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2017 수능 해설

과학탐구 영역

2016년 11월 17일 (목) 시행

2017학년도 대학수학능력시험 해설

4교시  <과학탐구 영역>

전국모의고사 전문  비상

￭ 본 해설은 비상 모의고사 출제개발부

교과 연구팀에서 작성한 자료입니다.

물리Ⅰ

1. ⑤	2. ②	3. ①	4. ③	5. ②

6. ④	7. ④	8. ④	9. ①	10. ⑤

11. ②	12. ⑤	13. ①	14. ③	15. ③

16. ⑤	17. ③	18. ④	19. ⑤	20. ④

1. 마이크와 스피커를 통한 소리의 변환	⑤

정답

철수: 소리는 기체, 액체, 고채 등 매질의 진동에 의해 전달되는 종파이다.

영희: 소리가 마이크의 진동판을 진동시키면, 진동판에 고정된 코일이 진동하게 되고, 이때 코일을 통과하는 자기장의 변화에 의해 코일에서 전기 신호가 발생한다.

민수: 스피커의 진동판에 연결된 코일에 전류가 흐르면 전자기력에 의해 코일이 진동하여 스피커의 진동판을 진동시켜 소리가 발생한다.

2. 전자기파의 이용	②

정답

ㄱ. (나)에서 이용되는 전자기파는 [eqn: \X]선이다. [eqn: \X]선은 자외선보다 진동수가 크고 감마선보다 진동수가 작으므로 [eqn: \B]에 속한다.

ㄴ. [eqn: \TV] 리모컨에 이용되는 전자기파는 적외선이다. 감마선은 암을 치료하는 데 이용된다.

ㄷ. 진공에서 적외선은 가시광선보다 파장이 길고, [eqn: \B]는 가시광선보다 파장이 짧다. 따라서 [eqn: \B]가 적외선보다 파장이 짧다.

3. 등가속도 운동	①

정답

등가속도 운동이고, 같은 시간 동안 이동하는 거리가 증가하는 것으로 보아 속력이 증가하는 등가속도 운동을 함을 알 수 있다. 따라서 [eqn: \O]에서의 속력을 [eqn: v_0], 가속도를 [eqn: a], 이동 거리를 [eqn: s]라고 하면 등가속도 운동의 관계식에서  [eqn: v^2 - v_0 ^{```2} = 2as], [eqn: v = root { v_0 ^{```2} + 2as }]([eqn: a>0])가 된다.

4. 전하에 의한 전기장	③

정답

ㄱ. 전기장이 모두 두 점전하로 들어가고 있으므로 [eqn: \A], [eqn: \B]는 모두 음(-)전하이다.

ㄴ. [eqn: \P]에서 두 전하에 의한 전기장의 세기는 같다.. 전기장의 세기는 전하로부터의 거리의 제곱에 반비례 하고, 전하량에 비례하다. [eqn: \B]로부터의 거리가 [eqn: \A]로부터의 거리의 [eqn: 2]배이므로, 전하량은 [eqn: \B]가 [eqn: \A]의 [eqn: 4]배이다.

ㄷ. 음(-)전하를 [eqn: x=2d]에 놓으면 [eqn: \B]에 의해 [eqn: -x] 방향으로 받는 힘의 크기가 [eqn: \A]에 의해 [eqn: +x] 방향으로 받는 힘의 크기보다 크므로, 전하가 받는 전기력의 방향은 [eqn: -x] 방향이다.

5. 만유인력 법칙 / 케플러 법칙	②

정답

ㄱ. 만유인력 법칙에 의해 [eqn: GMm_1 over r_0 ^{```2} = GMm_2 over 2r_0 ^{```2}], [eqn: m_2 =][eqn: 2m_1]이다. 따라서 [eqn: m_1] : [eqn: m_2] [eqn: =] [eqn: 1] : [eqn: 2]이다.

ㄴ. 행성 중심으로부터 [eqn: \Q] 중심까지의 거리의 최댓값을 [eqn: r_m]이라고 하면, [eqn: GMm_2 over 2r_0^{```2} = 2times GMm_2 over r_m^{```````2}], [eqn: r_m = 2r_0]이다.

ㄷ. 행성에 가장 가까이 접근했을 때, 행성 중심으로부터 [eqn: \P]와 [eqn: \Q] 중심까지의 거리는 만유인력 법칙에 의해 각각 [eqn: r_0 over root2], [eqn: r_0 over 2]이다. 따라서 [eqn: \P], [eqn: \Q]의 궤도 장반경은 각각 [eqn: 1 over 2 left( r_0 over root2 + r_0 right)], [eqn: 1 over 2 left( r_0 over 2 + 2r_0 right)]으로 [eqn: \Q]가 [eqn: \P]의 [eqn: 2]배가 아니므로 케플러 제[eqn: 3]법칙에 의해서 공전 주기는 [eqn: \Q]가 [eqn: \P]의 [eqn: 2root2]배가 아니다.

6. 기본 입자와 상호 작용	④

정답

쿼크에는 모든 상호 작용이 작용하며, 중성미자에는 약한 상호 작용과 만유인력이 작용하고, 전자에는 전자기력과 약한 상호 작용, 만유인력이 작용한다. 따라서 (가)는 강한 상호 작용이다. 따라서 [eqn: \A]는 전자, [eqn: \B]는 중성미자, [eqn: \C]는 아래 쿼크이다.

ㄱ. 강한 상호 작용 (가)의 매개 입자는 글루온이다.

ㄴ. [eqn: \A]의 전하량은 [eqn: -e], [eqn: \C]의 전하량은 [eqn: - 1 over 3 e]로 [eqn: \A]가 [eqn: \C]의 [eqn: 3]배이다.

7. 특수 상대성 이론	④

정답

ㄱ. 각각의 관성계에서 측정하였으므로, 빛이 같은 거리를 왕복하는 데 걸린 시간은 같다. 따라서 [eqn: t_{\A} = t_{\B}]이다.

ㄴ. 영희가 민수에 대하여 [eqn: 0.5c]의 속도로 운동하므로 민수도 영희에 대해 [eqn: 0.5c]의 속도로 운동한다. 따라서 영희가 측정할 때, 민수의 시간은 영희의 시간보다 느리게 간다.

ㄷ. 민수와 영희에 대한 각각의 속도가 [eqn: 0.5c]로 같고, 민수와 영수가 측정한 시간이 같으므로, 민수가 측정할 때 [eqn: t_{\A}] 동안 멀어진 [eqn: \A], [eqn: \B] 사이의 거리는 영희가 측정할 때 [eqn: t_{\B}] 동안 멀어진 거리와 같다.

8. 반도체	④

정답

ㄱ. 공유 결합을 이루지 않는 전자가 있는 [eqn: \A]는 [eqn: \n]형 반도체, 공유 결합을 이루는 전자가 모자란 [eqn: \B]는 [eqn: \p]형 반도체이다.

ㄴ. [eqn: \p]형 반도체에서는 주로 양공에 의해 전하가 운반되어 전류를 흐르게 한다.

ㄷ. (나)의 다이오드에는 [eqn: \n]형 반도체에 양(+)극이, [eqn: \p]형 반도체에 음(-)극이 연결되어 있으므로, 역방향 전압이 걸려 있다.

9. 여러 가지 발전 방식	①

정답

① 풍력 발전기에서는 바람의 역학적 에너지가 전기 에너지로 전환된다.

② 연료 전지는 화학 반응에 의해 전기를 생산한다.

③ 태양광 발전에서는 태양 전지에서 태양의 빛에너지를 이용하여 전기를 생산한다.

④ 태양열 에너지는 태양 내부 핵에서 핵융합 반응에 의해 발생한다.

⑤ 지열 에너지는 지구 내부에 저장된 에너지이다.

10. 역학적 에너지 보존	⑤

정답

ㄱ. [eqn: 1]초일 때 [eqn: \C]의 운동 방향은 위쪽이다. [eqn: 3]초일 때 [eqn: \B]의 속력이 줄어드는 과정이므로, [eqn: \C]의 운동 방향은 아직 위쪽이다.

ㄴ. [eqn: \A]의 질량을 [eqn: m_{\A}], [eqn: \C]의 질량을 [eqn: m_{\C}]라고 하면, [eqn: 0]초부터 [eqn: 2]초까지 가속도 [eqn: { (m_{\A} - m_{\C} ) times 10} over { m_{\A} + m _{\C} +m } = 5]에서 [eqn: m_{\A} -][eqn: 3m_{\C}][eqn: = m]이고, [eqn: 2]초부터의 가속도  [eqn: { m_{\C } times 10 } over {m_{\C } + m } = 5]에서 [eqn: m_{\C} = m]이다. 따라서 [eqn: m_{\A} = 4m]이다.

ㄷ. [eqn: 2]초부터 [eqn: 3]초까지 [eqn: \C]의 운동 에너지 변화량은 [eqn: 1 over 2 m(5^2 ) -] [eqn: 1 over 2 m (10^2 )= - 75 over 2 m], 위치 에너지 변화량은 [eqn: m times 10 times][eqn: 1 over 2 (10+5) times 1 = 45m]이다. 따라서 역학적 에너지는 [eqn: - 75 over 2 m + 90 over 2 m = 15 over 2 m]만큼 증가하였다.

11. 전자기 유도	②

정답

사각형 도선이 영역Ⅰ에 들어가는 동안 시계 방향으로 유도 전류가 흐르므로 영역Ⅰ에서의 자기장의 방향은 종이면에서 수직으로 나오는 방향이다. 사각형 도선이 영역Ⅰ에서 나오면서 영역Ⅱ로 들어가는 동안 유도 전류의 세기가 [eqn: 0]인 것으로부터 자기장의 변화가 없음을 알 수 있다. 즉, 영역Ⅰ과 영역Ⅱ에서의 자기장의 방향과 세기는 같다. 또한 영역Ⅲ에서 나오는 동안 영역Ⅰ에 들어갈 때와 같은 방향으로 같은 세기의 전류가 흐르는 것으로 보아 영역Ⅲ에서 자기장의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이고 세기는 영역Ⅰ에서와 같다는 것을 알 수 있다.

12. 전류에 의한 자기장	⑤

정답

ㄱ, ㄴ. [eqn: \Q]에서 [eqn: \A], [eqn: \B]에 흐르는 전류에 의한 자기장의 세기가 [eqn: 0]이므로, 전류의 방향은 서로 같고, 전류의 세기는 [eqn: \B]에 흐르는 전류의 세기를 [eqn: I]라 할 때, [eqn: \A]에 흐르는 전류의 세기는 [eqn: 2I]이다. 또한 [eqn: \P]에서 자기장의 방향이 [eqn: xy]평면에서 수직으로 나오는 방향이므로 [eqn: \A]에 흐르는 전류의 방향은 [eqn: -y] 방향이다.

ㄷ. [eqn: \R]에서 자기장은 [eqn: xy]평면에서 수직으로 나오는 방향을 (+)로 할 때 [eqn: k 2I over 4d][eqn: + k I over d][eqn: = k 3I over 2d]로 [eqn: xy]평면에서 수직으로 나오는 방향이다.

13. 광전 효과 / 빛의 합성	①

정답

ㄱ. [eqn: \Q]에서 [eqn: \A]를 비출 때는 광전자가 방출되고, [eqn: \C]를 비출 때는 광전자가 방출되지 않았으므로, 진동수는 [eqn: \A]가 [eqn: \C]보다 크다.

ㄴ. 빛의 세기가 세더라도 진동수가 금속의 한계 진동수보다 작으면 광전자가 방출되지 않는다.

ㄷ. [eqn: \P], [eqn: \Q] 모두에서 광전자가 방출되는 [eqn: \B]는 청색이고, [eqn: \Q]에서 광전자가 방출되는 [eqn: \A]는 녹색이다. 따라서 [eqn: \C]는 적색이다. [eqn: \B](청색)와 [eqn: \C](적색)를 같은 세기로 함께 흰 종이 위에 비추면 자홍색으로 보인다.

14. 변압기의 원리	③

정답

ㄱ, ㄷ. [eqn: 1]차 코일과 [eqn: 2]차 코일에 걸리는 전압은 [eqn: 1]차 코일과 [eqn: 2]차 코일의 감은 수에 비례한다. 따라서 [eqn: \S]를 [eqn: \a]에 연결하거나, [eqn: \b]에 연결하거나 상관없이 [eqn: 2]차 코일에 걸리는 전압은 [eqn: 1]차 코일에 걸리는 전압의 [eqn: 1 over 3]배가 된다. 변압기에서 전력 손실이 없으므로, [eqn: 1]차 코일에 공급되는 전력과 [eqn: 2]차 코일에서 발생하는 전력이 같다. 따라서 [eqn: 2]차 코일에 흐르는 전류의 세기는 [eqn: 1]차 코일에 흐르는 전류의 세기의 [eqn: 3]배이다.

ㄴ. [eqn: \S]를 [eqn: \a]에 연결하거나, [eqn: \b]에 연결하거나 [eqn: 2]차 코일에 걸리는 전압은 동일하다. 따라서 저항의 소비 전력은 [eqn: \S]를 [eqn: \b]에 연결하였을 때가 [eqn: \a]에 연결하였을 때의 [eqn: 1 over 2]배이다.

15. 에너지 준위와 빛의 방출	③

정답

ㄱ. 광자 한 개의 에너지는 빛의 파장이 짧을수록 크다. 따라서 광자 한 개의 에너지는 [eqn: \a]에서가 [eqn: \b]에서보다 크다.

ㄴ. ㉡은 흡수 스펙트럼을 형성한 빛 중 파장이 두 번째로 긴 빛이다. 따라서 [eqn: \c]는 ㉡에 의해 나타난 스펙트럼선이다.

ㄷ. [eqn: \d]는 파장이 가장 긴 흡수 스펙트럼선으로, 전자가 에너지 준위 [eqn: n=2][eqn: ->][eqn: n=3]으로 전이할 때 흡수하는 빛으로, 이 빛의 광자의 진동수는 [eqn: { E_3 - E_2 } over h]이다.

16. 열기관 / 열역학 법칙	⑤

정답

ㄱ. 열효율이 [eqn: 0.2]이므로, [eqn: { Q_1 - Q_2 } over Q_1 = 0.2], [eqn: 0.8Q_1 = Q_2]이고, [eqn: W over Q_1 = 0.2], [eqn: W = 0.2 Q_1]이다. 따라서 [eqn: Q_2 = 4W]이다.

ㄴ. [eqn: \A][eqn: ->][eqn: \B] 과정에서 부피가 일정하면서 압력이 증가하므로 기체는 열을 흡수하였다.

ㄷ. [eqn: \B][eqn: ->][eqn: \C] 과정에서 열의 출입 없이 압력과 부피가 변하므로, 기체가 한 일은 내부 에너지 변화량과 같다.

17. 축전기와 코일	③

정답

ㄱ. 교류 전원의 진동수가 클수록 축전기의 용량 리액턴스는 작아지고, 코일의 유도 리액턴스는 커진다. 따라서 [eqn: \A]는 ㉠이 축전기, [eqn: \B]는 ㉠이 코일일 때의 결과이다.

ㄴ. [eqn: \A]를 얻은 회로에서 진동수가 커질수록 저항에 걸리는 전압이 커지므로 회로에 흐르는 전류, 즉 ㉠에 흐르는 전류가 증가한다.

ㄷ. [eqn: \B]를 얻은 회로에서 진동수가 커질수록 ㉠ 양단에 걸리는 전압이 증가하므로, 저항 양단에 걸리는 전압은 감소한다.

18. 돌림힘과 힘의 평형	④

정답

지붕의 질량을 [eqn: M], 기둥이 떠받치는 힘을 [eqn: f]라고 하면, 바닥재 위쪽의 경우 [eqn: 2f = Mg], 바닥재 아래의 경우 [eqn: 4f = (M + 4m )g]이므로 [eqn: M= 4m], [eqn: f = 2mg]이다. 돌림힘의 평형을 이루어야 하므로

[eqn: 6mg times 3 over 4 L + 2mg L = f times 2L + f times ( 2L -x) + f times L over 2]

[eqn: 13 over 2 mgL = 2mg left( 9 over 2 L - x right)], [eqn: x = 5 over 4 L]

이다.

19. 부력과 아르키메데스 원리	⑤

정답

(나)와 (다)로부터 물 [eqn: V over 4]의 무게가 [eqn: \2N]임을 알 수 있다. 따라서 (나)에서 물을 [eqn: V]만큼 더 넣어주었을 때 저울의 눈금은 (나)에 비해서 더 넣어준 물에 의해 [eqn: \8N], (나)보다 더 잠긴 [eqn: V over 4]에 의해 [eqn: \2N]만큼 더 커진다. 따라서 (다)에서 저울의 눈금은 [eqn: \22+8+2=32(N)]이 된다.

20. 일과 에너지	④

정답

[eqn: t=0]부터 [eqn: t=T]까지 가속도는 [eqn: 2g], [eqn: t=T]부터 [eqn: t=][eqn: 4T]까지 가속도는 [eqn: -g]이므로 놀이 기구의 속도는 시간에 따라 그림과 같이 변한다. 놀이 기구가 받은 일의 합이 [eqn: 0]이어야 하므로, 구간별 받은 일을 구하여 더하면

[eqn: T]

[eqn: 4T]

[eqn: 2v]

[eqn: v]

[eqn: 0]

[eqn: -v]

시간

속도

[eqn: t=0]부터 [eqn: t=T]: [eqn: 2mg times 1 over 2 T (2v) = 2mgTv]

[eqn: t=T]부터 [eqn: t=3T]: [eqn: -mg times 1 over 2 (2T)(2v) = -2mgTv]

[eqn: t=3T]부터 [eqn: t=4T]: [eqn: -mg times 1 over 2 Tv = - 1 over 2 mg Tv]

[eqn: t=4T]부터 지면 도착 순간:

[eqn: (F -mg) left ( 1 over 2 (3T)(2v) - 1 over 2 Tv right) = (F-mg) times 5 over 2 Tv]

에서, 위의 [eqn: 4]개의 식을 모두 더하면 [eqn: F = 6 over 5 mg]가 된다.

화학Ⅰ

1. ④	2. ⑤	3. ③	4. ⑤	5. ①

6. ④	7. ③	8. ④	9. ③	10. ②

11. ③	12. ①	13. ①	14. ②	15. ⑤

16. ⑤	17. ②	18. ②	19. ③	20. ①

1. 탄소 동소체	④

정답

다이아몬드는 정사면체 구조로, 풀러렌은 육각형과 오각형 구조로, 흑연은 육각형 구조로 이루어져 있다.

2. 분자와 화합물	⑤

정답

ㄱ. 분자는 [eqn: \H_2], [eqn: \N_2], [eqn: \NH_3] [eqn: 3]가지이다.

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ㄴ. 화합물은 [eqn: \Fe O_4], [eqn: \NH_3] [eqn: 2]가지이다.

ㄷ. [eqn: \NH_3]는 비료의 원료로 이용된다.

3. 전자 배치	③

정답

① (가)는 쌓음 원리를 만족한다.

② (나)는 [eqn: 2s] 오비탈에 있어야 할 전자가 [eqn: 2p] 오비탈에 채워져 있으므로 들뜬 상태이다.

③ (다)는 [eqn: 2p] 오비탈에 전자가 [eqn: 1]개씩 채워지지 않아 훈트 규칙을 만족하지 않는다.

④ (라)는 [eqn: 2p] 오비탈에 스핀 방향이 같은 전자가 채워져 있으므로 파울리 배타 원리를 만족하지 않는다.

⑤ 바닥 상태 전자 배치는 (가) [eqn: 1]개이다.

4. 산화 환원 반응	⑤

정답

반응물에서 [eqn: \C]의 산화수는 [eqn: -2]이고, 생성물에서 [eqn: \C]의 산화수는 [eqn: +2]이다. 따라서 [eqn: \C]의 산화수는 [eqn: 4] 증가한다.

5. [eqn: \DNA]의 구성	①

정답

ㄱ. (가)는 염기, (나)는 당, (다)는 인산이다. [eqn: \DNA]에서 이들은 인산-당-염기의 순으로 결합하고 있다.

ㄴ. [eqn: \DNA]가 (-)전하를 띠는 것은 (다)의 [eqn: \-OH]가 이온화하기 때문이다.

ㄷ. [eqn: \DNA]에서 (다)의 [eqn: \-OH] 중 [eqn: 2]개는 (나)와 결합하고 있다.

6. 화학 결합의 종류	④

정답

ㄱ. (가)는 [eqn: \H_2 O_2]로 수소와 산소 사이에는 단일 결합, 산소와 산소 사이에는 단일 결합을 한다. 따라서 비공유 전자쌍 수는 [eqn: 4]개다.

ㄴ. (나)는 [eqn: \Mg F_2]로, 이온 결합 화합물이다. 따라서 액체 상태에서 전기 전도성이 있다.

ㄷ. (나)에서 [eqn: \B]는 [eqn: 2]주기 비금속 원소, [eqn: \C]는 [eqn: 3]주기 금속 원소이므로, [eqn: \Ne]의 전자 배치를 갖는다.

7. 분자의 구조	③

정답

전기 음성도가 가장 작은 [eqn: \X]는 [eqn: \H]이므로, (가)는 [eqn: \CH_2 O], (나)는 [eqn: \OF_2], (다)는 [eqn: \CO_2]이다. 따라서 [eqn: \W]는 [eqn: \C], [eqn: \X]는 [eqn: \H], [eqn: \Y]는 [eqn: \O], [eqn: \Z]는 [eqn: \F]이다.

ㄱ. [eqn: \CH_2 O]의 분자 모양은 평면 삼각형이다.

ㄴ. (나)의 중심 원자인 [eqn: \O]보다 [eqn: \F]의 전기 음성도가 크므로, [eqn: \O]는 부분적인 (+)전하를 띤다.

ㄷ. 극성 분자는 (가)와 (나) [eqn: 2]가지이다.

8. 산과 염기	④

정답

ㄱ. 아미노산이 되려면 아미노기([eqn: \-NH_2])와 카복시기([eqn: \-COOH])를 가지고 있어야 한다.

ㄴ. ㉠에서 (가)는 양성자([eqn: \H^+])에 비공유 전자쌍을 제공하므로 루이스 염기로 작용한다.

ㄷ. ㉡에서 (가)는 양성자([eqn: \H^+])를 제공하므로 브뢴스테드-로우리 산으로 작용한다.

9. 화학 반응의 양적 관계	③

정답

반응식을 완성하면 다음과 같다.

[eqn: \4NH_3][eqn: (g)][eqn: +][eqn: \5O_2][eqn: (g)][eqn: ->][eqn: \4NO][eqn: (g)][eqn: +][eqn: \6H_2 O][eqn: (g)]

ㄱ. 위 반응식에서 [eqn: a=4], [eqn: b= 5], [eqn: c= 4], [eqn: d=6]이므로,[eqn: a+b = 9], [eqn: c+d = 10]이다. 따라서 [eqn: a+b < c+d]이다.

ㄴ. 실험Ⅰ에서 반응물의 몰수가 [eqn: \NH_3]는 [eqn: 2]몰, [eqn: \O_2]는 [eqn: 25 over 8]몰이므로 생성물의 몰수는 [eqn: \NO]가 [eqn: 2]몰, [eqn: \H_2 O]가 [eqn: 3]몰이다. 따라서 ㉠은 [eqn: 3 times 18 =54( \g)]이다.

ㄷ. 실험Ⅱ에서 생성물의 몰수는 [eqn: \NO]가 [eqn: 2]몰, [eqn: \H_2 O]가 [eqn: 3]몰이다. 따라서 [eqn: t][eqn: ℃], [eqn: 1]기압에서 ㉡은 [eqn: 2 times 24 =][eqn: 48( \L)]이다.

10. 원자의 구성 입자	②

정답

ㄱ. [eqn: 2s] 오비탈과 [eqn: 2p] 오비탈의 에너지 준위가 같은 [eqn: \X]는 수소이다. 따라서 [eqn: \X]는 [eqn: 1]주기 원소이다.

ㄴ. [eqn: \Y]는 [eqn: \X]와 같은 주기인 [eqn: 1]주기 원소이므로 헬륨([eqn: \He])이다. 따라서 [eqn: a=1], [eqn: b= 2], [eqn: c=3]이다. 각각에서 양성자 수와 중성자 수가 같다고 했으므로, [eqn: \Z]는 양성자 수(원자 번호)가 [eqn: 3]인 리튬([eqn: \Li])이다. 따라서 [eqn: \Y]는 [eqn: 18]족 원소이고, [eqn: \Z]는 [eqn: 1]족 원소이다.

ㄷ. [eqn: \X]의 중성자 수는 [eqn: 1], [eqn: \Z]의 중성자 수는 [eqn: 3]으로, 합은 [eqn: 4]이고, [eqn: \Y]의 전자 수는 [eqn: 2]이다. 따라서 [eqn: \X]와 [eqn: \Z]의 중성자 수의 합은 [eqn: \Y]의 전자 수의 [eqn: 2]배이다.

11. 이온화 에너지 / 원소의 주기적 성질	③

정답

ㄱ. [eqn: \Na]은 원자가 전자가 [eqn: 1]개이므로 제[eqn: 1] 이온화 에너지에 대한 제[eqn: 2] 이온화 에너지의 비가 세 원소 중 가장 크다. [eqn: \O]는 [eqn: \F]에 비해 제[eqn: 1] 이온화 에너지는 작고, 제[eqn: 2] 이온화 에너지가 크므로 제[eqn: 1] 이온화 에너지에 대한 제[eqn: 2] 이온화 에너지의 비는 [eqn: \O]가 [eqn: \F]보다 크다. 따라서 제[eqn: 1] 이온화 에너지에 대한 제[eqn: 2] 이온화 에너지의 비는 [eqn: \Na > O > F]이므로, [eqn: \C]는 [eqn: \Na]이다.

ㄴ. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 같은 주기에서는 원자 번호가 증가할수록 증가한다. [eqn: \A(F)]와 [eqn: \B(O)]는 같은 주기 이고, 원자 번호는 [eqn: \A(F)]가 [eqn: \B(O)]보다 크므로, 유효 핵전하는 [eqn: \A>B]이다.

ㄷ. [eqn: \Ne]의 전자 배치를 갖는 이온의 원자 번호가 작을수록 이온 반지름이 크다. 따라서 [eqn: \Ne]의 전자 배치를 갖는 이온의 반지름은 원자 번호가 가장 작은 [eqn: \B(O)]가 가장 크다.

12. 공유 결합 / 분자의 극성	①

정답

주어진 세 원소로 구성된 원자 수가 [eqn: 5] 이하인 분자와 공유 전자쌍의 수에 대한 비공유 전자쌍의 수 비는 다음과 같다.

Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
[eqn: \F -C ≡ N]	[eqn: matrix {\ & & F& & # & & |& & # F& -& C& -&F # & & |& & # & & F& &}]	[eqn: \F -C=C-F]	[eqn: matrix {\ F& -& N& -&F # &&|& & # & &F& & }]	[eqn: \F-N=N-F]

Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
[eqn: 1]	[eqn: 3]	[eqn: 1.5]	[eqn: 10 over 3]	[eqn: 2]

(가)는 [eqn: \F-N=N-F], (나)는 [eqn: matrix {\ F& -& N& -&F # &&|& & # & &F& & }], (다)는 [eqn: \ matrix { & & F& & # & & |& & # F& -& C& -&F # & & |& & # & & F& &}]이다.

ㄱ. 무극성 공유 결합이 있는 분자는 (가) [eqn: 1]가지이다.

ㄴ. (나)에는 단일 결합만 있다.

ㄷ. 분자의 쌍극자 모멘트는 (나)는 [eqn: 0]이 아니지만, (다)는 [eqn: 0]이다. 따라서 분자의 쌍극자 모멘트는 (나)[eqn: >](다)이다.

13. 분자의 몰수	①

정답

ㄱ. [eqn: \1`g]당 분자 수는 분자량이 작을수록 크다. 따라서 (가)는 [eqn: \AB_3] , (나)는 [eqn: \AB_2]이다. [eqn: \A]의 원자량을 [eqn: a], [eqn: \B]의 원자량을 [eqn: b]라 하면 [eqn: 1 over { a + 3b }] : [eqn: 1 over { a+2b}] [eqn: =] [eqn: 4] : [eqn: 5], [eqn: a = 2b]이다. 따라서 원자량은 [eqn: \A>B]이다.

ㄴ. [eqn: 1`\g]당 원자 수는 (가)는 [eqn: 4 times 4N = 16N], (나)는 [eqn: 3 times 5N = 15N]으로 (가)[eqn: >](나)이다.

ㄷ. 같은 온도와 압력에서 단위 부피에 들어 있는 기체 분자 수가 같으므로, 밀도는 (가)가 (나)보다 크다.

14. 탄화수소의 분자 구조	②

정답

ㄱ. 이쑤시개 [eqn: 1]개가 공유 결합 [eqn: 1]개를, 수소 원자는 [eqn: 1]개의 공유 결합을 하므로, [eqn: \X]에서 탄소 사이의 공유 결합의 수는 [eqn: 3]개다. 따라서 [eqn: \X]는 [eqn: \C_4 H_10]이다. 공유 결합의 수가 [eqn: 6]개인 탄화수소 [eqn: \Y]는 [eqn: \C_2 H_4]이다. 따라서 [eqn: a=4], [eqn: b=2], [eqn: c= 4]이고, [eqn: a+b+c=10]이다.

ㄴ. [eqn: \X]([eqn: \C_4 H_10])의 가능한 구조식은 다음의 [eqn: 2]가지이다.

[eqn: matrix {\ & & H& & H& & H& & H& & # & & |& & |& & |& & |& & # H& -& C& -& C& -& C& -& C& -&H # & & |& & |& &| & &| & & # & & H& & H& & H& & H& & }]     [eqn: matrix {\ & &H & &H & & H& & # & & & ∖&| & ∕& & & # H & & & &C & & & &H # & ∖& & & |& & &∕ & # H& -& C&- & C& -& C& -&H # & ∕& & & |& & & ∖& # H& & & & H& & & &H }]

ㄷ. [eqn: \Y]([eqn: \C_2 H_4])는 불포화 탄화수소이다.

15. 탄화수소 원소 분석 실험	⑤

정답

ipsi.visang.com

탄화수소 [eqn: \C_{itn} H_{itm}]의 연소 반응식은 다음과 같다.

[eqn: \C_{itn} H_{itm} + left( {itn + m over 4 }right) O_2 -> {itn} CO_2 + {itm} over2 H_2 O]

ㄱ. 생성되는 [eqn: \CO_2]와 [eqn: \H_2 O]의 질량의 합은 [eqn: 44n][eqn: +][eqn: 9m]이다. (가), (나)에서 생성된 [eqn: \CO_2]와 [eqn: \H_2 O]의 질량의 합은 각각 [eqn: 44x + 9(x+2 ) = 53x + 18], [eqn: 44(x+1 ) +][eqn: 9 (2x+2) = 62x + 62]이다. 이 두 결과 값의 비가 [eqn: 6] : [eqn: 9]이므로 [eqn: x=2]이다.

ㄴ. (가)의 분자식은 [eqn: \C_2 H_4]로 실험식은 [eqn: \CH_2]이다. 따라서 실험식량에 대한 분자량의 비는 [eqn: 2]이다

ㄷ. (나)의 연소 반응식은 다음과 같다.

[eqn: \ 2C_3 H_6 + 9O_2 -> 6CO_2 + 6H_2 O]

따라서 [eqn: 0.1]몰의 (나)를 완전 연소시켜 생성된 [eqn: \CO_2]와 [eqn: \H_2 O]의 몰수는 각각 [eqn: 0.3]몰, [eqn: 0.3]몰이므로, 질량의 합은 [eqn: 0.3 times 44 + 0.3 times 18 = 13.2+ 5.4 =18.6]([eqn: \g])이다.

16. 산화 환원 반응	⑤

정답

(나) 반응에서 생성된 [eqn: \C^{itn+}]의 몰수를 [eqn: a]라 하면, 수용액 속의 [eqn: \B^{it3+}]의 수는 [eqn: 2a]이다. (다)에서 생성된 [eqn: \C^{itn+}]의 몰수가 [eqn: a]이므로 [eqn: \C^{itn+}]의 총 몰수는 [eqn: 2a]이다. 따라서 [eqn: \B^3+}]의 몰수는 [eqn: 4 over 3 a]이고, 반응한 [eqn: \B^3+]의 몰수는 [eqn: 2 over 3 a]이다.

ㄱ, ㄴ. (다)에서 전하량이 보존되어야 하므로 [eqn: 3 times 2 over 3 a = n times a], [eqn: n=2]이다. (나)에서 [eqn: \B^3+]이 반응하지 않았으므로 (가)에서도 [eqn: \B^3+]의 몰수는 [eqn: 2a]이다. 따라서 [eqn: \A^2+]의 몰수는 [eqn: 9-2a]이고, (나)에서 [eqn: \A^2+]가 모두 반응하였으므로, [eqn: 2 times (9-2a) = 2 times a], [eqn: a = 3]이다. 따라서 (가)에서 [eqn: \A^2+]의 몰수([eqn: x])는 [eqn: 9-2 times 3][eqn: = 3](몰), [eqn: \B^3+]의 몰수([eqn: y])는 [eqn: 6]몰이다. 따라서 [eqn: x over y = 3 over 6 = 1 over 2]이다.

ㄷ. (다) 과정 후 [eqn: \B^3+]의 몰수는 [eqn: 4 over 3 times 3 = 4]이다.

17. 수소 원자의 전자 전이	②

정답

ㄱ. [eqn: DELTAn=1]인 경우는 전자 전이가 [eqn: n=5->n=4], [eqn: n=4->n=3], [eqn: n=3-> n=2], [eqn: n=2->n=1]의 경우인데, [eqn: d]는 이중에서 에너지가 두 번째로 크므로 [eqn: n=3-> n=2]일 때이다. 따라서 [eqn: d] [eqn: \kJ]/몰에 해당하는 빛은 가시광선이다.

ㄴ. [eqn: a]는 [eqn: n=4-> n=1], [eqn: b]는 [eqn: n=3-> n=1], [eqn: c]는 [eqn: n=4-> n=2], [eqn: d]는 [eqn: n=3-> n=2]일 경우로 [eqn: a-c]는 [eqn: n=2->n=1]일 때 방출하는 빛, [eqn: b-d]는 [eqn: n=2-> n=1]일 때 방출하는 빛의 에너지와 같다. 따라서 [eqn: a-c = b-d]이다.

ㄷ. [eqn: a-d]는 전자 전이가 [eqn: n=4->n=3]인 경우와 [eqn: n=2->n=1]인 경우의 에너지 차이의 합이므로, 이러한 에너지를 갖는 빛을 방출하는 전자 전이는 일어날 수 없다.

18. 중화 반응	②

정답

ㄱ. 혼합 용액에서 단위 부피당 이온의 수가 감소하는 [eqn: \X] 이온은 [eqn: \Cl^-]이다. (가)와 (나)에 공통으로 들어 있는 •는 [eqn: \Na^+], □는 [eqn: \K^+], ▵는 [eqn: \H^+]이다. 따라서 (가)는 [eqn: \B], (나)는 [eqn: \A]일 때의 단위 부피당 양이온 모형을 나타낸 것이다. 따라서 [eqn: \A]에는 반응하지 않고 남은 [eqn: \H^+], [eqn: \Na^+], [eqn: \Cl^-]이 남아 있으므로, 가장 많이 존재하는 이온은 [eqn: \Cl^-]이다.

ㄴ. [eqn: \HCl(itaq)] [eqn: \10``mL]에 포함된 ▵([eqn: \H^+])의 수가 [eqn: 30N]인데, [eqn: \A]에서 ▵([eqn: \H^+])과 •([eqn: \Na^+])의 수의 비가 [eqn: 1] : [eqn: 2]이므로 ▵([eqn: \H^+]) [eqn: 20N]이 반응하고 •([eqn: \Na^+])이 생성된 것이다. 따라서 단위 부피당 양이온 수는 ▵([eqn: \H^+])과 •([eqn: \Na^+])이 각각 [eqn: N over 3], [eqn: 2 over 3 N]이다. 따라서 • [eqn: 1]개는 [eqn: 1 over 6 N]이다. [eqn: \B]에서 혼합 용액에 들어 있는 •([eqn: \Na^+])과 □([eqn: \K^+])의 수의 비가 [eqn: 2] : [eqn: 1]이므로, □([eqn: \K^+])의 수는 [eqn: 10N]이다. 따라서 [eqn: \B]에서 [eqn: \K^+] [eqn: 10N], [eqn: \Na^+] [eqn: 20N], [eqn: \Cl^-] [eqn: 30N]이 들어 있으므로 중성 용액이다.

ㄷ. 단위 부피당 이온 수는 [eqn: \HCl( it aq)]는 [eqn: 60 over 10 N = 6N], [eqn: \KOH(itaq)]는 [eqn: 20 OVER 30 N= 2 over 3 N]이다. 따라서 [eqn: \HCl( it aq)]가 [eqn: \KOH(itaq)]의 [eqn: 9]배이다.

19. 원소의 주기적 성질	③

정답

ㄱ, ㄷ. 원자가 전자 수가 [eqn: 3]이상, [eqn: 6]이하인 경우는 [eqn: 13]족부터 [eqn: 16]족의 경우이다. 이때 원자 반지름이 가장 크고, 전기 음성도가 가장 작으며, [eqn: \X]보다 이온화 에너지가 작은 [eqn: \W]는 [eqn: 13]족 원소인 [eqn: \Al]이다. 따라서 [eqn: \X]는 [eqn: \B]로 [eqn: 2]주기 원소이다.

ㄴ. [eqn: \Y], [eqn: \Z]는 [eqn: \X]에 비해 원자 반지름이 크고, [eqn: \Y]가 [eqn: \Z]에 비해 원자 반지름이 작으므로 원자 번호가 더 크다. 따라서 원자가 전자 수는 [eqn: \Y][eqn: >][eqn: \Z]이다.

20. 기체 반응의 양적 관계	①

정답

(1) [eqn: \B]의 몰수가 [eqn: 2], [eqn: 3]일 때, [eqn: \A]가 모두 반응하는 경우 남은 반응물의 양은 증가하고, 생성물의 양은 동일하여 조건에 위배된다.

(2) [eqn: \B]의 몰수가 [eqn: 2], [eqn: 3]일 때, [eqn: \B]가 모두 반응하는 경우

	[eqn: \B]가 [eqn: 2]몰인 경우
	[eqn: a \A]	[eqn: +]	[eqn: \B]	[eqn: ->]	[eqn: \2C]
반응 전	[eqn: m]		[eqn: 2]
반응	[eqn: -2a]		[eqn: -2]		[eqn: +4]
반응 후	[eqn: m-2a]				[eqn: 4]

	[eqn: \B]가 [eqn: 3]몰인 경우
	[eqn: a \A]	[eqn: +]	[eqn: \B]	[eqn: ->]	[eqn: \2C]
반응 전	[eqn: m]		[eqn: 3]
반응	[eqn: -3a]		[eqn: -3]		[eqn: +6]
반응 후	[eqn: m-3a]				[eqn: 6]

남은 반응물의 양은 감소하고, 생성물의 양은 증가하나, [eqn: 4 over m-2a =4], [eqn: 6 over {m-3a} =6]에서 [eqn: a=0]이 되어 계수가 [eqn: 0]이 되므로 성립하지 않는다.

(3) [eqn: \B]가 [eqn: 2]몰일 때, [eqn: \B]가 모두 반응하고, [eqn: \B]가 [eqn: 3]몰일 때, [eqn: \A]가 모두 반응하는 경우 [eqn: m - 2a = 1], [eqn: 4m - 9a =0]이 되어, [eqn: a=4], [eqn: m=9]이다. 따라서

	[eqn: \B]가 [eqn: 3]몰인 경우
	[eqn: 4 \A]	[eqn: +]	[eqn: \B]	[eqn: ->]	[eqn: \2C]
반응 전	[eqn: 9]		[eqn: 9 over 2]
반응	[eqn: -9]		[eqn: - 9 over 4]		[eqn: + 18 over 4]
반응 후			[eqn: 9 over 4]		[eqn: 9 over 2]

에서 [eqn: x =][eqn: 9 over 2 over { 9 over 4 } = 2]이고, [eqn: m times x = 9 times 2 = 18]이다.

생명 과학Ⅰ

1. ⑤	2. ④	3. ④	4. ①	5. ④

6. ④	7. ④	8. ②	9. ③	10. ①

11. ④	12. ③	13. ⑤	14. ②	15. ⑤

16. ①	17. ⑤	18. ③	19. ⑤	20. ②

1. 동물 세포와 식물 세포	⑤

정답

ㄱ. [eqn: \A]는 핵, [eqn: \B]는 엽록체이다. 따라서 (가)는 동물 세포, (나)는 식물 세포이다.

ㄴ. 핵에는 [eqn: \DNA]가 감겨 있는 히스톤 단백질, [eqn: \DNA]를 복제하는 효소 등의 단백질이 들어 있다

ㄷ. 엽록체에서는 광합성이 일어나는데, 광함성은 빛에너지를 흡수해 이산화 탄소와 물로부터 포도당을 합성하는 과정이다.

2. 생물체를 구성하는 물질	④

정답

[eqn: \A]는 과당, [eqn: \B]는 단백질, [eqn: \C]는 중성 지방이다.

ㄱ. 과당인 [eqn: \A]는 단당류에 속한다.

ㄴ. 단백질인 [eqn: \B]는 단위체인 아미노산 사이의 펩타이드 결합에 의해 이루어져 있다.

ㄷ. 중성 지방인 [eqn: \C]를 구성하는 원소에는 탄소([eqn: \C]), 수소([eqn: \H]), 산소([eqn: \O])가 있다.

3. 동물의 구성 단계	④

정답

동물의 구성 단계는 세포→조직→기관→기관계→개체 순이다.

[eqn: \A]: 동물에서는 조직이 모여 기관을 이룬다. 조직계는 식물의 구성 단계이다.

[eqn: \B]: 소장과 식도는 기관으로, 동물의 구성 단계 중 같은 단계에 해당한다.

[eqn: \C]: 상피 조직은 동물의 표면이나 내장 기관의 안쪽 벽을 덮고 있는 조직이다.

4. 세포와 염색체	①

정답

ㄱ. (가)는 각 염색체의 상동 염색체가 없으므로 핵상이 [eqn: n]인 세포이고, (나)는 각 염색체에 상동 염색체가 [eqn: 1]개씩 존재하므로 핵상이 [eqn: 2n]인 세포이다.

ㄴ. (가)는 [eqn: 2n =8], (나)는 [eqn: 2n=4]이므로, (가)는 [eqn: \B], (나)는 [eqn: \A]의 세포이다.

ㄷ. [eqn: \B]의 핵상이 [eqn: 2n]일 때 염색체의 수는 [eqn: 8]개이다. 그러므로 [eqn: \B]의 감수 [eqn: 1]분열 중기의 세포 [eqn: 1]개당 염색 분체의 수는 [eqn: 16]이다.

5. 세포와 에너지	④

정답

ㄱ. 포도당과 함께 세포 호흡에 이용되는 것은 산소([eqn: \O_2])이고, 세포 호흡 결과 최종 분해 산물은 이산화 탄소([eqn: \CO_2])와 물([eqn: \H_2 O])이다.

ㄴ. 미토콘드리아에서는 [eqn: \ATP]가 합성된다. (나)의 ⓐ는 [eqn: \ATP]가 [eqn: \ADP]로 분해되는 과정이고, ⓑ는 [eqn: \ADP]에서 [eqn: \ATP]가 합성되는 과정이다.

ㄷ. 세포 호흡 과정에서 발생한 에너지의 일부는 [eqn: \ATP] 합성에 이용되고, 일부는 열에너지로 방출되는데, 이 열에너지가 체온 유지에 이용된다.

6. 중추 신경계	④

정답

[eqn: \A]는 간뇌, [eqn: \B]는 중뇌, [eqn: \C]는 연수, [eqn: \D]는 척수, [eqn: \E]는 대뇌이다.

① [eqn: \A](간뇌)는 시상과 시상 하부로 구분된다.

② [eqn: \B](중뇌, 중간뇌)는 몸의 평형을 조절하며, 안구 운동과 동공 반사의 중추이다.

③ [eqn: \C](연수)는 뇌줄기에 속한다. 대뇌와 연결되는 대부분의 신경이 교차되는 장소이다.

④ [eqn: \D](척수)에서 나온 운동 신경 다발은 전근을 이루고, [eqn: \D]로 들어가는 신경 다발이 후근을 이룬다.

⑤ [eqn: \E](대뇌)의 겉질은 신경 세포가 모인 회색질이고, 속질은 축삭돌기가 모인 백색질이다.

7. 세포 분열과 염색체	④

정답

ㄱ. 체세포의 세포 주기는 [eqn: \G_1]기→[eqn: \S]기→[eqn: \G_2]기→[eqn: \M]기 순이다. 따라서 ㉠은 [eqn: \M]기, ㉡은 [eqn: \G_1]기, ㉢은 [eqn: \S]기이다. ㉠([eqn: \M]기) 시기의 전기에는 핵막이 소실되고, 말기에는 핵막이 형성된다.

ㄴ. ㉢([eqn: \S]기) 시기에는 [eqn: \DNA] 복제가 일어나 핵의 유전 물질의 양이 [eqn: 2]배로 증가한다. ⓐ와 같은 염색체를 관찰할 수 있는 것은 ㉠([eqn: \M]기)이다.

ㄷ. ⓑ는 [eqn: \DNA]로, 기본 단위는 뉴클레오타이드이다.

8. 염색체 비분리	②

정답

ㄱ. 감수 [eqn: 2]분열이 정상적으로 일어났다면 ㉡에 존재하는 유전자 [eqn: \F]가 ㉣과 ㉤에도 존재해야 한다. 하지만 ㉤에 [eqn: \F]가 없으므로 감수 [eqn: 2]분열에서 염색체 비분리가 일어난 것이다.

ㄴ. ㉠～㉤에 존재하는 대립 유전자는 다음과 같다.

㉠ [eqn: \BBBBEEeeFFFff][eqn: \hhhh]

㉡ [eqn: \BBeeFFhh]

㉢ [eqn: \BEfh]

㉣ [eqn: \BBeFFh]

㉤ [eqn: \eh]

이 동물의 핵상은 [eqn: 2n =6]이므로 [eqn: \B]와 [eqn: \F] 혹은 [eqn: \B]와 [eqn: \f]는 서로 연관되어 있다. ㉡에 [eqn: \B]와 [eqn: \F]가 연관된 염색체가 있으므로, ㉢에는 [eqn: \B]와 [eqn: \f]가 연관된 염색체가 존재한다.

ㄷ. ㉠의 염색 분체 수는 [eqn: 12]개이고, ㉣의 염색체 수는 [eqn: 4]개이다. 따라서 [eqn: { ㉣의~염색체~수 } over { ㉠의~염색~분체~수 } = 4 over 12 = 1 over 3]이다.

9. 개체군 생장 곡선	③

정답

ㄱ. 개체군은 동일한 종으로 구성된다.

ㄴ. 구간 Ⅰ에서 개체수가 더 이상 증가하지 않고 일정하게 유지되는 것은, 환경 저항(먹이 부족, 서식지 부족, 전염병 확산 등)을 받기 때문이다.

ㄷ. 개체군 밀도는 개체수를 서식지 면적으로 나눈 값이므로, [eqn: t_1]에서 [eqn: \A]의 개체군 밀도는 [eqn: 200 over S], [eqn: t_2]에서 [eqn: \B]의 개체군 밀도는 [eqn: 100 over 2S = 50 over S]이다. 따라서 [eqn: \A]가 [eqn: \B]의 [eqn: 4]배이다.

10. 삼투압 조절	①

정답

ㄱ. [eqn: \ADH]의 분비는 간뇌 시상 하부에 의해 조절된다

ㄴ. 혈중 [eqn: \\ADH]의 농도가 높아지면 수분의 재흡수가 조절되므로 혈장 삼투압이 감소하고, 오줌의 삼투압이 증가한다. 따라서 ㉠은 오줌이고, ㉡은 혈장이다.

ㄷ. 오줌의 삼투압이 높을수록 혈중 [eqn: \ADH]의 농도가 높아 지고, 오줌 생성량이 감소한다. 따라서  오줌의 삼투압이 높을수록  [eqn: {혈중~ \ADH의 ~농도} over { 오줌~생성량}]는 증가하므로, 구간 Ⅰ에서가 구간 Ⅱ에서보다 작다.

11. 사람의 유전	④

정답

ㄱ. 어머니는 [eqn: \A*]가 없으므로 형질 ⓐ에 대한 유전자형이 [eqn: \AA]인데, 어머니에서 ⓐ가 나타나지 않으므로 [eqn: \A]는 ⓐ가 나타나지 않도록 하는 대립 유전자이고, [eqn: \A*]는 ⓐ가 나타나도록 하는 대립 유전자이다. 영희의 ⓐ에 대한 대립 유전자가 [eqn: \AA*]이고, ⓐ를 나타내므로 [eqn: \A*]는 [eqn: \A]에 대해 완전 우성이다.

ㄴ. [eqn: \A*]가 [eqn: \X] 염색체에 있다면 영희는 아버지의 [eqn: \A*]를 물려받을 수 없다. 그러므로 [eqn: \A]와 [eqn: \A*]는 상염색체에 존재한다. 어머니의 형질 ⓑ에 대한 유전자형이 [eqn: \B*B*]인데, ⓑ가 나타났으므로 [eqn: \B]는 ⓑ가 나타나지 않도록 하는 대립 유전자이고, [eqn: \B*]는 ⓑ가 나타나도록 하는 대립 유전자이다. 영희의 ⓑ에 대한 대립 유전자가 [eqn: \BB*]인데, ⓑ를 나타내지 않으므로 [eqn: \B]는 [eqn: \B*]에 대해 완전 우성이다. [eqn: \B*]를 오빠와 영희가 동일한 양만큼 가지지만 오빠에서는 ⓑ가 나타나고 영희에서 ⓑ가 나타나지 않으므로 [eqn: \B]와 [eqn: \B*]는 [eqn: \X] 염색체에 존재한다. 남동생은 [eqn: \B*]를 가짐에도 ⓑ가 나타나지 않은 것은 [eqn: \B]를 가지는 [eqn: \X] 염색체를 하나 더 가지기 때문이다. [eqn: \B]를 가지는 [eqn: \X] 염색체는 아버지로부터만 받을 수 있으므로 정자가 형성될 때 발생한 염색체 비분리는 감수 [eqn: 1]분열에서 일어났다. 아버지는 적록 색맹이 아니므로 아버지에게서 [eqn: \X] 염색체를 물려받은 남동생도 적록 색맹이 아니다.

ㄷ. ⓐ, ⓑ 중 ⓑ만 발현되고 적록 색맹인 남자의 유전자형은 [eqn: \AAX^B* Y]이므로 [eqn: \X] 염색체에 적록 색맹 대립 유전자가 있다. 영희의 유전자형은 [eqn: \AA*X^B X^B*]이고 [eqn: \B]를 가지는 [eqn: \X] 염색체는 적록 색맹 대립 유전자가 없고, [eqn: \B*]를 가지는 [eqn: \X]염색체는 적록 색맹 대립 유전자가 있다. 두 사람 사이에서 아이가 태어날 때, 이 아이에게서 ⓐ가 발현될 확률이 [eqn: 1 over 2]이고, ⓑ와 적록 색맹이 모두 발현될 확률이 [eqn: 1 over 2]이므로 ⓐ, ⓑ, 적록 색맹이 모두 발현될 확률은 [eqn: 1 over 4]이다.

12. 기관계의 통합적 작용	③

정답

㉠은 대정맥, ㉡은 폐정맥, [eqn: \A]는 간, [eqn: \B]는 콩팥이다.

ㄱ. [eqn: \A](간)은 인슐린의 표적 기관이다.

ㄴ. [eqn: \B](콩팥)에서는 [eqn: \ADH]에 의해 세뇨관과 집합관의 물을 모세 혈관으로 가져가는 수분의 재흡수가 일어난다.

ㄷ. ㉠에는 조직 세포에서 [eqn: \CO_2]를 공급 받은 혈액이 흐르고, ㉡에는 폐에서 [eqn: \CO_2]를 내보내고 [eqn: \O_2]를 공급 받은 혈액이 흐르므로, 단위 부피당 [eqn: \CO_2]의 양은 ㉠에서가 ㉡에서보다 많다.

13. 질병과 병원체	⑤

정답

[eqn: \A]는 균이고, [eqn: \B]는 바이러스이다.

ㄱ. 결핵은 세균에 의한 질병이므로 항생제를 이용하여 치료할 수 있다.

ㄴ. 세균과 바이러스는 모두 유전 물질을 가지고 있다. 따라서 ㉡에는 ‘유전 물질을 가지고 있다.’가 해당될 수 있다.

ㄷ. 세균은 스스로 물질 대사를 하지만, 바이러스는 스스로 물질 대사를 하지 못한다. 따라서 ‘스스로 물질 대사를 하지 못한다.’는 ㉢에 해당된다.

14. 사람의 유전	②

정답

(가)는 다인자 유전 형질이고, (나)는 단일 인자 유전 형질이며, 대립 유전자의 종류가 [eqn: 3]가지이므로 복대립 유전 형질이다. (나)의 가능한 유전자형은 [eqn: \EE], [eqn: \FF], [eqn: \GG], [eqn: \EF], [eqn: \EG], [eqn: \FG]이고, [eqn: \EG]와 [eqn: \EE] 및 [eqn: \FG]와 [eqn: \FF]의 표현형이 각각 같으며, 가능한 표현형이 [eqn: \4]가지이므로 [eqn: \EF]는 [eqn: \EE]나 [eqn: \FF]와는 다른 표현형을 나타낸다. (나)의 유전자형이 [eqn: \EF]인 부모에서 태어난 자손에서 가능한 유전자형은 [eqn: \EE], [eqn: \EF], [eqn: \FF]이므로 나타날 수 있는 표현형은 [eqn: 3]가지이다. [eqn: \AbBbDdEF]인 부모 사이에서 태어난 ㉠에서 나타날 수 있는 표현형이 최대 [eqn: 9]가지이므로 (가)에 대해 나타날 수 있는 표현형이 [eqn: 3]가지, (나)에 대해 나타날 수 있는 표현형이 [eqn: 3]가지이다. (가)를 결정하는 데 관여하는 대립 유전자가 [eqn: 2]개의 상염색체에 존재하므로 [eqn: \2]개의 유전자는 한 염색체에 연관되어 있고, 다른 유전자는 다른 염색체에 존재한다. 만약 유전자형이 [eqn: \AaBbDd]인 사람에서 [eqn: \A]와 [eqn: \B]가 연관되어 있고, [eqn: \a]와 [eqn: \b]가 연관되어 있다면 이 사람에서 생성될 수 있는 생식 세포의 유전자형은 [eqn: \ABD(3)], [eqn: \abD(1)], [eqn: \ABd(2)], [eqn: \abd(0)]이다. 만약 [eqn: \A]와 [eqn: \b]가 연관되어 있고, [eqn: \a]와 [eqn: \B]가 연관되어 있다면 이 사람에서 생성될 수 있는 생식 세포의 유전자형은 [eqn: \AbD(2)], [eqn: \aBD(2)], [eqn: \Abd(1)], [eqn: \aBd(1)]이다. 유전자형이 각각 [eqn: \AaBbDd]인 부모 사이에서 자손이 태어날 때, 부모에게서 연관된 경우에 따라 나타날 수 있는 표현형의 종류는 다음과 같다.

ⅰ) 부모 모두 [eqn: \A]와 [eqn: \B], [eqn: \a]와 [eqn: \b]가 연관된 경우 : [eqn: 7]가지

ⅱ) 부모 모두 [eqn: \A]와 [eqn: \b], [eqn: \a]와 [eqn: \B]가 연관된 경우 : [eqn: \3]가지

ⅲ) 부모 중 하나는 [eqn: \A]와 [eqn: \B], [eqn: \a]와 [eqn: \b]가 연관되고, 나머지 하나는 [eqn: \A]와 [eqn: \b], [eqn: \a]와 [eqn: \B]가 연관된 경우 : [eqn: 5]가지

따라서 ㉠의 부모는 모두 [eqn: \A]와 [eqn: \b], [eqn: \a]와 [eqn: \B]가 연관된 염색체를 가지고 있다. [eqn: \A]와 [eqn: \b], [eqn: \a]와 [eqn: \B]가 연관되어 있고, 유전자형이 [eqn: \AaBbDd]인 부모와 [eqn: \EF]인 부모에서 자손이 태어날 때 이 자손의 표현형이 부모와 같을 확률은 각각  [eqn: 1 over 2]이다. 따라서 ㉠에서 (가)와 (나)의 표현형이 부모와 같을 확률은 [eqn: 1 over 2 times 1 over 2 = 1 over 4]이다.

15. 면역 반응과 백신	⑤

정답

ㄱ. 구간 Ⅰ에서 [eqn: \X*]에 대한 1차 방어 작용이 일어나는데, [eqn: 1]차 방어 작용에는 염증 반응, 식균 작용 등이 있다.

ㄴ. [eqn: \X*]를 [eqn: 2]차 주사한 이후인 구간 Ⅱ에서 [eqn: \X*]를 [eqn: 1]차 주사한 이후인 구간 Ⅰ에서보다 많은 양의 항체가 생성된 것을 통해 [eqn: 2]차 면역 반응이 일어났음을 알 수 있다.

ㄷ. [eqn: \X]를 주사한 [eqn: \B]가 죽지 않은 것은 [eqn: \X]에 대한 항체가 다량으로 생성되었기 때문이다. 그러므로 [eqn: \B]에게 [eqn: \X]를 주사한 후 [eqn: \B]에서 [eqn: \X]에 대한 항원 항체 반응이 일어났음을 알 수 있다.

16. 멘델 유전	①

정답

ㄱ. (가)에서 [eqn: \A\_B \_] : [eqn: \A\_bb] : [eqn: \aaB\_] : [eqn: \aabb] [eqn: =] [eqn: 9] : [eqn: 3] : [eqn: 3] : [eqn: 1]이므로 두 유전자는 서로 다른 염색체에 존재한다. 또한 [eqn: \A \_ D \_] : [eqn: \A\_dd] : [eqn: \aaD \_] : [eqn: \aadd] [eqn: =] [eqn: 3] : [eqn: 0] : [eqn: 0] : [eqn: 1]이므로 [eqn: \A]와 [eqn: \D], [eqn: \a]와 [eqn: \d]가 연관되어 있음을 알 수 있다. 따라서 [eqn: \B], [eqn: \b]는 [eqn: \D], [eqn: \d]와 서로 다른 염색체에 존재한다. (나)에서 [eqn: \D\_ E \_] : [eqn: \D\_ee] : [eqn: \ddE \_]: [eqn: \ddee] [eqn: =] [eqn: 9] : [eqn: 3] : [eqn: 3] : [eqn: 1]이므로 두 유전자는 서로 다른 염색체에 존재한다. [eqn: \B\_E \_] : [eqn: \B\_ee] : [eqn: \bbE\_] : [eqn: \bbee] [eqn: =] [eqn: 2] : [eqn: 1] : [eqn: 1] : [eqn: 0]이므로 [eqn: \B]와 [eqn: \e], [eqn: \b]와 [eqn: \E]가 연관되어 있다. 생식 세포 ⓟ에 [eqn: \A]가 있으므로 [eqn: \a]와 [eqn: \d]는 존재하지 않는다. 그러므로 ㉠과 ㉡은 모두 [eqn: 0]이다.

ㄴ. [eqn: \P]에서 [eqn: \A]와 [eqn: \D]가 연관되어 있고, [eqn: \D]와 [eqn: \E]가 서로 다른 염색체에 존재하므로, [eqn: \A]와 [eqn: \e]는 서로 다른 염색체에 존재한다.

ㄷ. [eqn: \F_1]에서 표현형이 [eqn: \A\_D \_ee]인 개체들에서 [eqn: \AaDdee]인 개체수와 [eqn: \AADDee]인 개체수의 비는 [eqn: 2] : [eqn: 1]이다.

17. 가계도 분석	⑤

정답

조건에서 [eqn: 1]의 혈액형은 [eqn: \A]형, [eqn: 5]의 혈액형은 [eqn: \O]형, [eqn: 6]의 혈액형은 [eqn: \B]형이다. [eqn: 5]의 [eqn: \ABO]식 유전자형이 [eqn: \OO]이므로 [eqn: 1]은 [eqn: \AO], [eqn: 2]는 [eqn: \BO], [eqn: 6]은 [eqn: \BO]이다. [eqn: 2]의 ㉠에 대한 유전자형이 동형 접합이고, [eqn: 5]와 [eqn: 6]의 ㉠에 대한 표현형이 서로 다르므로 ㉠은 정상에 대해 열성이다. 그러므로 [eqn: \H]는 정상 대립 유전자 [eqn: \H*]는 ㉠을 나타내는 대립 유전자이다. ㉠에 대한 유전자형은 [eqn: 1]은 [eqn: \HH*], [eqn: 2]는 [eqn: \H*H*], [eqn: 5]는 [eqn: \H*H*], [eqn: 6]은 [eqn: \HH*]이다. 만약 ㉠을 결정하는 유전자와 [eqn: \ABO]식 혈액형을 결정하는 유전자가 연관되어 있다면 [eqn: \B]형인 [eqn: 6]은 ㉠이 나타나야 한다. 그러나 ㉠이 나타나지 않았으므로 [eqn: \ABO]식 혈액형 유전자와 연관된 것은 ㉡을 결정하는 유전자이다.

ㄱ. [eqn: 8]은 [eqn: 6]과 [eqn: 7]로부터 모두 [eqn: \T*]를 물려받았는데, [eqn: 6]의 [eqn: \T*]는 [eqn: \O]와 [eqn: 7]의 [eqn: \T*]는 [eqn: \A]와 연관되어 있으므로 [eqn: \8]의 [eqn: \ABO]식 혈액형은 [eqn: \A]형이다.

ㄴ. 이 가계도의 구성원 중 [eqn: \H]와 [eqn: \T]를 모두 가진 사람은 [eqn: 4]와 [eqn: 6]이다.

ㄷ. [eqn: 6]의 ㉠에 대한 유전자형은 [eqn: \HH*]이고, [eqn: 7]의 ㉠에 대한 유전자형은 [eqn: \\H*H*]이다. [eqn: 8]의 동생이 태어날 때, 이 아이에게서 ㉠이 발현될 확률은 [eqn: 1 over 2]이고, [eqn: 6]과 [eqn: 7]의 ㉡에 대한 유전자형은 모두 [eqn: \TT*]이다. [eqn: 8]의 동생이 태어날 때, 이 아이에게서 ㉡이 발현되지 않을 확률은 [eqn: 3 over 4]이다. 따라서 [eqn: 8]의 동생이 태어날 때, 이 아이에게서 ㉠과 ㉡ 중 ㉠만 발현될 확률은 [eqn: 1 over 2 times 3 over 4 = 3 over 8]이다.

18. 생태계 구성 요소	③

정답

ㄱ. ㉠은 서로 다른 개체군 사이에서 일어나는 상호 작용으로, 예로 공생이 있다.

ㄴ. 수온이 돌말 개체군의 크기에 영향을 미치는 것은 비생물적 환경 요인이 생물적 환경 요인에 영향을 미치는 것이므로, ㉡에 해당한다.

ㄷ. 강수량 감소에 의해 옥수수 생장이 저해되는 것은 비생물적 환경 요인이 생물적 환경 요인에 영향을 미치는 것이므로, ㉡에 해당한다.

19. 흥분의 전도	⑤

정답

ㄱ. 신경 [eqn: \A]와 [eqn: \B]의 막전위 Ⅱ가 모두 [eqn: \–80㎷]이므로 Ⅱ는 [eqn: \A]와 [eqn: \B]에서 동시에 활동 전위가 발생한 지점인 지점 [eqn: d _1]에서 측정한 막전위이다. 신경 전도 속도가 [eqn: \A]보다 [eqn: \B]에서 빠르므로 만약 [eqn: \A]의 [eqn: d_2]에서 측정한 막전위가 Ⅰ([eqn: \-55㎷])이라면 [eqn: t_ 1]일 때, [eqn: \A]의 [eqn: d _2]는 탈분극 중이어야 하므로, [eqn: \A]의 [eqn: d_3]에서 측정한 막전위는 [eqn: \–55㎷]보다 낮으면서 탈분극 중이어야 하는데 [eqn: \+30㎷]이므로 조건에 맞지 않다. 즉 [eqn: \A]의 [eqn: d _2]에서 측정한 막전위는 Ⅲ([eqn: \+30㎷])이다.

ㄴ. 자극을 주고 [eqn: \3`ms]가 지났을 때 [eqn: \B]의 [eqn: d_4]와 [eqn: \A]의 [eqn: d _3]에서 활동 전위가 발생하기 시작한다. 그러므로 [eqn: t _1]일 때, [eqn: \A]의 [eqn: d _3]에서의 막전위와 ㉠은 서로 같다.

ㄷ. [eqn: t_1]일 때, [eqn: \B]의 [eqn: d_3]의 막전위는 [eqn: \–20㎷]이고, 탈분극 중이다. 탈분극이 일어날 때는 [eqn: \Na^+]이 세포 안으로 유입된다.

20. 생태 피라미드	②

정답

ㄱ. [eqn: \D]는 생산자, [eqn: \C]는 [eqn: 1]차 소비자, [eqn: \B]는 [eqn: 2]차 소비자, [eqn: \A]는 [eqn: 3]차 소비자이다.

ㄴ. 에너지 효율은 하위 영양단계의 에너지에 대한 상위 영양 단계에서의 에너지의 백분위이다. 따라서 에너지 효율은 [eqn: \A]는 [eqn: 3 over 15 times 100 = 20](%), [eqn: \C]는 [eqn: 100 over 1000 times 100 = 10](%)이다. 따라서 [eqn: \A]가 [eqn: \C]의 [eqn: 2]배이다.

ㄷ. 상위 영양 단계로 갈수록 에너지양이 감소함을 알 수 있다.

지구 과학Ⅰ

1. ⑤	2. ④	3. ②	4. ②	5. ③

6. ⑤	7. ④	8. ③	9. ③	10. ④

11. ①	12. ②	13. ⑤	14. ⑤	15. ①

16. ③	17. ①	18. ①	19. ⑤	20. ④

1. 수질 오염	⑤

정답

ㄱ. 축산 농가는 오염원의 위치가 명확하므로 점 오염원이다.

ㄴ. [eqn: \A]는 폐수가 유입되지 않은 곳이고, [eqn: \B]는 폐수가 유입된 곳이다. [eqn: 3]일을 주기로 두 곳의 수질을 비교하기 위해서는 생화학적 산소요구량([eqn: \BOD])를 비교하면 된다.

ㄷ. 유기물은 폐수에 의해 유입되므로, (가)의 시료에 포함된 유기물의 양은 [eqn: \B]가 [eqn: \A]보다 많다.

2. 토양의 생성 과정	④

정답

ㄱ. [eqn: \A]는 모질물, [eqn: \B]는 표토, [eqn: \C]는 심토이다. 토양의 생성 순서는 기반암[eqn: ->]모질물[eqn: ->]표토[eqn: ->]심토의 순이므로, 표토인 [eqn: \B]가 심토인 [eqn: \C]보다 먼저 형성된다.

ㄴ. 점토 광물은 빗물 등에 의해 표토에서 심토로 씻겨 내려가므로, 심토인 [eqn: \C]층에 점토 광물이 많이 포함되어 있다. 모질물인 [eqn: \A]층에는 점토 광물이 거의 없다.

ㄷ. 유기물의 양은 표토인 [eqn: \B]층에 많이 포함되어 있다.

3. 대기 순환과 해류	②

정답

ㄱ, ㄴ. [eqn: \A]는 편서풍이 부는 지역이므로, [eqn: \A]를 항해할 때는 편서풍을 이용하였다. 따라서 [eqn: \B]를 항해할 때는 동쪽에서 서쪽으로 항해하였다.

ㄷ. [eqn: \C]에 흐르는 해류는 북쪽에서 남쪽으로 흐르므로, 한류이다.

4. 지진의 규모와 진도	②

정답

ㄱ. 철수가 사는 지역에서는 책상이 약간 흔들리는 정도였으므로 진도 Ⅲ에 해당한다.

ㄴ. 영희가 사는 지역의 진도는 Ⅳ, 철수가 사는 지역의 진도는 Ⅲ으로 지진파의 최대 진폭은 영희가 사는 지역이 철수가 사는 지역보다 크다.

ㄷ. 동일한 지진의 규모는 지진 관측 지역에 상관없이 동일하다.

5. 하천수와 해수의 용존 물질	③

정답

ㄱ. [eqn: \Ca^2+]의 비율은 하천수에서는 [eqn: 15 over 120 times 100 = 12.5](%), 해수에서는 [eqn: 400 over 35000 times 100 =0.1142](%)로 하천수보다 해수에서 낮다.

ㄴ. [eqn: \HCO_3 ^{```-}]의 비율이 하천수보다 해수에서 낮은 것은 탄산염 형태로 침전되기 때문으로, 이는 지구계의 상호 작용 중 수권이 지권에 영향을 주는 [eqn: \C] 때문이다.

ㄷ. 해저 화산의 폭발로 해수에 [eqn: \Cl^-]이 공급되는 것은 지권이 수권에 영향을 주는 [eqn: \D] 때문이다.

6. 광물 자원의 개발과 이용	⑤

정답

ㄱ. ㉠은 마그마가 냉각되는 과정에서 생성된 광상으로 화성 광상에 해당한다.

ㄴ. 제련 과정을 거쳐 금속 광물 자원으로부터 원하는 금속을 얻을 수 있다. 따라서 ㉡에는 제련 과정이 포함된다.

ㄷ. 텅스텐과 같은 금속 광물 자원은 매장량이 유한한 자원으로, 재생이 불가한 자원이다.

7. 한반도의 지질 명소	④

정답

ㄱ. 주상 절리가 발달하는 것은 지표 위로 분출된 마그마가 급격히 냉각되었다는 것을 의미하므로, (가)의 암석은 화산 활동에 의해 생성되었다.

ㄴ. 층리가 관찰되는 것으로부터 퇴적암임을 알 수 있고, 공룡 발자국과 공룡알 화석이 발견되는 것으로부터 중생대에 육지에서 생성되었음을 알 수 있다.

ㄷ. 울릉도는 신생대 화산 활동에 의해 생성되었다. 따라서 신생대에 생성된 (가)가 중생대에 생성된 (나)보다 나중에 생성되었다.

ㄹ. 바닷가에서 생성된 아치 모양의 지형은 파도에 의한 침식 작용에 의해 생성된다.

8. 안식각	③

정답

ㄱ. 안식각은 실험 결과에서 [eqn: {\b over \a}]의 값이 클수록 크다. 가는 모래의 경우에는 [eqn: 11.9 over 20.1 APPROX 0.5920], 굵은 모래의 경우에는 [eqn: 13.0 over 18.4 APPROX 0.7065]로 가는 모래가 굵은 모래보다 작다.

ㄴ. 모래의 양을 늘려도 안식각은 변하지 않으므로, [eqn: \b over \a]의 값은 변하지 않는다.

ㄷ. (다)의 [eqn: \B]와 같이 경사면이 절단되면 안정도가 감소하여 사태가 발생하게 된다.

9. 친환경 에너지를 이용한 난방	③

정답

① (가)는 지열을 이용하는 지열 난방, (나)는 태양열을 이용하는 태양열 난방을 이용하는 것이다.

② 지열 난방에서 지하에서 올라온 유체가 열교환기에서 열에너지를 잃고 다시 지하로 내려가므로 유체의 온도는 [eqn: T_1 > T_2]이다.

③ 태양열 난방은 태양 복사 에너지를 열에너지로 전환한다.

④ (가)의 지열 난방은 지하의 열에너지를 이용하므로 날씨의 영향을 받지 않고, (나)의 태양열 난방은 구름에 의해 태양 복사 에너지가 차단되면 이용하기 어렵다.

⑤ (가)와 (나)는 메테인, 이산화 탄소 등의 오염 물질을 거의 배출하지 않는다.

10. 지구 기후 변화	④

정답

[eqn: \A]: 지구 자전축 경사각이 작아지면 북반구와 남반구 모두 여름철 태양의 남중 고도가 낮아진다.

[eqn: \B]: 화산 폭발로 인해 기권에 유입된 화산재에 의해 태양 빛이 차단되면, 지표로 도달하는 태양 복사 에너지의 양이 감소한다.

[eqn: \C]: 수륙 분포에 변화가 생기면 지형의 변화에 의해 해수의 흐름이 영향을 받아 변하게 된다.

11. 태풍	①

정답

ㄱ. [eqn: 4]～[eqn: 6]시에 기압이 가장 낮았으므로, 상승 기류가 우세하였다.

ㄴ. 풍속이 가장 셀 때는 [eqn: 4]～[eqn: 6]시 사이로, 풍속이 최대일 때 기압이 가장 낮았다.

ㄷ. 풍향이 북동풍, 북풍, 북서풍, 서풍으로, 즉 시계 반대 방향으로 변하므로 태풍 진행 경로의 왼쪽에 위치하였음을 알 수 있다.

12. 엘니뇨	②

정답

ㄱ. 동태평양 적도 부근 해역의 관측 수온이 평년 수온보다 높은 엘니뇨 시기에 동태평양 적도 부근 해역에서는 상승 기류가 강해지기 때문에 강수량이 증가한다.

ㄴ. 동태평양 적도 부근 해역의 수온이 평년보다 높으면 해수면의 높이가 평상시보다 높아진다.

ㄷ. 엘니뇨 시기에는 동태평양에서의 용승 현상이 약해지므로 심층 해수에서 공급되는 영양 염류의 양이 줄어들기 때문에 표층에서 영양 염류의 양이 줄어든다.

13. 주계열성과 생명 가능 지대	⑤

정답

ㄱ. 별의 광도가 클수록 별에서 생명 가능 지대까지의 거리가 멀어진다. [eqn: \A]의 생명 가능 지대는 행성의 공전 궤도 반지름으로부터 [eqn: \B], [eqn: \C]보다 크다. 따라서 별의 광도는 별에서 생명 가능 지대까지의 거리가 먼 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 크다.

ㄴ. 생명 가능 지대의 폭은 별의 광도가 클수록 크다. 따라서 [eqn: \A]에서 생명 가능 지대의 폭은 [eqn: \C]의 생명 가능 지대의 폭인 [eqn: 0.8 ``\AU]보다 크다.

ㄷ. 별의 광도가 작을수록 행성이 생명 가능 지대에 머무는 기간이 길어진다. 별의 광도는 [eqn: \B]가 [eqn: \C]보다 작으므로, 행성이 생명 가능 지대에 머무는 기간은 [eqn: \B]가 [eqn: \C]보다 길다.

14. 달의 관측	⑤

정답

ㄱ. 일식은 태양[eqn: -]달[eqn: -]지구의 순서로 배열되어 태양이 달에 의해 가려지는 현상이다.

ㄴ. 태양의 적위는 [eqn: +23.5DEG]이고, 달의 적위는 [eqn: -23.5DEG]이므로 태양을 관측할 수 있는 시간이 달을 관측할 수 있는 시간보다 길다.

ㄷ. 약 [eqn: 3]개월 후 보름달은 춘분점 부근에 위치하므로, 보름달의 남중 고도는 이날보다 높다.

15. 파장에 따른 전자기파의 투과 정도	①

정답

ㄱ. [eqn: \A] 영역의 전자기파는 지표면에 거의 도달하지 않으므로, 지표면에 설치된 망원경으로 관측할 수 없다.

ㄴ. 구경이 같은 경우 분해능은 파장이 짧은 전자기파가 크다. 따라서 [eqn: \C]보다 [eqn: \B]를 관측하는 망원경이 더 좋다.

ㄷ. 온도가 낮은 성간 물질에서 방출되는 전자기파일수록 파장이 길다. 따라서 [eqn: \A]보다 [eqn: \C]를 관측하는 망원경이 적합하다.

16. 해양판의 경계	③

정답

ㄱ. 진앙의 분포로부터 판 [eqn: \B]가 [eqn: \A] 아래로 섭입하는 것을 알 수 있다. 그런데 두 판의 이동 방향이 서쪽으로 같으므로, 판의 이동 속도는 [eqn: \B]가 [eqn: \A]보다 빨라야 한다. 따라서 ㉠은 [eqn: 5]보다 작아야 한다.

ㄴ. [eqn: \B]가 [eqn: \A] 아래로 섭입하므로, 판의 경계는 맨틀 대류의 하강부에 해당한다.

ㄷ. 맨틀 대류의 하강부에는 판의 경계를 따라 해구가 형성된다.

17. 고기후 연구	①

정답

ㄱ. 빙하 코어에 공기 방울이 포함되기 위해서는 빙하가 형성되는 과정이 필요하다.

ㄴ. [eqn: \B] 시기가 [eqn: \A] 시기보다 산소 동위 원소의 비가 높으므로, 해수에서 증발하는 수증기의 ㉡은 [eqn: \B] 시기가 [eqn: \A] 시기보다 높다.

ㄷ. ㉡이 높을 때 기온이 높으므로, [eqn: \A] 시기보다 [eqn: \B] 시기의 기온이 높았다. 따라서 대륙 빙하의 면적은 [eqn: \A] 시기보다 [eqn: \B] 시기에 좁다.

18. 행성 관측	①

정답

ㄱ. 이날 금성은 태양의 왼쪽에 위치하므로, 초저녁에 서쪽 하늘에서 관측된다.

ㄴ. 다음날 화성의 위치는 함의 위치에 가까워지므로 화성의 남중 시각은 이날보다 빠르다.

ㄷ. 화성에서 관측한다면, 지구가 금성보다 가까우므로 회합 주기는 지구가 금성보다 길다.

19. 외계 행성 탐사	⑤

정답

ㄱ. (가)의 [eqn: t_3]는 행성이 지구에서 멀어지는 방향으로 이동할 때이므로, 별은 지구에 가까워지는 방향으로 이동할 때이다. 따라서 이때는 청색 편이가 나타나므로, (나)에서 [eqn: \a]에 해당한다.

ㄴ. 행성의 반지름이 클수록 별을 더 많이 가리므로, (가)에서 [eqn: \A]가 커진다.

ㄷ. 행성의 질량이 클수록 별의 공전 속도가 빨라지므로 편이 현상이 잘 나타난다. 따라서 (나)에서 [eqn: DELTA lambda _{\max}]가 커진다.

20. 천체의 위치와 지평 좌표계	④

정답

ㄱ. [eqn: \A]에서 관측하였을 때, 별 [eqn: \S]는 남쪽 하늘에 위치하고, [eqn: \B]에서 관측하였을 때, 별 [eqn: \S]는 남동쪽 하늘에 위치한다. 따라서 [eqn: \A]는 [eqn: \B]보다 동쪽에 위치한다.

ㄴ. 별의 남중 고도는 [eqn: \A]에서는 [eqn: 60DEG]이고, [eqn: \B]에서는 아직 남중하지 않은 고도가 [eqn: 60DEG]이므로 [eqn: 60DEG]보다 높다. 따라서 위도는 [eqn: \A]는 [eqn: 40DEG], [eqn: \B]는 [eqn: 40DEG]보다 낮다. 지평선과 천구 적도가 이루는 각은 [eqn: 90DEG -]위도와 같으므로 위도가 큰 [eqn: \A]보다 [eqn: \B]가 크다.

ㄷ. [eqn: \S]가 지평선 위에 떠 있는 시간은 남중 고도가 낮은 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 길다.

물리Ⅱ

1. ⑤	2. ⑤	3. ①	4. ⑤	5. ④

6. ②	7. ①	8. ②	9. ③	10. ④

11. ①	12. ③	13. ④	14. ③	15. ③

16. ②	17. ②	18. ⑤	19. ③	20. ④

1. 운동 법칙	⑤

정답

철수: 뉴턴의 운동 제[eqn: 1]법칙(관성 법칙)에서 알짜힘이 [eqn: 0]이면, 가속도는 [eqn: 0], 즉 속도가 변하지 않는다.

영희: 뉴턴의 운동 제[eqn: 2]법칙(가속도 법칙)에서 가속도는 알짜힘에 비례한다.

민수: 뉴턴의 운동 제[eqn: 3]법칙(작용 반작용 법칙)에서 작용 반작용의 크기는 서로 같다.

2. 비열의 측정	⑤

정답

ㄱ. (다)에서 물체 [eqn: \A]가 잃은 열량만큼 물이 열량을 얻는다.

ㄴ. 잃은 열량과 얻은 열량이 같은데, [eqn: \A]의 온도 변화가 열량계 속 물의 온도 변화보다 크므로, 열용량은 [eqn: \A]가 열량계 속 물보다 작다.

ㄷ. 질량이 같으므로 비열은 열용량이 작은 [eqn: \A]가 열량계 속 물보다 작다.

3. 전기장과 전기력	①

정답

ㄱ, ㄴ. [eqn: \D]에 작용하는 전기력의 합력이 [eqn: 0]이려면, [eqn: \A]～[eqn: \C]에 의한 [eqn: \D]에서의 전기장이 [eqn: 0]이어야 한다. 즉, [eqn: \A]와 [eqn: \C]에 의한 전기장은 [eqn: \D]에서 [eqn: \B]를 향하는 방향으로 형성되어야 하므로, [eqn: \A]는 음(-)전하, [eqn: \C]는 양(+)전하를 띠어야 한다. 따라서 [eqn: \A]와 [eqn: \B] 사이에는 인력이 작용한다.

ㄷ. [eqn: \B]와 [eqn: \C] 각각에 의해 [eqn: \D]에 형성되는 전기장의 세기의 비가 [eqn: 1] : [eqn: 2]이므로, [eqn: q_{\B} over L^2] : [eqn: q_{\C} over 4L^2] [eqn: =] [eqn: 1] : [eqn: 2], [eqn: q_{\B} = q_{\C} over 8]이다.

4. 렌즈에 의한 상	⑤

정답

ㄱ. 볼록 렌즈에 의한 상은 정립 허상과 도립 실상이다.

ㄴ. 배율은 물체와 렌즈 사이의 거리에 대한 상과 렌즈 사이의 거리의 비이므로 [eqn: 3 over 2]이다.

ㄷ. 렌즈의 공식에서 [eqn: 1 over d + 2 over 3d = 1 overf], [eqn: f = 3 over 5 d]이다.

5. 레이저의 원리	④

정답

ㄱ. 매질에 외부에서 에너지를 공급하면 안정 상태에 있던 전자가 에너지가 높은 들뜬 상태로 전이한다.

ㄴ. 매질 내에서 자발 방출된 빛의 위상은 서로 다르다.

ㄷ. 매질 내에서 유도 방출된 빛이 다른 유도 방출을 일으키면서 레이저 빛이 증폭된다.

6. 축전기의 연결 / 유전 상수	②

정답

(가)에서 축전기의 전기 용량은 [eqn: C_1 = 1 times A over d = A over d]이다. (나)는 유전체가 없는 축전기와 유전체가 있는 축전기가 병렬연결된 것과 같으므로 전기 용량은

[eqn: C_2 =][eqn: 1 times {A over 2} overd + 2 times { A over 2 } over d = 3A over 2d]

이다. 따라서 [eqn: C _2 over C_1 = 3 over 2]이다.

7. 도플러 효과와 탄성 충돌	①

정답

처음에 음원과 관측자가 가까워지고 있으므로,

[eqn: f_1][eqn: =][eqn: {v_0 + v} over { v_0 - 2v } f_0 = {11 over 10 v_0 } over { 8 over 10 v_0 } f_0 = 11 over 8 f_0]

이고, 탄성 충돌에서 질량이 같으면 속도가 교환된다. 따라서

[eqn: f_2 = { v_0 -2v } over { v_0 +v } f_0 = { 8 over 10 v_0 } over { 11 over 10 v_0 } f_0 = 8 over 11 f_0]

이다.

8. 자기 모멘트	②

정답

ㄱ. 자기 모멘트의 방향은 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장의 방향과 같으므로, [eqn: \P]의 자기 모멘트의 방향은 [eqn: +y] 방향이다.

ㄴ. 자기 모멘트는 면적과 전류의 세기의 곱인데, (가), (나)에서 자기 모멘트가 같으므로,

[eqn: L^2 times I_{\P} = 4L^2 times I_{\Q}], [eqn: I_{\P} = 4I_{\Q}]이다.

ㄷ. (가), (나)에서 자기 모멘트, 자기장, 자기 모멘트와 자기장이 이루는 각이 모두 같으므로 도선에 작용하는 돌림힘의 크기는 서로 같다.

9. 전기장과 자기장에서 전하의 운동	③

정답

(자기장의 방향이 종이면에 수직하다고 가정한 해설입니다.)

ㄱ. 전기력과 자기력의 크기가 같아야 하므로, [eqn: qE =][eqn: qv_0 B_1], [eqn: E = v_0 B_1]이다.

ㄴ.Ⅰ에서 전기장에 의해 전하가 [eqn: +y] 방향으로 힘을 받으므로, 자기장에 의해서는 [eqn: -y] 방향으로 힘을 받아야 한다. 따라서 Ⅰ에서 자기장의 방향은 [eqn: xy]평면에서 수직으로 나오는 방향이다. Ⅱ에서 전하가 입사하는 순간 작용하는 힘의 방향이 [eqn: +y] 방향이므로 자기장의 방향은 [eqn: xy]평면에 수직으로 들어가는 방향이다.

ㄷ. [eqn: qvB = mv^2 over r]에서 [eqn: m = qB over v r]이다. [eqn: \a]의 반지름은 [eqn: d]이고, [eqn: \b]의 반지름을 [eqn: r]라 하면, [eqn: r + r cos 60 DEG = 3d], [eqn: r = 2d]이다. 따라서 질량은 [eqn: \b]가 [eqn: \a]의 [eqn: 2]배이다.

10. 영의 실험(이중 슬릿에 의한 간섭 실험)	④

정답

ㄱ. 이중 슬릿에 의한 빛의 간섭 무늬에서 보강 간섭하는 부분은 밝게, 상쇄 간섭하는 부분은 어둡게 나타난다.

ㄴ. 슬릿 간격이 좁을수록 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격이 크다. 따라서 슬릿 간격은 [eqn: \P]가 [eqn: \Q]보다 좁다.

ㄷ. 빛의 파장이 길수록 이웃한 밝은 무늬 사이의 간격이 크다. 따라서 파장은 [eqn: lambda _1 > lambda _2]이다.

11. 빛의 굴절	①

정답

ㄱ. 입사각보다 굴절각이 작으므로, 빛의 속력은 공기 중에서가 [eqn: \A]에서보다 크다.

ㄴ, ㄷ. 두 빛이 공기와 매질의 경계면을 통과하는 지점 사이의 거리가 [eqn: \A]와 [eqn: \B]에서 같으므로 [eqn: a]라 놓으면,

[eqn: d_1 = a cos theta_1], [eqn: d_2 = a cos theta_2]

인데, [eqn: d_1 < d_2]이므로 [eqn: cos theta_1 < cos theta_2]이다. 따라서 [eqn: theta_1 >theta_2]이므로 굴절률은 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 크다.

12. 광전 효과	③

정답

ㄱ. 광전자의 최대 운동 에너지는 정지 전압이 클수록 크므로, [eqn: \A]를 비추었을 때가 [eqn: \C]를 비추었을 때보다 크다.

ㄴ. 단색광의 세기가 셀수록 광전류의 세기가 세어진다. 따라서 단색광의 세기는 [eqn: \B]가 [eqn: \C]보다 작다.

ㄷ. 단색광의 파장은 광전자의 에너지가 작을수록 길다. 따라서 단색광의 파장은 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 짧다.

13. 양자 터널 효과 / 파동 함수	④

정답

ㄱ, ㄴ. 입자가 장벽을 투과할 확률은 에너지가 클수록 크다. 입자의 에너지는 파장이 짧을수록 크므로, 입자의 에너지는 [eqn: E_{\A} > E_{\B}]이다. 따라서 입자가 장벽을 투과할 확률은 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 크다.

ㄷ. [eqn: x<0] 영역에서 입자의 드브로이 파장[eqn: left( lambda= h^2 over root {2mE} right)]은 에너지가 큰 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 짧다.

14. 물질파	③

정답

ㄱ. 보어의 수소 원자 모형에서 전자의 원운동 궤도는 드브로이 파장에 궤도의 양자수를 곱한 값과 같다.

ㄴ. (나)에서 궤도의 원둘레가 물질파 파장의 [eqn: 3]배이므로, 양자수 [eqn: n=3]이다.

ㄷ. 전자가 (가)에서 (다)로 전이할 때가, (나)에서 (다)로 전이할 때보다 방출되는 빛의 에너지가 크므로, 진동수가 크다.

15. 슈뢰딩거 방정식	③

정답

ㄱ. [eqn: n=1]일 때, 파동 함수가 좌우 대칭이므로, 입자를 발견할 확률은 [eqn: 0 < x < L over 2] 영역과 [eqn: L over 2 < x < L] 영역에서 같다.

ㄴ. [eqn: n=2]일 때, [eqn: x = L over 4]에서와 [eqn: x = 3L over 4]에서 파동 함수의 제곱 값이 같으므로 입자를 발견할 확률 밀도는 같다.

ㄷ. 입자의 에너지는 [eqn: E_n = {n^2 h^2} over { 8mL^2 }]이다. 따라서 [eqn: E_1 =][eqn: h^2 over { 32mL^2 }], [eqn: E_2 = h^2 over 2mL^2]으로, [eqn: n=1]일 때가 [eqn: n=2]일 때보다 작다.

16. 단진동	②

정답

[eqn: t_0]일 때, [eqn: \A]의 변위가 최대인데, [eqn: \A]와 [eqn: \B]가 분리된 후 [eqn: \A]의 운동 에너지는 처음 탄성 에너지의 [eqn: 1 over 2]배이므로, [eqn: \A]의 변위를 [eqn: x_{\A}]라고 하면 [eqn: 1 over 2 k x_{\A} ^{```2} = 1 over 2 times 1 over 2 k L^2], [eqn: x_{\A} = L over root2]이다. [eqn: x=0]인 곳에서 [eqn: \B]의 속력 [eqn: v]는 [eqn: 1 over 2 k L^2 = 1 over 2 (2m) v^2], [eqn: v =][eqn: root { k over 2m } L]이다. 따라서 [eqn: t_0]일 때 [eqn: \B]의 변위를 [eqn: x_{\B}]라 하면 [eqn: x_{\B} =][eqn: root{k over 2m } L t_0]이다. [eqn: t_0 = 1 over 4 left( 2pi root { m over k} right)]이다. 따라서 [eqn: x_{\B } = root { k over 2m } L times pi over 2 root { m over k }][eqn: = pi over { 2root 2 } L]이다. 따라서 [eqn: \A]와 [eqn: \B] 사이의 거리는 [eqn: L over root2 left( pi over 2 - 1 right)]이다.

17. 포물선 운동	②

정답

[eqn: \A]의 체공 시간([eqn: t])을 구하면, [eqn: \A]가 최고점에서 원래 높이까지 낙하하는 데 걸리는 시간([eqn: t_1])과 최고점에서 지면까지 낙하하는 데 걸리는 시간([eqn: t_2])의 합과 같다.

[eqn: t_1 = 1 over 2 root{ h over g}], [eqn: t_2 = 3 over 2 root { h over g], [eqn: t = 2 root{ h over g}]

이다. [eqn: \B]의 가속도를 [eqn: a]라 하면 [eqn: \A], [eqn: \B]의 수평 방향 이동 거리가 같으므로 [eqn: v_0 over root2 t = 1 over 2 a t^2], [eqn: a = v_0 over root2 root{ g over h]이다.

[eqn: -h = v_0 over root2 times 2 root {h over g} - 1 over 2 g left ( 2 root { h over g} right)^2], [eqn: v_0 = root {gh over 2}]

이므로, [eqn: a = 1over root2 root {gh over 2} root { g over h } = 1 over 2 g]이다.

18. 교류 회로	⑤

정답

ㄱ. [eqn: 5 = root { 4^2 +( V_L -6)^2 }]에서 용량 리액턴스가 유도 리액턴스보다 크므로 [eqn: V_L = 3( \V)]이다. 따라서 용량 리액턴스는 유도 리액턴스의 [eqn: 2]배이다. 진동수가 [eqn: f_0]일 때, 유도 리액턴스를 [eqn: X]라 하면 용량 리액턴스는 [eqn: 2X]가 된다. 따라서 진동수가 [eqn: 2f_0]일 때는 유도 리액턴스는 [eqn: 2X], 용량 리액턴스는 [eqn: X]가 되므로 회로에 흐르는 전류의 최댓값은 스위치를 어디에 연결하더라도 같다.

ㄴ. 축전기에 걸리는 전압이 스위치를 [eqn: \a]에 연결했을 때가 [eqn: \b]에 연결했을 때의 [eqn: 2]배이므로, 충전되는 전하량은 [eqn: \S]를 [eqn: \a]에 연결했을 때가 [eqn: \b]에 연결했을 때의 [eqn: 2]배이다.

ㄷ. [eqn: V_L = V_C]일 때가 공명 진동수이다. 따라서 [eqn: 3x = 6 over x], [eqn: x = root2], 즉 진동수가 [eqn: f_0]의 [eqn: root2]배인 경우 공명 진동수가 된다.

19. 열역학 법칙	③

정답

(가)에서 [eqn: \a]와 [eqn: \b]의 부피를 [eqn: V_0]이라 하면, 내부 에너지의 합 [eqn: U_(가)]는 [eqn: U_(가)][eqn: =][eqn: 3 RT_0], [eqn: P_0 V_0 = RT_0]이다. (나)에서 [eqn: \a]와 [eqn: \b]의 부피를 각각 [eqn: V_0 + DELTAV], [eqn: V_0 -DELTAV], 온도를 각각 [eqn: T_{\a}], [eqn: T_{\b}]라 하면 내부 에너지의 합 [eqn: U_(나)]는 [eqn: 3 over 2 R( T_{\a} + T_{\b})]이므로,

[eqn: 2P_0 (V_0 + DELTAV)][eqn: = RT_{\a}], [eqn: 2P_0 ( V_0 - DELTAV)][eqn: = RT_{\b}]에서 [eqn: 4P_0 V_0 = R(T_{\a} + T_{\b})]이므로, [eqn: U_(나) = 3 over 2 times 4P_0 V_0 =][eqn: 6 P_0 V_0]이고, [eqn: Q = 6P_0 V_0 - 3 P_0 V_0 = 3 P_0 V_0]이다.

20. 평면상에서의 충돌	④

정답

충돌 후 [eqn: \A], [eqn: \B]의 [eqn: x] 방향의 속력을 구하면 [eqn: \A]가 [eqn: \B]의 [eqn: 3]배이다. 또한 [eqn: y] 방향의 속력을 구하면 충돌 직후부터 같은 시간 동안 이동하는 거리가 같으므로 서로 같다. [eqn: \A], [eqn: \B]의 [eqn: y] 방향의 속력을 [eqn: v_y]라고 하면

[eqn: mv_0 =][eqn: mv_y + 3mv _y][eqn: mv_y + 3mv _y], [eqn: v_y = v_0 over 4]

이다. [eqn: \A], [eqn: \B]의 [eqn: x] 방향의 속력을 각각 [eqn: 3v_x], [eqn: v_x]라 하면, 충돌 전후 운동 에너지가 보존되므로

[eqn: 1 over 2 mv_0 ^{```2} = 1 over 2 m left( v_0 over 4 right)^2 + 1 over 2 (3m) left( v_0 over 4 right) ^2 +]

[eqn: 1 over 2 m ( 3v_x )^2 + 1 over 2 (3m) v_x^{```2}]

에서 [eqn: v_x = v_0 over 4], 즉 [eqn: v_{\A itx][eqn: = 3 over 4 v_0], [eqn: v_{\B it x } = v_0 over 4]이 된다. [eqn: \B]가 [eqn: x]방향으로 이동하는 데 걸리는 시간은 [eqn: 2L over { v_0 over 4 } = 8L over v_0]이다. [eqn: \A]가 전기장 영역에서 이동하는 데 걸리는 시간은 [eqn: 2t = 2 times { 3mv_0 } over 4qE_0 = 3mv_0 over 2qE_0], 따라서 [eqn: \A]가 [eqn: \P]까지 이동하는 데 걸린 시간은 [eqn: 4L over { 3 over 4 v_0 } + 3mv_0 over 2qE_0 = 16L over 3v_0 + 3mv_0 over 2qE_0]이다. 따라서 [eqn: 16L over 3v_0 + 3mv_0 over 2qE_0 = 8L over v_0], [eqn: v_0 = 4 over 3 root { {qE_0 L} over m }]이다.

화학Ⅱ

1. ②	2. ④	3. ③	4. ④	5. ①

6. ⑤	7. ③	8. ④	9. ①	10. ①

11. ⑤	12. ③	13. ⑤	14. ⑤	15. ②

16. ③	17. ②	18. ④	19. ⑤	20. ④

1. 수소 결합	②

정답

ㄱ, ㄴ. 물 분자 사이의 수소 결합(㉠)의 수가 많은 (나)가 얼음, (가)가 물이다.

ㄷ. 수소 결합이 많을수록 물 분자 사이의 거리가 멀어져 부피가 커진다. 따라서 밀도는 얼음인 (나)가 물인 (가)보다 작다.

2. 결정의 분류	④

정답

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분자 결정이 아니면서 공유 결합 물질인 것은 원자 결정 물질이므로 흑연과 다이아몬드 등이 해당하고, 분자 결정이 아니면서 공유 결합 물질이 아닌 것은 금속 결합이나 이온 결합 물질이므로 염화 나트륨과 구리 등이 해당한다.

3. 물의 광분해와 전기 분해	③

정답

ㄱ. 물의 분해 반응에 햇빛의 에너지나 전기 에너지가 필요하므로, 물의 분해 반응은 흡열 반응이다.

ㄴ. (가)의 광촉매 전극에서는 산소 기체가 발생하고, 백금 전극에서는 수소 기체가 발생한다. 따라서 (가)의 반응에서 수소는 전자를 얻어 환원된다.

ㄷ. (나)의 (-)극에서는 수소 기체가 발생하고, (+)극에서는 산소 기체가 발생한다.

4. 분자 사이의 인력	④

정답

산소([eqn: \O_2])의 분자량은 [eqn: 32]이다. 따라서 ㉠으로는 분자량이 [eqn: 32]와 비슷하면서 극성을 띠는 물질이 적합하다. [eqn: \CO_2], [eqn: \CH_4], [eqn: \N_2]는 무극성 물질이므로 해당하지 않고, [eqn: \NO]와 [eqn: \NF_3]가 극성 물질인데, [eqn: \NF_3]는 분자량의 차이기 크므로, [eqn: \NO]가 적합하다.

5. 엔탈피 변화	①

정답

[eqn: \A]: 흑연이 다이아몬드로 변하는 반응이 흡열 반응이므로, 엔탈피는 흑연이 다이아몬드보다 작다.

[eqn: \B]: 흑연의 생성 엔탈피가 [eqn: 0]이다. 따라서 흑연이 흡열 반응하여 다이아몬드로 변하므로, 다이아몬드의 생성 엔탈피는 [eqn: 0]보다 크다.

[eqn: \C]: 흑연 [eqn: 1]몰과 다이아몬드 [eqn: 1]몰이 완전 연소하여 생성하는 [eqn: \CO_2]의 몰수가 [eqn: 1]몰로 같은데, 엔탈피가 다이아몬드가 흑연보다 높으므로, 방출하는 열량은 다이아몬드가 흑연보다 크다.

6. 이산화 탄소의 상평형	⑤

정답

ㄱ. (가)는 기체와 액체가 상평형을 이루고 있는 것을, (나)는 기체와 고체가 상평형을 이루고 있는 것을 나타낸 것이다. 기체와 액체가 상평형을 이룰 때의 온도는 삼중점 온도보다 높고, 기체와 고체가 상평형을 이룰 때의 온도는 삼중점 온도보다 낮다. 따라서 온도는 (가)가 (나)보다 높다.

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ㄴ. (가)의 온도와 압력에서 [eqn: \CO_2]는 기체와 액체로만 존재할 수 있으므로, 액체에서 고체로의 반응은 자발적으로 일어나지 않는다. 따라서 자유 에너지 변화는 [eqn: DELTAG>0]이다.

ㄷ. (나)에서 온도를 낮추면 [eqn: \CO_2]가 기체에서 고체로 변하는 반응이 일어나므로 [eqn: \CO_2] 기체의 압력이 작아진다.

7. 엔탈피 변화와 반응 속도	③

정답

ㄱ. Ⅰ, Ⅱ에서 초기 농도와 온도가 같으므로, 촉매를 사용하더라도 반응물의 엔탈피와 생성물의 엔탈피가 각각 동일하다. 따라서 [eqn: DELTAH]도 동일하다.

ㄴ. 반응 속도 상수는 농도에 상관없이 온도에 따라서만 변하므로, 반응 속도 상수([eqn: k])는 온도가 높은 Ⅰ이 Ⅲ보다 크다.

ㄷ. 정촉매는 활성화 에너지를 감소시키므로, 활성화 에너지([eqn: E_a])는 정촉매를 사용하지 않은 Ⅲ이 Ⅱ보다 크다.

8. 화학 전지	④

정답

ㄱ. 표준 환원 전위가 높은 쪽에서 환원 반응이 일어나고, 표준 환원 전위가 낮은 쪽에서 산화 반응이 일어난다.

ㄴ. 전지에서 반응이 진행함에 따라 [eqn: \B]에서 [eqn: \A]로부터 이동해온 전자와 수소 이온([eqn: \H^+])이 만나 수소 기체가 발생하고, [eqn: \A]에서 [eqn: \A^2+]이 생성되므로 수용액의 질량은 증가한다.

ㄷ. 환원 전극에서는 수소의 환원 반응이 일어나고, 산화 전극에서는 [eqn: \B]의 산화 반응이 일어나므로, 주어진 반응의 표준 전지 전위는 [eqn: 0 - (0.80) = -0.80]([eqn: \V])이다.

9. 자유 에너지 변화	①

정답

ㄱ. ㉠은 [eqn: T]가 증가할수록 [eqn: DELTAG][eqn: <0]에서 [eqn: DELTAG>0]으로 변하므로 [eqn: DELTAH<0], [eqn: DELTAS][eqn: <0]인 반응이고, ㉡은 [eqn: T]가 증가할수록 [eqn: DELTAG>0]에서 [eqn: DELTAG<0]으로 변하므로 [eqn: DELTAH>0], [eqn: DELTAS>0]인 반응이다. 따라서 ㉠은 (나)이다.

ㄴ. (나)는 [eqn: DELTAS<0]인 반응이므로, [eqn: x<3]이다.

ㄷ. [eqn: DELTAH over DELTAS]의 값은 [eqn: DELTAG=0]일 때의 온도로 판단할 수 있다. 따라서 (가)의 경우가 (나)의 경우보다 [eqn: DELTAH over DELTAS]의 값이 크다.

10. 평형 상수	①

정답

ㄱ. 화학 반응식으로부터 평형 상수 [eqn: K = { [{\B}] ^2 } over {\[A] }]이다. 따라서 온도 [eqn: T]에서 [eqn: K = { left( 0.3 over 1 right)^2 } over { 0.6 over 1 } = 0.09 over 0.6 = 3 over 20]이다.

ㄴ. (나)에서 [eqn: Q = { left ( 0.2 over 1 right)^2 } over { 0.4 over 1 } = 1 over 10]이므로 평형 상태가 아니다. 정반응이 우세하게 진행한다.

ㄷ. (다)에서 [eqn: Q = { left ( 0.4 over 1 right)^2 } over { 0.7 over 1 } = 8 over 35]로, 평형 상수 보다 크므로, 역반응이 우세하게 진행한다. 따라서 정반응은 비자발적이다.

11. 물의 상평형	⑤

정답

ㄱ. [eqn: T_1]에서 (가) 반응의 자유 에너지 변화([eqn: DELTAG])가 [eqn: 0]이므로, [eqn: T_1]은 물의 어는점이다.

ㄴ. [eqn: T_1]보다 낮은 온도에서 (가) 반응의 자유 에너지 변화([eqn: DELTAG])는 [eqn: 0]보다 작으므로 반응은 자발적으로 일어난다. 따라서 [eqn: 1]몰의 자유 에너지([eqn: G])는 [eqn: \H_2 O(itl)]이 [eqn: \H_2 O ( it s)]보다 크다는 것을 알 수 있다.

ㄷ. [eqn: T_1]은 어는점이고, [eqn: T_2]에서 (나)의 반응이 자발적이므로 [eqn: T_2]는 끓는점보다 낮다. 따라서 [eqn: T_2 - T_1 <100]([eqn: \K])이다.

12. 결합 에너지와 엔탈피 변화	③

정답

[eqn: \H_2 O (itl )]의 기화 에너지가 [eqn: 50``\kJ/]몰이므로

[eqn: \2H_2 (it g) + \O_2 ( itg) -> \2H_2 O (itg)], [eqn: DELTAH = -470``\kJ]

이다. 반응 엔탈피 변화는 반응물의 결합 에너지의 합에서 생성물의 결합 에너지의 합을 빼준 값이므로

[eqn: 2D_{\H-H} + D_{\O-O} - 2 times 2 D_{\H-O} = -470]

[eqn: 2times 440 + D_{\O-O} - 4 times460 = -470]

[eqn: D_{\O-O} = 1840 -880-470=490( \kJ/]몰[eqn: )]

이다.

13. 용액의 농도	⑤

정답

ㄱ. [eqn: \NaOH]는 [eqn: \A]에는 [eqn: 400 times 0.025 = 10]([eqn: \g]), 즉 [eqn: 0.25]몰, [eqn: \C]에는 [eqn: 2.5 times 0.05 = 0.125][eqn: (]몰[eqn: )] 들어 있다.. 따라서 [eqn: \A]가 [eqn: \C]의 [eqn: 2]배이다.

ㄴ. [eqn: \B]에 들어 있는 [eqn: \NaOH]의 질량은 [eqn: {x over 40 }over 110-x times 1000][eqn: =2.5], [eqn: x = 10( \g)]이다. 따라서 [eqn: \A], [eqn: \B]를 섞어 [eqn: 0.5``\M]의 [eqn: \NaOH ( it aq)]을 만들었을 때의 부피 [eqn: V_1]은

[eqn: { 20 over 40 } over V_1 times 1000 = 0.5], [eqn: V_1 = 1000 ( \mL )]이다.

ㄷ. [eqn: \C]에 들어 있는 [eqn: \NaOH]의 질량은 [eqn: 5 \g]이다. 따라서 [eqn: \A]와 [eqn: \C], [eqn: \B]와 [eqn: \C]를 혼합한 용액에는 [eqn: \NaOH]가 각각 [eqn: 15 \g]씩 녹아 있으므로, 부피는 [eqn: { 15 over 40 } over {V_2 (= V_3 )}times 1000 = 0.5], [eqn: V_2 = V_3][eqn: =][eqn: 750][eqn: ( \mL)]이다.

14. 기체의 용해도	⑤

정답

ㄱ. 주어진 상태에서 실린더 내부 기체의 압력이 [eqn: 1]기압이지만 물의 증기압을 고려해야 하므로 산소 기체의 압력은 [eqn: 1]기압보다 작다. 따라서 물에 녹아 있는 산소의 질량은 [eqn: w``\g]보다 작다.

ㄴ. 물의 부피가 증가하면 용해된 산소의 질량이 증가하므로, 남아 있는 기체 산소 분자의 수가 감소하여 실린더 내부 기체의 압력이 감소하므로 부피가 감소한다. 물의 증기압은 일정하므로, 부피가 감소하면 수증기의 몰수도 감소한다.

ㄷ. 압력이 [eqn: 2]기압이 되면 산소의 용해도가 [eqn: 2]배로 증가한다. 따라서 실린더 내부 기체 산소 분자의 수가 감소하게 되므로, 부피는 [eqn: V over 2 \L]보다 작아진다.

15. 기체의 반응	②

정답

반응물과 생성물이 모두 기체 상태이므로

[eqn: \CH_4 ( itg) + \2O_2 ( itg)-> \CO_2 ( itg)+ \2H_2 O ( itg)]

에서, 반응 전 몰수를 [eqn: \CH_4 ( itg )] [eqn: 2n], [eqn: \O_2 ( it g )] [eqn: 6n]이라 하면, 반응 후 몰수는 [eqn: \O_2 ( it g )] [eqn: 2n], [eqn: \CO_2 ( it g )] [eqn: 2n], [eqn: \H_2 O (it g)] [eqn: 4n]이다. 실린더에 들어 있는 [eqn: \He( itg )]의 몰수는 [eqn: 2n]이므로 콕 [eqn: \b]를 열었을 때의 부피는 [eqn: 10n RT = 1 times V]이다. 콕 [eqn: \b]를 열기 전 [eqn: \He( itg)]에서  [eqn: 2n RT =][eqn: 1 times 2]이므로, [eqn: V= 10 ( \L)]이다. 따라서 실린더에 들어 있는 기체의 부피는 [eqn: 10-(2+2)][eqn: =6( \L)]가 되므로, 실린더에 들어 있는 [eqn: \CO_2 ( it g )]의 몰수는 전체 [eqn: \CO_2 ( it g )] 몰수의 [eqn: 6 over 10]배, 즉 [eqn: 2n times 6 over 10][eqn: = 2n times 3 over 5]이 된다. 콕을 열기 전 [eqn: \He( itg)]에 대하여 [eqn: 1 times 2 = 2n RT], [eqn: 2n = 2 over RT]이므로, [eqn: 2n times 3 over 5 =][eqn: 2 over RT times 3 over 5 = 2 over 33 times 3 over 5][eqn: = 2 over 55]가 된다.

16. 화학 반응 속도	③

정답

ㄱ. 실험 Ⅰ에서 매 [eqn: 20]분마다 [eqn: \[B]]의 변화가 [eqn: 1 over 2]배이므로 이 반응은 [eqn: \A]에 대한 [eqn: 1]차 반응이다. 실험 Ⅱ에서 매 [eqn: 20]분마다 [eqn: \[B]]의 변화가 [eqn: 1 over 4]배이므로 반응 속도는 Ⅱ가 Ⅰ보다 빠르다. 따라서 온도는 [eqn: T_1 < T_2]이다.

ㄴ. Ⅰ에서 처음 [eqn: 20]분 동안 증가한 [eqn: \[B]]가 [eqn: 6.4 ``\M], [eqn: 60]분일 때 [eqn: 20]분 동안 증가한 [eqn: [ \B]]가 [eqn: 1.6``\M]이므로, 순간 반응 속도는 [eqn: 20]분일 때가 [eqn: 60]분일 때의 [eqn: 4]배이다.

ㄷ. 실험 Ⅱ에서 [eqn: 20]분마다 반응하는 [eqn: [ \A]]가 [eqn: 2.4 \``M], [eqn: 0.6``\M], [eqn: 0.15 \``M]이므로, 초기 농도를 [eqn: x \``M]이라 하면, [eqn: x=2.4+0.6+0.15+ CDOTS =][eqn: 3.2 `` \M]이다.

17. 증기 압력 내림	②

정답

수용액에서의 어는점 내림 [eqn: DELTAT =- K_f cdot m]으로부터 수용액 Ⅰ, Ⅱ의 몰랄 농도 [eqn: m_Ⅰ}], [eqn: m_Ⅱ]를 구하면

[eqn: - k m_{\Ⅰ} = - 50 over 9 k], [eqn: m_Ⅰ = 50 over 9]

[eqn: - k m_Ⅱ = - 175 over 18 k], [eqn: m_Ⅱ = 175 over 18]

이다. 물질 [eqn: \X], [eqn: \Y]의 분자량을 각각 [eqn: x], [eqn: y]라 하고, 실험 Ⅰ, Ⅱ에서의 몰랄 농도를 구하면 다음과 같다.

[eqn: m_Ⅰ = { a over x + b over y } over 180 times 1000 = 50 over 9]

[eqn: m_Ⅱ = { a over x + 2b over y } over 180 times 1000 = 175 over 18]

[eqn: a over x + b over y = 1], [eqn: a over x + 2b over y = 1.75]에서 [eqn: a over x = 0.25](몰), [eqn: b over y =][eqn: 0.75](몰)이다. 이로부터 실험 Ⅲ에서의 용매와 용질의 몰수를 구하면 각각 [eqn: 3a over x + b over y = 1.5](몰), [eqn: 180 over 18 = 10](몰)이다. 용액의 증기 압력은 [eqn: P_ 용액 =][eqn: chi_용매 cdot P_용매]이므로, [eqn: x = 10 over 11.5 times P = 20 over 23 P]이다.

18. 화학 반응 속도	④

정답

ㄱ. 실험 Ⅰ에서 [eqn: t=10]분일 때 반응이 모두 끝났으므로 기체의 몰수가 감소하는 반응임을 알 수 있다. 따라서 [eqn: a>1]이므로, [eqn: \A]가 모두 반응함을 알 수 있으므로,

	[eqn: a \A]	[eqn: +]	[eqn: \B]	[eqn: ->]	[eqn: \2C]
반응 전	[eqn: 16]		[eqn: 16]
반응	[eqn: -16]		[eqn: - 16 over a]		[eqn: + 32 over a]
반응 후			[eqn: 16- 16 over a]		[eqn: 32 over a]

반응 후 총 몰수에서

[eqn: 16 - 16 over a + 32 over a = 16 + 16 over a = 24], [eqn: a = 2]

이다. 따라서 실험 Ⅱ에서는

	[eqn: 2 \A]	[eqn: +]	[eqn: \B]	[eqn: ->]	[eqn: \2C]
반응 전	[eqn: 24]		[eqn: 8]
반응([eqn: 10]분)	[eqn: -8]		[eqn: -4]		[eqn: +8]
반응 후	[eqn: 16]		[eqn: 4]		[eqn: 8]
반응([eqn: 20]분)	[eqn: -4]		[eqn: -2]		[eqn: +4]
반응 후	[eqn: 12]		[eqn: 2]		[eqn: 12]

이고, 실험 Ⅲ에서는

	[eqn: 2 \A]	[eqn: +]	[eqn: \B]	[eqn: ->]	[eqn: \2C]
반응 전	[eqn: 16]		[eqn: 8]
반응([eqn: 10]분)	[eqn: -8]		[eqn: -4]		[eqn: +8]
반응 후	[eqn: 8]		[eqn: 4]		[eqn: 8]
반응([eqn: 20]분)	[eqn: -4]		[eqn: -2]		[eqn: +4]
반응 후	[eqn: 4]		[eqn: 2]		[eqn: 12]

의 반응이 일어나므로, 이 반응은 [eqn: \B]에 관한 [eqn: 1]차 반응임을 알 수 있다. 처음 [eqn: \B]의 양이 Ⅰ이 Ⅱ의 [eqn: 2]배이므로 초기 반응 속도는 Ⅰ이 Ⅱ의 [eqn: 2]배이다.

ㄴ. [eqn: a=2], [eqn: x = 12]이므로, [eqn: a+x = 2+12=14]이다.

ㄷ. [eqn: t=20]분일 때 Ⅰ에서의 [eqn: \C]의 몰분율은 [eqn: 16 over 24 = 2 over 3], Ⅲ에서의 [eqn: \C]의 몰분율은 [eqn: 12 over 18 = 2 over 3]으로 같으므로 Ⅰ과 Ⅲ에서의 [eqn: \C]의 몰분율의 비는 [eqn: 1]이다.

19. 평형 이동의 법칙	⑤

정답

ㄱ. 주어진 반응이 흡열 반응이므로 온도가 높아지면 생성물이 많아지고, 온도가 낮아지면 반응물이 많아진다. 따라서 같은 압력일 때, 반응물이 작은 [eqn: T_2]가 [eqn: T_1]보다 높다.

ㄴ. 압력이 증가할수록 반응물의 양이 많아지므로 [eqn: a<2]이다. 따라서 [eqn: a=1]이다. 같은 압력일 때를 생각하면, [eqn: T_1]일 때 평형 상태에서는 [eqn: \A]의 몰분율이 [eqn: 2 over 3]이므로, [eqn: \B], [eqn: \C]의 몰분율은 각각 [eqn: 1 over 6]이다. [eqn: n over V = P over RT]에서 각각의 몰농도는 부분 압력에 비례하고 온도에 반비례하는데, 부분 압력은 몰분율에 비례하므로

[eqn: K_1 = {1 over 6T_1 times 1 over 6T_1 } over { 2 over 3T_1 }][eqn: = 1 over 24T_1], [eqn: T_2]일 때 평형 상태에서 [eqn: \A]의 몰분율이 [eqn: 1 over 2]이므로 [eqn: \B], [eqn: \C]각각의 몰분율은 [eqn: 1 over 4]이다. 따라서 [eqn: K_2 = { 1 over 4T_2 times 1 over 4T_2 } over { 1 over 2T_1 } = 1 over 8T_2]이다. 따라서 [eqn: K_2 over K_1 = 1 over 8T_2 over {1 over 24T_1 } = 3T_1 over T_2]이다.

ㄷ. (나)에서 [eqn: T_2], [eqn: 3]기압일 때 [eqn: \A], [eqn: \B], [eqn: \C]의 몰분율이 모두 [eqn: 1 over 3]으로 같다. 그런데, 여기에 [eqn: \He( itg)] [eqn: 1]몰을 넣으면 부피가 증가하게 되고, [eqn: \A], [eqn: \B], [eqn: \C]의 압력이 작아지므로 정반응 쪽으로 반응이 진행되어 [eqn: \A]는 작아지고, [eqn: \B], [eqn: \C]는 증가하므로 평형 상태에서 몰수는 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 작다.

20. 수용액의 [eqn: \pH]	④

정답

(가)의 [eqn: {\[A ^- ] } over {\[HA]}]값은 약산의 이온화도([eqn: alpha])이다. (나)에서 [eqn: {\[A ^- ] } over {\[HA]}][eqn: = 1 over 3]인 것은 가한 [eqn: \NaOH( it aq)]의 부피가 중화점의 [eqn: 1 over 4]인 것을 의미한다. 따라서 [eqn: x times 0.08 times 1 over 4 =][eqn: 0.8 times 0.025], [eqn: x = 1]이다. [eqn: 0.2 ``\M] [eqn: \HA( it aq)] [eqn: 20`` \mL]를 [eqn: 0.8``\M] [eqn: \NaOH( it aq)]으로 적정할 때, 중화점에서 [eqn: \A^-]의 농도를 [eqn: C]라고 하면, 이온화도 [eqn: alpha']는 [eqn: {\[A^- ]} over {\[HA] } image C over {C alpha'} = 1 over alpha']이다. [eqn: \HA]의 이온화도 [eqn: alpha = 10^-3]이므로, [eqn: \A^- + H_2 O ->][eqn: \HA + OH^-] 반응의 이온화 상수 [eqn: K_b = 1 over K_a = 10^-8 =][eqn: C(alpha' )^2]이다. 중화점에서 [eqn: \A^-]의 몰수는 [eqn: 0.2 times 0.02 =][eqn: 0.004](몰)이고, 중화점에서는 중화 반응의 양적 관계에서 [eqn: 0.2 times 0.02 =][eqn: 0.8 times V], [eqn: V=0.005], 즉 [eqn: \NaOH(it aq)]의 부피는 [eqn: 5``\mL]이다. 따라서 [eqn: \C' = 0.004 over 0.025 = 4 over 25 `\M], [eqn: K_b =][eqn: 10^-8]이므로, [eqn: alpha' = root { K_b over C } = root { 25 over 4 } times 10^4 =][eqn: 1 over 4000]이다. 따라서 중화점에서 [eqn: {\[A ^- ] } over {\[HA]}][eqn: = 4000]이다.

생명 과학Ⅱ

1. ④	2. ①	3. ①	4. ④	5. ③

6. ④	7. ②	8. ①	9. ⑤	10. ④

11. ③	12. ⑤	13. ②	14. ③	15. ③

16. ⑤	17. ①	18. ⑤	19. ②	20. ①

1. 세포의 구조 비교	④

정답

ㄱ. 사람의 간세포와 시금치의 공변세포는 핵막이 있고, 남세균에는 핵막이 없다. 따라서 [eqn: \A]는 남세균이다.

ㄴ. 사람의 간세포에는 세포벽이 없고, 시금치의 공변세포에는 세포벽이 있다. 따라서 [eqn: \B]는 사람의 간세포, [eqn: \C]는 시금치의 공변세포이다. 시금치의 공변세포에는 엽록체가 있으나, 남세균에는 엽록체가 없다.

ㄷ. 사람의 간세포와 시금치의 공변세포는 모두 핵막이 있는 진핵 세포이다.

2. 세포의 크기 측정	①

정답

ㄱ. (가)에서 대물 마이크로미터 눈금 [eqn: 20]개와 접안 마이크로미터 눈금 [eqn: 50]개가 일치하였으므로, 접안 마이크로미터 [eqn: 1]눈금의 간격은 [eqn: {20 times 10 }over 50 = 4 ( mu \m)]이다.

ㄴ. (나)에서 [eqn: \X]의 크기는 [eqn: 4 times 20 = 80 ( mu \m)]이다. (다)에서 배율을 [eqn: 4]배로 증가시키면 접안 마이크로미터 [eqn: 1]눈금의 간격은 [eqn: 1 over 4]배로 감소하므로 [eqn: 1 mu \m]가 된다. 따라서 (다)에서 [eqn: \X]는 접안 마이크로미터 [eqn: 20 times 4 = 80](눈금)과 일치한다.

ㄷ. 이 현미경은 광학 현미경이다.

3. 캘빈 회로	①

정답

ㄱ. [eqn: \X], [eqn: \Y], [eqn: \Z]는 각각 [eqn: \G3P], [eqn: \RuBP], [eqn: \3PG(PGA)]이다. [eqn: 3]분자의 [eqn: \CO_2]가 고정될 때, 캘빈 회로를 구성하는 [eqn: \G3P], [eqn: \RuBP], [eqn: \3PG(PGA)]의 분자 수 ㉠, ㉡, ㉢은 각각 [eqn: 6], [eqn: 3], [eqn: 6]이다.

ㄴ. [eqn: 1]분자당  [eqn: \Y]([eqn: \RuBP])는 탄소 수가 [eqn: 5], 인산기 수가 [eqn: 2], [eqn: \Z]([eqn: \3PG(PGA)])는 탄소 수가 [eqn: 3], 인산기 수가 [eqn: 1]이다. 따라서 [eqn: 1]분자당 [eqn: { 탄소~수} over { 인산기~수}]는 [eqn: \Y]([eqn: \RuBP])가 [eqn: 5 over 2], [eqn: \Z]([eqn: \2PG(PGA)])가 [eqn: 3 over 1]로, [eqn: \Y]가 [eqn: \Z]보다 작다.

ㄷ. 과정 Ⅰ에서는 [eqn: \ATP] [eqn: 3]분자가, 과정 Ⅱ에서는 [eqn: \NADPH] [eqn: 6]분자가 사용되었다. 따라서

[eqn: { 과정 Ⅰ에서 ~사용된~ \ATP의 ~분자~수} over { 과정 Ⅱ에서~사용된~ \NADPH의 ~분자~수} = 3 over 6 = 1 over 2]

이다.

4. 세포막을 통한 물질의 이동	④

정답

ㄱ. Ⅰ은 능동 수송, Ⅱ는 촉진 확산, Ⅲ은 단순 확산이다. 능동 수송에서는 막 단백질이 펌프의 기능을 한다. 따라서 ⓐ는 ‘○’이다.

ㄴ. 처음에 세포 안과 밖의 ㉠의 농도가 같으나, 시간이 지날수록 세포 안의 ㉠의 농도가 높아지므로, 저농도에서 고농도로 이동하는 것이다. 따라서 ㉠의 이동 방식은 능동 수송(Ⅰ)이다.

ㄷ. 폐포에서 세포막을 통한 [eqn: \O_2]의 이동은 단순 확산, 즉 Ⅲ에 의해 일어난다.

5. 지구 대기 변화와 생물의 출현 과정	③

정답

ㄱ. 광합성 세균, 호기성 세균, 무산소 호흡 종속 영양 생물을 출현한 순서대로 나타내면 무산소 호흡 종속 영양 생물(㉠), 광합성 세균(㉡), 호기성 세균(㉢) 순이다.

ㄴ. 광합성 세균(㉡)은 광합성을 통해 빛에너지를 화학 에너지로 전환하여 유기물을 합성한다.

ㄷ. 광합성 세균(㉡)과 호기성 세균(㉢)은 원핵생물로, 원핵생물은 막으로 둘러싸인 세포 소기관을 가지지 않는다.

6. 종 분화 과정	④

정답

ㄱ. [eqn: \B]에서 [eqn: \C]로 종 분화한 것은 같은 지역에서 지리적 격리 없이 분화된 것이므로 동소적 종 분화이다. [eqn: \B]와 [eqn: \C]는 서로 다른 생물학적 종이므로 생식적으로 격리되었다.

ㄴ. [eqn: \B]로부터 [eqn: \C]로의 종 분화가 [eqn: \A]로부터 [eqn: \B]로의 종 분화보다 나중에 일어났으므로, [eqn: \C]와 [eqn: \A]의 유연관계는 [eqn: \C]와 [eqn: \B]의 유연관계보다 멀다.

7. 에이버리의 실험	②

정답

ㄱ. Ⅰ은 [eqn: \S]형균, Ⅱ는 [eqn: \R]형균이다. [eqn: \R]형균은 피막(협막)을 가지지 않는다.

ㄴ. ㉠을 처리하였을 때, [eqn: \R]형균이 [eqn: \S]형균으로 형질 전환하지 않았다. 따라서 ㉠은 유전 물질인 [eqn: \DNA]를 분해하는 효소이다.

ㄷ. (나)에서는 죽은 [eqn: \S]형균의 추출물에 있는 [eqn: \DNA]에 의해 살아 있는 [eqn: \R]형균이 [eqn: \S]형균으로 형질 전환되었다.

8. 벤슨의 실험	①

정답

ㄱ. [eqn: \A]는 [eqn: \CO_2], [eqn: \B]는 빛이다. 구간 Ⅰ, Ⅲ에서는 [eqn: \CO_2]는 있고, 빛이 없고, Ⅱ에서는 [eqn: \CO_2]는 없고 빛은 있다. 따라서 ㉠, ㉡은 모두 ‘×’이다.

ㄴ. 광인산화가 일어날 때는 [eqn: \H^+]이 틸라코이드 내부로 능동 수송된다. Ⅰ에서는 광인산화가 일어나지 않으므로, 광인산화가 일어나는 Ⅱ에서보다 틸라코이드 내부의 [eqn: \H^+] 농도는 낮고 [eqn: \pH]가 높다.

ㄷ. [eqn: t_1]과 [eqn: t_2] 사이에서 암반응만 일어나므로, [eqn: t_1]인 시점부터 [eqn: \NADPH]와 [eqn: \ATP]의 소비만 일어난다. 따라서 스트로마에서 [eqn: \NADPH]의 농도는 [eqn: t_1]일 때가 [eqn: t_2]일 때보다 높다.

9. 동물계의 분류	⑤

정답

ㄱ. 거미는 진체강이 있고, 원구가 입이 되며, 갯지렁이는 진체강이 있고, 외골격이 없으며, 우렁쉥이는 원구가 입이 되지 않고, 외골격이 없다. 따라서 [eqn: \A]는 거미, [eqn: \B]는 우렁쉥이, [eqn: \C]는 갯지렁이이며, Ⅰ은 ‘진체강이 있다.’, Ⅱ는 ‘원구가 입이 된다.’, Ⅲ은 ‘외골격이 있다.’이다. 거미([eqn: \A])는 절지동물에 속하므로 체절이 있다.

ㄴ. 우렁쉥이([eqn: \B])는 척삭동물 중 미삭동물(미삭류)에 속한다.

ㄷ. 갯지렁이([eqn: \C])는 환형동물에 속하므로, 트로코포라 유생 시기를 거친다.

10. 세포 호흡과 발효	④

정답

Ⅰ에서는 에탄올([eqn: \A])이 생성되고, Ⅱ에서는 젖산([eqn: \B])이 생성되며, Ⅲ에서는 아세틸[eqn: \CoA]([eqn: \C])가 생성된다. 따라서 ㉠은 [eqn: \NADH], ㉡은 [eqn: \CO_□]이다.

ㄱ. [eqn: 1]분자당 수소 수와 탄소 수는 에탄올([eqn: \A])이 [eqn: 6]과 [eqn: 2],  젖산([eqn: \B])이 [eqn: 6]과 [eqn: 3]이다. 그러므로 [eqn: 1]분자당 □[eqn: {수소~ 수} over { 탄소~수}]는 에탄올([eqn: \A])이[eqn: left(6 over 2 =3 right)], 젖산([eqn: \B])[eqn: left( 6 over 3 =2 right)]보다 크다.

ㄴ. Ⅰ은 에탄올([eqn: \A])이 생성되는 알코올 발효 과정이므로, [eqn: \CO_□]가 발생하는 탈탄산 반응이 일어난다.

ㄷ. 사람의 근육 세포에서 일어나는 피루브산의 산화(Ⅲ)는 미토콘드리아의 기질에서 일어난다.

11. 병목 효과	③

정답

ㄱ. 병목 효과는 창시자 효과와 함께 유전적 부동의 한 예로 원래의 집단이 질병이나 산불 등의 자연 재해에 의해 개체수가 급감함에 따라 유전자풀이 예측 불가하게 우연히 변화하는 것이다.

ㄴ. 병목 효과는 집단의 유전자풀을 변화시키는 요인 중 유전적 부동에 속한다. 이외에도 유전자풀을 변화시키는 요인에는 돌연변이, 자연선택, 유전자 흐름(이입과 이출)이 있다.

ㄷ. 원래의 집단에서 적은 수의 개체가 다른 지역으로 이주하여 새로운 집단을 형성할 때 유전자풀이 우연히 변하는 현상은 창시자 효과이다.

12. [eqn: \DNA]의 염기 조성	⑤

정답

ㄱ. [eqn: \X], [eqn: \Y], [eqn: \Z]의 염기 구성은 다음과 같다.

[eqn: it%]	[eqn: \X]		[eqn: \Y]		[eqn: \Z]
	[eqn: \X_1]	[eqn: \X_2]	[eqn: \Y_1]	[eqn: \Y_2]	[eqn: \Z]
[eqn: \G]	[eqn: 16]	[eqn: 24]	[eqn: 40]	[eqn: 30]	[eqn: 16]
[eqn: \C]	[eqn: 24]	[eqn: 16]	[eqn: 30]	[eqn: 40]	[eqn: 24]
[eqn: \A]	[eqn: 32]	[eqn: 28]	[eqn: 18]	[eqn: 12]	[eqn: 32]
[eqn: \T]	[eqn: 28]	[eqn: 32]	[eqn: 12]	[eqn: 18]	[eqn: 28]

[eqn: \Z]가 만들어질 때 주형으로 사용된 [eqn: \DNA] 가닥은 [eqn: \C]가 [eqn: 16``%]인 [eqn: \X_2]이다.

ㄴ. 염기 간 수소 결합의 수는 [eqn: \GC]가 [eqn: 3], [eqn: \AT]가 [eqn: 2]이다. 따라서 총 수소 결합 수는 [eqn: \X]는

[eqn: 300 times 0.4 times 3 + 300 times 0.6 times2 = 720]

이고, [eqn: \Y]는 [eqn: 300 times 0.7 times 3 + 300 times 0.3 times 2 = 810]

이다. 따라서 [eqn: \X]가 [eqn: \Y]보다 [eqn: 90(= 810-720)]개 적다.

ㄷ. [eqn: \X_1]의 [eqn: \G] 개수는 [eqn: 300 times 0.16 = 48], [eqn: \X_2]의 [eqn: \A] 개수는 [eqn: 300 times 0.28 = 84], [eqn: \Y_2]의 [eqn: \C] 개수는 [eqn: 300 times 0.4 = 120]이다. 따라서 [eqn: 252]개이다.

13. 경쟁적 저해제와 비경쟁적 저해제	②

정답

ㄱ. Ⅰ이 있을 때 초기 반응 속도의 상댓값의 최댓값이 [eqn: 100]에 이르렀으므로 Ⅰ은 경쟁적 저해제이다

ㄴ. 경쟁적 저해제(Ⅰ)가 있어도 효소 반응은 경쟁적 저해제가 결합하지 않은 효소에 의해 일어나므로 효소 반응의 활성화 에너지는 저해제가 없을 때와 같다

ㄷ. [eqn: \S_□]일 때, 저해제가 없을 경우에는 기질과 결합하지 않는 [eqn: \X]의 수가 [eqn: 0]이고, 비경쟁적 저해제가 있을 경우 [eqn: \X]의 [eqn: 50`%]는 기질과 결합하고, 나머지 [eqn: 50`%]는 기질과 결합하지 않는다. 따라서

[eqn: {기질과~ 결합하지~ 않은~ \X의~ 수} over { 기질과~ 결합한~ \X의~ 수 }]는 저해제가 없을 때([eqn: 0])가 비경쟁적 저해제(Ⅱ)가 있을 때([eqn: 1])보다 작다.

14. 중합 효소 연쇄 반응([eqn: \PCR])	③

정답

ㄱ. 프라이머는 주형 [eqn: \DNA] 단일 가닥의 표적 서열에서 [eqn: 3'] 말단 쪽에 상보적으로 결합한다. 따라서 ㉠은 [eqn: 3'], ㉡은 [eqn: 5']이고, ㉢～㉤은 모두 [eqn: 3']이다.

ㄴ. ⓐ는 [eqn: \5' - ACTAGC - 3'], ⓓ는 [eqn: \5' - AGAGTC][eqn: \ - 3']이므로, ⓐ와 ⓓ의 [eqn: 5'] 말단 염기는 모두 아데닌([eqn: \A])이다.

ㄷ. ⓓ와 ⓔ는 모두 문제에 제시된 [eqn: \DNA] 단일 가닥의 상보 가닥에 결합한다. 그런데 [eqn: \PCR]에 이용되는 [eqn: 1]쌍을 이루는 [eqn: 2]개의 프라이머는 각각 서로 다른 주형 [eqn: \DNA] 가닥에 결합하여야 한다. 따라서 시험관 Ⅲ에서는 [eqn: \PCR]에 의한 [eqn: \DNA] 조각의 증폭이 제대로 일어나지 않는다.

15. 전자 전달계와 산화적 인산화	③

정답

ㄱ. ㉠이 산화될 때는 [eqn: \H^□]의 능동 수송이 [eqn: \2]번 일어나므로 ㉠은 [eqn: \FADH_□]이다.

ㄴ. 전자 전달계에서 전자의 최종 수용체는 [eqn: \O_□]이다. [eqn: \O_□] 소비가 빠르게 일어나는 구간 Ⅰ에서가 [eqn: \O_□] 소비가 느리게 일어나는 구간 Ⅱ에서보다 단위 시간당 전자 전달계를 통해 이동하는 전자의 수가 많다.

ㄷ. 구간 Ⅲ에서가 Ⅱ에서보다 [eqn: \O_□] 소비가 빠른 것은 막 사이 공간에서의 [eqn: \pH]가 Ⅲ에서가 Ⅱ에서보다 높기 때문이다. 따라서 막 사이 공간(ⓑ)에서의 [eqn: \pH]에 대한 기질(ⓐ)에서의 [eqn: \pH][eqn: left ( {ⓐ에서의~ \pH} over {ⓑ에서의~ \pH} right)]는 구간 Ⅱ에서가 구간 Ⅲ에서보다 크다.

*** 구간 Ⅱ에서는 [eqn: \X]에 의해 막 사이 공간(ⓑ)에 축적되는 [eqn: \H^□]이 [eqn: \ATP] 합성 효소를 통해 기질로 이동하지 못하므로, [eqn: \X]를 처리하기 전보다 막 사이 공간에서의 [eqn: \pH]는 낮고 기질에서의 [eqn: \pH]는 높다. 구간 Ⅲ에서는 [eqn: \X]와 [eqn: \Y]가 함께 존재하므로 [eqn: \ATP] 합성 효소를 통한 [eqn: \H^□]의 이동은 차단되지만 [eqn: \H^□]이 인지질 [eqn: \2]중층을 직접 통과하여 기질로 이동하므로 [eqn: \Y]를 처리하기 전보다 막 사이 공간에서의 [eqn: \pH]가 높다.

16. 진핵세포의 유전자 발현 조절	⑤

정답

Ⅱ에서 ㉢만 발현될 때 유전자 [eqn: x]와 [eqn: y]는 전사가 촉진될 수 없으므로, [eqn: z]는 전사가 촉진되어야 한다. 따라서 ㉢은 [eqn: \C]에 결합한다.

ㄱ. ㉡이 발현되지 않는 Ⅰ에서 [eqn: \X]～[eqn: \\Z] 중 [eqn: 2]가지만 발현되려면 ㉠과 ㉣이 발현되고 ㉢은 발현되지 않아야 하며, 이때 [eqn: \X]와 [eqn: \Y]가 발현된다. ㉠만 발현되면 [eqn: \X]만, ㉠과 ㉢이 발현되면 [eqn: \X]～[eqn: \\Z]가, ㉠이 발현되지 않으면 ㉢이 발현될 때만 [eqn: \Z]가 발현된다.

ㄴ. ㉠이 발현되지 않는 Ⅲ에서는 [eqn: \Z]는 발현될 수 없으므로 [eqn: \X]～[eqn: \Z] 중 [eqn: 2]가지가 발현되려면 ㉡은 반드시 발현되어야 한다.

ㄷ. ㉢의 결합 부위가 [eqn: \C]이므로 ㉣의 결합 부위는 [eqn: \D]이다.

17. 진핵세포의 전사와 번역	①

정답

ㄱ. ‘(가)-아르지닌-(나)-아이소류신’을 암호화하는 [eqn: \DNA]에는

[eqn: rm 5 prime □ ■■■■B G ■■■■AT ■ □□ prime] :□암호 가닥

[eqn: \□′□■■■■C■■■■TA■□ □′] :□주형 가닥

와 같은 서열이 있어야 하므로 제시된 가닥은 전사 과정에서 주형 가닥이어야 한다. [eqn: \X]에 트레오닌이 있으려면 성숙한 [eqn: \mRNA]에 염기 서열 [eqn: \□′□ AC■□ □′]이 있어야 하므로 [eqn: \RNA] 가공 과정 중 제거되는 ⓑ의 염기 서열은 [eqn: \□′□ GUGAAG□ □′], ⓐ의 염기 서열은 [eqn: \□′□ GUAU][eqn: \GAAG□ □′]이다. 따라서 ⓐ의 [eqn: \□′] 말단 염기는 구아닌([eqn: \G])이다.

ㄴ. (가)는 코돈 [eqn: \□′□ UGC□ □′]에 의해 지정되는 아미노산으로 시스테인이다.

ㄷ. [eqn: \X]를 지정하는 부분의 성숙한 [eqn: \mRNA]의 염기 서열은

[eqn: \□′□ AUG`|`CAU`|`ACA`|`UGC`|`CGA`|`]

[eqn: \GCA`|`AUA`|`GUA`|`GCA`|`UAG□ □′]

이다. 그러므로 [eqn: 6]번째 아미노산을 운반하는 [eqn: \tRNA]의 안티코돈은 [eqn: \□′□ UGC□ □′]이고, [eqn: \□′]말단 염기는 유라실([eqn: \U])이다.

18. 생물의 분류 단계와 학명	⑤

정답

ㄱ. 생물의 분류 단계는 종-속-과-목-강-문-계-역으로 종이 가장 하위, 역이 가장 상위 분류 단계이다. 따라서 ‘강’은 ‘목’의 상위 분류 단계이므로 같은 십각목에 속하는 두 종 A와 B는 같은 ‘강’에 속한다.

ㄴ. D의 학명은 속명 ‘[eqn: □□□□□□□□□□□□]’과 종소명 ‘[eqn: □□□□□□□□}□]’, 그리고 명명자 ‘[eqn: \Rathbun]’으로 구성되므로 이명법을 사용하였다.

ㄷ. 같은 ‘과’에 속하는 [eqn: \C]와 [eqn: \A]의 유연관계는 서로 다른 ‘과’에 속하는 [eqn: \C]와 [eqn: \D]의 유연관계보다 가깝다.

19. 비들과 테이텀의 실험	②

정답

㉠은 오르니틴, ㉡은 아르지닌, ㉢은 시트룰린이다. Ⅰ은 효소 [eqn: \A]를, Ⅱ는 효소 C를 합성하지 못한다.

ㄱ. 효소 [eqn: \C]를 합성하지 못하는 Ⅱ는 유전자 [eqn: c]에 돌연변이가 일어난 것이다.

ㄴ. 오르니틴인 ㉠을 합성하는 효소는 [eqn: \A]이다.

ㄷ. ㉢은 시트룰린이다. ㉢이 오르니틴이면 ㉠은 시트룰린, ㉡은 아르지닌이어야 하고, Ⅰ은 최소 배지에 시트룰린(㉠)이 첨가된 경우 생장하며 오르니틴(㉢)을 합성하므로 시트룰린을 합성하지 못하는 돌연변이일 것이다. 그렇다면 Ⅰ은 최소 배지에 아르지닌(㉡)이 첨가된 경우 오르니틴을 합성해야 하는데 합성하지 못하므로 ㉢은 오르니틴이 아니다.

20. 멘델 집단에서의 유전자 빈도와 개체 수 빈도	①

정답

이 동물의 몸 색에 대한 유전자형, 표현형, 각 집단에서의 개체수는 표와 같이 정리할 수 있다.

유전자 형 (표현형)	[eqn: \AA] (검은색)	[eqn: \AA*] (검은색)	[eqn: \A*A*] (회색)
Ⅰ에서의 개체수	㉠	㉡	[eqn: \1000]
Ⅱ에서의 개체수	㉢	㉣	[eqn: \1000]

ⅰ) Ⅰ에서 [eqn: \AA*]인 개체들과 [eqn: \A*A*]인 개체들을 합쳐서 구한 [eqn: \A]의 빈도에서 □[eqn: ㉡ over { 2㉡+2000} = 3 over 8], [eqn: 2㉡=][eqn: 6000], ㉡[eqn: =][eqn: \3000]이다.

ⅱ) Ⅰ에서 [eqn: \AA]인 개체들과 [eqn: \A*A*]인 개체들을 합쳐서 구한 [eqn: \A]의 빈도에서 [eqn: { 2㉠ } over { 2㉠ + 2000 } = 5 over 7], [eqn: 4㉠=][eqn: 10000], ㉠[eqn: =][eqn: \2500]이다.

ⅲ) Ⅰ에서 A의 빈도는

[eqn: {2㉠+㉡} over { 2㉠ + 2㉡ + 2000} = { 5000+3000} over {5000+6000+2000}]

[eqn: = 8000 over 13000][eqn: = 8 over 13]이다.

ㄱ. Ⅰ에서 [eqn: \A*]의 빈도를 제곱한 값 [eqn: q^2 left( =left (5 over 13 right )^2 right)]이 [eqn: 2over 13]와 다르므로 Ⅰ은 멘델 집단이 아니다. 따라서 Ⅱ가 멘델 집단이다.

ㄴ. Ⅰ에서 [eqn: \A]의 빈도가 [eqn: 8 over 13]이므로

[eqn: {Ⅱ에서 ~\A□의 ~빈도} OVER { \ Ⅰ에서 ~A의~ 빈도}][eqn: = 13 OVER20]에서 Ⅱ에서 [eqn: \A*]의 빈도는 [eqn: 2 OVER 5]이다. Ⅱ는 멘델 집단이므로 열성 대립 유전자 빈도의 제곱([eqn: q^2])[eqn: =][eqn: left(2 over 5 right)^2 □][eqn: 1000 over{Ⅱ의 ~전체~ 개체~수 }], Ⅱ의 전체 개체수는 [eqn: 6250]이다. 따라서 전체 개체수가 [eqn: 6500]인 Ⅰ과 [eqn: 250] 차이가 난다.

ㄷ. Ⅰ과 Ⅱ 중 멘델 집단은 Ⅱ이고 Ⅱ에서 [eqn: \A]의 빈도([eqn: p])는 [eqn: □ over 5], [eqn: \A*]의 빈도([eqn: q])는 [eqn: 2 over 5]이다. 회색 몸의 유전자형은 [eqn: \A*A*]이므로 암컷과 수컷에서 모두 [eqn: \A*]를 물려받는 경우에 회색 몸이 된다. 임의의 검은색 몸 암컷과 임의의 검은색 몸 수컷에서 만들어지는 생식 세포에서 [eqn: \A*]를 갖는 것의 빈도는 모두 □

[eqn: 2pq over { 2(p^2 + 2pq) } = 2pq over { 2p(p+2q)} = q over { 1+q} = 2 over 7]

이므로, Ⅱ에서 임의의 검은색 몸 암컷이 임의의 검은색 몸 수컷과 교배하여 자손([eqn: \F_□])을 낳을 때, 이 [eqn: \F_□]이 회색 몸([eqn: \A*A*])일 확률은 [eqn: 2 over 7 times 2 over 7 = 4 over 49]이다.

지구 과학Ⅱ

1. ④	2. ②	3. ③	4. ④	5. ③

6. ①	7. ⑤	8. ⑤	9. ③	10. ②

11. ①	12. ①	13. ④	14. ⑤	15. ③

16. ②	17. ①	18. ⑤	19. ⑤	20. ②

1. 지질 시대의 생물	④

정답

ㄱ. 해양 무척추동물은 지구 탄생 초기부터 출현하였고, 육상 식물은 고생대에 출현하였다. 따라서 해양 무척추동물이 육상 식물보다 먼저 출현하였다.

ㄴ. 해양 무척추동물의 과의 수는 [eqn: \A] 시기 말은 [eqn: 500]보다 적었고, [eqn: \B] 시기 말은 [eqn: 500`]보다 많았다.

ㄷ. [eqn: \C] 시기는 신생대로, 화폐석은 신생에 번성하였다.

2. 조석 현상	②

정답

ㄱ. [eqn: 1]일에는 조금이 나타나므로, 달의 위상은 상현 또는 하현이며, 삭 또는 망이 아니다.

ㄴ. 간조시 해수면의 높이는 [eqn: 8]일에는 약 [eqn: 20][eqn: \cm], [eqn: 15]일 에는 약 [eqn: 50][eqn: \cm]로 [eqn: 8]일이 [eqn: 15]일보다 낮다.

ㄷ. [eqn: 11]일 만조 시에 해수면의 높이가 사리일 때보다 높아진 것은 낮은 압력에 의한 폭풍 해일의 영향이다.

3. 해수의 심층 순환 원리	③

정답

ㄱ. [eqn: \B]의 소금물은 물이 일부 얼어 남은 물의 양이 적으므로 소금물의 농도가 [eqn: \A]보다 높다. 따라서 증발 접시에 남은 소금의 양은 [eqn: \B]가 [eqn: \A]보다 더 많으므로, ㉡[eqn: >]㉠이다.

ㄴ. (나)의 페트병 속에 남은 얼음에는 소금이 거의 포함되어 있지 않으므로, 이 얼음을 녹인 물은 [eqn: \A]의 소금물보다 농도, 즉 염분이 낮다.

ㄷ. 극지방의 빙하가 녹으면 해수의 염분이 낮아지므로 심층 순환은 약화될 것이다.

4. 판의 경계와 지각 열류량	④

정답

ㄱ. [eqn: \A]는 해구, [eqn: \B]는 해령이다. 지각 열류량은 해령에서 높고, 해구에서 낮다. 따라서 평균 지각 열류량은 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 낮다.

ㄴ. 베니오프대는 밀도가 큰 판이 밀도가 작은 판의 아래로 섭입할 때, 지각 내부에서의 경계면으로, [eqn: \A]의 동쪽에 위치한다.

ㄷ. 해령인 [eqn: \B]에서 새로운 해양 지각이 생성된다.

5. 성운의 종류	③

정답

ㄱ. (가)의 발광 성운의 밝은 부분에서 방출되는 빛은, 전리된 수소가 중성 수소로 되는 과정에서 방출하는 것이다.

ㄴ. 성간 티끌에 의한 산란은 주로 파란빛에서 잘 일어나므로, 반사 성운은 대체로 파란색으로 관측된다.

ㄷ. 성운은 성간 기체나 티끌 등이 모여 형성된 것이다. 따라서 발광 성운과 반사 성운도 이러한 물질로 이루어져 있다.

6. 산개 성단의 특징	①

정답

ㄱ. 산개 성단은 대부분 주계열성으로 이루어진 젊은 성단으로, 적색 거성이나 더 진화한 별들이 거의 없는 성단이다.

ㄴ. (가)는 주계열을 멀리 벗어난 별이 없으나, (나)는 주계열을 멀리 벗어난 별이 있다. 따라서 나이는 (가)가 (나)보다 적다.

ㄷ. 주계열에서 표면 온도가 같은 별은 절대 등급이 같으므로 겉보기 등급이 큰 별이 거리가 멀다. 그러므로 성단의 평균 겉보기 등급이 (가)가 (나)보다 크므로,  (가)가 (나)보다 거리가 멀다.

7. 별의 특성	⑤

정답

① (거리 지수[eqn: =]겉보기 등급[eqn: -]절대 등급)이 클수록 거리가 멀다. 거리 지수는 [eqn: \A]가 [eqn: -2.9], [eqn: \B]가 [eqn: 8.5], [eqn: \C]가 [eqn: 4.6]으로, [eqn: \B]가 가장 크다. 따라서 거리가 가장 먼 별은 [eqn: \B]이다.

② 가장 밝게 보이는 별은 겉보기 등급이 가장 작은 [eqn: \A]이다.

③ 포면 온도가 가장 낮은 별은 색지수가 가장 큰 [eqn: \B]이다.

④ 광도는 절대 등급이 작을수록 크다. 따라서 광도는 절대 등급이 큰 [eqn: \C]가 [eqn: \B]보다 작다.

⑤ 별의 광도([eqn: L])는 [eqn: L = 4pi R^3 cdot sigmaT^4]이므로, 상대적으로 광도([eqn: L])가 작고 표면 온도([eqn: T])가 높은 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 반지름([eqn: R])이 작다.

8. 지진파의 주시 곡선	⑤

정답

ㄱ. [eqn: \PS]시는 지진파의 [eqn: \P]파와 [eqn: \S]파가 도달하는 데 걸린 시간 차이다. (나)에서 [eqn: \P]파가 도달하는 데 걸리는 시간이 작을수록 [eqn: \PS]시가 작음을 알 수 있다. 따라서 [eqn: \A]에서의 [eqn: \PS]시가 가장 작다.

ㄴ. (나)에서 점선이 [eqn: \P]파의 도달 시간 그래프이므로, [eqn: \B]의 진앙 거리는 [eqn: 3000``\km]보다 멀다.

ㄴ. 지진파가 먼 거리를 이동할수록 더 깊은 곳을 지난다. 따라서 [eqn: \C]에 도달하는 [eqn: \P]파는 [eqn: \A]에 도달하는 [eqn: \P]파보다 더 깊은 곳을 지난다.

9. 은하의 회전	③

정답

ㄱ. 케플러 회전하는 경우 은하 중심에서 멀수록 회전 속도가 느리다. 따라서 은하 중심에 대한 회전 속도는 은하 중심에 더 가까운 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 크다.

ㄴ. [eqn: \A]는 태양에서 보았을 때 은하 중심 방향에 위치하므로 시선 속도는 [eqn: 0]이다.

ㄷ. [eqn: \B]는 태양에 대해 앞쪽에 위치하고, 회전 속도가 태양보다 느리므로, 상대적으로 태양에 접근하는 것으로 관측된다. 따라서 [eqn: \B]에서는 청색 편이가 나타난다.

10. 광물의 분류	②

정답

① 나중에 정출되는 흑운모가 먼저 정출되는 감람석보다 정출되는 온도가 낮다.

② 먼저 정출되는 광물일수록 무거운 원소를 많이 포함한다. 따라서 먼저 정출되는 감람석이 나중에 정출되는 석영보다 밀도가 크다.

③ 산소 원자 수에 대한 규소 원자 수의 비는 분화가 진행될수록 커진다. 따라서 [eqn: { \Si ~원자~수 } over { \O~원자~수}]는 ㉠ 구조가 ㉡ 구조보다 작다.

④ ㉣ 구조를 가지는 광물은 판상 구조로, 주로 한 방향으로 쪼개진다.

⑤ ㉤은 석영의 결합 구조이다.

11. 우주 거대 구조	①

정답

ㄱ. 우주는 초은하단을 포함하고 있으므로, 은하가 분포하고 있는 전체 규모는 초은하단보다 크다.

ㄴ. 우리은하로부터 거리가 멀수록 후퇴 속도가 크다. [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 우리은하로부터 거리가 작으므로 후퇴 속도는 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 작다.

ㄷ. 우주는 팽창하고 있고, 은하 사이의 거리는 멀어지고 있으므로, [eqn: \B]에서 [eqn: \A]를 관측한다면 적색 편이가 나타난다.

12. 산곡풍	①

정답

ㄱ. 산곡풍의 풍향이 서풍에서 다시 서풍으로 바뀌는 데 걸리는 시간이 약 [eqn: 1]일이므로, 산곡풍의 주기는 약 [eqn: 1]일이다.

* 산곡풍은 태양 복사 에너지에 의한 지표면의 가열과 냉각 차이에 의해 생기는 바람이므로, 하루를 주기로 부는 바람이다.

ㄴ. 산곡풍은 중간 규모의 대기 순환이다.

ㄷ. 낮에 곡풍이 서쪽에서 동쪽으로 불고 있다. 이는 산 경사면의 가열된 공기가 상승할 때, 계곡에서 산 정상으로 공기가 이동하기 때문에 나타나는 것이다. 따라서 산 정상부가 관측소의 동쪽에 있을 때 관측소에서는 서풍이 관측된다.

13. 우주의 팽창	④

정답

ㄱ. [eqn: \Ia]형 초신성은 폭발할 때의 질량이 동일하기 때문에 절대 등급이 동일하다.

ㄴ. 거리 지수가 클수록 거리가 먼 천체이다. [eqn: z=1.2]인 [eqn: \Ia]형 초신성의 거리 예측값은 거리 지수가 큰 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 크다.

ㄷ. 우주가 계속 팽창하는 것은, 우주의 물질들 사이에 척력이 작용하기 때문이라고 생각되는데, 암흑 에너지가 이러한 척력의 역할을 하는 것으로 생각되고 있다.

14. 편광 현미경을 통한 광물 박편 관찰	⑤

정답

ㄱ. [eqn: \A]와 [eqn: \B]는 눈으로 보기에는 같은 크기로 보이지만, 실제 축적으로 보면 [eqn: \A]가 [eqn: \B]의 [eqn: 1 over 5]이다.

ㄴ. [eqn: \A]는 개발 니콜과 직교 니콜에서 모두 관찰되므로, 복굴절을 일으키는 광학적 이방체이다. 따라서 [eqn: \A]에 입사한 빛은 두 개의 편광으로 갈라진다.

ㄷ. (나)는 (가)에 비해 쪼개짐이 발달하였다. 규암과 대리암 중 쪼개짐이 발달한 것은 대리암이다. 따라서 (나)는 대리암이다.

15. 대기 안정도	③

정답

ㄱ. 역전층은 고도가 높아질수록 기온이 증가하는 공기층이다. 지표면 근처에 역전층이 나타난 것은 (가)이다.

ㄴ. 상대 습도는 기온과 이슬점 차이가 작을수록 크다. 따라서 높이 [eqn: 500``\m]에서 상대 습도는 (가)가 (나)보다 높다.

ㄷ. (나)에서 높이 [eqn: 250 `～`1250``\m]의 기층은 고도가 높아질수록 기온이 낮아지므로 안정하다.

16. 여러 가지 바람	②

정답

ㄱ. ㉠, ㉡, ㉢에서 바람이 [eqn: \B]에서 [eqn: \A]를 향하는 방향에 대하여 오른쪽으로 부는 것으로 보아, 같은 고도에서 기압은 [eqn: \A]가 [eqn: \B]보다 낮다.

ㄴ. ㉠, ㉡에서는 마찰력과 전향력의 합력이 기압 경도력과 평형을 이루고, ㉢에서는 전향력과 기압 경도력이 평형을 이룬다. 기압 경도력이 같으므로 전향력은 ㉢이 가장 크다.

ㄷ. 고도가 낮을수록 마찰력이 커서 전향력이 작아지므로 풍향이 기압 경도력 방향에서 크게 변하지 않는다. 따라서 고도가 높아질수록 풍향은 ㉠→㉡→㉢ 순으로 변한다.

17. 기압 배치와 에크만 수송	①

정답

ㄱ. 북반구에서 에크만 수송은 바람 방향의 오른쪽 직각 방향으로 나타나므로, (가)에서 바람은 시계 반대 방향으로 분다. 따라서 (가)에서는 바깥에서 중심 쪽으로 기압 경도력이 작용하므로, (가)의 중심은 저기압이다.

ㄴ. 용승이 일어나는 (가)의 중심부에서 수온 약층이 나타나는 깊이가 침강이 일어나는 (나)의 중심부에서보다 수온 약층이 나타나는 깊이가 얕다.

ㄷ. 남반구에서도 중심이 저기압일 때는 에크만 수송이 바깥쪽으로 일어나고, 중심이 고기압일 때는 에크만 수송이 중심 쪽으로 일어난다.

18. 지형류	⑤

정답

ㄱ. 수압 경도력은 해수면이 기울기가 클수록 크다. 따라서 (가)가 (가)보다 작다.

ㄴ. (가)에서는 해류 방향의 왼쪽으로 전향력이 작용하였고, (나)에서는 해류 방향의 오른쪽으로 전향력이 작용하였다. 따라서 (가)는 남반구인 위도 [eqn: 30DEG \S]이고, (나)는 북반구인 위도 [eqn: 45DEG \N]이다.

ㄷ. 수압 경도력과 전향력이 평형을 이루므로 (가)에서는

[eqn: - rho g 1 over L = 2 rho v_(가) omega sin 30DEG], [eqn: v_(가) = g over { 2 omega L sin 30DEG } = g over { omegaL}]

이고, (나)에서는 [eqn: v_(나) = 1.2g over { 2 omega L sin 45DEG } = 1.2g over { root 2 omega L }]이다. 따라서 (가)가 (나)보다 크다.

19. 고지자기와 대륙의 이동	⑤

정답

ㄱ. 고지자기 복각이 [eqn: +]값을 가지므로, 제[eqn: 3]기에 북반구에 위치하였다.

ㄴ. 백악기 동안 복각이 [eqn: +36DEG]에서 [eqn: +44DEG]로 증가하였으므로, 고위도 방향으로 이동하였다.

ㄷ. 고지자기로 추정한 진북 방향이 진북 방향에 대하여 시계 방향으로 회전하였다. 따라서 이 암석은 시계 방향으로 회전하였다.

20. 지질도 해석	②

정답

ㄱ. 그림의 중앙부에 역단층이 있다.

ㄴ. 지층의 경사 방향이 동쪽이므로 가장 서쪽에 위치한 이암층이 가장 오래된 지층이다.

ㄷ. 석탄층이 동쪽으로 경사져 있으므로 A 지점에서 연직 방향으로 시추해도 석탄층과 만나지 않는다.