01 그림은 1996년 1월부터 2014년 9월까지 관측된 모든 흑점의 위도별 분포도이다.

Ⅳ. 다가오는 우주 / 2. 행성의 운동과 회합 주기

중단원 문제

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 흑점의 수는 2008년보다 2014년이 많다. ㄴ. 코로나의 크기는 2008년보다 2001년이 크다. ㄷ. 대부분의 흑점은 위도 40˚ 이내의 지역에서 나타난다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

02 그림 (가)는 망원경을 이용하여 태양을 관측하는 방법을 나타낸 것이고, (나)는 태양의 흑점을 여러 날 동안 관측한 것이다.

(가)

(나)

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① A는 주변에서 들어오는 빛을 차단하기 위한 장치이다.

② B의 길이를 조절하여 태양의 상을 뚜렷하게 맺히도록 한다.

③ 흑점의 위치가 이동하는 것은 태양이 자전하기 때문 이다.

④ 흑점의 위치는 날짜에 따라 매우 불규칙한 속도로 이 동 한다.

⑤ 지구의 관측자가 보면 흑점의 위치는 동에서 서로 이 동한다.

03 그림 (가)~(라)는 태양의 표면과 대기에서 나타나는 여러 현상들이다.

(가)

(나)

(다)

(라)

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가)에서 밝게 보이는 부분은 고온의 기체가 상승하는 곳이다.

② (나)는 개기 일식 때 육안으로 관측할 수 있다.

③ (나)에는 (가)보다 온도가 높은 부분이 나타난다.

④ (나)는 (다) 주변에서 나타나는 폭발 현상이다.

⑤ (다)의 수가 많을 때는 (나)의 크기가 커지고 (라)의 활 동이 활발해진다.

04 그림은 개기 일식이 일어났을 때의 태양의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 밝게 빛나는 부분은 태양의 코로나이다. ㄴ. 태양–달–지구의 순서로 일직선을 이루고 있다. ㄷ. 망원경으로 쌀알무늬의 모습을 자세히 관측할 수 있다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

05 그림은 태양, 지구, 달의 상대적인 위치 관계를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 달이 A에 위치할 때는 자정에 서쪽 지평선으로 진다. ㄴ. 달이 B에 위치할 때는 관측할 수 있는 시간이 가장 길다. ㄷ. 달이 C에 위치할 때는 초저녁에 남쪽 하늘에서 관측된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

06 그림 (가)와 (나)는 보름달이 관측되는 어느 하짓날과 동짓날의 모습을 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)는 동짓날에 해당한다. ㄴ. 우리나라에서 달의 남중 고도는 (가)보다 (나)가 높다. ㄷ. 우리나라에서 달이 뜨는 시각은 (가)보다 (나)가 빠르다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

07 그림은 2014년 10월 8일 우리나라에서 관측된 개기 월식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 달의 적경은 A보다 C가 작다. ㄴ. 이 날은 태양의 남중 고도보다 달의 남중 고도가 낮다. ㄷ. 지구의 본그림자에 위치한 B는 육안으로는 관측할 수 없다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

08 그림 (가)는 북반구 중위도 지역에서 부분 일식이 일어난 날 태양의 이동 경로를 나타낸 것이고, (나)의 a, b, c는 A, B, C 위치에서의 일식 모습을 순서 없이 나열한 것이다.

(가)

(나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 이 날 달의 위상은 망이다. ㄴ. A에서 일식의 모습은 (나)에서 c이다. ㄷ. 태양이 B에 위치할 때, 이 부분 일식의 관측자는 달의 본그림자 영역에 있다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

09 그림은 태양과 지구에 대한 화성과 금성의 상대적인 위치를 나타낸 것이다.

화성과 금성이 역행하는 것으로 관측되는 위치를 순서대로 옳게 짝지은 것은?

① A, E	② B, F	③ B, H

④ C, G	⑤ D, F

10 그림은 지구와 금성의 상대적인 위치 관계를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 금성이 A에 위치하면 해 뜨기 전 동쪽 하늘에서 볼 수 있다. ㄴ. 금성이 B 부근에 위치하면 천구 상에서 순행을 한다. ㄷ. 금성이 C에서 D로 이동하는 동안 지평선에서 뜨는 시각은 점점 늦어진다. ㄹ. 금성이 D 부근을 지날 때에는 적경이 증가한다.

① ㄱ, ㄷ	② ㄴ, ㄹ	③ ㄷ, ㄹ

④ ㄱ, ㄴ, ㄹ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

11 그림은 어느 해 4월부터 10월까지 화성의 겉보기 운동을 관측하여 적도 좌표로 나타낸 것이다.

7월 9일경에 화성을 관측한 내용으로 옳지 않은 것은? (단, 그림에서 4/10은 4월 10일을 뜻한다.)

① 겉보기 등급이 최소가 되었다.

② 시직경이 가장 크게 관측되었다.

③ 새벽에 동쪽 하늘에서 관측되었다.

④ 관측할 수 있는 시간이 가장 길었다.

⑤ 천구 상에서 역행을 하는 것으로 관측되었다.

12 그림은 일정 기간 동안 관측한 화성의 시직경 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 화성의 공전 주기는 25개월이다. ㄴ. 2008년 1월에 화성의 적경은 증가하고 있다. ㄷ. 지구와 화성 사이의 거리는 2008년 1월이 2010년 1월보다 가깝다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13 그림은 어느 소행성의 궤도를 나타낸 것이다.

이 소행성에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 공전 궤도 긴반지름은 4 AU이다. ㄴ. 1년 동안 지나간 궤도 면적은 전체 궤도 면적의 [eqn: {1} over {8}]이다. ㄷ. 지구와의 회합 주기는 [eqn: {7} over {8}]이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14 태양으로부터 행성까지의 거리를 a, 행성의 공전 속도를 v라고 할 때, a와 v 사이의 관계를 옳게 나타낸 그래프는?

①	②

③	④

⑤

15 그림 (가)는 프톨레마이오스의 태양계 모형을, (나)는 티코 브라헤의 태양계 모형을 나타낸 것이다.

(가)

(나)

(가)로는 설명할 수 없지만 (나)로는 설명이 가능한 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 별의 연주 시차가 생긴다. ㄴ. 행성의 역행 현상이 나타난다. ㄷ. 금성이 보름달 모양으로 보이게 된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16 그림 (가), (나), (다)는 서로 다른 우주관을 나타낸 것이다.

(가)

(나)

(다)

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가)는 일식과 월식 현상을 설명할 수 있다.

② (나)는 금성이 보름달 모양으로 보이는 것을 설명할 수 있다.

③ (가)와 (나)에서 지구는 우주의 중심에 위치하고 있다.

④ (나)와 (다)는 별의 연주 시차를 설명할 수 있다.

⑤ (가)~(다) 모두 내행성의 최대 이각을 설명할 수 있다.

정답과 해설

01 ⑤ 02 ④ 03 ④ 04 ③ 05 ③ 06 ⑤ 07 ① 08 ② 09 ② 10 ③ 11 ③ 12 ② 13 ⑤ 14 ⑤ 15 ② 16 ④

01 ㄱ. 흑점의 수는 극소기에 해당하는 2008년보다 극대기에 가까운 2014년이 많다.

ㄴ. 코로나의 크기는 흑점 수가 많을수록 크므로 극소기인 2008년 보다 극대기인 2001년이 크다.

ㄷ. 대부분의 흑점은 적도에서 위도 40˚ 이내의 지역에서 나타나며, 위도 40˚ 이상의 고위도 지역에는 거의 나타나지 않는다.

02 ④ 흑점의 위치는 날짜에 관계없이 거의 일정한 속도로 이동한다.

① A는 태양 광선 차단판으로, 망원경을 통해 들어오는 빛 이외에 주변에서 들어오는 빛을 차단하기 위한 장치이다.

오답 체크

② B의 길이는 초점에 맞도록 알맞게 조절해야 한다. B의 길이가 초점 거리와 달라지면 상이 흐려진다.

③ 태양 표면에 고정되어 있는 흑점의 위치가 이동하는 것처럼 보이는 것은 태양이 자전하기 때문이다.

03 ④ 흑점 부근에서 발생하는 폭발 현상은 플레어이다.

① 쌀알무늬에서 고온의 기체가 상승하는 곳은 밝게 보이고, 저온의 기체가 하강하는 곳은 어둡게 보인다.

오답 체크

② 개기 일식은 태양이 달에 가려져 보이지 않는 현상으로, 태양-달-지구의 순으로 일직선을 이룰 때 발생한다. 이때 지구에서는 달의 어두운 면만을 보게 되므로 달의 위상은 삭이다.

③ 코로나의 온도는 100만 K 이상으로, 광구(쌀알무늬)의 온도(6,000 K)보다 훨씬 높다.

⑤ 흑점의 수가 많을 때에는 코로나의 크기가 커지고 홍염의 활동이 활발해진다.

04 ㄱ. 개기 일식이 일어났을 때 달에 가려진 태양의 주위로 밝게 빛나는 부분은 태양의 대기인 코로나이다. 코로나는 온도가 100만 K이상으로 높지만 밀도가 매우 작아 광구보다 어두우므로 평상시에는 볼 수 없고, 개기 일식 때 광구가 가려지면 볼 수 있다.

ㄴ. 개기 일식은 태양이 달에 가려져 보이지 않는 현상으로, 태양-달-지구의 순으로 일직선을 이룰 때 발생할 수 있다.

ㄷ. 쌀알무늬는 태양의 표면인 광구에서 볼 수 있으므로, 달에 가려 광구가 보이지 않는 개기 일식 때에는 관측할 수 없다.

오답 체크

05 ㄱ. 달이 A에 위치하면 오른쪽 반이 밝게 보이는 상현달 모양을 이루므로, 초저녁에 남쪽 하늘에서 관측된다.

ㄴ. 달이 태양의 반대쪽인 B에 위치할 때는 해가 질 무렵에 동쪽 지평선에서 떠올라 해가 뜰 무렵에 서쪽 지평선으로 진다. 따라서 관측할 수 있는 시간이 가장 길다.

I ㄷ. 달이 C에 위치할 때는 자정에 동쪽 지평선에서 떠올라 해 뜰 무렵에 남쪽 하늘에서 보인다.

오답 체크

06 ㄴ. 천체의 적위가 클수록 남중 고도가 높으므로 우리나라에서 달의 남중 고도는 (가)보다 (나)가 높다.

ㄷ. 천체의 적위가 클수록 일찍 떠서 늦게 지므로 우리나라에서 달이 뜨는 시각은 (가)보다 (나)가 빠르다.

ㄱ. (가)는 태양의 적위가 +23.5˚이고, 태양이 천구의 적도보다 북쪽에 위치하므로 하짓날에 해당한다.

오답 체크

07 ㄱ. 달이 C → B → A로 공전하며 월식이 진행되었다. 따라서 달의 적경은 A보다 C가 작다.

ㄴ. 10월 초에 태양이 적도보다 조금 아래에 있으므로 보름달은 적도보다 조금 위에 위치하여 달의 적위가 태양보다 크다. 따라서 이 날은 태양의 남중 고도보다 달의 남중 고도가 높다.

오답 체크

ㄷ. 지구의 본그림자에 위치한 B는 개기 월식 상태의 달로 육안으로 희미하고 붉게 관측된다.

08 ㄴ. 식이 진행될 때 태양의 오른쪽부터 가려지므로 c(A) → b(B)→ a(C)의 순으로 일식이 진행되었다.

ㄱ. 일식은 태양-달-지구의 순으로 일직선 상에 놓여 달이 태양을 가리므로, 달의 위상이 삭일 때 발생한다.

오답 체크

ㄷ. B에서 b 상태의 부분 일식이 나타났으므로 관측자는 달의 반그림자 영역에 위치하였다.

09 행성이 별자리에 대해 동쪽으로 이동하는 것처럼 보일 때를 순행한다고 하며, 서쪽으로 이동하는 것처럼 보일 때를 역행한다고 한다. 외행성인 화성은 충(B) 부근을 지날 때 역행하는 것으로 보이고, 내행성인 금성은 내합(F) 부근을 지날 때 역행하는 것으로 보인다.

10 ㄷ. A는 동방 최대 이각, B는 내합, C는 서방 최대 이각, D는 외합이다. 금성이 서방 최대 이각에 위치해 있으면 새벽에 동쪽 하늘에서 볼 수 있다. 금성의 위치가 내합으로 이동해 감에 따라 지평선에서 뜨는 시각이 점점 늦어져 내합에 위치하면 태양과 함께 뜬다.

ㄹ. 금성이 외합 부근을 지날 때에는 순행을 하므로 적경이 증가한다.

ㄱ. 금성이 동방 최대 이각에 위치하면 초저녁에 서쪽 하늘에서 볼 수 있다.

오답 체크

ㄴ. 금성이 내합 부근을 지날 때에는 별자리에 대해 동 → 서로 이동하는 역행을 한다.

11 ③ 화성은 6월 9일부터 8월 8일까지 적경이 감소하였으므로 역행을 하였다. 그리고 7월 9일은 역행 기간의 중간에 해당하므로, 이날 화성은 충 부근에 위치해 있었다. 화성이 충에 위치하면 초저녁에 떠서 새벽에 지므로, 새벽에는 서쪽 하늘에서 관측된다.

화성이 충에 위치하면 가장 밝게 보이기 때문에 겉보기 등급이 가장 작고, 지구에서 가장 가까우므로 시직경이 가장 크게 관측된다. 또한 이때 화성은 초저녁에 떠서 새벽에 지므로 관측할 수 있는 시간이 가장 길다.

오답 체크

12 ㄷ. 2008년 1월에는 시직경이 최대이고, 2010년에는 2월에 시직경이 최대이므로, 2008년 1월은 2010년 1월보다 화성까지의 거리가 가까웠다.

ㄱ. 화성의 시직경이 가장 클 때는 충의 위치이며, 충에서 충까지 걸리는 시간 25개월은 회합 주기이다. 회합 주기를 이용하여 화성의 공전 주기를 구하면 23개월 정도이다.

오답 체크

ㄴ. 2008년 1월에 화성은 충에 위치하여 역행하므로 적경이 감소한다.

13 ㄱ. 공전 궤도 긴반지름은 근일점 거리와 원일점 거리의 평균이므로 [eqn: {2+6} over {2}] =4(AU)이다.

ㄴ. 공전 궤도 긴반지름이 4 AU이므로 케플러 제3법칙을 이용하여 공전 주기를 구하면 P²=4³이므로 공전 주기는 8년이다. 공전주기가 8년이므로 1년 동안 지나간 궤도 면적은 전체 궤도 면적의 [eqn: { 1} over {8 }]이다.

ㄷ. 지구와의 회합 주기 S는, [eqn: {1} over {1} - {1} over {8} = {1} over {S}]에서 [eqn: S= {8} over {7}]년이다.

14 행성이 원 궤도 운동을 하려면 구심력이 필요한데, 태양과 행성 사이의 인력이 구심력의 역할을 하므로 구심력=인력으로부터 [eqn: {mv ^{2}} over {a ^{2}} = {Mm} over {a ^{2}}]에서 [eqn: v PROPTO {2+6} over {2}] 이다.

즉, 태양으로부터 멀리 떨어진 행성일수록 공전 속도가 느려진다. 따라서 태양계 행성 중에서 수성의 공전 속도가 가장 빠르고, 해왕성의 공전 속도가 가장 느리다.

15 ㄷ. 천동설에서는 금성이 항상 지구와 태양 사이에 위치하여 초승달이나 그믐달 모양으로만 보이고 보름달 모양으로 보이지 않는다. 하지만 티코 브라헤의 절충설에서는 금성이 태양 너머에 위치할 수 있기 때문에 보름달 모양으로 보일 수 있다.

ㄱ. 별의 연주 시차는 지구의 공전 때문에 나타나는 것이므로 천동설과 절충설로는 설명할 수 없다.

오답 체크

ㄴ. 천동설에서는 주전원을 도입하여 행성의 역행 현상을 설명하고, 절충설에서는 지구를 제외한 행성들이 태양 주위를 공전하므로 역행을 설명할 수 있다.

16 ④ (나)는 별의 연주 시차를 설명할 수 없고, (다)는 별의 연주 시차를 설명할 수 있다.

① (가), (나), (다) 모두 삭과 망이 나타날 수 있으므로 일식과 월식 현상을 설명할 수 있다.

오답 체크

② (나)에서 금성이 태양보다 멀리 위치할 때 보름달 모양으로 보일 수 있다.

③ (가)와 (나)에서 지구는 움직이지 않고 우주의 중심에 위치하고 있다.

⑤ (가)에서는 주전원 중심을 태양과 같은 방향에 고정시켜 내행성의 최대 이각을 설명하였고, (나)와 (다)에서는 내행성이 태양 반대편에 위치하는 경우가 없으므로 최대 이각을 설명할 수 있다.