2023 관양고 2학년 2학기 기말고사 지구과학
기출문제·해설
관양고등학교 2023학년도 2학기 기말고사 지구과학 전 문항(24문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 은하와 우주 · 별의 물리량과 H-R도 · 행성우주과학 (진로) · 별의 진화와 에너지원
📍 경기 안양시 동안구📅 2023 · 2학기 기말고사🧪 지구과학📝 24문항 (객관식 24 · 서술형 0)
문제 미리보기 (2문항)
1번별의 물리량과 H-R도색지수와 물리량중
표는 별 (가), (나), (다)를 B 필터와 V 필터를 이용해서 관측한 등급과 절대 등급을 나타낸 것이다.
| 별 | B 등급 | V 등급 | 절대 등급 |
|---|---|---|---|
| (가) | 3.11 | 2.03 | −5 |
| (나) | 1.84 | 1.86 | 0 |
| (다) | 3.54 | 3.81 | +10 |
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. 표면 온도는 (가) < (나) < (다)이다.
ㄴ. 별의 반지름은 (다)가 (가)보다 작다.
ㄷ. 별의 밝기는 (나)가 (가)보다 100배 밝다.
① ㄴ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ③ · 해설
Step 1. 색지수 구하기
색지수(B−V)는 (가) 3.11−2.03=1.08, (나) 1.84−1.86=−0.02, (다) 3.54−3.81=−0.27이다. 색지수가 작을수록 표면 온도가 높다.
Step 2. 선지 판정
ㄱ. 색지수가 (가) > (나) > (다)이므로 표면 온도는 (가) < (나) < (다)이다.
ㄴ. (다)는 표면 온도가 가장 높은데 절대 등급이 +10으로 매우 어두우므로 반지름이 작고, (가)는 온도가 낮은데 절대 등급이 −5로 매우 밝으므로 반지름이 크다.
ㄷ. 실제 밝기는 절대 등급으로 비교한다. 절대 등급이 (가) −5, (나) 0으로 (가)가 5등급 작으므로 (가)가 (나)보다 100배 밝다.
따라서 정답은 ③이다.
2번별의 물리량과 H-R도빈 법칙과 복사 에너지상
표는 별 A와 B의 물리량을, 그래프는 단위 면적당 단위 시간에 방출하는 복사 에너지의 상대적 세기를 파장에 따라 나타낸 것이며, $a$와 $b$는 각각 별 A와 B 중 하나이다. $a$, $b$의 최대 에너지 방출 파장($\lambda_{\max}$)은 각각 $250\,\mathrm{nm}$, $500\,\mathrm{nm}$이다.
| A | B | |
|---|---|---|
| 종류 | 초거성 | 주계열성 |
| 분광형 | B8 | G2 |
| 표면 온도(K) | ㉠ | ㉡ |
| 최대 에너지 방출 파장(nm) | ㉢ | ㉣ |
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. ㉠×㉢=㉡×㉣이다.
ㄴ. 밀도는 B가 A보다 크다.
ㄷ. 단위 면적에서 단위 시간당 방출하는 에너지의 양($E$)은 B가 A의 16배이다.
① ㄴ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ③ · 해설
Step 1. a, b 구분
A는 B8형, B는 G2형이므로 표면 온도는 A가 높다. 표면 온도가 높을수록 $\lambda_{\max}$가 짧으므로 a($250\,\mathrm{nm}$)가 A, b($500\,\mathrm{nm}$)가 B이다. 따라서 ㉢=250, ㉣=500이다.
Step 2. 빈의 변위 법칙과 슈테판·볼츠만 법칙
$\lambda_{\max}T$는 일정하므로 $T_A:T_B=500:250=2:1$이고, $E=\sigma T^4$이므로 $E_A:E_B=16:1$이다.
Step 3. 선지 판정
ㄱ. 빈의 변위 법칙에 따라 $T_A\lambda_A=T_B\lambda_B$이므로 ㉠×㉢=㉡×㉣이다.
ㄴ. B는 주계열성, A는 초거성이므로 평균 밀도는 B가 A보다 크다.
ㄷ. 표면 온도가 A가 B의 2배이므로 $E$는 A가 B의 $2^4=16$배이다.
따라서 정답은 ③이다.
문항 구성
| 1번 | 별의 물리량과 H-R도 | 색지수와 물리량 | 중 | 객관식 |
| 2번 | 별의 물리량과 H-R도 | 빈 법칙과 복사 에너지 | 상 | 객관식 |
| 3번 | 별의 물리량과 H-R도 | 스펙트럼의 종류 | 하 | 객관식 |
| 4번 | 별의 물리량과 H-R도 | 분광형과 흡수선 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 별의 물리량과 H-R도 | H−R도와 별의 분류 | 하 | 객관식 |
| 6번 | 별의 물리량과 H-R도 | 광도 계급 | 중 | 객관식 |
| 7번 | 별의 진화와 에너지원 | 원시별의 진화 | 중 | 객관식 |
| 8번 | 별의 진화와 에너지원 | 주계열 이후 진화 | 상 | 객관식 |
| 9번 | 별의 진화와 에너지원 | 수소 핵융합 반응 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 별의 진화와 에너지원 | 별의 최후 | 하 | 객관식 |
| 11번 | 행성우주과학 (진로) | 도플러 효과 탐사 | 상 | 객관식 |
| 12번 | 행성우주과학 (진로) | 식 현상 탐사 | 중 | 객관식 |
| 13번 | 행성우주과학 (진로) | 미세 중력 렌즈 | 중 | 객관식 |
| 14번 | 행성우주과학 (진로) | 생명 가능 지대 | 중 | 객관식 |
| 15번 | 행성우주과학 (진로) | 생명 가능 지대 | 하 | 객관식 |
| 16번 | 은하와 우주 | 은하의 분류 | 하 | 객관식 |
| 17번 | 은하와 우주 | 충돌 은하 | 하 | 객관식 |
| 18번 | 은하와 우주 | 은하와 별의 분포 | 중 | 객관식 |
| 19번 | 은하와 우주 | 전파 은하 | 하 | 객관식 |
| 20번 | 은하와 우주 | 퀘이사와 세이퍼트은하 | 중 | 객관식 |
| 21번 | 은하와 우주 | 허블 법칙 계산 | 중 | 객관식 |
| 22번 | 은하와 우주 | 급팽창 이론 | 중 | 객관식 |
| 23번 | 은하와 우주 | 빅뱅과 정상 우주론 | 중 | 객관식 |
| 24번 | 은하와 우주 | 허블 상수 | 중 | 객관식 |