2021년도 2회차 과학기출문제풀이

1번 문제

정답: ① 중력

문제

다음 중 질량이 있는 물체 사이에서 항상 당기는 방향으로 작용하는 힘은 무엇인가?

보기:

  • ① 중력
  • ② 마찰력
  • ③ 자기력
  • ④ 전기력

문제 풀이

문제 분석
  • 핵심 키워드: "질량이 있는 물체 사이", "항상 당기는 방향"
  • 물리학에서 힘은 물체 간 상호작용을 설명하는 개념으로, 조건에 맞는 힘을 찾는 것이 핵심입니다.
보기 분석
  • ① 중력: 질량을 가진 모든 물체 사이에 작용하는 힘으로, 항상 당기는 방향으로 작용합니다. 질량이 클수록 중력이 크고, 거리의 제곱에 반비례해 작용합니다.
  • ② 마찰력: 물체가 접촉할 때 표면 간의 상대 운동을 방해하는 힘입니다. 항상 접촉면에 작용하며, 당기는 방향과는 다를 수 있습니다.
  • ③ 자기력: 자석이나 전류가 만들어내는 자기장에 의해 발생하며, 같은 극끼리는 밀고 다른 극끼리는 당기는 성질을 가집니다. "항상 당기는 방향"이 아니므로 조건에 맞지 않습니다.
  • ④ 전기력: 전하 간 작용하는 힘으로, 전하의 종류에 따라 당기거나 밀 수 있습니다. 따라서 "항상 당기는 방향"이라는 조건에 부합하지 않습니다.
결론
보기 중에서 질량이 있는 물체 사이에서 항상 당기는 방향으로 작용하는 힘은 ① 중력입니다.

2번 문제

정답: ② 풍력 발전

문제

다음 중 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 발전 방식은 무엇인가?

보기:

  • ① 수력 발전
  • ② 풍력 발전
  • ③ 화력 발전
  • ④ 태양광 발전

문제 풀이

문제 분석
  • 핵심 키워드: "바람의 운동 에너지", "전기 에너지로 전환"
  • 에너지 변환 과정을 이해하여, 문제의 조건에 맞는 발전 방식을 찾는 것이 핵심입니다.
보기 분석
  • ① 수력 발전: 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어질 때 발생하는 위치 에너지와 운동 에너지를 이용해 전기를 생산하는 방식입니다. 바람과는 관계가 없으므로 조건에 부합하지 않습니다.
  • ② 풍력 발전: 바람의 운동 에너지를 회전하는 터빈을 통해 전기 에너지로 전환하는 발전 방식입니다. 바람의 에너지를 직접 이용하므로 문제의 조건에 정확히 부합합니다.
  • ③ 화력 발전: 화석 연료를 태워 발생하는 열 에너지를 전기로 변환하는 방식으로, 바람의 운동 에너지와는 관련이 없습니다.
  • ④ 태양광 발전: 태양빛의 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 방식입니다. 역시 바람의 운동 에너지와는 관계가 없습니다.
결론
보기 중에서 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 발전 방식은 ② 풍력 발전입니다.

3번 문제

정답: ④ D

문제

다음 물체 A~D 중 운동량이 가장 큰 것은 무엇인가?

지문:

각 물체의 질량(kg)과 속도(m/s):

  • A: 질량 2kg, 속도 1m/s
  • B: 질량 2kg, 속도 2m/s
  • C: 질량 3kg, 속도 1m/s
  • D: 질량 3kg, 속도 2m/s

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

1. 운동량의 정의
운동량은 물체의 질량과 속도의 곱으로 계산됩니다.
공식: \( p = m \cdot v \)
2. 각 물체의 운동량 계산
  • A (질량 2kg, 속도 1m/s): \( p_A = 2 \cdot 1 = 2 \, \text{kg·m/s} \)
  • B (질량 2kg, 속도 2m/s): \( p_B = 2 \cdot 2 = 4 \, \text{kg·m/s} \)
  • C (질량 3kg, 속도 1m/s): \( p_C = 3 \cdot 1 = 3 \, \text{kg·m/s} \)
  • D (질량 3kg, 속도 2m/s): \( p_D = 3 \cdot 2 = 6 \, \text{kg·m/s} \)
3. 운동량 비교
  • A: \( 2 \, \text{kg·m/s} \)
  • B: \( 4 \, \text{kg·m/s} \)
  • C: \( 3 \, \text{kg·m/s} \)
  • D: \( 6 \, \text{kg·m/s} \)
가장 큰 운동량은 \( 6 \, \text{kg·m/s} \)로, 물체 D입니다.
결론
물체 D가 가장 큰 운동량을 가지므로 정답은 ④ D입니다.

4번 문제

정답: ③ ㄱ, ㄴ

문제

그림과 같이 코일에 자석을 가까이 할 때 발생하는 유도 전류의 세기를 크게 하는 방법으로 옳은 것만 고르시오.

보기:

  • ㄱ. 더 강한 자석을 사용한다.
  • ㄴ. 자석의 움직임을 더 빠르게 한다.
  • ㄷ. 단위 길이당 코일의 감은 수를 적게 한다.

선택지:

  • ① ㄱ
  • ② ㄷ
  • ③ ㄱ, ㄴ
  • ④ ㄴ, ㄷ

문제 풀이

1. 문제 분석
유도 전류는 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 발생합니다.
  • 패러데이 법칙: 유도 전류의 세기는 코일을 통과하는 자기선속의 변화율에 비례합니다.
  • 공식: \( \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} \)
  • 여기서 \( \Phi \)는 자기선속으로, 코일의 감은 수, 자기장 세기, 시간당 자기장의 변화에 영향을 받습니다.
2. 각 보기 분석
  • ㄱ. 더 강한 자석을 사용한다: 더 강한 자석은 더 큰 자기장을 생성하여 코일을 통과하는 자기선속이 증가합니다. 결과적으로 유도 전류가 증가하므로 옳은 방법입니다.
  • ㄴ. 자석의 움직임을 더 빠르게 한다: 자석이 더 빠르게 움직이면 자기선속의 변화율(\( \frac{d\Phi}{dt} \))이 증가하여 유도 전류가 커집니다. 옳은 방법입니다.
  • ㄷ. 단위 길이당 코일의 감은 수를 적게 한다: 단위 길이당 코일의 감은 수를 적게 하면 코일을 통과하는 자기선속의 변화량이 감소하여 유도 전류가 약해집니다. 잘못된 방법입니다.
결론
옳은 방법은 ㄱ. 더 강한 자석을 사용한다ㄴ. 자석의 움직임을 더 빠르게 한다입니다. 따라서 정답은 ③ ㄱ, ㄴ입니다.

5번 문제

정답: ② 1 : 2

문제

그림은 변압기의 구조를 나타낸 것이다. 1차 코일과 2차 코일에 걸리는 전압 크기의 비 \( V_1 : V_2 \)는?

(단, 도선과 변압기에서 에너지 손실은 무시한다.)

지문:

  • 1차 코일 감은 수: 5번
  • 2차 코일 감은 수: 10번

보기:

  • ① 1 : 1
  • ② 1 : 2
  • ③ 2 : 1
  • ④ 3 : 1

문제 풀이

1. 변압기의 원리
변압기의 전압과 감은 수의 관계는 다음과 같습니다:
\[ \frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2} \]
  • \( V_1 \): 1차 코일의 전압
  • \( V_2 \): 2차 코일의 전압
  • \( N_1 \): 1차 코일의 감은 수
  • \( N_2 \): 2차 코일의 감은 수
전압의 비 \( V_1 : V_2 \)는 감은 수의 비 \( N_1 : N_2 \)와 같습니다.
2. 감은 수의 비 계산
  • \( N_1 = 5 \)
  • \( N_2 = 10 \)
감은 수의 비는: \[ N_1 : N_2 = 5 : 10 = 1 : 2 \]
3. 전압의 비 계산
감은 수의 비가 \( 1 : 2 \)이므로, 전압의 비도: \[ V_1 : V_2 = 1 : 2 \]
결론
전압의 비는 \( 1 : 2 \)입니다. 따라서 정답은 ② 1 : 2입니다.

6번 문제

정답: ② 35 m

문제

그림은 자유 낙하 하는 물체 A의 운동을 1초 간격으로 촬영한 것이다. ㉠ 구간의 거리(위치 변화량)는 얼마인가?

(단, 공기 저항은 무시하고, 중력 가속도는 10 m/s²로 한다.)

보기:

  • ① 30 m
  • ② 35 m
  • ③ 40 m
  • ④ 45 m

문제 풀이

1. 문제 분석
자유 낙하 운동에서는 중력 가속도 \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \)에 의해 물체의 속도가 일정하게 증가합니다.
\( n \)초 동안 이동한 거리는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:
\[ s_n = \frac{1}{2} g t^2 \] 여기서 \( t \)는 경과 시간입니다.
2. 1초 단위로 이동 거리 계산
  • \( t = 1 \, \text{s}: s_1 = \frac{1}{2} (10)(1^2) = 5 \, \text{m} \)
  • \( t = 2 \, \text{s}: s_2 = \frac{1}{2} (10)(2^2) = 20 \, \text{m} \)
  • \( t = 3 \, \text{s}: s_3 = \frac{1}{2} (10)(3^2) = 45 \, \text{m} \)
  • \( t = 4 \, \text{s}: s_4 = \frac{1}{2} (10)(4^2) = 80 \, \text{m} \)
3. ㉠구간 거리 계산
㉠ 구간은 \( t = 3 \, \text{s} \)에서 \( t = 4 \, \text{s} \)까지 이동한 거리입니다.
위치 차이로 계산하면: \[ \Delta s = s_4 - s_3 = 80 - 45 = 35 \, \text{m} \]
결론
㉠ 구간의 거리는 \( 35 \, \text{m} \)입니다. 따라서 정답은 ② 35 m입니다.

7번 문제

정답: ③ ㄱ, ㄴ

문제

그림은 탄소 원자의 원자 모형을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고르시오.

보기:

  • ㄱ. 전기적으로 중성이다.
  • ㄴ. 원자 번호는 6번이다.
  • ㄷ. 원자가 전자는 5개이다.

선택지:

  • ① ㄱ
  • ② ㄴ
  • ③ ㄱ, ㄴ
  • ④ ㄴ, ㄷ

문제 풀이

1. 문제 분석
그림에서 원자의 중심에는 양성자 6개가 있는 원자핵이 있으며, 원자핵 주변에는 2개의 전자가 첫 번째 껍질에, 4개의 전자가 두 번째 껍질에 배열되어 있습니다.
이는 탄소 원자를 나타냅니다. 원자 번호와 전자의 개수를 기반으로 각 설명을 검토해야 합니다.
2. 보기 분석
  • ㄱ. 전기적으로 중성이다: 전기적으로 중성인 원자는 양성자 수와 전자 수가 동일합니다. 그림에서 양성자는 6개, 전자도 6개이므로 전기적으로 중성입니다. 옳은 설명입니다.
  • ㄴ. 원자 번호는 6번이다: 원자 번호는 원자의 양성자 수로 정의됩니다. 그림에서 양성자가 6개이므로 원자 번호는 6번입니다. 옳은 설명입니다.
  • ㄷ. 원자가 전자는 5개이다: 원자가 전자는 가장 바깥 껍질에 있는 전자의 수입니다. 그림에서 가장 바깥 껍질에는 4개의 전자가 있으므로 원자가 전자는 4개입니다. 잘못된 설명입니다.
3. 정답 도출
옳은 설명은 ㄱ. 전기적으로 중성이다ㄴ. 원자 번호는 6번이다입니다. 따라서 정답은 ③ ㄱ, ㄴ입니다.

8번 문제

정답: ③ Li, Na

문제

표는 몇 가지 원소의 가장 바깥쪽 전자 껍질에 배치되어 있는 전자 수를 나타낸 것이다. 이 중 주기율표에서 같은 족에 속하는 원소를 고르시오.

표:

원소 가장 바깥쪽 전자 껍질의 전자 수
He 2개
Li 1개
Na 1개
Cl 7개

보기:

  • ① Li, Cl
  • ② He, Cl
  • ③ Li, Na
  • ④ He, Na

문제 풀이

1. 문제 분석
주기율표에서 같은 족에 속하는 원소는 가장 바깥쪽 전자 껍질(원자가 전자)의 개수가 동일합니다.
족은 주기율표의 세로줄로 표시되며, 화학적 성질이 유사한 원소를 포함합니다.
2. 각 원소 분석
  • He (헬륨): 원자가 전자 수 2개, 전자 배치는 1s²로, 18족(비활성 기체족)에 속합니다.
  • Li (리튬): 원자가 전자 수 1개, 전자 배치는 1s² 2s¹로, 1족(알칼리 금속족)에 속합니다.
  • Na (나트륨): 원자가 전자 수 1개, 전자 배치는 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹로, 1족(알칼리 금속족)에 속합니다.
  • Cl (염소): 원자가 전자 수 7개, 전자 배치는 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵로, 17족(할로겐족)에 속합니다.
3. 같은 족에 속하는 원소 확인
  • Li와 Na: 모두 1족(알칼리 금속족)에 속합니다.
  • He와 Cl: 서로 다른 족에 속합니다.
  • Li와 Cl: 족이 다릅니다.
  • He와 Na: 족이 다릅니다.
결론
같은 족에 속하는 원소는 LiNa입니다. 따라서 정답은 ③ Li, Na입니다.

9번 문제

정답: ① 물(H₂O)

문제

다음 중 인체의 약 70%를 차지하며, 수소 원자 2개와 산소 원자 1개가 공유 결합하여 생성된 물질은 무엇인가?

보기:

  • ① 물(H₂O)
  • ② 암모니아(NH₃)
  • ③ 염화 나트륨(NaCl)
  • ④ 수산화 나트륨(NaOH)

문제 풀이

1. 문제 분석
  • 핵심 키워드: "수소 원자 2개와 산소 원자 1개", "공유 결합", "인체의 약 70%를 차지하는 물질"
  • 문제 조건에 따라 주어진 물질을 분석합니다.
2. 각 보기 분석
  • ① 물(H₂O): 수소 원자 2개와 산소 원자 1개로 이루어져 있으며, 공유 결합으로 결합되어 있습니다. 인체의 약 70%를 차지하는 물질로 문제 조건에 부합합니다.
  • ② 암모니아(NH₃): 질소 원자 1개와 수소 원자 3개로 구성되며, "수소 원자 2개와 산소 원자 1개" 조건에 부합하지 않습니다.
  • ③ 염화 나트륨(NaCl): 나트륨과 염소의 이온 결합 물질로, 공유 결합이 아니므로 조건에 맞지 않습니다.
  • ④ 수산화 나트륨(NaOH): 나트륨, 산소, 수소로 이루어졌으나, "수소 원자 2개와 산소 원자 1개" 조건에 부합하지 않습니다.
결론
정답은 ① 물(H₂O)입니다.

10번 문제

정답: ④ 탄소

문제

다음 신소재(그래핀, 풀러렌, 탄소 나노튜브)의 공통적인 구성 원소는 무엇인가?

보기:

  • ① 수소
  • ② 염소
  • ③ 질소
  • ④ 탄소

문제 풀이

1. 문제 분석
신소재(그래핀, 풀러렌, 탄소 나노튜브)의 구조를 파악하여 공통적인 구성 원소를 확인합니다.
2. 신소재별 구성 원소 분석
  • 그래핀: 탄소 원자가 육각형 구조로 배열된 단일층 물질로 구성 원소는 탄소입니다.
  • 풀러렌: 탄소 원자들이 공 모양으로 배열된 물질로 구성 원소는 탄소입니다.
  • 탄소 나노튜브: 그래핀을 원통형으로 말아 만든 구조로 구성 원소는 탄소입니다.
3. 공통 원소 확인
그래핀, 풀러렌, 탄소 나노튜브 모두 탄소 원자로만 이루어져 있습니다. 따라서 공통적인 구성 원소는 탄소입니다.
결론
정답은 ④ 탄소입니다.

11번 문제

정답: ④ 수산화 이온 (OH⁻)

문제

다음은 몇 가지 염기의 이온화를 나타낸 것이다. 염기의 공통적 성질을 나타내는 이온은 무엇인가?

지문:

  • KOH → K⁺ + OH⁻
  • NaOH → Na⁺ + OH⁻
  • Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻

보기:

  • ① 칼륨 이온 (K⁺)
  • ② 칼슘 이온 (Ca²⁺)
  • ③ 나트륨 이온 (Na⁺)
  • ④ 수산화 이온 (OH⁻)

문제 풀이

1. 문제 분석
염기는 물에 녹아 이온화되며, 공통적으로 수산화 이온 (OH⁻)을 방출합니다.
염기의 성질은 이 OH⁻ 이온에 의해 결정되며, 강한 알칼리성을 띠게 하는 원인입니다.
2. 각 화합물의 이온화 과정 분석
  • KOH (수산화 칼륨): KOH → K⁺ + OH⁻
    공통적으로 생성되는 이온: OH⁻
  • NaOH (수산화 나트륨): NaOH → Na⁺ + OH⁻
    공통적으로 생성되는 이온: OH⁻
  • Ca(OH)₂ (수산화 칼슘): Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻
    공통적으로 생성되는 이온: OH⁻
3. 공통적 성질을 나타내는 이온
각 화합물에서 공통적으로 생성되는 이온은 모두 수산화 이온 (OH⁻)입니다.
염기의 성질은 OH⁻ 이온에 의해 나타납니다.
결론
정답은 ④ 수산화 이온 (OH⁻)입니다.

12번 문제

정답: ② 철이 공기 중의 산소와 만나 녹슨다.

문제

다음 중 산과 염기의 중화 반응 사례가 아닌 것은 무엇인가?

보기:

  • ① 속이 쓰릴 때 제산제를 먹는다.
  • ② 철이 공기 중의 산소와 만나 녹슨다.
  • ③ 생선 요리에 레몬이나 식초를 뿌린다.
  • ④ 산성화된 토양에 석회 가루를 뿌린다.

문제 풀이

1. 중화 반응의 정의
산과 염기의 중화 반응은 산성 물질과 염기성 물질이 반응하여 물과 염(소금)을 생성하는 화학 반응입니다.
반응식: 산 + 염기 → 물 + 염
중화 반응의 결과로 산성과 염기성이 서로 상쇄되어 pH가 중성에 가까워집니다.
2. 각 보기 분석
  • ① 속이 쓰릴 때 제산제를 먹는다: 위산(염산, HCl)의 과도한 분비로 발생한 속쓰림을 제산제(염기성 물질)로 중화합니다. 이는 중화 반응 사례입니다.
  • ② 철이 공기 중의 산소와 만나 녹슨다: 철이 산소와 물과 반응해 수산화 철(Fe(OH)₃)을 생성하는 산화-환원 반응입니다. 중화 반응이 아닙니다.
  • ③ 생선 요리에 레몬이나 식초를 뿌린다: 레몬이나 식초(산성 물질)가 생선의 비린내(염기성 물질)와 반응해 냄새를 중화합니다. 이는 중화 반응 사례입니다.
  • ④ 산성화된 토양에 석회 가루를 뿌린다: 석회 가루(CaCO₃)는 염기성 물질로, 산성화된 토양의 산과 반응해 중화 작용을 합니다. 이는 중화 반응 사례입니다.
3. 정답 도출
중화 반응 사례가 아닌 것은 ② 철이 공기 중의 산소와 만나 녹슨다입니다.

13번 문제

정답: ② 단백질

문제

다음 설명에 해당하는 물질은 무엇인가?

설명:

  • 기본 단위체인 아미노산의 다양한 조합으로 형성된 고분자 물질이다.
  • 근육과 항체의 구성 물질이다.

보기:

  • ① 핵산
  • ② 단백질
  • ③ 지방산
  • ④ 셀룰로스

문제 풀이

1. 문제 분석
문제의 핵심 조건은 다음과 같습니다:
  • 아미노산이 기본 단위체로 사용된다.
  • 근육과 항체의 구성 물질이다.
이 조건에 맞는 생체 물질을 보기에서 선택합니다.
2. 각 보기 분석
  • ① 핵산: 기본 단위체는 뉴클레오타이드(염기, 당, 인산으로 구성). DNA와 RNA의 주성분으로, 유전 정보를 저장하고 전달하는 역할을 합니다. 아미노산과 관련이 없으며, 근육과 항체의 구성 물질이 아닙니다.
  • ② 단백질: 기본 단위체는 아미노산. 아미노산이 펩타이드 결합을 통해 사슬 형태로 연결되어 단백질을 형성합니다. 근육의 주요 성분(액틴, 미오신 등)과 항체(면역 단백질)의 주요 구성 물질입니다. 문제의 설명과 정확히 일치합니다.
  • ③ 지방산: 기본 단위체는 글리세롤과 지방산. 에너지원으로 사용되며, 세포막의 주요 성분인 인지질을 형성합니다. 아미노산과 관련이 없으며, 근육과 항체의 구성 물질이 아닙니다.
  • ④ 셀룰로스: 기본 단위체는 포도당. 식물의 세포벽을 구성하는 다당류입니다. 아미노산과 관련이 없으며, 근육과 항체의 구성 물질이 아닙니다.
결론
문제의 설명에 해당하는 물질은 ② 단백질입니다.

14번 문제

정답: ④ 선택적 투과성

문제

그림과 같이 물질을 종류에 따라 선택적으로 이동시키는 세포막의 특성은 무엇인가?

보기:

  • ① 내성
  • ② 주기성
  • ③ 종 다양성
  • ④ 선택적 투과성

문제 풀이

1. 문제 분석
세포막은 물질을 세포 내외로 이동시키며, 특정 물질만을 선택적으로 통과시킵니다.
이러한 특성을 설명하는 용어를 확인합니다.
2. 세포막의 구조와 기능
  • 구조: 세포막은 인지질 이중층과 막단백질로 구성되어 있습니다.
  • 인지질: 친수성 머리와 소수성 꼬리로 구성되어 물질 이동을 조절합니다.
  • 막단백질: 물질의 능동적 또는 촉진적 이동을 돕습니다.
  • 기능: 세포막은 산소, 이산화탄소, 포도당 등 특정 물질을 선택적으로 세포 내외로 이동시킵니다.
3. 보기 분석
  • ① 내성: 환경 변화에 저항하거나 견디는 생물의 특성을 나타내며, 세포막의 물질 이동과 관련이 없습니다.
  • ② 주기성: 시간적 변동이나 생물학적 주기와 관련된 특성으로, 세포막의 기능과 관계가 없습니다.
  • ③ 종 다양성: 생물학적 다양성을 의미하며, 세포막의 물질 이동 특성과 관련이 없습니다.
  • ④ 선택적 투과성: 세포막이 물질을 종류에 따라 선택적으로 이동시키는 특성을 설명하는 용어입니다.
    예: 산소는 세포막을 쉽게 통과하지만, 포도당은 막단백질을 통해 이동합니다. 문제 조건과 일치합니다.
결론
세포막의 물질 이동 특성을 설명하는 용어는 ④ 선택적 투과성입니다.

15번 문제

정답: ① 물질대사

문제

다음 중 생명체 내에서 물질이 분해되거나 합성되는 모든 화학 반응은 무엇인가?

보기:

  • ① 물질대사
  • ② 부영양화
  • ③ 먹이 그물
  • ④ 유전적 다양성

문제 풀이

1. 문제 분석
  • 문제의 핵심은 "생명체 내에서 일어나는 분해와 합성의 화학 반응"입니다.
  • 생명체는 에너지를 얻거나 저장하기 위해 물질을 분해하거나 합성합니다.
이를 총괄적으로 설명하는 용어를 선택합니다.
2. 각 보기 분석
  • ① 물질대사: 생명체 내에서 일어나는 모든 화학 반응을 의미합니다.
    - 이화작용: 분해 반응 (예: 포도당 분해로 에너지 생성).
    - 동화작용: 합성 반응 (예: 단백질 합성).
    물질대사는 생명체의 생존과 생장에 필수적이며, 문제에서 설명한 분해와 합성을 포함합니다.
    문제의 조건과 정확히 일치합니다.
  • ② 부영양화: 물에 질소, 인 등의 영양염류가 과도하게 축적되어 조류 번식이 급격히 증가하는 현상을 말합니다.
    생명체 내 화학 반응과는 관련이 없습니다.
  • ③ 먹이 그물: 생태계 내에서 에너지가 생산자, 소비자, 분해자로 이동하는 경로를 나타냅니다.
    이는 생명체 내의 화학 반응이 아니라, 생태계의 에너지 흐름과 관련된 개념입니다.
  • ④ 유전적 다양성: 같은 종 내에서 유전적 차이가 존재하는 정도를 의미합니다.
    이는 생명체 내 화학 반응과는 관련이 없습니다.
결론
생명체 내에서 물질의 분해와 합성을 포함한 모든 화학 반응은 ① 물질대사입니다.

16번 문제

정답: ① RNA

문제

그림은 세포 내 유전 정보의 흐름을 나타낸 것이다. 물질 ㉠은 무엇인가?

보기:

  • ① RNA
  • ② 인지질
  • ③ 글리코젠
  • ④ 중성 지방

문제 풀이

1. 문제 분석
그림은 DNA → RNA → 단백질로 이어지는 유전 정보의 흐름(중심 원리)을 나타냅니다.
  • DNA: 유전 정보를 저장하는 분자.
  • RNA: DNA로부터 전사된 유전 정보를 기반으로 단백질 합성에 필요한 정보를 전달하는 분자.
  • 물질 ㉠은 전사 과정에서 생성된 RNA입니다.
2. 유전 정보 흐름 과정
  • 전사 (Transcription): DNA의 유전 정보가 mRNA로 복사되는 과정. 물질 ㉠은 전사 과정에서 생성된 RNA입니다.
  • 번역 (Translation): RNA의 정보를 해독하여 단백질을 합성하는 과정. ㉠는 단백질 합성에 필요한 정보를 전달합니다.
3. 보기 분석
  • ① RNA: 전사 과정을 통해 생성된 물질로, 문제 조건과 정확히 일치합니다.
  • ② 인지질: 세포막의 주성분으로, 유전 정보의 흐름과 관련이 없습니다.
  • ③ 글리코젠: 동물 세포에서 에너지를 저장하는 다당류로, 유전 정보의 흐름과 관련이 없습니다.
  • ④ 중성 지방: 에너지를 저장하는 지질의 한 형태로, 유전 정보의 흐름과 관련이 없습니다.
결론
물질 ㉠은 ① RNA입니다.

17번 문제

정답: ③ C

문제

그림은 식물 세포의 구조를 나타낸 것이다. A~D 중 세포막 바깥쪽에 있는 단단한 구조물로서 세포의 형태를 유지하는 역할을 하는 것은 무엇인가?

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

1. 문제 분석
  • 세포막 바깥쪽에 위치
  • 단단한 구조물
  • 세포의 형태를 유지
이 조건은 식물 세포의 독특한 구조인 세포벽에 해당합니다.
세포벽은 세포막 바깥에 위치하며, 주성분은 셀룰로스입니다. 세포의 형태를 유지하고 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 합니다.
2. 각 구조물 분석
  • A (미토콘드리아): 에너지를 생성하는 세포 소기관으로, 세포막 내부에 위치합니다. 세포벽과는 관련이 없습니다.
  • B (핵): 유전 정보를 저장하고 세포의 생명활동을 조절하는 중심 소기관으로, 세포막 내부에 위치합니다. 세포벽과는 관련이 없습니다.
  • C (세포벽): 세포막 바깥쪽에 위치하며, 단단한 구조로 세포의 형태를 유지합니다. 문제의 조건에 정확히 부합합니다.
  • D (엽록체): 광합성을 담당하는 소기관으로, 세포막 내부에 위치합니다. 세포벽과는 관련이 없습니다.
결론
문제의 조건에 해당하는 구조물은 ③ C (세포벽)입니다.

18번 문제

정답: ④ 벼 > 메뚜기 > 개구리

문제

다음 중 벼, 메뚜기, 개구리 세 개체군이 살고 있는 지역의 안정된 생태계 평형 상태를 나타낸 것은?

(단, 각 영양 단계의 면적은 생물량을 나타낸다.)

보기:

  • ① 벼 < 메뚜기 < 개구리
  • ② 벼 > 메뚜기 = 개구리
  • ③ 벼 < 메뚜기 > 개구리
  • ④ 벼 > 메뚜기 > 개구리

문제 풀이

1. 문제 분석
  • 생태계 평형 상태를 유지하려면 하위 영양 단계가 상위 영양 단계를 지탱할 만큼 충분한 에너지를 제공해야 합니다.
  • 생물량 피라미드를 분석하여, 각 영양 단계(벼, 메뚜기, 개구리)의 상대적인 생물량 크기를 확인합니다.
2. 보기 분석
  • ① 벼 < 메뚜기 < 개구리: 벼의 생물량이 가장 작고, 개구리의 생물량이 가장 크다는 구조입니다.
    이는 에너지 흐름과 생태계의 일반적 원리에 어긋납니다.
    잘못된 구조입니다.
  • ② 벼 > 메뚜기 = 개구리: 벼의 생물량이 가장 크고, 메뚜기와 개구리의 생물량이 같다는 구조입니다.
    메뚜기와 개구리가 같은 생물량을 갖는 구조는 일반적인 생태계 원리에 맞지 않습니다.
    잘못된 구조입니다.
  • ③ 벼 < 메뚜기 > 개구리: 메뚜기의 생물량이 벼보다 많고, 개구리보다 크다는 구조입니다.
    이는 에너지 흐름의 원리에 맞지 않으며, 생태계 평형 상태를 반영하지 않습니다.
    잘못된 구조입니다.
  • ④ 벼 > 메뚜기 > 개구리: 벼의 생물량이 가장 크고, 메뚜기가 그다음이며, 개구리의 생물량이 가장 작은 구조입니다.
    이는 에너지 흐름과 생태계 평형 상태를 가장 잘 반영하며, 문제 조건에 부합합니다.
    올바른 구조입니다.
결론
생태계 평형 상태를 나타내는 구조는 ④ 벼 > 메뚜기 > 개구리입니다.

19번 문제

정답: ② 온도

문제

다음 중 생태계의 비생물적 요인은 무엇인가?

보기:

  • ① 세균
  • ② 온도
  • ③ 곰팡이
  • ④ 식물 플랑크톤

문제 풀이

1. 문제 분석
  • 비생물적 요인: 생물이 아닌 물리적·화학적 환경 요인.
  • 예: 온도, 습도, 빛, 물, 토양, 산소 등.
  • 생물적 요인: 생태계에서 살아있는 생물체(생산자, 소비자, 분해자)와 관련된 요인.
  • 예: 식물, 동물, 미생물 등.
2. 각 보기 분석
  • ① 세균: 생태계에서 중요한 분해자로 작용하는 생물적 요인입니다.
    비생물적 요인이 아닙니다.
  • ② 온도: 생태계에서 중요한 물리적 환경 요인으로, 생물체의 생존과 활동에 큰 영향을 미칩니다.
    비생물적 요인입니다.
  • ③ 곰팡이: 분해자로 작용하는 생물체로, 생물적 요인에 해당합니다.
    비생물적 요인이 아닙니다.
  • ④ 식물 플랑크톤: 광합성을 통해 에너지를 생성하는 생산자로, 생물적 요인에 해당합니다.
    비생물적 요인이 아닙니다.
결론
생태계의 비생물적 요인은 ② 온도입니다.

20번 문제

정답: ④ 헬륨

문제

그림은 태양과 비슷한 질량을 가진 어느 별의 내부 구조이다. 다음 중 이 별에서 핵융합 반응으로 만들어진 원소는 무엇인가?

보기:

  • ① 납
  • ② 철
  • ③ 구리
  • ④ 헬륨

문제 풀이

1. 문제 분석
별 내부에서는 핵융합 반응이 일어나며, 가벼운 원소가 융합하여 무거운 원소를 만듭니다.
태양과 같은 별의 핵융합 반응 과정:
  • 주계열성 단계: 수소(H)가 핵융합하여 헬륨(He)을 생성합니다.
  • 적색 거성 단계: 헬륨이 융합하여 더 무거운 원소(탄소(C), 산소(O))를 생성합니다.
그림에서 나타난 원소(수소, 헬륨, 탄소)는 별의 핵융합 과정에서 생성된 원소들입니다.
2. 보기 분석
  • ① 납 (Pb): 납은 매우 무거운 원소로, 별의 핵융합으로 생성되지 않습니다. 이는 초신성 폭발과 같은 과정에서 만들어집니다.
  • ② 철 (Fe): 철은 초거대질량 별의 마지막 핵융합 단계에서 생성되며, 태양과 같은 별에서는 철까지 핵융합이 진행되지 않습니다.
  • ③ 구리 (Cu): 구리는 철보다 무거운 원소로, 핵융합 반응으로 만들어지지 않습니다. 이는 초신성 폭발 과정에서 생성됩니다.
  • ④ 헬륨 (He): 태양과 같은 별에서는 주계열성 단계에서 수소의 핵융합에 의해 헬륨이 생성됩니다. 문제 조건과 정확히 부합합니다.
결론
이 별에서 핵융합 반응으로 만들어진 원소는 ④ 헬륨입니다.

21번 문제

정답: ① 수권과 기권

문제

다음 중 밀줄 친 ㉠에서 상호 작용하는 지구 시스템의 구성 요소는 무엇인가?

지문: 수온이 따뜻한 열대 해상에서 ㉠해수가 활발히 증발해 대기로 공급된 수증기가 응결하여 태풍이 발생한다.

보기:

  • ① 수권과 기권
  • ② 수권과 지권
  • ③ 외권과 지권
  • ④ 기권과 생물권

문제 풀이

1. 문제 분석
  • 지문 분석: "해수가 활발히 증발" → 수권(물), "대기로 공급된 수증기" → 기권(대기).
  • 따라서, 지문은 수권과 기권 간의 상호작용을 설명합니다.
2. 지구 시스템의 구성 요소
  • 수권: 바다, 강, 호수 등 물을 포함하는 영역. 여기서 "해수"는 수권의 일부입니다.
  • 기권: 지구를 둘러싼 대기와 그 안에 포함된 수증기, 기체를 포함합니다. "대기로 공급된 수증기"는 기권의 일부입니다.
3. 보기 분석
  • ① 수권과 기권: 수권(해수)이 증발하여 기권(대기)으로 수증기가 공급되는 과정으로, 문제 설명에 정확히 부합합니다. 정답입니다.
  • ② 수권과 지권: 해안 침식, 강의 흐름 등 수권과 지권 간의 상호작용을 설명합니다. 문제와 관련이 없습니다.
  • ③ 외권과 지권: 운석 충돌 등 외권(우주 공간)과 지권(땅)의 상호작용을 설명합니다. 문제와 관련이 없습니다.
  • ④ 기권과 생물권: 광합성, 호흡 등 기권(대기)과 생물권(생물체)의 상호작용을 설명합니다. 문제와 관련이 없습니다.
결론
밀줄 친 ㉠에서 상호작용하는 지구 시스템의 구성 요소는 ① 수권과 기권입니다.

22번 문제

정답: ② 해령

문제

그림은 남아메리카판과 아프리카판의 경계와 두 판의 이동 방향을 화살표로 나타낸 것이다. 다음 중 발산형 경계 A에서 나타나는 지형은 무엇인가?

보기:

  • ① 해구
  • ② 해령
  • ③ 습곡 산맥
  • ④ 호상 열도

문제 풀이

1. 문제 분석
  • 발산형 경계: 두 판이 서로 반대 방향으로 이동하며 멀어지는 판의 경계입니다.
  • 발산형 경계에서 나타나는 지형은 해령과 같은 산맥 또는 새로운 해양 지각이 생성되는 지형입니다.
2. 발산형 경계의 특징과 지형
  • 해령: 발산형 경계에서 판이 갈라질 때 맨틀에서 마그마가 솟아 올라 새로운 지각이 형성되며 해저 산맥이 만들어집니다.
    대표적인 예: 대서양 중앙 해령.
  • 오답 선택지:
    • ① 해구: 수렴형 경계에서 한 판이 다른 판 아래로 내려가는 경우에 나타나는 지형입니다. 발산형 경계와 관련이 없습니다.
    • ③ 습곡 산맥: 두 대륙판이 충돌하는 수렴형 경계에서 지각이 압축되어 형성됩니다.
      대표적인 예: 히말라야 산맥.
    • ④ 호상 열도: 해양판과 해양판이 충돌하는 수렴형 경계에서 섭입대에서 마그마 활동으로 형성됩니다.
      대표적인 예: 일본 열도.
3. A에서 나타나는 지형
그림에서 남아메리카판과 아프리카판은 서로 멀어지는 발산형 경계입니다.
발산형 경계에서는 해령이 만들어지므로 정답은 ② 해령입니다.

23번 문제

정답: ③ 태양 에너지

문제

그림은 물의 순환을 나타낸 것이다. 다음 중 이 현상을 일으키는 지구 시스템의 주된 에너지원은 무엇인가?

보기:

  • ① 전기 에너지
  • ② 조력 에너지
  • ③ 태양 에너지
  • ④ 지구 내부 에너지

문제 풀이

1. 문제 분석
물의 순환은 지구 표면에서 물이 끊임없이 이동하며 변화하는 자연 현상입니다.
물의 순환 과정:
  • 증발: 물이 기체로 변하는 과정 (에너지 필요).
  • 응결: 수증기가 구름으로 변하는 과정.
  • 강수: 구름이 비나 눈으로 내리는 과정.
  • 침투와 유출: 강수로 인해 물이 지표수와 지하수로 이동.
이 과정에서 주된 에너지원은 증발을 일으키는 태양 에너지입니다.
2. 보기 분석
  • ① 전기 에너지: 인공적으로 사용하는 에너지원으로, 물의 순환 과정과 관련이 없습니다.
  • ② 조력 에너지: 달의 인력으로 인한 해수면의 움직임에서 발생하는 에너지로, 물의 순환과 직접적인 관련이 없습니다.
  • ③ 태양 에너지: 물의 순환 과정에서 물을 증발시키는 주된 에너지원입니다.
    물의 순환을 일으키는 가장 중요한 원인이므로 정답입니다.
  • ④ 지구 내부 에너지: 화산 활동이나 판 운동과 관련된 에너지로, 물의 순환과 직접적인 관련이 없습니다.
결론
물의 순환을 일으키는 주된 에너지원은 ③ 태양 에너지입니다.

24번 문제

정답: ③ C

문제

그림은 높이에 따른 기권의 기온 분포를 나타낸 것이다. A~D 중 자외선을 흡수하는 오존층이 있으며, 대류가 일어나지 않는 안정된 층은 어디인가?

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

1. 문제 분석
문제에서 찾을 조건은 다음과 같습니다:
  • 오존층이 있는 층: 자외선을 흡수하며 기온이 고도와 함께 상승하는 구간.
  • 안정된 층: 기온 역전(기온이 고도가 높아질수록 상승)으로 인해 대류가 억제되는 층.

오존층은 성층권(15~50km)에 위치하며, 자외선 흡수로 인해 기온이 상승하고 대류가 억제되는 안정된 층입니다.

2. A~D의 층별 특징 분석
  • A (80km 이상): 열권에 해당하며, 태양 에너지를 흡수해 기온이 급격히 상승하는 구간입니다. 오존층과 관련이 없습니다.
  • B (50~80km): 중간권에 해당하며, 고도가 높아질수록 기온이 감소합니다. 대류가 일어나 불안정한 층이며, 오존층과 관련이 없습니다.
  • C (11~50km): 성층권에 해당하며, 자외선을 흡수하는 오존층이 위치합니다. 기온이 고도가 높아질수록 상승하며, 기온 역전 현상으로 대류가 억제되어 안정된 층입니다. 정답 조건에 부합합니다.
  • D (0~11km): 대류권에 해당하며, 고도가 높아질수록 기온이 감소합니다. 대류가 활발히 일어나는 층으로, 안정되지 않은 층입니다.
결론
자외선을 흡수하는 오존층이 있으며, 대류가 억제된 안정된 층은 ③ C (성층권)입니다.

25번 문제

정답: ① 매머드

문제

다음 설명에 해당하는 표준 화석은 무엇인가?

설명

  • 신생대에 번성하였다.
  • 육지에 살았던 생물이다.

보기:

  • ① 매머드
  • ② 삼엽충
  • ③ 화폐석
  • ④ 암모나이트

문제 풀이

1. 문제 분석

표준 화석이란 특정 지질 시대를 대표하는 화석으로, 그 시대에 널리 분포하고 번성했던 생물의 화석입니다.

문제의 조건은 다음과 같습니다:

  • 신생대에 번성
  • 육지에서 살았던 생물

2. 각 보기 분석

① 매머드
  • 매머드는 신생대 제4기에 번성한 대형 포유류로, 육지에서 살았습니다.
  • 조건에 완전히 부합합니다.
  • 정답입니다.
② 삼엽충
  • 삼엽충은 고생대에 번성한 해양 생물로, 신생대와는 관련이 없습니다.
  • 육지가 아닌 바다에서 서식하였으므로 조건에 맞지 않습니다.
③ 화폐석
  • 화폐석은 신생대에 번성한 해양 생물로, 바다에서 서식하였습니다.
  • 육지 생물이 아니므로 조건에 맞지 않습니다.
④ 암모나이트
  • 암모나이트는 중생대에 번성한 해양 생물입니다.
  • 신생대와 육지 생물이라는 조건에 맞지 않습니다.

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