2012학년도 9월 고2 전국연합학력평가

정답 및 해설(4교시)

고 2	정답 및 해설	2012학년도 9월 전국연합학력평가

2012학년도 9월 전국연합학력평가	정답 및 해설	고 2

4

과학탐구 영역

물리 I 정답

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

해설

1. [출제의도] 앙부일구로 계절과 시각 구하기

시각선 사이의 간격이 2시간이고 영침의 그림자 끝이 가장 아래쪽 계절선, 중앙에서 오른쪽 2번째 시각선을 가리키므로 여름, 오후 4시경이다.

2. [출제의도] 평균 속력과 등가속도 직선 운동 해석하기

등가속도 직선 운동에서 평균 속력은 (처음 속력+나중 속력)/2이고 OP구간의 평균 속력이 60 km/h이므로, PQ구간의 평균 속력은 60 km/h이다. 따라서 Q점에서의 속력은 50 km/h이다. OP와 PQ구간에서 평균 속력이 같으므로 걸린 시간의 비는 [eqn: 1 : 3]이고 속도 변화량의 크기가 같으므로 [eqn: a _{1} :a _{2} =3:1]이다.

3. [출제의도] 충격량과 운동량 변화량 분석하기

ㄱ. A의 인형은 힘을 긴 시간 동안 받으므로 그래프 b에 해당한다.

ㄴ. [eqn: S_1 = S_2]이므로 두 인형이 받은 충격량의 크기는 같다.

ㄷ. 두 인형의 질량이 같고 속도의 변화량이 같으므로 운동량의 변화량의 크기도 같다.

4. [출제의도] 일과 역학적 에너지 변화량 이해하기

ㄱ. (가)와 (나)에서 운동 에너지 증가량은 같고 퍼텐셜 에너지 증가량은 (가)가 (나)보다 크므로 역학적 에너지 증가량은 (가)가 (나)보다 크다.

ㄴ. 역학적 에너지 증가량은 (가)가 (나)보다 크고 [eqn: W=F`․s]에서 [eqn: s]가 같으므로 [eqn: F _{1}>F_2]이다.

ㄷ. 중력의 크기를 [eqn: mg], (나)에서 빗면과 수평면이 이루는 각을 [eqn: theta]라 하면, 중력이 물체에 한 일은 (가)에서는 [eqn: -mgs], (나)에서는 [eqn: -(mg sin theta )s]이다.

5. [출제의도] 일과 역학적 에너지 보존 적용하기

A에서 B까지 힘이 한 일(=운동 에너지 변화량)은 최고점에서 퍼텐셜 에너지와 같으므로

[eqn: 30 TIMES2 =6 TIMES 10 TIMES h]가 되어 [eqn: h=1 rm `m]이다.

6. [출제의도] 인공위성의 운동 분석하기

ㄱ. (가)에서가 (나)에서보다 인공위성의 주기 [eqn: T]가 크므로 인공위성의 속력[eqn: LEFT ( v ={2pi r}over T RIGHT )]은 작다.

ㄴ, ㄷ. 인공위성의 질량을 [eqn: m], 행성의 질량을 [eqn: M]이라 하면 인공위성은 만유인력이 구심력의 역할을 하여 [eqn: m v^2 over r ={4 pi^2 mr} over T^2 = GmM over r^2]이다. [eqn: M ∝ 1 over T^2]이므로 질량은 A가 B보다 작고, 만유인력[eqn: LEFT ( GmM over r^2 RIGHT )]은 (가)에서가 (나)에서보다 작다.

7. [출제의도] 특수상대성이론 문제 인식 및 가설 설정하기

물체가 광속에 가깝게 운동할 때 정지 좌표계에서는 시간지연이, 움직이는 좌표계에서는 길이수축이 일어난다.

8. [출제의도] 일반상대성이론 결론 도출 및 평가하기

(나)의 가속좌표계 내의 물체가 받는 관성력은 합력과 크기가 같고 방향이 반대이므로 (가)에서의 중력과 같다. 따라서 (가)와 (나)에서 물체가 [eqn: h]만큼 이동하는 동안 걸린 시간과 바닥이 영희에게 작용하는 힘의 크기는 서로 같다. (나)에서 영희가 본 물체의 속력은 (가)에서와 같이 일정하게 증가한다.

9. [출제의도] 중력 렌즈 현상 이해하기

이 현상은 중력 렌즈 현상이며 일반상대성이론으로 설명할 수 있다. 은하단의 중력에 의해 공간이 휘어져 있으므로 지나가는 빛은 은하단 쪽으로 휘게 되어 관측자에게 여러 개의 상이 보인다.

10. [출제의도] 자연계에 존재하는 기본 힘 이해하기

(가)는 약력(약한 상호 작용), (나)는 전자기력, (다)는 강력(강한 상호 작용)에 대한 설명이다.

11. [출제의도] 빅뱅 우주론과 우주의 팽창 해석하기

ㄱ. 시간이 지나도 우주의 질량은 일정하지만 부피는 팽창하므로 우주 전체의 밀도는 감소한다.

ㄴ. 거리가 먼 은하일수록 후퇴 속도가 크고 적색 편이가 크다.

ㄷ. 허블 상수는 [eqn: {은하의~후퇴~속도} over {은하까지의~거리}]이다.

12. [출제의도] 전하와 전기장 해석하기

ㄱ. 전기력선이 들어가는 A는 음전하, 나오는 B는 양전하이다.

ㄴ. 전하에서 나오거나 들어가는 전기력선의 개수가 많은 B의 전하량이 크다.

ㄷ. 전기력선의 간격이 넓은 P에서가 좁은 Q에서보다 전기장의 세기가 작다.

13. [출제의도] 다이오드와 트랜지스터의 기능 이해하기

다이오드(A)는 정류작용, 트랜지스터(B)는 증폭작용을 한다.

14. [출제의도] 정전기 유도 현상 결론 도출 및 평가하기

ㄱ. 금속박은 대전체와 같은 종류의 전하인 음(-)전하로 대전된다.

ㄴ. 금속판은 에보나이트 막대의 음(-)전하에 의해 양(+)전하로 대전된 상태를 유지한다.

ㄷ. (나)의 금속판에 모인 양(+)전하가 전자의 이동에 의해 금속 전체에 분포한다.

15. [출제의도] 전류에 의한 자기장 탐구 설계 및 수행하기

ㄱ. 코일에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장의 방향은 동쪽에서 서쪽 방향이다.

ㄴ. 저항값이 증가하면 전류의 세기가 감소하여 코일에 흐르는 전류에 의해 나침반에 형성된 자기장의 세기가 감소하므로 회전각은 감소한다.

ㄷ. 전류의 방향이 반대가 되므로 자침 N극의 회전 방향은 q이다.

16. [출제의도] 자성체의 특성 이해하기

상자성체는 외부 자기장을 제거하면 상자성체가 형성하는 자기장이 바로 사라지고 반자성체는 원자 자석들에 의한 자기장이 외부 자기장과 반대 방향으로 정렬되며, 강자성체는 외부 자기장을 제거해도 강자성체가 형성하는 자기장이 바로 사라지지 않는다.

17. [출제의도] 전자기 유도 현상 해석하기

N극의 접근과 S극의 멀어짐을 방해하려면 두 코일의 위쪽이 모두 N극이 되어야 한다. 따라서 유도 전류의 방향은 a→Ⓖ→b이고, 코일에 흐르는 전류가 코일 내부에 형성하는 자기장의 방향은 (나)의 S극의 운동 방향이다. 또 자석과 코일 사이에 작용하는 힘은 서로 접근하면 척력, 멀어지면 인력이 작용하므로 (가)와 (나)에서 자석이 받는 자기력의 방향은 서로 반대이다.

18. [출제의도] 신소재의 특성 이해하기

(가)는 초전도체, (나)는 강유전체, (다)는 액정의 특성이다.

19. [출제의도] 스펙트럼 분석하기

ㄱ, ㄴ. (나)는 불연속적인 에너지 준위를 가진 수소에 의한 흡수 스펙트럼이다.

ㄷ. (다)에는 (나)의 흡수 스펙트럼과 일치하는 선이 있으므로 태양의 성분에는 수소가 있다.

20. [출제의도] 고체의 에너지띠 해석하기

허용된 띠는 전자들의 에너지 준위가 겹쳐져 형성된 것이고, 띠틈에 해당하는 에너지 준위를 가진 전자는 없으며, 띠틈의 간격이 좁을수록 전기전도성이 크다.

화학Ⅰ 정답

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

해설

1. [출제의도] 암모니아 합성법이 인류에 미친 영향 이해하기

하버는 질소와 수소로부터 암모니아를 합성하는 방법을 고안하였고, 이를 통해 합성된 암모니아는 비료의 원료 등으로 활용되어 당시 부족했던 식량 문제를 해결할 수 있었다.

2. [출제의도] 물질의 구성 성분 개념 이해하기

두 가지 이상의 원소로 구성된 물질은 화합물이다. 수소와 산소는 홑원소 물질로 이원자 분자이다. 물질의 성질을 나타내는 가장 작은 입자는 분자이다.

3. [출제의도] 물질의 질량, 부피, 입자수를 몰수로 변환하기

[eqn: rm H _{2}O]의 몰수 = [eqn: {27rm g} over {18rm g/몰}] = 1.5 몰

[eqn: rm CO _{2}]의 몰수 = [eqn: {11.2`rm L} over {22.4`rm L/몰}] = 0.5 몰

[eqn: rm NH _{3}]의 몰수 = [eqn: {1.2 TIMES 10 ^{24}} over {6 TIMES 10 ^{23} /몰}] = 2 몰

4. [출제의도] 화학 반응식의 의미 이해하기

광합성을 간단한 화학 반응식으로 나타내면 다음과 같다.

[eqn: rm 6`CO _{2} `+6`H _{2} O` -> ` rm C _{6} H _{12} O _{6} +6 rm O _{2}]

ㄱ. 화학 반응 전과 후의 원자의 종류와 수는 변하지 않으므로 화학 반응식의 계수 a는 1, b는 6이다.

ㄴ. 화학 반응식에서 화합물은 이산화탄소, 물, 포도당 세 종류이다.

ㄷ. 반응한 [eqn: rm CO _{2}]의 질량 = 6×(12+16×2) = 264g일 때, 생성된  [eqn: rm C_{6}H_{12}O _{6}]의 질량 =(12×6)+(1×12)+(16×6 )= 180g

5. [출제의도] 원자의 구성 입자를 활용하여 원자의 표시 방법 이해하기

원자의 표시 방법에서 Z 는 원자 번호, A 는 질량수이다.

ㄱ. (나)는 양성자수가 전자수보다 많으므로 양이온이다.

ㄴ. 원자 번호는 양성자수와 같으므로 양성자수가 2개인 (가)의 Z 는 2이고, 양성자수가 3개인 (나)의 Z 는 3이다.

ㄷ. 질량수는 양성자수와 중성자수의 합이므로 A 에서 원자 번호 Z 를 뺀 값은 (가)는 2, (나)는 4이다.

6. [출제의도] 원소 분석 실험을 통한 미지 시료의 실험식 구하기

[eqn: rm CO _{2}]와 [eqn: rm H _{2}O]의 질량으로부터 시료에 포함된 [eqn: rm C]와 [eqn: rm H]의 질량을 각각 구한 후, 각각의 질량을 원자량으로 나눠 [eqn: rm C]와 [eqn: rm H]의 몰수를 구한다. [eqn: rm C]와 [eqn: rm H]의 가장 간단한 몰수 비가 실험식에서의 조성비이다. [eqn: rm C]의 몰수([eqn: x]) = [eqn: {rm b prime -b it} over {44}], [eqn: rm H]의 몰수([eqn: y])=[eqn: {rm 2(a prime -a)} over {18}]이다.

7. [출제의도] 수소의 선 스펙트럼 이해하기

ㄱ. 빛의 에너지 크기는 파장에 반비례하므로 스펙트럼선의 에너지는 a, b, c 순으로 작아진다.

ㄴ. 라이먼 계열의 가장 긴 파장은 L껍질에서 K껍질로의 전자 전이에 해당한다.

ㄷ. 수소 원자 오비탈의 에너지 준위는 에너지를 변화시켜도 일정하므로 더 높은 에너지를 가해도 전자 전이에서 방출되는 빛의 파장은 변하지 않는다.

8. [출제의도] 네온의 동위원소 이해하기

ㄱ. 질량수가 20인 [eqn: {} _{} ^{{} ^{20}} rm N e]의 존재비가 가장 크므로 평균 원자량은 20.18로 21보다 작다.

ㄴ. 동위원소인 [eqn: {} _{} ^{{} ^{20}} rm N e]과 [eqn: {} _{} ^{{} ^{21}} rm N e]은 전자 배치가 서로 같으므로 화학적 성질이 같다.

ㄷ. 질량수는 양성자수와 중성자수의 합으로 질량수가 가장 큰 [eqn: {} _{} ^{{} ^{22}} rm N e]이 가장 많은 중성자수를 가진다.

9. [출제의도] 루이스 전자점식 이해하기

두 개의 질소 원자는 3개의 원자가 전자가 삼중  결합을 하여 질소 분자([eqn: rm N _{2}])를 생성하므로 질소 분자는 루이스 전자점식(:[eqn: rm N ==N]:)에서 3개의 공유 전자쌍과 2개의 비공유 전자쌍을 가진다.

10. [출제의도] 탄소 원자의 전자 배치 이해하기

ㄱ. 파울리의 배타 원리는 하나의 오비탈에 2개의 전자가 들어갈 때, 서로 다른 스핀 방향으로 전자를 배치하는 것이다. A는 파울리의 배타 원리에 어긋나고, C는 파울리의 배타 원리에 어긋나지 않는다.

ㄴ. 탄소 원자에서 오비탈의 준위는 2s < 2px 이다.

ㄷ. p오비탈에 2개의 홀전자를 가지고 있는 C와 D가 가장 안정한 전자 배치이며 바닥 상태이다.

11. [출제의도] 러더퍼드의 [eqn: alpha]입자 산란 실험 이해하기

ㄱ. [eqn: alpha]입자는 헬륨 원자핵([eqn: rm He ^{2+}])으로 양전하를 띤다.

ㄴ. [eqn: alpha]입자를 산란시킨 결과를 통해 원자핵에 양전하가 밀집되어 있음을 알 수 있다.

ㄷ. 대부분의 [eqn: alpha]입자가 통과하였으므로 원자핵의 크기는 원자에 비해 매우 작고, 원자핵의 질량은 원자의 질량과 거의 같다.

12. [출제의도] 1s 오비탈 모형과 전자 발견 확률 이해하기

ㄱ. 전자 발견 확률은 핵으로부터 거리가 멀어질수록 증가하다가 최고점을 지나서 다시 감소한다.

ㄴ. s 오비탈은 구형이므로 거리가 같으면 전자 발견 확률도 같다.

ㄷ. 오비탈의 경계는 전자의 존재 확률이 90%인 공간의 크기이므로 전자 발견 확률이 가장 높은 지점까지의 거리보다 더 멀다.

13. [출제의도] 오비탈의 에너지 준위 이해하기

ㄱ. 다전자 원자는 같은 주양자수에서 오비탈 종류가 다르면 에너지 준위가 다르다.

ㄴ. 수소 원자는 전자가 1개이므로, 주양자수가 같으면 오비탈 종류에 관계없이 에너지 준위는 같다.

ㄷ. 오비탈 종류가 같으면 주양자수에 의해 에너지 준위가 결정된다.

14. [출제의도] 유효 핵전하와 가려막기 효과 이해하기

ㄱ. 원자핵과 거리가 가장 먼 원자가 전자인 a의 유효 핵전하가 가장 작다.

ㄴ. 가려막기 효과는 같은 껍질의 전자보다 안쪽 껍질의 전자가 더 크다.

ㄷ. 같은 주기에서 원자 번호가 증가할 때, 원자 반지름이 작아지는 것은 전자 수 증가에 의한 가려막기 효과보다 핵전하량의 증가에 의한 영향을 더 크게 받기 때문이다.

15. [출제의도] 물질의 성질에 따른 화학 결합 모형 이해하기

(가)는 이온 결합, (나)는 금속 결합을 나타낸 모형이다. A는 염화나트륨으로 이온 결합 물질이고, B는 구리로 금속 결합 물질이며, C는 포도당으로 공유 결합 물질이다.

16. [출제의도] 구조식으로 분자의 구조와 성질 이해하기

ㄱ. 탄소간 결합([eqn: rm C-C])은 무극성 공유 결합이고,  탄소와 수소간 결합([eqn: rm C-H])은 극성 공유 결합이다.

ㄴ. 암모니아의 [eqn: rm N]에는 1개의 비공유 전자쌍이 있어 [eqn: rm NH _{3}]는 삼각뿔 모양의 극성 분자이다.

ㄷ. 에테인의 [eqn: rm C]는 4개의 공유 전자쌍으로 결합되어 있어 결합각은 약 109.5°이다. 암모니아의 [eqn: rm N]는 3개의 공유 전자쌍과 1개의 비공유 전자쌍을 가지고 있어 결합각이 약 107°이다.

17. [출제의도] 순차적 이온화 에너지 이해하기

ㄱ. A는 3주기 원소이고, [eqn: E_{ 2}]가 크게 증가하므로, M껍질에 원자가 전자를 1개 가지고 있다. A에서 전자 2개를 떼어 내면 M껍질에서 1개, L껍질에서 1개의 전자를 잃는다.

ㄴ. 바닥 상태에서 A는 [Ne]3s1, B는 [Ne]3s2의 전자 배치를 가지므로 홀전자는 A가 1개이고, B는 없다.

ㄷ. B는 B2+이온이 되므로 BO 산화물을 형성한다.

18. [출제의도] 이온 반지름과 전하수로 이온  결합 에너지 이해하기

ㄱ. 이온 결합력은 전하수의 곱에 비례하고, 이온 반지름에 반비례한다. AD는 CE보다 전하수는 크고, 이온  반지름이 작으므로 이온  결합력이 크다.

ㄴ. B와 C는 전하수가 +1이므로, 1족 원소이다.

ㄷ. C는 +1가의 양이온이므로 전자를 얻어 중성 원자가 되면 반지름이 커진다.

19. [출제의도] 공유 결합의 형성과 에너지 변화 그래프 이해하기

ㄱ. 핵간 거리는 [eqn: rm HX]보다 [eqn: rm HY]가 크므로, 원자 반지름은 [eqn: rm X]보다 [eqn: rm Y]가 크다. 할로젠의 전기음성도는 주기가 크면 감소하므로 전기음성도는 [eqn: rm X]보다 [eqn: rm Y]가 작다.

ㄴ. 할로젠화 수소에서 공유 결합 핵간 거리가 짧을수록 결합 에너지는 크다.

ㄷ. [eqn: rm HX]의 공유 결합 길이의 [eqn: {1 } over {2}}] 인 [eqn: {r _{ 0} } over {2}}] 은 [eqn: rm X _{2}] 분자의 공유 결합 반지름보다 작다.

20. [출제의도] 중심 원자의 종류에 따른 분자의 구조 이해하기

A는 [eqn: rm BeH_2], B는 [eqn: rm BH_3], C는 [eqn: rm NH_3], D는 [eqn: rm H _{2} O]이다.

ㄱ. A는 직선 구조이고, B는 평면삼각형 구조이므로 모두 대칭 구조이고 무극성 분자이다.

ㄴ. 비공유 전자쌍을 C는 1개, D는 2개 가지고 있다.

ㄷ. 구성 원자수가 같은 A와 D, B와 C를 비교했을 때 비공유 전자쌍이 있는 C와 D의 결합각이 작다.

생명과학Ⅰ정답

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

해설

1. [출제의도] 생명 현상의 특성 이해하기

가뭄 전에 비해 가뭄 후에 방울새 부리의 평균 두께가 두꺼워진 것은 두꺼운 부리가 크고 단단한 씨앗을 먹는데 유리하기 때문이다. 따라서 두꺼운 부리를 가진 방울새가 많이 살아남게 된 것이다. 이는 변화된 환경에 적합한 생물체가 살아남아 자손을 남길 확률이 높아진 것으로, 생명 현상의 특성 중 적응과 진화와 가장 관련이 깊다.

2. [출제의도] 세포 주기와 체세포 분열에서 DNA 변화 이해하기

세포 주기는 간기와 분열기로 나누며, 간기는 G1기(A), S기(B), G2기(C)로 구분된다. DNA 복제가 S기에 이루어지므로 복제를 하기 전인 A 시기에 해당하는 세포의 DNA 상대량은 2이다. 신경 세포는 분화가 끝난 상태이므로 세포 주기의 G1기에 머물러 있다.

3. [출제의도] 생물체의 구성 체제 이해하기

동물체의 구성 단계에서 조직은 형태와 기능이 비슷한 세포 집단이고, 기관은 여러 가지 조직이 모여 고유한 기능을 수행하는 것이며, 기관계는 비슷한 기능을 하는 기관들이 모인 것이다. A는 소화계로, 음식물의 소화와 흡수에 관여하는 기관들로 구성되어 있다. B는 위이고, 4가지 조직이 모여 음식물의 소화를 담당하는 기관이며, 조직계는 식물체의 구성 체제 중 하나이다. 혈액과 림프는 결합 조직에 해당한다.

4. [출제의도] 체세포 분열 관찰 실험 이해하기

㉠은 세포 활동을 멈추게 하는 고정 과정이다. 양파 뿌리 끝의 생장점에서는 체세포 분열이 일어난다. 체세포 분열 시기 중 A는 전기, B는 후기에 해당한다. 체세포 분열 후기에 염색체를 이루는 2개의 염색분체가 분리되어 양극으로 이동한다. 2가 염색체는 상동 염색체가 접합한 것으로 생식 세포가 형성되는 감수 1분열 전기와 중기에 관찰된다.

5. [출제의도] 사람의 핵형과 염색체의 구조 이해하기

㉠과 ㉡은 염색분체이다. A는 뉴클레오솜이며 단백질과 DNA로 구성된다. 핵형 분석을 통해 염색체의 수 이상이나 구조 이상과 같은 염색체 돌연변이를 알 수 있지만, 유전자 돌연변이는 알 수 없다.

6. [출제의도] 암세포의 특징 이해하기

암세포는 세포 주기를 조절하는 유전자에 이상이 생겨 계속해서 분열하며, 주변 세포와 접촉하여도 분열을 멈추지 않아 여러 층으로 쌓인다. 암세포는 정상 세포와 달리 혈관이나 림프관을 통해 다른 조직으로 이동하여 전이될 수 있다.

7. [출제의도] 중간 유전 이해하기

갈색 털 말과 흰색 털 말 사이에서 금색 털 말만 태어난 것으로 보아 갈색 털 유전자와 흰색 털 유전자는 우열 관계가 불완전하고, 말의 털 색깔 유전은 중간 유전임을 알 수 있다. 유전자형이 이형 접합인 금색 털 말끼리 교배하였을 때, 생식 세포 형성 시 갈색 털 유전자와 흰색 털 유전자가 분리되므로 자손의 표현형은 금색 : 갈색 : 흰색 = 2 : 1 : 1로 나온다. 따라서 이 유전 현상은 분리의 법칙을 따른다.

8. [출제의도] 멘델의 독립의 법칙과 연관 이해하기

둥글고 황색인 완두 F1(RrYy)을 주름지고 녹색인 완두(rryy)와 교배한 결과 자손의 표현형 비가 1 : 1 : 1 : 1이므로 F1(RrYy)에서 형성되는 생식 세포의 유전자형 비가 RY : Ry : rY : ry = 1 : 1 : 1 : 1임을 알 수 있다. 따라서 모양과 색깔을 결정하는 유전자는 서로 다른 염색체에 존재하여 독립적으로 유전된다.

초파리 몸 색깔과 날개 모양 유전은 F1(GgLl)의 표현형이 회색 몸‧정상 날개이므로 우열의 법칙을 따른다. F1(GgLl)을 검은색 몸‧흔적 날개 초파리(ggll)와 교배한 결과 회색 몸‧정상 날개와 검은색 몸‧흔적 날개만 나오는 것으로 보아 회색 몸 유전자(G)는 정상 날개 유전자(L)와 연관되어 있다는 것을 알 수 있다.

9. [출제의도] 다인자 유전 이해하기

사람의 피부색 유전은 여러 쌍의 대립 유전자에 의해 한 가지 형질이 결정되는 다인자 유전이다. 유전자형이 AaBbDd인 사람에서 형성될 수 있는 생식 세포의 유전자형은 ABD, ABd, AbD, aBD, Abd, aBd, abD, abd로 총 8가지(23)이고, ㉠에서 생길 수 있는 자손의 경우의 수는 23 × 23 = 64이다. 이때  Aabbdd와 같이 피부색을 어둡게 하는 유전자를 1개 가진 자손은 2Aabbdd, 2aaBbdd,  2aabbDd이므로 확률은 [eqn: {6} over {64}]=[eqn: {3} over {32}]이다.

10. [출제의도] 감수 분열 과정에서 핵상과 DNA 양의 변화 이해하기

A는 핵상이 2n이고 DNA 상대량이 B의 2배이므로 감수 1분열에 해당되는 세포이다. (가)는 감수 1분열에서 형성되는 2가 염색체가 중앙에 배열된 상태이므로 A의 염색체 모습이다. A와 B는 핵상이 2n이므로 염색체 수가 같다. C는 DNA 상대량이 A의 절반이고 핵상이 n이므로 감수 1분열이 완료된 세포이다.

11. [출제의도] 상염색체 유전 이해하기

정상인 부모 사이에서 단풍나무시럽병을 앓고 있는 영희가 태어났으므로, 부모는 각각 단풍나무시럽병 유전자를 가지고 있고, 이 유전자는 정상에 대해 열성이다. 만일 이 유전자가 X 염색체에 있다면 정상 부모 사이에서 유전병인 영희는 태어날 수 없기 때문에 이 유전자는 상염색체에 존재한다. 열성인 영희가 정상 남자와 결혼할 경우 정상 남자는 우성 유전자를 갖기 때문에 정상인 아들이 태어날 수 있다.

12. [출제의도] 반성 유전 이해하기

(나)에서 유전병의 발현에 관여하는 대립 유전자의 DNA 상대량이 남자에 비해 여자가 두 배 많으므로 이 유전병 유전자는 X 염색체에 있음을 알 수 있다. (나)에서 D는 정상 유전자와 유전병 유전자를 가지지만 표현형이 정상이므로 유전병 유전자(X')는 정상 유전자(X)에 대해 열성이다. E(XX')와 F(XY)사이에서 태어날 수 있는 자손의 유전자형은 XX, XX', XY, X'Y이므로 유전병을 가진 딸은 태어날 수 없다.

13. [출제의도] 단일 인자 유전 이해하기

유전병 X를 가진 부모 사이에서 정상인 딸이 태어났으므로 유전병 X 유전자는 상염색체에 존재하며, 성별에 상관없이 유전병 X가 나타날 확률은 같다. ABO식 혈액형 유전자의 대립 유전자는 A, B, O 세 가지이고, (가)의 혈액형은 한 쌍의 대립 유전자에 의해 결정된다. (가)의 아들이 A형이므로 (가)의 유전자형은 BO이고, (나)의 딸이 O형이므로 (나)의 유전자형도 BO이다.

14. [출제의도] 멘델 법칙 이해하기

순종인 녹색 콩깍지 완두와 순종의 황색 콩깍지 완두를 교배하여 얻은 F1이 모두 녹색이므로 녹색 유전자(G)가 황색 유전자(g)에 대해 우성임을 알 수 있다. F1(Gg)을 자가 수분하여 얻은 F2의 유전자형 비는 GG : Gg : gg = 1 : 2  : 1이므로 F2에서 순종인 완두와 잡종인 완두의 비율은 1 : 1이다. F1(Gg)을 F2의 황색 콩깍지 완두(gg)와 교배하면 황색 콩깍지 완두와 녹색 콩깍지 완두가 1 : 1의 비율로 나오므로 황색 콩깍지 완두를 얻을 수 있는 확률은 [eqn: {1} over {2}]이다.

15. [출제의도] 생명 활동과 에너지 이해하기

㉠은 세포 호흡 결과 발생한 CO2로 폐를 통해 체외로 배출된다. 세포 호흡을 통해 포도당이 분해될 때 방출되는 에너지의 약 40 % 정도가 ATP에 화학 에너지 형태로 저장되고, 이 에너지가 생명 활동에 이용된다.

16. [출제의도] 에너지 섭취와 균형 이해하기

같은 연령에서 남자가 여자보다 기초 대사량이 더 크다. 영희의 1일 평균 섭취량으로부터 얻는 에너지량은 (400×4)+(65×4)+(30×9)=2130kcal이므로 1일 에너지 권장량보다 더 많은 에너지를 섭취하였다. 철수와 영희는 모두 지방보다 탄수화물로부터 가장 많은 에너지를 얻는다.

17. [출제의도] 배설계와 순환계의 관계 이해하기

단백질 분해 산물인 암모니아는 간에서 독성이 약한 요소로 전환되어 사구체에서 보먼주머니로 여과(A)된 후 재흡수와 분비 과정을 거쳐 오줌을 통해 체외로 배출된다. 따라서 요소의 농도는 콩팥 동맥이 콩팥 정맥보다 높다. 포도당은 콩팥의 사구체에서 여과(A)된 후 세뇨관에서 모세혈관으로 100 % 재흡수(B)된다.

18. [출제의도] 소화계와 순환계의 관계 이해하기

㉠은 지용성 양분이 흡수되는 암죽관, ㉡은 수용성 양분이 흡수되는 모세혈관이다. 단백질의 최종 소화 산물인 아미노산은 수용성 양분이므로 모세혈관으로 흡수되어 간으로 이동한다. 수용성 양분과 지용성 양분 모두 소장에서 흡수된 후 심장을 거쳐 온몸으로 이동한다.

19. [출제의도] 염색체 돌연변이 이해하기

A는 성염색체 X와 Y를 모두 가지므로 정상 난자와 수정하여 태어난 아이는 클라인펠터 증후군(44+XXY)이다. B는 성염색체 X를 가진 정상 정자이므로 정상 난자와 수정하여 태어난 아이의 핵형은 정상이다. A는 감수 1분열에서, C는 감수 2분열에서 염색체 비분리 현상이 일어나 형성되었다.

20. [출제의도] 기관계의 통합 작용 이해하기

소화계, 순환계, 호흡계, 배설계는 서로 다른 기능을 하면서도 유기적으로 연결되어 통합적으로 작용한다. 순환계는 소화계와 호흡계로부터 각각 영양소와 O2를 받아 조직 세포로 공급하고, 조직 세포로부터 CO2와 질소 노폐물을 받아 호흡계와 배설계로 운반한다. 호흡계로 유입된 O2는 혈액을 통해 조직 세포로 운반되어 유기물을 분해하는데 이용된다.

지구과학Ⅰ정답

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

해설

1. [출제의도] 생명 가능 지대  이해하기

생명 가능 지대는 별의 둘레에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 거리의 범위로 별의 질량에 영향을 받는다. 금성은 생명 가능 지대에 있지 않으므로 물이 액체 상태로 존재하지 못한다. 별의 질량이 커질수록 생명 가능 지대는 중심별에서 멀어지고 태양 질량의 1.5배인 별에서 10AU에 위치한 행성은 생명 가능 지대 범위를 벗어났으므로 생명체가 살기 어렵다.

2. [출제의도] 풍화․침식에 의한 지형 이해하기

(가)는 유수에 의한 풍화․침식 작용으로 형성된 지형이고, 수권과 지권이 상호 작용한 예이다. (나)는 건조한 사막 지역에서 바람과 모래의 풍화․침식 작용으로 형성되었다. (가)와 (나) 형성의 주요 에너지원은 태양 복사 에너지이다.

3. [출제의도] 토양의 생성 과정 이해하기

A층은 표토, B층은 심토, C층은 모질물, D층은 기반암이다. 표토(A)는 유기물이 분해된 부식물과 광물질이 혼합된 층으로 어두운 색을 띠며 생물의 활동이 가장 활발한 층이다. 심토(B)는 풍화가 진행되어 점토가 많은 층으로 표층에서 씻겨 내려온 점토질과 산화철이 많이 포함되어 있다. 토양의 생성 과정은 D → C → A → B 이다.

4. [출제의도] 우리나라의 수자원 이해하기

우리나라가 물 부족 우려 지역에 속한 원인은  인구 증가와 산업 발달에 따른 물 수요 증가와 연 강수량의 대부분이 여름에 집중되는 기후적 특징 때문이다. 연 강수량이 전 세계 평균의 1.4배에 해당하지만 인구 밀도가 높아 1인당 이용 가능 강수량이 적다.

5. [출제의도] 마그마가 만든 암석과 지형 이해하기

설악산의 울산바위는 약 1억 2천만 년 전 마그마가 지하 깊은 곳에서 서서히 냉각되어 생성된 화강암이 융기와 침식 작용을 받아 형성되었다. 화강암을 덮고 있던 암석들이 제거됨에 따라 지표에 노출된 암체는 압력 감소로 생긴 판상 절리와 수직 절리가 잘 나타난다.

6. [출제의도] 한반도의 지질 명소 이해하기

소청도의 스트로마톨라이트는 오늘날 지구상 산소의 원천이 된 선캄브리아시대(약 10억 년 전) 남세균의 흔적이다. 삼엽충은 바다, 공룡은 육지에서 서식했던 생물이다. 삼엽충은 고생대, 공룡은 중생대의 표준화석이므로 지층의 생성 순서는 (가) → (나) → (다)이다.

7. [출제의도] 퇴적암의 풍화․침식 이해하기

마이산은 과거 퇴적 분지 내에 쌓였던 자갈, 모래, 진흙 등이 퇴적암이 된 후, 약 9천만 년 전 조산 운동에 의해 형성되었다. 타포니(tafoni)구조는 풍화로 인해 형성된 움푹 파인 벌집 모양의 구멍이다. 북쪽 사면보다 남쪽 사면에 타포니가 발달된 이유는 남쪽 사면에서 기온 차에 의한 물의 동결 작용(기계적 풍화)이 더 활발하기 때문이다.

8. [출제의도] 용암의 성질과 화산체의 모양 이해하기

한라산은 마그마의 온도가 높고 SiO2 함량이 적어, 점성이 작고 유동성이 큰 현무암질 마그마가 분출되어 형성된 순상 화산이다. 따라서 한라산을 만든 용암은 온도와 유동성이 큰 A에 해당한다. SiO2 함량비는 A < B이다.

9. [출제의도] 백두산의 지진과 화산 이해하기

그래프에서 지진 발생 횟수는 2002년 이후 급격히 증가했다가 2006년에 감소하였다. 지진의 횟수나 규모 증가, 지표 암석의 온도 상승은 화산 분출을 예측할 수 있는 전조 현상이다. 우리나라는 겨울철에 시베리아 기단의 영향으로 북서계절풍이 우세하므로 화산 쇄설물의 예상되는 확산 방향은 B이다.

10. [출제의도] 진도와 규모 이해하기

진앙으로부터의 거리가 가장 가까운 관측소는 P파와 S파의 도달 시각 차이가 가장 작은 C이다. 동일한 지진이므로 세 관측소에서 측정된 규모는 서로 같다. 진앙으로부터의 거리가 C보다 먼 B 에서 진폭이 크게 측정되었으므로 B 지역의 지반이 C보다 지진에 더 취약하다.

11. [출제의도] 판의 이동과 지각 변동 이해하기

A는 습곡 산맥, B는 해구, C는 해령이다. A는 대륙판과 대륙판이 충돌하여 형성된 히말라야 산맥으로 지진 활동은 활발하나 화산 활동이 거의 없다. B는 해양판이 대륙판 아래로 소멸되는 수렴형 경계이므로 대륙 쪽으로 지진이 빈번한 베니오프대가 나타난다. 해양판은 해령에서 생성되어 해구에서 소멸되므로 지각의 연령은 B > C이다.

12. [출제의도] 판의 운동 이해하기

A는 수렴형 경계인 해구, B는 보존형 경계인 변환 단층이다. 변환 단층에 작용하는 힘은 전단력이고, 횡압력이 작용하는 판의 경계는 수렴형 경계이다. 약 3천만 년 전보다 현재의 해안선은 복잡해지고 길어졌다.

13. [출제의도] 풍화에 의한 암석과 지형 변화 이해하기

박리 구조는 지하 깊은 곳에 있던 암석이 융기하여 압력의 감소로 인해 표면이 얇은 층으로 벗겨지면서 형성된다. 석회 동굴은 석회암에 지하수가 많이 흘러들어 오랜 기간 동안 용해되어 생성된다. (가)는 기계적 풍화, (나)는 화학적 풍화 작용이다.

14. [출제의도] 사면의 안정도 이해하기

사태는 산의 비탈진 경사면을 따라 토양이나 암석 등 지표의 고화되지 않은 물질이 중력에 의해 낮은 곳으로 이동하는 현상이다. 사면을 이루는 토양의 수분 함량은 안식각에 영향을 미친다. 젖은 모래는 물의 인력으로 마른 모래보다 안식각이 크지만 너무 많은 물을 포함하게 되면 모래 사이의 공극이 모두 채워져 액체처럼 유동하게 되므로 안식각이 작아지게 된다. 경사각이 30°이면, 안식각이 30°이하인 고운 모래와 물에 잠긴 모래에서 사태가 일어날 수 있다.

15. [출제의도] 우리나라에 영향을 주는 기단 이해하기

A는 한랭 건조한 시베리아 기단, B는 온난 건조한 양쯔강 기단, C는 한랭 습윤한 오호츠크해 기단, D는 온난 다습한 북태평양 기단이다. 장마는 6월 말∼7월 말 사이에 오호츠크해 기단과 북태평양 기단의 영향으로 발생한다. 황사는 주로 봄철(3∼5월)에 강하므로 B 기단의 영향을 받는다.

16. [출제의도] 온대 저기압 이해하기

온대 저기압은 편서풍의 영향을 받아 북동 방향으로 이동하였다. 6월 6일 09시 우리나라 남부 지방은 온난 전선과 한랭 전선 사이에 위치하므로 날씨는 대체로 맑다. 같은 시간동안 온대 저기압 중심의 이동 거리가 짧아진 것으로 보아 속도는 느려졌다.

17. [출제의도] 태풍 이해하기

태풍의 눈에서는 약한 하강 기류가 있어서 맑은 날씨가 나타난다. 태풍이 육지에 상륙하거나 수온이 낮은 고위도 해상으로 진행하면 세력이 약화되므로 중심 기압은 A가 B보다 낮다. A → B 구간에서 우리나라는 태풍 진행 방향의 왼쪽에 위치하므로 안전 반원(가항 반원)에 해당한다.

18. [출제의도] 대기 대순환 이해하기

A는 극 순환, B는 페렐 순환, C는 해들리 순환 이다. A와 C는 위도별 에너지 불균형에 의해 발생하는 직접 순환이고, B는 A와 C의 영향을 받는  간접 순환이다. A와 B의 경계인 위도 60° 부근은 한대 전선대이고 B와 C의 경계인 위도 30° 부근은 중위도 고압대이다. 대기와 해수의 순환은 저위도의 남는 에너지를 고위도로 운반한다.

19. [출제의도] 표층 해류와 해양 오염 이해하기

표층 해류는 지속적으로 부는 바람에 의해 주로 발생한다. 쿠로시오 해류는 저위도에서 고위도로 흐르는 난류이고, 캘리포니아 해류는 고위도에서 저위도로 흐르는 한류이다. 쓰레기 섬은 육지에서 버려진 각종 폐기물들이 해류를 따라 운반되어 해류가 급격히 느려지는 지점에 형성된다.

20. [출제의도] 우주 쓰레기 이해하기

우주 산업이 발달할수록 우주 쓰레기는 점점 증가한다. 그림 (나)로 보아 대부분의 우주 쓰레기는 지상에서 약 10km인 대류권이 아니라 대기권 내에 존재함을 알 수 있다. 우주 쓰레기와 충돌할 위험성은 대부분의 우주 쓰레기가 존재하는 구역에 위치한 아리랑위성이 무궁화위성보다 더 크다.