과학탐구 영역

과학-물리 정답

1	④	2	④	3	①	4	④	5	⑤
6	③	7	①	8	③	9	②	10	②
11	⑤	12	③	13	①	14	①	15	⑤
16	④	17	⑤	18	②	19	②	20	③

해설

1. [출제의도] 도플러효과의 물리적 상황 인식하기

듣는 소리의 진동수는 음원이 멀어지면 파장이 길어지는 효과에 의해 진동수가 작아지고, 음원이 가까워지면 파장이 짧아지는 효과에 의해 진동수가 증가한다. 따라서 (다)는 고음 (나)는 저음이 들린다.

2. [출제의도] 태양에너지의 근원 이해하기

ㄱ. 태양의 중심에서는 수소가 여러 단계의 핵융합 과정을 거쳐 헬륨 원자핵이 만들어진다.

ㄴ. 핵융합 과정에서는 질량이 감소하게 되고 감소한 질량에 비례하는 에너지를 방출한다.

ㄷ. 헬륨 원자핵의 양성자 수는 2개이고, 수소 원자핵의 양성자 수는 1개이다.

3. [출제의도] 입자의 형성과정 이해하기

빅뱅 이후 온도가 낮아지면서 가장 먼저 쿼크와 렙톤이 만들어지고 시간이 지나면서 양성자와 중성자가 만들어진 후 중수소와 헬륨 원자핵과 같은 원자핵이 만들어졌다.

4. [출제의도] 케플러의 법칙 적용하기

ㄱ. 만유인력의 크기는 거리의 제곱에 반비례한다. 따라서 만유인력의 크기는 B에서가 A에서보다 크다.

ㄴ, ㄷ. 타원궤도를 도는 행성의 역학적 에너지(위치에너지＋운동에너지)는 보존되며 행성의 위치에너지는 태양으로부터 멀수록 증가하게 된다. 따라서 운동에너지는 위치에너지가 큰 A에서가 B에서보다 작다.

5. [출제의도] 물체의 운동 평가하기

물체가 행성 주위를 등속 원운동(B) 할 때 물체의 속력이 감소하면 물체는 행성 표면으로 떨어지고(A) 물체의 속력이 증가하면 물체는 타원궤도를 따라 운동한다(C).

6. [출제의도] 탈출 속도 비교하기

행성으로부터의 탈출 속도가 [eqn: sqrt {{2G`M} over {R}}]이므로 탈출 속도는 [eqn: v _{rmB}] > [eqn: v _{rmA}] > [eqn: v _{rmC}] 이다.

7. [출제의도] 힘의 합성과 평형 비교하기

ㄱ. 정지해 있으므로 물체에 작용하는 합력은 0이다.

ㄴ. 철수와 영희가 용수철을 당기는 힘은 용수철이 작용하는 탄성력과 같고, 탄성력은 용수철이 늘어난 길이에 비례하므로 철수가 용수철을 당기는 힘의 크기가 영희가 용수철을 당기는 힘의 크기보다 크다.

ㄷ. 두 용수철이 물체에 작용하는 탄성력의 합은 물체의 무게와 같다. 두 물체의 무게가 같기 때문에 두 용수철이 물체에 작용하는 합력의 크기는 같다.

8. [출제의도] 빛의 반사와 굴절의 법칙 개념 적용하기

ㄱ. 반사의 법칙에 의해 입사각 [eqn: i`]와 반사각 [eqn: i`']은 항상 같다.

ㄴ. 입사각 [eqn: i]가 굴절각 [eqn: r]보다 크다.

ㄷ. 굴절의 법칙에 의해 [eqn: i`]를 증가시키면 굴절각 [eqn: r`]도 증가한다.

9. [출제의도] 빛의 합성 자료 해석하기

ㄱ. A영역은 가시광선 영역의 모든 빛을 반사한다.

ㄴ. B영역에 파란색 빛을 비추면 빛의 3원색인 빨간색, 파란색, 초록색 빛이 합쳐진 것과 같으므로 흰색으로 보인다.

ㄷ. 흰 종이는 비추어진 빛에 해당하는 빛을 반사시키므로 C영역에서는 비추어진 빨간색 빛이 반사된다.

10. [출제의도] 힘의 효과 평가하기

쇠구슬의 운동경로는 자석을 [eqn: -x`]방향으로 이동시킬수록, 처음속력이 작을수록, 자석의 세기가 클수록 많이 휘어진다.

11. [출제의도] 전압, 전류, 저항 측정하여 분석하기

저항에 흐르는 전류의 세기는 100 mA, 저항의 양 끝에 걸리는 전압은 5 V이므로 저항의 저항값은 옴의 법칙[eqn: LEFT ( R= {V} over {I} RIGHT )]에 의해 50 Ω 이다.

12. [출제의도] 정전기 유도 상황 문제 인식하기

ㄱ. B가 양(＋)전하로 대전되었으므로 전자가 B에서 A로 이동하였다.

ㄴ. 검전기의 전자들이 금속박에서 금속판으로 이동해 금속박이 더 큰 양(＋)전하로 대전되어 금속박이 더 벌어지게 된다.

ㄷ. 양(＋)전하로 대전된 B를 검전기의 금속판에 가져갈 때 금속박이 더 벌어 졌으므로 검전기는 처음 양(＋)전하로 대전되어 있었다.

13. [출제의도] 일의 개념 이해하기

(가), (나), (다)에서 줄이 A를 당기는 힘은 모두 중력의 반대방향이고, A에 작용한 힘의 방향으로 A가 이동하는 (가)에서만 줄은 A에 일을 하게 된다.

14. [출제의도] 도구를 이용한 일의 원리 적용하기

ㄱ. 철수가 줄을 당기는 힘의 크기는 물체 무게의 절반이고, 영희가 줄을 당기는 힘의 크기는 물체의 무게와 같다.

ㄴ. 줄에 작용한 힘의 크기는 철수가 영희의 절반이지만, 당긴 줄의 길이는 철수가 영희의 두 배이므로 한 일([eqn: W=Fs])은 서로 같다. 도구를 이용하면 힘에는 이득을 볼 수 있지만 일의 이득은 없다.

ㄷ. 물체를 들어 올리는 속력이 [eqn: v]로 같아 1초 동안 물체에 한 일인 일률은 같다.

15. [출제의도] 자기장 속에서 전류가 받는 힘 결론짓기

오른손을 이용하면 A에 흐르는 전류의 방향은 [eqn: +y]이므로 a는 (+)극이고, B가 받는 자기력의 방향은 [eqn: +y], C가 받는 자기력의 방향은 [eqn: -y]이다.

16. [출제의도] 전류의 열작용 탐구 설계 및 수행하기

실험 결과로부터 같은 시간 동안 발생한 열량은 A에서가 B에서보다 크다. 발생 열량은 전력(=전류×전압)에 비례한다. [eqn: R _{1}]과 [eqn: R _{2}]가 병렬연결이므로 두 저항의 양 끝에 걸린 전압은 같다. 따라서 전류의 세기는 [eqn: R _{1}]에서가 [eqn: R _{2}]에서보다 크다.

17. [출제의도] 저항의 직렬과 병렬연결 자료 분석하기

ㄱ. [eqn: R _{1}]과 [eqn: R _{2}]에 걸리는 전압은 같고, 그 전압과 [eqn: R _{3}]에 걸리는 전압의 합은 회로의 전체 전압과 같다. 따라서 전원장치의 전압은 6 V이다.

ㄴ. [eqn: R _{1}]과 [eqn: R _{2}]에 흐르는 전류 세기의 합은 [eqn: R _{3}]에 흐르는 전류의 세기와 같다.

ㄷ. 옴의 법칙에 의해 저항값을 계산하면 [eqn: R _{1}]과 [eqn: R _{2}]의 저항값은 같다.

18. [출제의도] 역학적 에너지 보존 법칙 비교 능력 평가하기

역학적 에너지 보존 법칙을 적용하면 지면에 닿기 직전의 운동에너지는 출발점에서 물체의 역학적 에너지(=운동에너지+위치에너지)와 같아야 한다. 처음 물체가 가지고 있던 역학적 에너지는 A와 B는 서로 같고, C는 가장 작다. 따라서 속력은  [eqn: v _{rmA}] ＝ [eqn: v _{rmB}]  > [eqn: v _{rmC}] 이다.

19. [출제의도] 전자석에 의한 자기장 이해하기

ㄱ. 전자석의 P쪽은 자기력선이 나오는 방향으로 자석의 N극에 해당된다.

ㄴ, ㄷ. 전자석의 세기는 단위 길이 당 코일의 감은 수와 코일에 흐르는 전류의 세기에 비례한다.

20. [출제의도] 직선전류에 의한 자기장의 평가하기

ㄱ. 오른손의 엄지를 전류의 방향과 일치시키고 나머지 네 손가락을 감아쥘 때 네 손가락이 가리키는 방향이 자기장의 방향이므로 나침반에 [eqn: I] 가 형성하는 자기장의 방향은 [eqn: +x]방향이다.

ㄴ. [eqn: I] 가 증가하면 도선에 의한 자기장의 세기도 증가해 [eqn: theta]도 증가한다.

ㄷ. 도선을 나침반 위에 놓고 전류의 방향이 반대가 되더라도 나침반 부분에서의 자기장의 방향은 변하지 않는다.

과학-화학 정답

1	⑤	2	①	3	⑤	4	③	5	①
6	①	7	④	8	④	9	⑤	10	②
11	③	12	③	13	④	14	⑤	15	③
16	③	17	⑤	18	②	19	②	20	①

해설

1. [출제의도] 원자 구조와 개념 이해하기

원자의 질량수는 양성자수와 중성자수의 합으로 나타낼 수 있고 원자번호는 원자의 양성자수와 같다. 그러므로 (가)의 질량수와 원자번호는 1이고, (나)의 질량수는 2가되며 원자번호는 1이다. 두 원자는 양성자와 전자의 개수가 같으므로 전기적으로 중성이다.

2. [출제의도] 액체의 가열 곡선 이해하기

ㄱ. 두 비커에 담긴 액체는 끓는점이 같으므로 같은 물질이다. ㄴ. 끓는점에 도달한 시간이 (나)가 (가)의 2배이므로 (나)의 질량이 (가)의 2배다. ㄷ. (나)에서 끓는점 도달 시각은 10분이고 상태 변화(기화)가 활발하게 일어나기 시작한다.

3. [출제의도] 물질의 상태 변화 이해하기

①, ②, ③ 물질의 상태 변화가 일어날 때 분자의 수와 크기는 변함이 없으므로 질량은 항상 일정하다. ④, ⑤ 드라이어로 아세톤을 가열할 때 분자 운동은 활발해지며, 분자 간 평균 거리는 멀어져 부피가 증가한다.

4. [출제의도] 원자와 분자의 개념 이해하기

질소([eqn: rm N _{2}])와 수소([eqn: rm H _{2}])는 2원자 분자이고, 암모니아([eqn: rm NH _{3}]) 한 분자는 질소 원자 1개와 수소 원자 3개로 구성되므로, (가)에 있는 암모니아 분자는 2개다. 따라서 제시된 입자 수의 합은 6 ＋ 3 ＋ 2 ＝ 11이다.

5. [출제의도] 기체의 압력에 따른 부피 변화 해석하기

ㄱ. [eqn: 밀도={ 질량} over { 부피}]  인데, 기체의 부피는 A>B이고  질량은 일정하므로 밀도는 B>A이다. ㄴ. 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피의 곱은 항상 일정하므로 1 × 100 = 2 × V에 의해 V = 50mL이다. ㄷ. 실험에서 압력이 변하여도 기체의 질량이 일정하므로 전체 분자수는 일정하다.

6. [출제의도] 온도에 따른 기체의 용해도 이해하기

기체의 용해도는 온도가 낮을수록 증가한다. 따라서 탄산음료병의 온도를 낮추었을 때 용액 속에 녹아있는 이산화탄소의 수는 증가한다.

7. [출제의도] 물질의 용해도 곡선 해석하기

ㄱ. 용해도 곡선에서 A와 B는 물 100g에 녹아있는 용질의 양이 같으므로 농도(%)는 같다. ㄴ. 불포화 상태의 B를 냉각시켜 포화 용액(A)을 만들 수 있다. ㄷ. 60℃ C의 온도를 40℃로 낮추면 용해도의 차이만큼 용질이 석출된다.

8. [출제의도] 화학반응식 적용하기

반응 전후 원자는 생성되거나 소멸되지 않으므로 원자 수의 변화는 없다. [eqn: rm `CH _{ 4}]모형에서  : [eqn: rm C],  : [eqn: rm H]임을 알 수 있다. 또한 [eqn: rm `O _{2}]모형에서  :[eqn: rm O]이다. 메테인이 산소와 반응하면, 이산화탄소와 물이 생성되므로 (가)는 이고, (나)는 이다.

9. [출제의도] 기체가 발생하는 실험 이해하기

ㄱ. 탄산수소나트륨([eqn: rm NaHCO _{3}])은 반응 물질로 산성 용액인 식초와 반응하여 이산화탄소 기체가 발생한다. ㄴ. 이산화탄소 기체는 석회수를 뿌옇게 만든다. ㄷ. 기체의 발생은 페트병 내부 압력을 증가시킨다.

10. [출제의도] 크로마토그래피를 이용한 색소 분리 이해하기

ㄱ. 실험 결과 분리된 색소들의 위치가 서로 다르므로 색소들의 이동 속도는 다르다. ㄴ. 세 가지 색소로 분리된 것을 통해 잉크 X는 세 가지 이상의 색소로 이루어진 혼합물임을 알 수 있다. ㄷ. 잉크 Y에서 분리된 색소의 위치가 X에서 분리된 색소의 위치와 일치하는 것이 없으므로 잉크 X는 잉크 Y의 색소 물질을 포함하고 있지 않다.

11. [출제의도] 물체의 밀도를 측정하는 방법 설계하기

ㄱ. 밀도를 실험적으로 구하기 위해서는 물체의 질량([eqn: m])과 부피([eqn: V] )가 필요하며, 제시된 실험에서 물체의 부피는 물의 부피 변화([eqn: V_{2 }-V _{ 1}] )로 구할 수 있다. ㄴ. 물체의 밀도는 물질의 특성이므로 추의 개수에 무관하다. ㄷ. 이 실험은 물에 녹지 않고 불규칙한 모양 물체의 밀도를 측정하는데 적합하다.

12. [출제의도] 온도 변화와 기체의 부피 관계 이해하기

ㄱ,ㄴ.온도가 높아지면 기체의 부피가 증가하므로 둥근 플라스크 속의 공기는 유리관을 통해 밖으로 나오게 된다. 따라서 둥근 플라스크에 남은 공기의 질량은 감소하므로 밀도는 감소한다. ㄷ. 뜨거운 물수건 대신 얼음주머니를 올려놓으면 온도가 낮아지므로 둥근 플라스크 내부 압력이 낮아져 비커의 물이 유리관을 통해 빨려 올라간다.

13. [출제의도] 분자의 공유결합 적용하기

① 수소, 산소, 질소 분자는 각각 단일, 이중, 삼중결합 분자로 존재한다. ② 산소원자는 공유결합을 통해 더 안정한 산소분자가 된다. ③ 각각의 분자에서 존재하는 공유 전자쌍은 [eqn: rm H _{2}]는  1개, [eqn: rm O _{2}]는 2개, [eqn: rm N _{2}]는 3개다. ④ [eqn: rm H _{2} O] 에서 산소 원자는 2개의 공유되지 않은 전자쌍을 가진다. ⑤ 2원자분자인 수소, 산소, 질소분자는 공유된 전자쌍을 두 개의 원자핵이 동등한 힘으로 잡아당기므로 무극성 분자이며, 물은 산소 원자핵이 수소 원자핵보다 공유 전자쌍을 더 세게 잡아당기고, 굽은 구조이므로 극성 분자다.

14. [출제의도] 원소 주기율표 이해하기

주기율표는 원자번호 순으로 원소를 배열한다. 원자번호 = 양성자 수이며 주어진 원소들은 원자번호가 클수록 질량이 커진다. 핵융합 반응을 통해 중심부로 갈수록 무거운 원소가 만들어지므로 A : 수소, B : 헬륨, C : 탄소, D : 산소, E : 규소다.

15. [출제의도] 물질의 선 스펙트럼 해석하기

ㄱ. 제시된 선 스펙트럼은 보라색～빨간색의 영역을 표시하고 있으므로 가시광선 영역에 해당한다. ㄴ. 원소들은 각각 고유의 선 스펙트럼을 나타내므로 원소를 구별하는데 사용된다. ㄷ. (가)에는 원소 A와 B의 스펙트럼 선이 포함되어 있다.

16. [출제의도] 일정 성분비의 법칙 적용하기

같은 질량 6g의 금속 X, Y가 산소와 반응하여 생성된 금속산화물의 질량이 각각 7.5g, 10g이므로 반응에 사용된 산소는 1.5g과 4g임을 알 수 있다. 따라서 금속 X, Y와 반응한 산소의 질량비는 3 : 8 이다.

17. [출제의도] 반응 속도 실험 이해하기

ㄱ, ㄴ. 과산화수소수의 농도가 진할수록 같은 시간동안 발생한 기체의 부피가 많다. 따라서 반응속도는 C > B > A 이고, 기체의 부피는 과산화수소수 농도의 영향을 받는다. ㄷ. 발생한 기체는 꺼져가는 불씨를 살아나게 하므로 [eqn: rm O_{ 2}]이다. 또한 지각을 구성하는 원소 중에서 산소가 가장 큰 비율을 차지한다.

18. [출제의도] 기체 반응의 법칙 적용하기

실험Ⅱ에서 수소와 산소가 모두 반응하였으므로 수소, 산소, 수증기는 2 : 1 : 2의 부피비가 성립한다. ㄱ. 실험 Ⅰ에서 반응 후 산소 6mL가 남는다. ㄴ. 실험 Ⅲ에서는 반응 후 수소가 12mL 남는다.ㄷ. 실험 Ⅰ에서 남은 산소 6mL와 실험 Ⅲ에서 남은 수소 12mL를 반응시키면 수증기 12mL가 생성된다.

19. [출제의도] 물질의 끓는점과 분자 간 인력과의 관계 이해하기

ㄱ. 25℃에서 [eqn: rm O _{2}] 와 [eqn: rm NH _{3}] 는 기체, [eqn: rm H _{2} O] 은 액체 상태로 존재한다. ㄴ. 분자간의 인력이 클수록 물질의 끓는점이 높다. 따라서 끓는점이 가장 높은 [eqn: rm H _{2} O] 분자간의 인력이 가장 크다. ㄷ. 물질은 녹는점과 끓는점 사이에서 액체 상태로 존재하며 그 구간이 가장 큰 것은 [eqn: rm H _{2} O]이다.

20. [출제의도] 공기의 냉각과 끓는점 이해하기

ㄱ. (나)에서 주사기 안쪽에 액체가 생겼으므로, 공기가 액화되었음을 알 수 있다. ㄴ. (다)는 처음 상태 (가)와 같으므로, 내부압력은 (가)=(다)이다. ㄷ. 공기의 성분 기체 중 액체 질소보다 끓는점이 높은 기체가 액화된다.

과학-생명과학 정답

1	④	2	②	3	①	4	④	5	⑤
6	④	7	⑤	8	④	9	②	10	②
11	③	12	③	13	③	14	④	15	①
16	⑤	17	②	18	⑤	19	②	20	①

해설

1. [출제의도] 체세포 분열 관찰 실험 이해하기

(가)는 뿌리 끝을 묽은 염산 용액으로 처리하여 생장점을 구성하는 세포들을 서로 분리시키는 해리 과정이고, (나)는 아세트산카민으로 핵(염색체)을 염색하여 세포 분열 시 염색체를 쉽게 관찰하기 위한 과정이며, (다)는 뿌리 끝을 에탄올과 아세톤 혼합액으로 처리하여 생장점에서 일어나는 세포 분열을 정지시키는 고정 과정이다. 실험은 고정(다) → 해리(가) → 염색(나) 순으로 진행한다.

2. [출제의도] 사람의 생식 과정 이해하기

A 과정은 정소에서 정자를 형성하는 감수 분열이고, B 과정은 난자를 형성하는 감수 분열이다. 감수 분열 시 핵분열은 2회 일어난다. X 염색체를 가지고 있는 정자와 난자가 수정되어 형성된 수정란(XX)이 발생하여 태어난 아이는 여자이다. 감수 분열을 통해 부모 염색체 수의 절반만 갖는 생식 세포가 형성되고, 이 생식 세포가 수정(C)되면 자손의 체세포 염색체 수는 부모와 같아진다.

3. [출제의도] 눈의 조절 작용 이해하기

A는 동공의 크기, B는 수정체의 두께이다. 상황 (가)에서 방 안이 밝아지므로 홍채가 이완하여 동공의 크기가 작아지기 때문에 A는 짧아진다. 상황 (나)에서 물체와의 거리가 멀어지면 모양체가 이완하여 진대가 팽팽해짐에 따라 수정체 두께가 얇아지므로 B는 짧아진다. 물체와의 거리에 관계없이 안구의 길이(수정체 중심으로부터 망막까지의 거리)는 변화가 없다.

4. [출제의도] 진핵세포의 출현 과정 이해하기

(가)는 숙주 원핵생물로서 무기 호흡을 통해 에너지를 얻기 때문에 산소를 이용할 수 없다. 호기성 세균은 숙주 세포에 들어와서 미토콘드리아로 분화되고, 광합성 세균은 숙주 세포에 들어와서 엽록체가 된다. 호기성 세균과 광합성 세균은 모두 원핵생물에 해당되고 광합성 세균은 빛을 이용하여 광합성을 통해 유기물을 합성한다.

5. [출제의도] 진핵세포의 특징 이해하기

(나)는 엽록체가 없기 때문에 스스로 양분을 합성할 수 없는 종속 영양 세포이고, (다)는 엽록체를 가지고 있어서 광합성을 통해 스스로 유기물을 합성하는 독립 영양 세포이다. (나)와 (다)는 핵막을 가지고 있어서 핵과 세포질이 구분되고, 미토콘드리아와 엽록체는 각각 원핵생물(세균)에서 기원한 것이므로 자신의 DNA를 가지고 있다.

6. [출제의도] 멘델 유전의 원리 이해하기

F1은 순종의 어버이(P)로부터 황색 유전자와 녹색 유전자를 물려받았는데 황색만 나타난 것으로 보아 황색이 녹색에 대해 우성임을 알 수 있다. F1의 둥근 황색 완두를 자화 수분시켰을 때 F2에서 열성 형질인 주름진 완두가 나왔기 때문에 F1에서 생식 세포가 형성될 때 둥근 모양 유전자와 주름진 모양 유전자는 서로 분리되어 각각의 생식 세포로 나뉘어 들어간 것이다. F2에서 둥근 모양 : 주름진 모양의 비율은 388(291+97) : 130(98+32)이고, 황색 : 녹색의 비율도 389(291+98) : 129(97+32)이므로, 각각의 비율은 모두 약 3 : 1이다.

7. [출제의도] 생물의 진화에 미치는 요인 파악하기

B 형질을 갖는 개체가 대부분인 집단에 살충제를 처리했을 때 A 형질을 갖는 개체수는 변화 없고, B 형질을 갖는 개체수는 감소한 것으로 보아 A는 B 형질보다 살충제에 대해 내성이 강하고, A 형질을 갖는 개체가 자연 선택되고 있음을 알 수 있다. 따라서 이 집단의 진화 과정에서 A 형질을 나타내는 유전자의 비율은 증가한다고 볼 수 있다.

8. [출제의도] 밀러의 실험 이해하기

밀러의 실험 장치는 원시 지구에서 무기물이 유기물로 합성될 수 있다는 가설을 확인하기 위한 것이다. 실험 장치의 방전관에 들어 있는 혼합 기체는 원시 대기 성분(CH4, NH3, H2O, H2)이며 이 혼합 기체로부터 간단한 유기물이 합성될 때 방전에 의해 발생한 에너지가 흡수되고, 실험 장치의 U자관에서 생성된 유기물이 발견된다.

9. [출제의도] 사람과 속씨식물의 수정 과정 이해하기

사람과 속씨식물의 수정은 유성 생식에 해당하고, 영양 생식은 무성 생식에 해당한다. 속씨식물은 정핵(C)과 알세포(D)가 수정하여 배를 형성하고, 또 다른 정핵과 두 개의 극핵이 수정하여 배젖을 형성하는 중복 수정을 한다. 사람의 정자(A)와 난자(B)는 수란관에서 수정이 된다. A와 B는 감수 분열에 의해 형성된 것으로 염색체 수가 서로 같다.

10. [출제의도] 가계도 이해하기

정상인 외할아버지와 외할머니 사이에서 미맹인 어머니가 태어난 것으로 보아 미맹은 열성이다. 아버지는 열성인 미맹 유전자를 친할머니로부터 물려받았다. 누나는 우성인 정상 유전자를 아버지로부터 물려받았고 열성인 미맹 유전자를 어머니로부터 물려받았기 때문에 친할머니의 미맹 유전자는 누나에게 전달되지 않았다.

11. [출제의도] 원시 생명체의 진화 과정 이해하기

A는 O2를 이용하지 않고 무산소 호흡으로 유기물을 분해하여 에너지를 얻는 종속 영양 생물이다. B는 CO2를 이용하여 광합성을 하는 독립 영양 생물이다. C는 O2를 이용하는 산소 호흡으로 유기물을 분해하여 에너지를 얻는 종속 영양 생물이다. B에 의해 생성된 O2는 O3(오존)이 되어 자외선을 차단해 줌으로써 육상 생물의 출현에 영향을 주었다.

12. [출제의도] 자극과 반응의 특징 이해하기

(가)에서 식사 후 높아진 혈당량은 인슐린에 의해 낮아진다. (나)에서 교감 신경이 흥분함에 따라 심장 박동이 빨라진 것이다. (다)에서 영희를 부르는 소리 자극은 청각기 → 감각 뉴런 → 연합 뉴런 → 운동 뉴런 → 반응기 순으로 전달된다.

13. [출제의도] 다세포 생물의 탄생 과정 이해하기

단세포 생물이 체세포 분열을 하여 군체(가)를 형성하기 때문에 이 군체를 형성하는 단세포 생물은 유전 정보가 모두 동일하다. (가)에서 초기 다세포 생물(나)로 진화하는 과정에서 세포의 형태나 기능이 다르게 분화되므로 운동 세포와 영양 세포는 형태와 역할이 서로 다르다.

14. [출제의도] 유전적 다양성 이해하기

유전자 A와 B가 연관되어 있고 유전자형이 AaBb인 동물이 감수 분열을 통해 생식 세포를 형성할 때, (가)에서는 교차가 일어나지 않기 때문에 두 종류의 생식 세포(AB, ab)만 형성되고, (나)에서는 교차가 일어나 네 종류의 생식 세포(AB, Ab, aB, ab)가 형성된다. 교차가 일어나면 생식 세포의 유전자 조합이 다양해지므로 자손의 형질도 다양해지는 결과가 나타난다. 따라서 (나)는 (가)보다 더 다양한 형질의 자손이 나올 수 있다. 교차는 2가 염색체가 형성되는 감수 제1분열 전기 때 일어난다.

15. [출제의도] 생물의 분화 과정 이해하기

가지가 갈라지는 시점으로 보아 B와 C는 가장 최근에 분화된 생물이고, 현재의 생물종 중 A와 D는 Ⅱ시기에, B와 C는 Ⅲ 시기에, E는 Ⅰ시기에 출현하였다. 생물종의 분화는 Ⅰ시기에 1번, Ⅱ시기에 2번, Ⅲ 시기에 1번 일어났다.

16. [출제의도] DNA 구조 이해하기

㉠은 티민과 상보적으로 결합하는 아데닌(A)이고, ㉡은 구아닌과 상보적으로 결합하는 사이토신(C)이다. DNA의 기본 단위 물질인 뉴클레오타이드는 인산, 당, 염기가 1 : 1 : 1의 비율로 구성되어 있다. DNA는 두 가닥의 뉴클레오타이드 사슬이 이중 나선 구조를 이룬다.

17. [출제의도] 유전자와 염색체의 관계 이해하기

상동 염색체의 동일한 위치에 존재하는 유전자가 대립 유전자인데, 꽃 색깔과 꽃 위치 유전자는 상동 염색체가 아닌 다른 염색체에 위치하기 때문에 대립 유전자가 아니다. 키와 씨 모양 유전자는 서로 다른 염색체 위에 있으므로 생식 세포 형성 시 독립적으로 행동한다. 교차란 감수 제1분열 시 상동 염색체의 일부가 교환되는 것이므로, 상동 염색체가 아닌 1번과 4번 염색체 사이에는 교차가 일어나지 않는다.

18. [출제의도] 염색체의 구조 이해하기

(가)와 (나)는 상동 염색체로서, 양친으로부터 하나씩 물려받은 것이다. 하나의 염색체를 구성하는 두 개의 염색 분체는 하나의 염색 분체가 복제되어 형성된 것이므로 염색 분체 A와 B의 유전자 구성은 동일하다. 염색체는 DNA와 히스톤 단백질로 구성된다.

19. [출제의도] 조건 반사 과정 이해하기

(가)에서 토끼의 눈에 바람을 불어줄 때 눈을 깜박이는 것은 무조건 반사이다. (다)에서 토끼의 눈에 바람을 불어주지 않고 스피커를 통해 소리를 들려주었을 때 눈을 깜박이는 것은 (나) 과정의 반복 학습을 통해 소리에 대한 조건 반사가 형성되었기 때문이다. 토끼의 조건 반사로 일어나는 눈 깜박임은 척수를 거치지 않지만, 무릎 반사는 뇌를 거치지 않고 척수에 의해 일어난다.

20. [출제의도] 유전자의 형질 발현 이해하기

유전자는 특정한 단백질을 만드는데 필요한 정보가 저장되어 있는 DNA 상의 특정 부위이므로 유전자 1과 2는 DNA에 존재한다. 유전자에 저장된 정보를 이용해 다양한 종류의 단백질들이 합성되고, 이 단백질들에 의해 여러 형질들이 나타나게 된다. 따라서 유전자 1과 2의 염기 서열은 서로 다르고, 유전자 1과 2에 의해 각각 합성되는 단백질의 종류도 다르다.

과학-지구과학 정답

1	⑤	2	③	3	③	4	④	5	⑤
6	⑤	7	②	8	④	9	②	10	⑤
11	③	12	①	13	④	14	②	15	③
16	⑤	17	②	18	④	19	①	20	③

해설

1. [출제의도] 암석의 특징 이해하기

화성암은 마그마가 굳어져 생성되는 암석으로 색깔과 결정 크기에 따라 분류된다. 어두운 암석일수록 감람석, 휘석과 같은 유색광물을 많이 포함한다. 결정의 크기가 작고 기공이 많은 것으로 보아 이 맷돌은 마그마가 지표면에서 빠르게 냉각되어 생성된 현무암이다.

2. [출제의도] 지진파와 지구 내부 이해하기

지구 내부의 층상 구조는 지진파의 속도 분포에 따라 구분 할 수 있다. P파의 전파 속도는 S파보다 빠르다. 따라서 A가 P파, B가 S파이며 외핵은 S파가 통과하지 못하는 것으로 보아 액체 상태임을 알 수 있다. 지진파의 속도 변화가 가장 크게 나타나는 곳은 구성 물질과 상태가 변하는 맨틀과 외핵의 경계이다.

3. [출제의도] 지질 단면도 이해하기

지층의 생성 순서는 B퇴적 → C마그마 관입 → 융기 → 침식 → 침강 → A퇴적 →단층 f-f' → 융기 → 침식이다. 단층 f-f'는 상반이 위로 올라간 역단층으로 횡압력에 의해 생성되었으며, 부정합면이 나타나므로 과거에 퇴적이 중단되었음을 알 수 있다.

4. [출제의도] 화산대와 지진대 이해하기

지구는 여러 개의 판으로 되어있으며 판의 운동에 따라 판의 경계부에서는 화산과 지진활동이 일어난다. 따라서 화산활동이 일어나는 지역과 지진발생지역은 대체로 일치하며 대부분의 판의 경계는 대륙의 가장자리에 위치하고 있어 대륙의 중앙부보다 지각변동이 활발하게 일어난다. 대서양 연안은 판의 경계에 해당하지 않으므로 지각변동이 활발하게 일어나지 않는다.

5. [출제의도] 화석의 분류 이해하기

화석은 표준 화석(B)과 시상 화석(A)으로 분류된다. 표준 화석은 삼엽충, 공룡, 화폐석 등과 같이 생존 기간이 짧고 분포 면적이 넓으며 개체수가 많아 지질 시대를 구분하는 데 활용된다. 시상 화석은 산호, 고사리 등과 같이 특정한 환경에서만 서식하는 생물의 화석으로 생존 기간이 길고 분포 면적이 좁다. 따라서 시상 화석을 통해 지층의 생성 환경을 알아낼 수 있다.

6. [출제의도] 일기도 분석하기

우리나라는 한랭 전선과 온난 전선을 동반한 온대 저기압의 영향을 받고 있다. A는 한랭 전선 후면에 위치하고 있어 적운형 구름에 의해 소나기가 내리며, B에서는 날씨가 맑고 남서풍이 분다. C는 온난 전선 전면에 위치하고 있어 남동풍이 불고 층운형 구름에 의해 넓은 지역에 걸쳐 이슬비가 내린다. 일기도에서 A가 1000hPa과 1004hPa 등압선 사이에 위치하고 있으므로 기압이 가장 낮다.

7. [출제의도] 기온과 이슬점 이해하기

이슬점이 하루 동안 일정했으므로 수증기의 변화는 거의 없었고, 단위 부피당 수증기량(절대습도)도 거의 일정하였다. 새벽 5시 경에는 기온과 이슬점이 같으므로 포화되어 안개가 발생했을 가능성이 높다.

8. [출제의도] 해륙풍의 원리 이해하기

육지(모래)와 바다(물)의 비열 차는 기온 차를 발생 시키며 이로 인해 기압 차가 발생하여 바람이 분다. 낮에는 비열이 작은 육지(B)가 바다(A)보다 빨리 가열되어 상승 기류가 발달하게 되고, 바다에서 육지로 바람이 분다. 이를 해풍이라고 한다.

9. [출제의도] 포화 수증기량 곡선 이해하기

공기 중의 포화 수증기량은 기온이 높을수록 증가한다. 따라서 기온이 같은 A, C, D 공기의 포화 수증기량은 동일하다. 이슬점은 공기를 냉각시켰을 때 상대 습도가 100%가 되는 온도를 의미하며 현재 수증기량에 비례한다. 따라서 현재 수증기량이 A > C > D이므로 이슬점도 A > C  >D이다. 상대습도는 현재 기온에서의 포화 수증기량에 대한 수증기량의 비로, D < C < A = B = 100%이다.

10. [출제의도] 염분비 일정의 법칙 이해하기

해수 1kg에 들어있는 염류의 총량(g)을 염분이라고 한다. 해수의 염분은 다르지만 염류들의 성분비는 동일하므로 비커 A, B 두 해수에 포함된 Na+의 성분비는 일정하다. 해수 속 염분을 구성하는 염류들 중 Cl-이온의 함량이 가장 크며, 해수의 밀도는 수온이 낮고 염분이 높을수록 증가하므로 B 해수의 밀도가 A해수의 밀도보다 크다.

11. [출제의도] 태양계 행성의 특징 이해하기

태양계를 구성하는 행성들 중 (가)는 수성으로 대기가 없어 풍화 침식 작용이 일어나지 않으므로 표면에 운석 구덩이가 많고 일교차가 크게 나타난다. 양극에 극관을 보이는 행성 (나)는 화성으로  표면의 산화철 때문에 붉게 보인다. 행성 (다)는 아름다운 고리를 지닌 토성으로 태양계 행성 중 밀도가 가장 작다.

12. [출제의도] 우주관의 변천 이해하기

(가)는 태양이 우주의 중심인 태양 중심설이고, (나)는 지구가 우주의 중심인 지구 중심설이다. 갈릴레이가 천체망원경을 직접 제작하여 금성의 위상 변화를 최초로 관측하여 태양 중심설의 증거를 제시하였다. 별의 연주 시차는 지구가 공전해야만 나타나므로 (가)의 우주관으로만 설명할 수 있다.

13. [출제의도]  별의 등급과 거리 이해하기

별의 밝기는 겉보기 등급과 절대 등급으로 구분되며 등급이 작을수록 밝다. 겉보기 등급이 가장 작은 시리우스가 가장 밝게 보인다. 절대 등급은 실제 밝기로 안타레스가 가장 밝다. 연주 시차는 별의 거리와 반비례하므로 시리우스가 가장 크다.

14. [출제의도] 달의 운동과 관측 이해하기

A의 위치에서 달은 삭이며 달의 공전궤도면과 지구의 공전궤도면은 약 5° 기울어져 있기 때문에 일식은 항상 일어나지 않는다. B에서는 초승달, C에서는 상현달이며 저녁에 남중하여 자정까지 관측된다. D에서 달은 망이며 초저녁부터 새벽까지 가장 오랫동안 관측할 수 있다. E에서 달은 하현달이다.

15. [출제의도] 우리 은하의 구조 이해하기

우리 은하는 나선팔과 중심부 근처에 막대 구조가 나타나는 막대 나선 은하이다. 태양계의 위치는 은하 중심으로부터 약 3만광년 떨어져 있다. 나선팔은 성간 물질의 밀도가 높아 새로운 별이 활발하게 만들어지고 있다.

16. [출제의도] 별의 일주 운동 이해하기

지구의 자전으로 인하여 별들의 일주 운동이 나타난다. 일주 운동의 중심은 지구의 자전축이 향하는 북극성으로 관측하고 있는 하늘이 북쪽 하늘임을 알 수 있다. 별의 일주 운동은 북극성을 기준으로 한 시간에 15°씩 반시계 방향으로 회전하게 되므로 방향은 A → B이며  별의 일주 운동 궤적이 만든 호의 각도가 30〫 이므로 카메라로 2시간 동안 노출시켜 촬영한 것이다.

17. [출제의도] 우주의 팽창 이해하기

대폭발 이론에 의하면 우주는 매우 뜨겁고 밀도가 높은 한 점에서 폭발이 일어나 팽창하면서 점점 식어가고, 밀도는 점점 낮아져 현재 상태가 되었다. 우주가 팽창함에 따라 은하와 은하 사이의 거리는 멀어지게 되고 밀도는 작아지며 온도는 감소한다. 대폭발 이론에 따르면 팽창하는 우주의 중심은 없다.

18. [출제의도] 지구의 형성 과정 이해하기

원시 성운이 회전하며 중심부는 수축하고, 물질들이 원반 형태로 집적되어 원시 태양계가 생성되었다. 원시 태양계의 원반을 이루는 미행성체들이 충돌과 병합과정을 통해 행성의 질량은 증가하고 충돌 에너지로 인한 온도 증가로 원시 지구는 마그마의 바다가 된다. 마그마는 용융된 상태이므로 밀도가 큰 철과 니켈이 중심부로 가라앉아 핵을 이루고, 밀도가 작은 규산염 광물이 맨틀과 지각을 이루어 지구 내부는 층상 구조를 형성하게 된다. 점차 온도가 감소함에 따라 대기 중의 수증기가 응결되어 원시 바다를 이루게 되고 이산화탄소는 바다에 녹아 대기 중 함량이 감소하게 된다.

19. [출제의도] 허블의 법칙 이해하기

허블은 멀리 있는 은하의 적색 편이를 관측하여 우주 팽창을 밝혀냈다. 외부 은하의 적색 편이를 관측한 결과 거리가 멀수록 적색 편이가 크게 나타나며 이는 후퇴 속도가 증가함을 뜻한다. 이를 허블 법칙이라고 하며 그래프에서 기울기는 허블 상수이고 우주의 나이는 허블 상수의 역수이다.

20. [출제의도] 지구 자기장의 역할 이해하기

지구 자기장은 액체 상태로 존재하는 외핵의 대류 및 회전 운동으로 발생한다. 이러한 지구 자기장은 지구의 생명체를 태양풍으로부터 보호하는 역할을 하고 있으며, 자기장으로 인해 극지방으로 유입된 하전 입자들은 오로라 현상을 발생시킨다.