02...~29.

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병춘 공
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1 O2 우주의 탄생과 원자의 형성 보충 Ti 쿼크는 위, 아래, 맵시, 야릇한, 꼭대기, 바닥의 6종류가 있고, 이 중 위 쿼크와 아래 쿼크가 양성자와 중성자를 이룬다 기본 입자 1. 기본 입자 물질을 나누었을 때 더 이상 구분할 수 없는 가 장 작은 입자 쿼크와 경입자(렙톤)로 구분한다. 초기 우주의 진화와 원자의 형성 1. 초기 우주의 진화 과정 ① 빅뱅 암기 Ti 빅뱅 기본 입자 양성자와 중성자 중수소 원자핵 헬륨 원자핵 빅뱅 직후 우주 는 양성자보다 작은 크기의 고 밀도 고에너지 상태였다. ① 쿼크 양성자와 중성자를 이루는 기본 입자로, 위(`) 쿼 크와 아래(`) 쿼크를 포함하여 6종류가 있다. ② 경입자(렙톤) 쿼크보다 가벼운 기본 입자로, 전자를 포 함하여 6종류가 있다. ③ 중성자 위 쿼크와 아래 쿼크가 결합하여 양성자()와 중성자()가 형성되었다. ② 기본 입자 우주가 팽창하면 서 기본 입자인 쿼크와 경입자가 생겨났다. ④ 헬륨 원자핵 핵융합 반응으로 중수소 원자핵을 거쳐 헬륨 원자 핵이 형성되었 다.(빅뱅 후 3분) 2. 헬륨 원자핵의 형성 2. 기본 입자의 생성과 소멸 초기 우주의 온도가 높아 쌍생성과 쌍소멸 과정이 반복되었다. 쌍생성 ① 중수소 원자핵의 형성 중성자와 양성자와 핵융합 반응 으로 중수소 원자핵이 만들어진다. 쌍소멸 빛이 순간적으로 입자와 반입자를 입자와 반입자가 충돌하여 빛을 방 동시에 생성시키고 소멸 출하며 소멸 (양성자)`+n(중성자) H(중수소 원자핵) ② 헬륨 원자핵의 생성 중수소 원자핵이 다음 두 가지 경 로를 거쳐서 헬륨 원자핵(질량수 4)을 만든다. 입자가 반입자보다 약 10억 개당 1개의 비율로 많으며, 입자와 반입자의 쌍소멸 과정에서 소멸되지 않고 남은 입 중수소 원자핵과 양성자의 결합 후 중수소 원자핵과 중성자의 결합 후 중성자 결합 양성자 결합 자는 우주를 이루는 물질의 재료가 되었다. 3. 양성자와 중성자 양 성 자 중 성 자 위 쿼크 2개와 아래 쿼크 1개가 결합 전하량은 수소의 원자핵에 해당 위 쿼크 1개와 아래 쿼크 2개가 결합 전하량은 중성자의 질량이 양성자보다 약간 크다. 3. 초기 우주의 수소와 헬륨의 비 ① 양성자와 중성자의 변환과 개수 변화 매우 고온의 우주 생성 초기에는 양성자와 중성자가 서로 변환 되면서 1 1의 개수비를 유지 우주의 온도가 낮아지면서 질 량이 작은 양성자가 에너지를 흡수하여 중성자로 변환 되지 못하고, 질량이 큰 중성자가 에너지를 방출하면서 4. 자연계의 4가지 힘 빅뱅 이후, 초고온에서 서로 구분되지 않던 4가지 힘이 우주의 온도가 내려가면서 중력, 강한 힘, 전자기력, 약한 힘의 순서로 구분되어 나타났다. 양성자의 개수 중 성자의 개수=7 1 ② 초기 우주의 수소와 헬륨의 비 헬륨 원자핵이 생성될 중력 태양과 행성 사이 혹은 지구와 지구 위의 물체 사이에 작용하는 힘 때까지 남아 있던 중성자는 핵융합 반응으로 헬륨 원자 강한 힘 양성자와 중성자를 구성하는 쿼크를 묶어두는 힘 핵이 된다. 약한 힘 중성자가 양성자로 붕괴할 때 작용하는 힘 비=3 1로 결정 전자기력 원자핵과 전자와 같이 전하를 띤 입자 사이에 작용하는 힘 18 양성자가 되는 반응만 일어났다. Ⅰ. 우주의 기원과 진화 증거가 됨 우주 나이 3분일 때 수소와 헬륨의 질량 현재 우주의 관측값과 같아 빅뱅의

② 경입자(렙톤) 쿼크보다 가벼운 기본 입자로, 전자를 포 함하여 6종류가 있다. ③ 중성자 위 쿼크와 아래 쿼크가 결합하여 양성자()와 중성자()가 형성되었다. ② 기본 입자 우주가 팽창하면 서 기본 입자인 쿼크와 경입자가 생겨났다. ④ 헬륨 원자핵 핵융합 반응으로 중수소 원자핵을 거쳐 헬륨 원자 핵이 형성되었 다.(빅뱅 후 3분) 2.

2 n 38 3,000K n He I ,000K 02-3 n=1 n=5 n=4 n=3 n= (nm) 3,000K 3K

3 O2 우주의 탄생과 원자의 형성 38만 년 후, 3,000K 약 10억~ 100억 K 개념 마무리 핵심 문제로.2 바른답 알찬풀이.7 우 헬륨 원자핵, 주 가 전자, 맑 게 갬 헬륨,원자, 045 다음 설명 중 옳은 것은 표, 옳지 않은 것은 표 하시오. ⑴ 양성자와 중성자는 물질을 구성하는 기본 입자이다. ( ), ⑵ 우주 초기의 핵융합 반응으로 헬륨보다 무거운 원소는 거의 생성되지 수소 원자핵, (양성자)), 수소,원자, 빛은 자유 전자의 방해, 전자가 원자핵에 묶여 빛은, 현재까지 직진이 가능하다. 로 직진할 수 없다. 않았다. ( ) ⑶ 원자 속의 전자는 연속적인 에너지 상태를 가지는 것이 아니라 특정한 에너지만을 가진다. ( ) 3. 우주 배경 복사의 적색 편이 원자가 형성되면서 직진하기 시 작한 우주 배경 복사는 우주가 팽창하면서 현재 절대 온도 약 3K의 온도에 해당하는 복사의 파장으로 적색 편이(파 046 장이 길어짐) 되었다. 우주 탄생 38만 년 후, 복 사 에 너 지 의 상 대 적 세 기 길어짐 절대 온도 3K의 복사 파장 (약 7.3cm) 원자가 형성되었을 때, 우주 배경 복사 에너지, 분포(3,000K 복사 곡선) 현재의 우주 배경, 복사 에너지 분포, 우주 팽창으로, (3K 복사 곡선) 파장이 길어졌다. 짧다, 파장, ) 안에 들어갈 알맞은 말을 쓰시오. ⑴ 원자핵의 양성자와 중성자를 구성하는 ( 현재 절대 온도 3,000K의 복사 파장 (우주 배경 복사) 다음 ( 우주 탄생에서, 약 3,000K, 38만 년 후의, 의 빛, 우주, )를 묶어두는 힘은 강한 힘이다. ⑵ 빅뱅 이후 3분이 지났을 때 우주의 수소와 헬륨 원자핵의 질량비는 ( )이었으며 이는 빅뱅 우주론의 증거가 된다. ⑶ 전자의 에너지 상태가 바뀌면 빛을 흡수하거나 방출한다. 전자가 높은 에너지 상태로 이동하면 빛이 ( 로 이동할 때 빛이 ( )되고, 전자가 낮은 에너지 상태 )된다. 약 3K의 빛, 현재의, (우주 배경 복사) 우주, 길다, 047 우주 배경 복사의 적색 편이 4. 우주 배경 복사의 비등방성 우주 배경 복사는 빅뱅 우주론에 그림은 삼중 수소 원자의 구성 입자를 모형으로 나타낸 것이 다.,, 의 명칭을 쓰시오. 서 예상한 절대 온도 약 3K(-270æ) 정도인 물체에서 방 원자핵, 출되는 복사 에너지의 파장과 일치한다. 복사의 온도 분 포에 10만 분의 1`정도의 불균일성을 보인다. 우주 배경 - 복사의 불균일성(`우주의 물질 분포의 불균일성) 현재 우 - 리가 알고 있는 별과 은하 등 우주의 구조 형성 나오는 자료 빈 출 유 형 084번 우주 배경 복사의 불균일성 048 그림은 3가지 에너지 상태를 가지는 어떤 원자의 전자가 가질 수 있는 에너지를 나타낸 것이고, a, b, c는 원자에서 방출되는 3가지 종류의 빛을 나타낸 것이다. 원자에서 방출되는 빛 a, b, c를 에너지 량이 큰 것부터 순서대로 쓰시오. 6 a 4 OE 위성 관측 b WMP 위성 관측 c OE 위성의 관측과 2001년에 더욱 정밀한 관측을 행한 WMP 위성의 관측 결과로부터 우주 온도 분포가 미세하게 불균일함을 알 수 있다. 20 Ⅰ. 우주의 기원과 진화 0

우주 배경 복사의 적색 편이 원자가 형성되면서 직진하기 시 작한 우주 배경 복사는 우주가 팽창하면서 현재 절대 온도 약 3K의 온도에 해당하는 복사의 파장으로 적색 편이(파 046 장이 길어짐) 되었다. 우주 탄생 38만 년 후, 복 사 에 너 지 의 상 대 적 세 기 길어짐 절대 온도 3K의 복사 파장 (약 7.

4 % % ~ I % % % + 21

5 출제율 86% 표는 원자 ~를 구성하는 입자 수를 나타낸 것이다.(단, ~는 출제율 93% 그림은 우주 초기에 헬륨 원자핵이 생성되는 과정을 나타낸 것이다. 임의의 기호이다.) 에너지, 원자 양성자 수 중성자 수 전자 수 입자 헬륨( He), 원자핵, 헬륨 3( He), 원자핵, 위 표에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? 위 그림에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ㄱ. 와 는 동위 원소이다. ① 중수소 원자핵과 양성자는 전자기력으로 결합한다. ㄴ. 질량이 가장 큰 원자는 이다. ② 헬륨 3 원자핵은 중성자와 결합하면 헬륨 원자핵이 된다. ㄷ. 원자핵의 전하량이 가장 큰 것은 이다. ③ 중수소 원자핵이 양성자와 결합하면 헬륨 3 원자핵이 된다. ④ 1개의 양성자와 1개의 중성자가 만나 중수소 원자핵을 만 든다. ⑤ 헬륨 원자핵은 두 개의 중성자와 두 개의 양성자로 이루어 져 있다. 055 출제율 89% 통합형 그림은 양성자와 중성자로 이루어진 두 가지의 원자핵을 나타낸 것이다. 058 (가) 출제율 92% 그림은 물질을 이루는 입자를 모형으로 나타낸 것이다. 물질, 원자, 전자, 쿼크, (나) 원자핵, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. (가)와 (나)의 전하량은 같다. ㄴ. (나)는 (가)보다 질량이 약 2배 크다. ㄱ. 물질은 원자로 이루어져 있다. ㄷ. (가)는 (나)보다 안정한 원자핵이다. ㄴ. 양성자를 이루는 세 쿼크의 전하량 합은 0이다. ㄷ. 원자핵을 이루는 양성자 수와 중성자 수는 항상 같다. ④ ㄱ, ㄷ 056 ③ㄷ 출제율 91% 그림은 우주 초기에 일어났던 반응을 나타낸 것이다. 059 출제율 85% 자연계의 4가지 힘이 아닌 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. 중력 ㄴ. 전자기력 ㄷ. 원심력 ㄹ. 마찰력 ㅁ. 강한 힘 ㅂ. 약한 힘 ③ ㄷ, ㅁ 위 그림에서 입자,, 의 이름을 쓰고, 위와 같은 반응을 무엇이 ① ㄱ, ㄴ ② ㄷ, ㄹ 라 하는지 쓰시오. ④ ㄱ, ㄷ, ㅁ ⑤ ㄴ, ㅁ, ㅂ 22 Ⅰ. 우주의 기원과 진화

질량이 가장 큰 원자는 이다. ② 헬륨 3 원자핵은 중성자와 결합하면 헬륨 원자핵이 된다. ㄷ. 원자핵의 전하량이 가장 큰 것은 이다. ③ 중수소 원자핵이 양성자와 결합하면 헬륨 3 원자핵이 된다. ④ 1개의 양성자와 1개의 중성자가 만나 중수소 원자핵을 만 든다. ⑤ 헬륨 원자핵은 두 개의 중성자와 두 개의 양성자로 이루어 져 있다.

6 % % I % % D % % 23

7 출제율 93% 출제율 90% 빅뱅 이후 우주의 진화 과정에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 그림은 우주의 진화와 우주를 구성하는 입자의 변천을 나타낸 것이다. 모두 고른 것은? 우주 배경 복사가 방출된 시기의 기호를 쓰시오. ㄱ. 우주가 팽창하고 냉각되면서 4가지 힘이 차례로 분리되 었다. ㄴ. 우주 초기의 핵융합 반응에서 헬륨보다 무거운 원소가 생성되었다. ㄷ. 우주 탄생 후 약 3분이 지났을 때 양성자의 수는 중성자 D E F G 수보다 적었다. ㄹ. 우주가 냉각되면서 3개의 쿼크의 결합으로 양성자와 중 성자가 형성되었다. ① ㄱ, ㄴ 067 ② ㄱ, ㄷ 070 출제율 97% 서 술 형 그림은 우주에서 원자가 생성될 당시 구성 물질의 변화를 나타낸 것이다. ③ ㄱ, ㄹ ⑤ ㄴ, ㄹ, 출제율 94% 빅뱅 후 약 38만 년이 지났을 때 원자의 형성에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. 헬륨 원자와 탄소 원자가 형성되었다. ㄴ. 원자는 (+) 전하를 띤 원자핵과 (-) 전하를 띤 전자가 결합하여 형성되었다. 위 그림과 같은 구성 물질의 변화가 일어날 때의 온도, 우주의 나이 및 에 갇혀 있던 빛이 에서 직진할 수 있는 이유를 서술하시오.~5점 ㄷ. 우주의 온도가 3,000K 정도로 낮아졌을 때 전자는 원 자핵과 결합할 수 있었다 출제율 94% 그림은 우주의 진화 과정과 물질의 생성을 나타낸 것이다. 출제율 90% 빅뱅 후 약 3분이 지났을 때 우주의 모습에 대한 설명으로 옳은 것을 대폭발, <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. 양성자와 중성자의 핵융합 반응으로 헬륨 원자핵이 형성 되었다. 광자, 전자, 쿼크, 시간, ㄴ. 쿼크가 독립된 입자로 존재하고, 여러 가지 경입자, 빛 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? 이 있었다. ㄷ. 중성자가 양성자로 붕괴하여 양성자 수가 중성자 수보 다 많아졌다. ㄹ. 우주가 투명해지면서 빛이 전자의 방해를 받지 않고 직 진하게 되었다. ① ㄱ, ㄴ 24 ② ㄱ, ㄷ Ⅰ. 우주의 기원과 진화 ③ ㄱ, ㄹ ⑤ ㄴ, ㄹ ㄱ. 우주의 온도는 시기가 시기보다 높았다. ㄴ. 시기에는 헬륨 원자핵이 형성되었다. ㄷ. 시기 이후에는 우주가 투명해졌다. ① ㄱ ②ㄷ

① ㄱ, ㄴ 067 ② ㄱ, ㄷ 070 출제율 97% 서 술 형 그림은 우주에서 원자가 생성될 당시 구성 물질의 변화를 나타낸 것이다. ③ ㄱ, ㄹ ⑤ ㄴ, ㄹ, 출제율 94% 빅뱅 후 약 38만 년이 지났을 때 원자의 형성에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. 헬륨 원자와 탄소 원자가 형성되었다. ㄴ. 원자는 (+) 전하를 띤 원자핵과 (-) 전하를 띤 전자가 결합하여 형성되었다.

8 % % I % %

9 출제율 94% 그림은 우주의 팽창과 우주를 구성하는 입자의 변천을 나타낸 것이다. 출제율 91% 다음 중 우주 배경 복사가 방출된 시기에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 빅뱅이 일어난 직후 쿼크가 형성되기 전 현재, 137억 년 후, ② 쿼크가 모여 양성자와 중성자를 형성한 시기 ③ 양성자와 중성자가 모여 원자핵을 형성한 시기 ④ 원자핵과 전자가 결합하여 원자를 형성한 시기 우주의 시작, 초고온,, 초고밀도의, 빅뱅 우주, 위 그림에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? ⑤ 성간 물질이 수축하여 최초의 별이 형성된 시기 079 출제율 91% 그림은 철수가 빅뱅을 주제로 하여 정리한 노트이다. ㄱ. 시기에는 양성자와 중성자의 수가 같았다. ㄴ. 시기에 원자가 형성되어 빛의 직진이 가능하게 되었다. ㄷ. 시기의 별과 은하는 우주 물질의 불균일성으로부터 생겼다. ③ ㄱ, ㄷ 위 그림에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. 에 들어갈 내용은 우주 배경 복사 이다. ㄴ. 외부 은하는 거리가 멀수록 더 빠르게 멀어진다. ㄷ. 성운이 수축하여 별을 형성할 때 작용한 힘은 전자기력 우주 배경 복사 이다. ㄹ. (가)는 헬륨 원자핵, (나)는 양성자와 (다)는 쿼크 이다. 출제율 93% 그림은 코비 위성의 우주 배경 복사 관측 값과 3K 흑체 복사 곡선을 나타낸 것이다. 복 사 강 도 ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄹ 관측 값,, 3K, 흑체 복사, 곡선, 파장, 위 그림에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? 080 출제율 94% 우주가 대폭발에 의해 형성되었음을 뒷받침해 주는 증거가 되는 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. 약 3K 우주 배경 복사 ㄱ. 관측 값은 3K 복사 곡선과 일치한다. ㄴ. 구상 성단의 공간 분포 ㄴ. 빅뱅 이후 우주 배경 복사 온도는 감소했다. ㄷ. 초신성과 중성자별의 존재 ㄷ. 우주 배경 복사는 빅뱅 우주론의 증거가 된다. ㄹ. 우주 공간의 수소와 헬륨의 질량비 26 ③ ㄱ, ㄹ Ⅰ. 우주의 기원과 진화 ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄹ ③ ㄱ, ㄹ

⑤ 성간 물질이 수축하여 최초의 별이 형성된 시기 079 출제율 91% 그림은 철수가 빅뱅을 주제로 하여 정리한 노트이다. ㄱ. 시기에는 양성자와 중성자의 수가 같았다. ㄴ. 시기에 원자가 형성되어 빛의 직진이 가능하게 되었다. ㄷ. 시기의 별과 은하는 우주 물질의 불균일성으로부터 생겼다.

10 % 3,000K 3K 3K % WMP I % % % 1989 OE2001 WMP

11 정답률 25% 그림은 자연계에 존재하는 4가지 기본 힘을 나타낸 것이다. 태양, 정답률 30% 그림은 원자,, 를 모형으로 나타낸 것이다. - 중력, - + 경입자, 경입자, 전자기력, 위 그림에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? + 전자, - 강한 핵력(강한 힘) 원자핵, 전자, 원자핵, 지구, - 약한 핵력(약한 힘) ㄱ. 와 는 동위 원소이다. ㄴ. 는 전기적으로 중성이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄷ. 의 질량은 의 3배이다. ㄱ. 강한 핵력은 중력보다 먼 거리까지 작용한다. ㄴ. 원자핵과 전자 사이에 작용하는 힘은 전자기력이다. ㄷ. 중성자가 양성자로 붕괴할 때 작용하는 힘은 약한 힘이다 정답률 35% 그림은 빅뱅 이후 초기 우주의 진화 과정을 나타낸 것이다. 정답률 38% 그림은 각각 세 개의 쿼크가 결합되어 이루어진 입자, 를 나타낸 것이고, 표는 각 쿼크의 전하량을 나타낸 것이다. 위 쿼크, 아래 쿼크, 종류 전하량(-e) 위 쿼크`(`) +;3@; 빅뱅, 아래 쿼크`(`) -;3!; (가) (나) 위 그림에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? 아래 쿼크, 위 쿼크, (가) (나) (다) (라) 헬륨 원자핵, 쿼크와, 양성자와, 형성, 중성자 생성, 생성, 위 그림에 대한 설명으로 옳은 것을 <>에서 모두 고른 것은? ㄱ. (가)는 양성자로 전하량은 +1이다. ㄱ. 는 전자이다. ㄴ. (나)는 중성자로 전하량은 0이다. ㄴ. 빅뱅 이후 우주는 팽창하였다. ㄷ. 쿼크를 결합시키는 힘은 강한 힘이다. ㄷ. (가)에서 (라)로 갈수록 우주의 온도가 낮아졌다. ②ㄷ 28 Ⅰ. 우주의 기원과 진화 원자, 생성,

089 087 정답률 35% 그림은 빅뱅 이후 초기 우주의 진화 과정을 나타낸 것이다. 정답률 38% 그림은 각각 세 개의 쿼크가 결합되어 이루어진 입자, 를 나타낸 것이고, 표는 각 쿼크의 전하량을 나타낸 것이다. 위 쿼크, 아래 쿼크, 종류 전하량(-e) 위 쿼크`(`) +;3@; 빅뱅, 아래 쿼크`(`) -;3!

12 % 3K 3K % n n n I 3K 12 H He % OE WMP % OE WMP % 29

<5BB0EDB3ADB5B55D32303131B3E2B4EBBAF12DB0ED312D312DC1DFB0A32DC0B6C7D5B0FAC7D02D28312E28322920BAF2B9F0B0FA20BFF8C0DAC0C720C7FCBCBA2D3031292D3135B9AEC7D72E687770>

<5BB0EDB3ADB5B55D32303131B3E2B4EBBAF12DB0ED312D312DC1DFB0A32DC0B6C7D5B0FAC7D02D28312E28322920BAF2B9F0B0FA20BFF8C0DAC0C720C7FCBCBA2D3031292D3135B9AEC7D72E687770> 고1 융합 과학 2011년도 1학기 중간고사 대비 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 1 빅뱅 우주론에서 수소와 헬륨 의 형성에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은? 4 서술형 다음 그림은 수소와 헬륨의 동위 원 소의 을 모형으로 나타낸 것이. 우주에서 생성된 수소와 헬륨 의 질량비 는 약 3:1 이. (+)전하를 띠는 양성자와 전기적 중성인 중성자