표에 나와 있다. 따라서 "A는 현무암질 마그마이다." 라는 설명은 이러한 특징을 바탕으로 한 것이다.
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14. 표는 H-R도에서 주계열에 위치한 별 A~C의 물리적 성질을 나타낸 것이다. 별 A~C에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 42%)
  • - 별 A는 별 C보다 질량이 크다. (O)
    - 별 B는 별 A보다 온도가 높다. (X)
    - 별 C는 별 A보다 반지름이 작다. (O)

    정답: "ㄴ, ㄷ"

    이유:
    - "ㄴ"은 별 B가 별 A보다 온도가 높다는 설명이 틀렸기 때문에 옳지 않다.
    - "ㄷ"는 별 A는 별 C보다 질량이 크고, 별 C는 별 A보다 반지름이 작다는 설명이 모두 맞기 때문에 옳다.
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15. 그림 (가)는 어느 지역의 지질 단면도를, (나)는 방사성 동위 원소 X의 붕괴 곡선을 나타낸 것이다. (가)의 화성암 P와 Q에 포함된 방사성 동위 원소 X의 양은 각각 암석이 생성될 당시의 1/2과 1/4이다. 이에 대한 설명으로 보기에서 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 37%)
  • 정답: "ㄱ"

    - (가)의 지질 단면도에서 P와 Q는 같은 시기에 생성된 암석이며, P에 비해 Q는 더 오래되었기 때문에 P에 비해 X의 양이 더 많이 감소한 것이다.
    - (나)의 붕괴 곡선에서 시간이 지남에 따라 X의 양이 감소하는 것을 볼 수 있다.
    - 따라서 P와 Q에서의 X의 양 차이는 시간이 지남에 따라 커지는 것이므로, (가)와 (나)는 같은 시기에 생성된 암석에서의 방사성 동위 원소의 붕괴 곡선을 나타내고 있다.
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16. 이온결합 물질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연성(늘림성)과 전성(펴짐성)이 크다.
  2. 대부분 상온에서 고체 상태로 존재한다.
  3. 액체 상태나 수용액 상태에서 전기 전도성을 나타낸다.
  4. 양이온과 음이온이 강한 정전기적 인력으로 결합하고 있다.
(정답률: 50%)
  • 이온결합 물질은 연성과 전성이 크지 않습니다. 이는 이온결합 물질의 결합 형태가 이온 간의 강한 정전기적 인력으로 이루어져 있기 때문입니다. 따라서 이온결합 물질은 대부분 상온에서 고체 상태로 존재하며, 액체 상태나 수용액 상태에서 전기 전도성을 나타냅니다. 이온결합 물질은 양이온과 음이온이 강한 정전기적 인력으로 결합하고 있습니다.
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17. 다음은 서로 다른 산화 환원 반응 (가)와 (나)의 화학 반응식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)에서 N2는 산화되었다.
  2. (가)에서 H의 산화수는 감소하였다.
  3. (나)에서 Cu는 환원제이다.
  4. (나)에서 Ag 1몰이 생성될 때 반응한 Cu는 2몰이다.
(정답률: 45%)
  • 화학 반응식에서 Cu의 산화수가 0에서 +2로 증가하면서 Ag의 산화수가 +1에서 0으로 감소하였으므로 Cu는 Ag를 환원시키는 환원제이다.
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18. 다음은 와 가 반응하여 를 생성하는 반응의 화학 반응식이다.

표는 같은 질량의 와 가 부피가 변할 수 있는 실린더 내에서 반응할 때 반응 전과 후의 몰수를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 기체의 온도와 압력은 일정하고, 기체는 아보가드로 법칙을 따른다)

  1. x=1 이다.
  2. b=1 이다.
  3. 분자량은 B가 A의 2배이다.
  4. 전체 기체의 밀도는 반응 후가 반응 전의 2배이다.
(정답률: 4%)
  • 반응 전과 후의 몰수를 비교하면, A와 B의 몰수가 각각 2배씩 증가하였다. 따라서 전체 기체의 몰수도 2배가 되었다. 하지만 기체의 온도와 압력은 일정하므로, 아보가드로 법칙에 따라 기체의 분자 수도 2배가 되었다. 분자 수가 2배가 되었으므로, 같은 부피 내에서 분자 수가 2배가 되었기 때문에 전체 기체의 밀도는 반응 후가 반응 전의 2배가 된다.
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19. 표는 25°C의 3가지 수용액 (가)~(다)에 대한 자료이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 25°C에서 물의 이온화 상수(Kw)는 1.0×10-14이다)

  1. (가)의 pH가 가장 크다.
  2. 산성 수용액은 2가지이다.
  3. [H3O+]는 (나)가 (가)의 2배이다.
  4. [OH-]는 (다)가 (나)의 100배이다.
(정답률: 32%)
  • - (가)의 pH가 가장 크다: (가)는 염기성 수용액으로서 [OH-]의 농도가 높고 [H3O+]의 농도가 낮기 때문에 pH가 높게 나타난다.
    - 산성 수용액은 2가지이다: (나)와 (다)는 모두 [H3O+]의 농도가 높고 [OH-]의 농도가 낮기 때문에 산성 수용액으로 분류된다.
    - [H3O+]는 (나)가 (가)의 2배이다: pH = -log[H3O+]이므로, pH가 1 증가하면 [H3O+]는 10배 감소한다. 따라서, pH가 1 차이나는 (가)와 (나)의 [H3O+]는 10의 1승(=10)배 차이가 나므로, [H3O+]는 (나)가 (가)의 10배이다. 따라서, [H3O+]는 (나)가 (가)의 2배이 아니라 10배이다.
    - [OH-]는 (다)가 (나)의 100배이다: 물의 이온화 상수(Kw)는 [H3O+][OH-] = 1.0×10^-14이다. 따라서, [OH-] = Kw/[H3O+]이다. (나)의 [H3O+]는 (가)의 10배이므로, [OH-]는 (가)의 1/10배이다. (다)의 [H3O+]는 (가)의 100배이므로, [OH-]는 (가)의 1/100배이다. 따라서, [OH-]는 (다)가 (나)의 100배이다.
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20. 그림은 오비탈 (가)~(다)를 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)와 (나)의 주 양자수는 같다.
  2. (가)와 (나)에 최대로 들어갈 수 있는 전자 수는 같다.
  3. 탄소(C) 원자에서 (나)와 (다)의 에너지 준위는 같다.
  4. 리튬(Li)의 바닥상태 전자 배치에서 (다)에 들어있는 전자 수는 1이다.
(정답률: 45%)
  • 이 그림은 원자의 전자 구조를 나타내는 오비탈 모형이다. (가)와 (나)는 모두 s 오비탈이며, s 오비탈에는 최대 2개의 전자가 들어갈 수 있다. 따라서 (가)와 (나)에 최대로 들어갈 수 있는 전자 수는 같다.
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