2014학년도 부산대학교 수시모집 일반전형 모의 학업역량평가 자연계열 문제지	감독관 확인
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출신고교	( )고등학교	성명	( )	생년월일	( )	성별	(남,여)

수학 : 필수
과학 : 4과목 중 택1	물리	( )	화학	( )	생명과학	( )	지구과학	( )

	< 수험생 유의사항>
1. 시험시간은 100분입니다. 2. 과학은 4과목 중 1과목을 선택하시오. 3. 답안은 답안지의 해당 문항 번호에 흑색이나 청색 볼펜으로 작성하시오. 4. 문항 번호를 기술하고, 답을 작성하시오. 5. 학교명, 성명 등 자신의 신상에 관련된 사항을 답안에는 드러내지 마시오. 6. 답안 연습은 연습지를 활용하시오. 7. 답안지, 연습지 및 문제지에 필요한 인적사항을 기입하였는지 확인하시오.

【 수 학 】

현대에 와서 행렬(matrix)은 아주 넓은 범위에 까지 응용이 되는 아주 중요한

학문의 한 분야가 되었다. 특히 행렬과 연산이 결합된 행렬대수는 다양한 문제의 해결에 적용되고 있다.

(가) 2차정사각행렬의 일반형은 [eqn: bold{A= pmatrix {`a_{11}`&`a_{12}`#` a_{21}` &`a_{22}` }]인 꼴이다. [eqn: bold{a_{12}`=`a_{21}`=0]일 때, [eqn: boldA] 를 대각행렬(diagonal matrix)  이라고 한다. 특히 [eqn: bold{ pmatrix{`1`&`0`#`0`&`1`}]을 단위행렬(unit matrix)이라 하고 보통 [eqn: bold E] 로 표기한다.

(나) 행렬 [eqn: bold{A= pmatrix {`a_{11}`&`a_{12}`#` a_{21}` &`a_{22}` }]와 [eqn: bold{B`= pmatrix {`b_{11}`&`b_{12}`#` b_{21}` &`b_{22}` }]의 곱 [eqn: bold{A`B}] 를 아래와 같이 정의한다.

[eqn: bold{AB= pmatrix {`a_{11}b_{11}+a_{12}b_{21}```&```a_{11}b_{12}+a_{12}b_{22}`#` a_{21}b_{11}+a_{22}b_{21}``` &```a_{21}b_{12}+a_{22}b_{22}` }]

행렬의 곱에 대한 결합법칙이 성립하고, 또한 임의의 2차정사각행렬 [eqn: boldA]에 대하여, [eqn: bold{A`E =E`A`=A}] 이      성립함을 쉽게 보일 수 있다.

(다) [eqn: bold{A`B=`B`A`=E}] 일 때, [eqn: boldA]를 가역적(invertible)인 행렬, [eqn: boldB] 를 [eqn: boldA]의 역행렬 (inverse matrix)이라 하고, [eqn: bold{B=A^{-1}]로 쓴다.

(라) 2차정사각행렬 [eqn: boldA] 의 거듭제곱은 귀납적으로[eqn: bold{A ^{1} `=A,```A ^{2} `=A`A, CDOTS ,```A ^{n} `=A ^{n-1} A````(n GEQ 2)}]로 계산한다.

(문제) 2차정사각행렬 [eqn: bold{A=} pmatrix {``` bold{1over4}```&```bold{1over2}``` #```bold{3over4}``` &```bold{1over2} ```}]와  [eqn: bold{P=} pmatrix {``` bold{2over5}```&```bold{-{1over5}}``` #```bold{3over5}``` &`````````bold{1over5} ```}]에 대하여 다음 물음에 답하여라.

1. [eqn: boldP] 는 가역적이고, [eqn: bold{P^{-1} = pmatrix {``````` ``1``&1 #``-3 ``&`2`` }]이다. [eqn: bold{P^{-1}`A`P}] 를 계산하여라. (15점)

2. 정수 [eqn: bold{n( GEQ 1)}]에 대한 거듭제곱 [eqn: bold{(P^{-1}`A`P)^n}]을 구하여라. (10점)

3. 정수 [eqn: bold{n( GEQ 1)}]에 대한 거듭제곱 [eqn: bold{A^n}] 을 구하여라. (20점)

4. 정수 [eqn: bold{n( GEQ 1)}]에 대하여, [eqn: bold{A^n`= pmatrix {` a_n`&` b_n`# `c_n`&` d_n`}]라 둘 때, [eqn: bold{ lim _{ n->inf}{( a_n -b_n +c_n -d_n )}]의 값을 계산하여라. (15점)

【 과 학 (4과목 중 택1) 】

【 물 리 】

※ 다음 제시문을 읽고 물음에 답하시오.

(가) 하나의 원자는 띄엄띄엄한 에너지 준위를 가지고 있다. 원자들이 서로 가까이 모여 고체를 형성하게 되면 각 원자의 에너지 준위는 합쳐져서 고체의 에너지띠를 이룬다. 에너지띠는 상당히 많은 수의 준위들이 매우 촘촘하게 모여 이루어진 것으로 파울리의 배타원리에 의해 이미 채워져 있는 준위로는 전자가 이동할 수 없다.

같은 띠 안에 비어있는 준위들이 있으면  띠 안에 있는 전자들은 쉽게 준위를 바꿀 수 있다.

원자가띠: 전자는 낮은 에너지 준위로부터 채워나가는데, 원자의 제일 바깥쪽에 해당하는 원자가 전자가 차지하는 에너지띠를 원자가띠라 한다.

전도띠: 원자가띠에 있는 전자는 열에너지나 전기장으로부터 에너지를 흡수하면 더 높은 에너지띠로 전이하여 고체 내부에서 이동할 수 있다. 이 때 원자가띠 위에 있는 에너지띠를 전도띠라 한다.

띠틈:  반도체, 절연체 등의 띠구조에서 전자에 점유된 가장 높은 에너지띠(원자가띠)의 맨위부터 가장 낮은 공간띠(전도띠)의 바닥까지 사이의 에너지 차이를 말한다.

(나) 도핑: 반도체에 불순물로서 특정한 원자를 첨가하는 과정. 이 과정을 통해서 반도체의 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

n형 반도체: 불순물을 반도체에 첨가하여 여분의 전자가 존재하는 반도체

p형 반도체: 불순물을 반도체에 첨가하여 전자를 쉽게 받아들일 수 있는 양공이 존재하는 반도체

p-n 접합 다이오드: p형 반도체와 n형 반도체를 접촉시킨 뒤 양 끝에 전극을 붙인 것.

p-n 접합 다이오드의 p형 반도체에 (+)전원을 연결하고, n형 반도체에 (-)전원을 연결하면 전류가 흐르는데, 이를 순방향 전압 연결이라 한다. 그 이유는, 이러한 연결을 하게 되면 연결 이전보다   p형 반도체는 더욱 양성을 띠게 되고, n형은 더욱 음성을 띠게 되어 p-n접합면에 전자와 양공이 공존하게 되어 전류가 흐른다.

(다) 발광 다이오드: 다이오드를 얇게 제작할 때 p형 반도체에 비해서 n형 반도체에 더 많은 양의 불순물을 넣으면, 전류가 흐를 때 주로 전자가 이동한다. 이런 전자들이 p형 반도체에 있는 에너지준위가 낮은 양공의 자리로 이동하면서, 에너지를 빛의 형태로 방출하는 다이오드이다.

1. 고체의 중요한 성질 중 하나는 전기전도도이다. 전기전도도란 외부 전기장이 작용할 때 고체를 통하여 전자가 자유로이 이동할 수 있는 정도를 말한다. 전기전도도에 따라서 고체를 도체, 반도체, 부도체로 나눌 수 있다. 다음 (가), (나), (다)는 도체, 반도체, 부도체의 에너지띠를 순서 없이 나타낸 그림이다.

다음의 고체 에너지띠 그림에서 도체, 반도체, 부도체를 정하고 그 이유를 각각 기술하시오. (10점)

2. 다음 그림같이 p-n접합 다이오드를 회로에 연결하였을 경우 전류가 시계방향으로 흐르게 된다. 전류가 흐르는 이유를 기술하고, 만약 전지의 방향을 반대로 하였을 경우 전류의 방향은 어떻게 되는가? 그 이유도 함께 기술하시오. (10점)

3. 다음 그림처럼 p-n접합 다이오드를 직렬로 연결하였다. A회로와 B회로의 스위치를 닫을 때 전류의 방향은 어떻게 되는가? 그 이유도 함께 기술하시오. (10점)

4. 발광 다이오드(LED)가 연결된 회로에 직류전류와 교류전류를 흘려줄 때, 발광 다이오드의 현상을 기술하시오. 그리고 발광 다이오드의 방향을 바꾸어서 회로에 연결하여 직류전류와 교류전류를 흘려주었을 때, 발광 다이오드에서 나오는 빛은 어떻게 될까? (10점)

【 화 학 】

(가) 원자가 결합을 이룬 후에 전자를 자기 쪽으로 끌어당겨서 전기적으로 음전하를 띠는 경향을 그 원소의 전기 음성도라고 한다. 이는 원자의 종류에 따라서 다르며 폴링(Pauling)은 전기 음성도를 정량적으로 정의하여 아래와 같은 그림 1을 만들었다. 같은 종류의 원자가 공유 결합을 하여 형성된 분자는 두 원자가 공유 전자쌍을 끌어당기는 힘이 같으므로 극성을 갖지 않는다. 그러나 서로 다른 종류의 두 원자가 공유 결합을 하여 분자를 형성할 때 전기 음성도가 큰 원자 쪽으로 공유 전자쌍이 치우치게 되는데 이때 부분적으로 음전하와 양전하를 띠게 되는 결합, 즉 극성 공유 결합을 갖게 된다.

그림 1. 폴링(Pauling)의 정의에 따른 원소의 전기 음성도

극성 공유 결합은 어느 정도 이온 결합의 성질을 가지고 있게 되는데 아래의 그림 2에서 보듯이 전기음성도 차이를 알면 결합의 이온성을 유추할 수 있다. 즉 전기음성도의 차이가 크면 클수록 결합의 이온성이 증가함을 알 수 있다.일반적으로 결합의 이온성이 50% 이상이 되면 그 결합을 이온 결합으로 분류하고, 50% 미만이면 그 결합을 공유 결합으로 분류할 수 있다.

결합의 이온성 (%)

전기 음성도 차이

그림 2. 전기 음성도 차이와 결합의 이온성

(나) 설탕과 소금은 맛을 내는 두 가지 중요한 물질로서 둘 다 흰색 결정이다. 설탕은 공유 결합을 하고 있고 소금은 이온 결합을 하고 있다. 물에 녹는 두 가지의 물질은 결합의 성질로 인해 완전히 다른 성질을 가지고 있다. 그 중의 하나가 물에 용해되었을　때의 전기 전도성이다. 설탕은 비전해질로서 물에 녹아 전기를 전도하지 않는 물질이고, 소금은 물에 용해되어 전기를 전도하는 물질이다. 소금이 물에 녹아 전기가 통하는 이유는 나트륨 이온과 염화 이온이 물 분자에 의해 둘러싸여, 즉 수화되어 안정한 상태로 됨에 따라 이들 이온이 유동성을 가지게 되기 때문이다. 전해질과 비전해질을 직접 쉽게 구별하는 방법은 아래 그림3과 같이 한 쌍의 비활성 전극(구리 또는 백금)을 비커 속의 물에 담그고 전류가 한쪽 전극에서 다른 쪽 전극으로 흐르도록 회로를 만드는 것이다. 같은 양의 용질이 용해된 수용액에 대한 전구 밝기의 비교로 강전해질과 약전해질, 비전해질로 구별할 수 있다. 그런데 공유 결합을 하는 산과 염기도 수용액 상태에서 전류를 흐르게 하므로 전해질임을 알 수 있다. 강산과 강염기는 약산과 약염기보다 더 밝은 빛을 내므로 강전해질에 속한다.

그림. 3 전해질의 전구 밝기 비

(다) 그림 4는 수소 원자 2개가 공유 결합을 형성할 때 원자 사이의 핵간 거리에 따른 에너지 변화를 나타낸 것이다. 수소 원자가 서로 멀리 떨어져서 서로 영향을 미치지 않는 위치에 있을 때에는 서로 인력이 작용하지 않는다. 그러나 거리가 가까워짐에 따라 원자 사이에 인력이 작용하여 에너지가 작아지다가 핵간 거리가 74 pm가 되면 에너지는 최소가 되어 안정한 수소 분자를 형성하다. 기체 상태의 수소 분자 1몰을 수소 원자 2몰로 만들 때 436 kJ 에너지를  흡수하는데 이를 수소 분자의 결합 에너지라고 한다. 결합 에너지는 분자를 이루고 있는 원자 사이의 결합의 세기를 나타내는 척도로서 결합에너지가 클수록 결합이 강하고 안정하다. 그림 5는 양이온과 음이온이 이온 결합을 형성할 때 이온의 핵간 거리에 따른 에너지 변화이다. 양이온과 음이온 사이의 거리가 가까워질수록 두 이온 사이에 작용하는 인력(정전기적 인력)에 의해 에너지가 점차 감소하다가 반발력과 균형을 이루는 (B)지점에서 가장 안정한 이온 결합이 형성된다. 이때 정전기적 인력에 의한 에너지는 거리(r)에 반비례하고 두 이온의 전하량(q1, q2)의 곱에 비례한다.

[eqn: E=k {q _{1} ` CDOT q _{2}} over {r ^{}}]

그림 4. 두 수소 원자의 핵간 거리에 따른 에너지 변화

그림 5. 양이온과 음이온의 핵간 거리에 따른 에너지 변화

1. 제시문 (가)를 바탕으로 다음 물음에 답하시오.

1-1.  다음 화합물의 결합 이온성이 증가하는 순으로 나열하고, 그 이유를 설명하시오. (7점)

(ㄱ) SO2                (ㄴ) N2              (ㄷ) K2O              (ㄹ) LiF

1-2.  HCl과 HF의 결합의 이온성(%)이 근접하는 값을 아래 보기에서 각각 고르고, 결합의 이온성(%)과 공유성(%)에 대하여 설명하시오. (7점)

(ㄱ) 5%       (ㄴ) 15%      (ㄷ) 50%       (ㄹ) 90%

2. 제시문 (나)와 (다)를 바탕으로 다음 물음에 답하시오.

2-1. 다음 물질들을 강전해질, 약전해질, 비전해질로 구분하고, 물속에서 존재하는 화학종을 각각 쓰시오. (6점)

KCl          HNO3       CH3COOH

2-2. 핵간의 거리에 따라 공유 결합과 이온 결합이 형성되는 과정이 제시문 (다)에 설명되어 있다. 두 경우 모두 에너지가 최소가 되는 거리에서 결합이 형성됨을 알 수 있다. 이온 결합의 경우 (A)지점에서 (B)지점까지의 에너지 변화는 정전기적 인력에 의한 에너지 변화와 유사하다. 즉, 에너지는 거리에 반비례하고 두 이온의 전하량의 곱에 비례한다. 다음 화합물을 결합 에너지가 증가하는 순으로 나열하고, 그 이유를 핵간 거리와 극성의 정도를 이용하여 설명하여라. (13점)

HF         HCl        HBr        HI

2-3. 염화리튬(LiCl)이 물(H2O)에 녹으면 물 분자에 둘러 싸여 안정한 상태(수화)가 된다. 이를 그림으로 표현하시오. (단, 양이온과 음이온의 종류는 이온의 크기로 구별하시오) (7점)

LiCl                   H2O

【 생명과학 】

다음 제시문을 읽고 물음에 답하시오.

(가)  세포의 핵은 리보솜과 RNA로 이루어진 인과 단백질을 합성하는 유전정보인 DNA와 단백질들로 구성이 되어있다. 염색체는 DNA와 단백질로 구성이 되어있는데, 세포가 분열을 하고 있지 않을 때에는 염색사의 형태로 존재를 하다가, 세포 분열기가 시작이 되면 응축이 되어 우리가 아는 X자의 염색체가 된다. 세포주기는 크게 4가지인 가지인 G1기(세포 생장기), S기(DNA합성기), G2(분열준비기)기와 분열기로 나누어진다.

(나)  우리 몸의 어느 부분에서 손상이 되면, 주변의 손상되지 않은 세포로부터 다시 세포가 형성이 되는데, 이를 형성하기 위하여 세포는 분열을 한다 이를 체세포 분열이라고 한다. 체세포 분열 전기에는 염색체가 응축이 되며, 중심체를 중심으로 세포의 양극을 잇는 방추사가 형성되기 시작하는데, 방추사는 미세소관으로 이루어져 복제된 염색체를 분리하여 양극으로 끌고 가는 역할을 한다. 체세포 분열 전중기에는 핵막이 사라지고 방추사가 염색체의 동원체에 이어지고 핵 안의 인이 사라진다. 중기에는 세포의 중심에 수평인 가상의 면인 적도면에 염색체들이 배열이 되기 시작하여 후기에는 방추사에 의해 서서히 염색체들은 서로 양극으로 이동되어 말기에는 딸세포의 핵 주위에 다시 핵막이 형성되고 응축이 되어 있던 염색체들이 다시 염색사로 풀리기 시작한다. 이후에 세포질이 분열 되면서 두 개의 세포로 나누어 체세포분열이 완료된다.

(다)  감수분열은 생식을 위해서 절반의 염색체수를 가진 생식 세포를 생성하기 위한 분열이다. 사람의 경우, 46개의 염색체가 존재하는데, 이론상으로는 23개의 염색체는 아버지에게서, 23개의 염색체는 어머니에게서 물려받은 것이다. 감수 제 1 분열에서는 상동염색체간에 일부가 교환이 되는 교차 현상이 일어나기도 한다. 감수 분열을 통해서는 원래 생물이 가지는 염색체의 수가 반이 되는 반수체가 형성 된다. 세포 분열과 마찬가지로 핵막이 소실되어 염색체가 적도면에 배열이 되면서 염색 분체가 분리되어 세포질이 분열하여 생식 세포가 생기게 된다.

(라)  멘델은 오스트리아의 한 수도원에서 수도사로 있으면서 완두콩을 이용하여 여러 유전법칙을 발견 하였지만 당시 찰스 다윈이 진화론을 발표 하는 등 학계의 관심은 다른 곳에 많이 쏠려 있어서 많은 주목을 받지 못하였지만 후에 이 유전법칙에 대한 인식이 강해지면서 그의 유전법칙들은 생명과학의 발전에 크게 기여를 하였다. 멘델은 먼저 ‘우성’과 ‘열성’이라는 개념을 정의 지었는데, ‘열성’의 경우, 부모에게는 나타나지 않는 형질을 뜻한다. 멘델은 유전자의 구성이 서로 대립유전자라는 한 쌍의 유전자에 의해 형질이 결정됨을 알게 되어 완두콩의 유전자형과 나타나는 표현형을 정리하였다. 여러 교배 실험을 통해서 멘델은 대립유전인자가 각각 다른 생식 세포로 나뉘어 들어간다는 분리의 법칙과 각각의 형질은 다른 형질과 관계없이 유전된다는 독립의 법칙을 발표하였다.

1.  과학자들은 멘델의 유전법칙을 기본으로 연구를 하던 중 독립의 법칙이 꼭 성립 하지 않음을 알게 되었다. 이에 대해 설명하시오. (6점)

2.  감수 1분열이 진행이 되는 동안에는 교차라는 현상이 일어나기도 하는데 이는 상동염색체 상의 대립유전자가 서로 자리를 교체하여 새로운 대립유전자 쌍을 만들어내는 현상인데, 연관된 유전인자들에 대해 교차가 일어날 확률을 교차율이라고 한다. 이러한 교차율을 통하여 한 염색체에 연관된 유전인자들의 거리를 대략 짐작 할 수 있다. 교차현상의 의의에 대해 서술하시오. (6점)

3.  근육세포가 수축하고 이완하여 서로간의 거리가 가까워지고 멀어지는 것과 감수분열을 할 때 염색체들이 멀어지는 현상을 서로 비교하여 서술하시오. (6점)

4.  수정을 통하여 수정란이 형성되어 착상을 하기 전 일어나는 분열과 여성의 몸에서 일어나는 제1 감수분열과 제 2감수분열을 비교하여 서술하시오. (8점)

5.  점박이 게의 종류인 A종과 얼룩무늬 게의 종류인 B와 C종이 있는데, 다음은 종 A, B, C 종의 특징이다. 다음을 읽고 질문에 답하시오.

-  게의 종 A, B, C 모두 완전한 성체가 되었을 경우 크기는 비슷하다.

-  점박이 게의 종류중 하나인 A종의 점 모양과 색은 독립적으로 유전이 되며 이들의 유전자는 상염색체에 존재한다. 얼룩무늬 게 B종과 C종은 흰색 얼룩무늬를 가진다.

-  점박이 게 A의 점 모양은 우성인 원모양(R)과 열성인 세모(r) 모양으로 나뉘며, 색은 우성인 갈색(B)과 열성인 초록색(b)으로 나뉜다.

-  점박이 게 A종의 경우, 어떤 유전자들은 정자에만 존재하는 물질이나 난자에만 존재하는 물질과의 반응이 있어야만 발현된다.

-  동형 접합으로 원 모양의 점과 이형접합으로 된 갈색을 띈 수컷 점박이 게와 이형접합으로 원모양의 점과 이형 접합으로 갈색을 띤 암컷 점박이 게 사이에서는 1:1 비율로 원모양의 점을 띤 게들이 나오고 갈색과 녹색의 게들도 1:1 비율로 나왔다. 반면 동형접합으로 세모 모양의 점과 갈색을 띠는 암컷 점박이 게와 동형 접합으로 원 모양의 점과 녹색을 띠는 수컷 게들 사이에서는 모든 게들의 색은 녹색을 띠고 세모 모양의 점을 가졌다고 한다.

-  얼룩무늬 게 B와 C 모두 수정란이 형성된 이후 같은 시간 동안 같은 수의 분열을 하며, 얼룩무늬 게 B의 경우 생식 세포 형성 기간 중 점의 모양과 색에 대한 인자가 세포에서 발현을 시작하는 시점은 1/3지점이며 얼룩무늬 게 C의 경우 3/4지점부터 시작이 된다고 한다.

5-1. 얼룩무늬 게 종B와 종C의 몸에 있는 얼룩의 크기에 대하여 근거를 들어 설명하시오. (단, 종B와 종C의 게는 똑같은 크기로 성장을 하며, 얼룩의 크기를 제외한 모든 요소들은 똑같다고 한다) (7점)

5-2.  모든 유전인자들이 이형으로 접합된 점박이 게 A를 검정교배를 하였을 경우 나타나는 녹색 원모양, 녹색 세모모양, 갈색 원모양, 갈색 세모모양의 점을 가진 게들의 비율을 구하고 그 이유에 대해 설명하시오. (7점)

【 지구과학 】

※ 다음 제시문을 읽고 물음에 답하시오.

[가] 한국을 포함한 동아시아 지역은 온난화가 빠르게 진행되는 지역으로 꼽힌다. 기상청 기후 변화 감시 센터는 현재와 같은 속도로 지구 온난화가 진행된다면, ‘슈퍼 태풍’의 발생 빈도가 증가하여 한반도에 큰 피해를 줄 수 있다고 경고하였다. 만약 슈퍼 태풍이 2002년 경남 사천에 상륙한 태풍 매미와 같은 이동 경로를 따른다면 부산, 울산, 창원 지역에 태풍 매미에 의한 피해와 비교할 수 없는 커다란 경제적, 인적 피해가 발생할 수 있다.

[나] 원시 지구는 탄생 초기에는 수많은 미행성체들의 충돌로 뜨거운 마그마 바다를 형성하였다. 시간이 지나면서 지구 내부는 점차 핵과 맨틀이 분리되었고, 미행성체 충돌이 줄어들면서 지구의 온도는 점점 내려가 원시 지각이 형성되었다. 화산 활동으로 대기 중에 공급된 수증기가 응결하여 많은 양의 비가 내렸고, 낮은 곳에 고인 물이 모여 원시 바다를 이루었다. 지구 대기의 조성도 지구 탄생 초기부터 지금까지 지속적으로 변화하고 있다. 화산 활동에 의하여 지구 내부로부터 다량의 수증기, 이산화탄소, 수소, 암모니아 등이 방출되었으나, 이 중에서 수소, 헬륨, 암모니아 등은 태양풍에 의하여 밀려나가고 나머지 성분이 원시 대기에 남게 되었다. 현재는 질소, 산소, 아르곤, 이산화탄소 등으로 지구 대기가 구성된다.

[다] 다음은 미래에 있을 수 있는 가상의 뉴스이다. “2070년 6월 22일 미국 NASA는, 35파섹 거리에 있는 태양과 비슷한 성질을 가진 항성을 관측한 결과, 그 주변을 공전하고 있는 지구형 외계행성을 발견하였다고 발표하였다. EP2070F로 명명된 이 행성의 궤도는 원 궤도에 가깝고, 궤도 반지름은 2 천문단위([eqn: 3TIMES10 ^{ 8}] km)이며, 인류와 유사한 지적 문명이 존재한다고 한다. 한편, 천문학자들이 이 문명과 교신하는 데 성공하였는데, 놀랍게도 그들도 우리와 비슷한 천문학 체계를 가지고 있다고 한다.”

그들은 천체의 거리와 등급에 관하여 다음과 같은 정의를 사용하고 있다.

○ 거리의 단위 파섹(parsec: parallax of one arc second)은 연주 시차가 1초인 천체까지의 거리로 정의한다.

○ 천체의 겉보기 등급이 5등급 크다면 밝기는 100배 어두워진다.

○ 절대 등급은 천체가 10파섹 거리에 있을 때의 밝기에 해당하는 등급이다.

※ 항성을 중심으로 회전하는 행성의 공전 때문에 가까이 있는 어떤 천체가 배경별에 대해 천구 상에서 관측되는 시차각의 [eqn: 1 over 2]을 ‘연주 시차’라고 한다.

다음 표는 행성 EP2070F의 천문학자가 관측한 천체의 데이터를 보여준다.

천체의 이름	연주 시차(″)	겉보기 등급
SN3005	0.02	-0.5
PL5324	0.10	+2.5
WR7311	0.01	-1.0

[라] 16세기 코페르니쿠스는 지구가 태양계의 중심에 있지 않으며, 단지 태양 주위를 도는 여러 행성 중의 하나임을 보였다. 그러므로 과학 철학자들은 “우주에서 우리의 위치가 전혀 특별하지 않다”라는 아이디어를 코페르니쿠스의 원리라고 부른다.

【문제 1】 제시문 [가]에 대해 물음에 답하시오. (1-1,2,3)

1-1. 열대성 저기압인 태풍이 발생하는 데 필요한 ① 열적인 측면의 조건, ② 발원지로서의 조건, ③ 지상풍계의 수평적인 흐름에 대한 조건을 각각 제시하시오. (5점)

1-2. 지구 온난화에 따라 슈퍼 태풍의 발생 빈도가 증가하는 원인에 대하여 열적인 조건을 중심으로 서술하시오. (3점)

1-3. 그림은 2003년 9월 한반도를 강타한 태풍 매미의 이동경로를 나타낸다. 당시 부산과 경남 지역은 호남 지역에 비하여 상대적으로 더 큰 피해를 입었는데, 그 이유를 종관 지상풍과 관련시켜 설명하시오. (5점)

【문제 2】 제시문 [나]에 대해 물음에 답하시오. (2-1,2,3)

2-1. 규산염 물질로 이루어진 지각의 평균 밀도는 2.7∼3.0 [eqn: g/{cm^3}]이지만 지구 전체의 평균 밀도는 5.52 [eqn: g/{cm^3}]이다. 원시 지구의 진화 과정을 추론하여 지구 내부의 층상 구조에 따른 구성 물질(성분) 분포의 특징을 설명하시오. (5점)

2-2. 그림은 원시 대기부터 현재까지 지구 대기를 구성하는 성분의 조성 변화를 나타낸 것이다. 질소와 이산화탄소에 해당하는 것은 A∼D 중에서 각각 어느 것인가? (2점)

2-3 원시 대기부터 현재까지 대기 중의 이산화탄소 농도가 어떠한 이유에 의하여 어떻게 변화해왔는지 설명하시오. (5점)

【문제 3】 제시문 [다∼라]에 대해 물음에 답하시오. (3-1,2,3)

3-1. 지구의 천문학자들도 SN3005를 관측하였는데, 그 연주 시차는 0.05″라고 한다. 지구에서 SN3005까지의 거리를 [eqn: d _{1}]이라고 하고, 행성 EP2070F에서 SN3005까지의 거리를 [eqn: d _{2}]라고 한다면, 거리의 비 [eqn: {d _{1}} / {d _{2}}]는 얼마인가? 반드시 계산 과정을 쓰시오. (5점)

3-2. 제시문 [다]의 표에 있는 세 천체 SN3005, PL5324, WR7311의 고유한 밝기가 가장 밝은 것부터 순서대로 나열하시오. 그렇게 판단한 근거를 반드시 제시하시오. (5점)

3-3. 제시문 [다]에 기술된 외계 행성과 외계 문명에 관한 기사가 제시문 [라]에 있는 코페르니쿠스 원리에 어떻게 부합되는지를 우리은하의 별에 대한 관측 사실을 근거하여 200자 이내로 논하시오. (5점)