2024년도 1회차 과학기출문제풀이

1번 문제

정답: ① 파력 발전

문제

다음에서 설명하는 발전 방식은?

파도 상황에 따라 전력 생산량이 일정하지 않다.
파도의 운동 에너지를 전기 에너지로 전환한다.

보기:

  • ① 파력 발전
  • ② 화력 발전
  • ③ 원자력 발전
  • ④ 태양광 발전

문제 풀이

문제 분석
주어진 설명은 발전 방식 중 하나를 고르는 문제입니다. 키워드는 "파도", "운동 에너지", "전기 에너지로 전환"입니다. 이 조건들은 자연적으로 발생하는 파도의 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 기술과 관련이 있습니다.
발전 방식 분석
  • 파력 발전 (①): 파도의 운동 에너지를 활용해 전기를 생성합니다. 주어진 조건 "파도의 운동 에너지를 전기 에너지로 전환"과 정확히 일치합니다.
  • 화력 발전 (②): 석탄, 석유, 가스 등 화석 연료를 연소시켜 전기를 생산합니다. 파도와 관련이 없습니다.
  • 원자력 발전 (③): 핵분열을 통해 열 에너지를 얻고 이를 이용해 전기를 생산합니다. 파도와 무관합니다.
  • 태양광 발전 (④): 태양의 빛 에너지를 전기로 전환하는 방식입니다. 파도와 관련이 없습니다.
결론
주어진 조건 "파도 상황에 따라 전력 생산량이 일정하지 않다"와 "운동 에너지를 전기 에너지로 전환"은 파력 발전에 해당합니다.

2번 문제

정답: ③ ㄱ, ㄴ

문제

그림은 전기 에너지의 생산과 수송 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은?

<보기>

  • ㄱ. 발전소에서 전기 에너지를 생산한다.
  • ㄴ. ㉠에 해당하는 전압은 22.9 kV보다 작다.
  • ㄷ. 수송 과정에서 손실되는 전기 에너지는 없다.

보기:

  • ① ㄱ
  • ② ㄷ
  • ③ ㄱ, ㄴ
  • ④ ㄴ, ㄷ

문제 풀이

문제 분석
문제는 전기 에너지의 생산과 수송 과정에 대한 이해를 평가합니다. 주어진 보기의 진위를 판별하기 위해 전력 생산 및 수송 시스템에 대한 기본 개념을 적용해야 합니다.
전기 에너지 생산과 수송의 과정
  • 발전소: 발전소에서 전기를 생산하며, 이를 고압으로 변압하여 송전선으로 전달합니다.
  • 변압: 송전 과정에서 전력 손실을 최소화하기 위해 전압을 높이고, 소비자 근처에서 다시 전압을 낮춥니다. 일반적으로 송전선의 전압은 수십만 볼트에 달하며, 지역 변전소에서는 22.9 kV로 낮춰지고, 최종적으로 가정용으로 사용할 때는 220V로 낮아집니다.
  • 전력 손실: 전기를 송전할 때 전선의 저항으로 인해 전력 손실이 발생합니다. 손실은 송전 거리와 전선의 저항 등에 따라 달라집니다.
보기 분석
  • ㄱ. 발전소에서 전기 에너지를 생산한다: 사실입니다. 발전소는 전기 에너지를 생산하는 곳입니다. 옳음.
  • ㄴ. ㉠에 해당하는 전압은 22.9 kV보다 작다: ㉠은 가정에서 사용하기 위해 변압된 전압을 의미합니다. 일반적으로 가정용 전압은 220V로, 22.9 kV(22,900V)보다 작습니다. 옳음.
  • ㄷ. 수송 과정에서 손실되는 전기 에너지는 없다: 송전 과정에서 전선의 저항으로 인해 전력 손실이 발생합니다. "손실이 없다"는 잘못된 설명입니다. 틀림.
결론
옳은 설명은 ㄱ과 ㄴ입니다. 따라서 정답은 ③ ㄱ, ㄴ입니다.

3번 문제

정답: ④ D

문제

표는 같은 직선상에서 운동하는 물체 A∼D의 처음 운동량과 나중 운동량을 나타낸 것이다. 물체 A∼D 중 받은 충격량의 크기가 가장 큰 것은?

운동량 (kg·m/s) 처음 운동량 나중 운동량
물체 A 2 5
물체 B 3 7
물체 C 3 8
물체 D 4 10

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

문제 분석
충격량(Impulse)의 크기를 계산하기 위해서는 운동량의 변화량을 구해야 합니다.
충격량(Impulse, I)은 다음과 같이 계산됩니다:
I = Δp = pfinal - pinitial
즉, 물체의 운동량 변화량이 클수록 충격량도 큽니다.
각 물체의 충격량 계산
  • 물체 A: Δp = pfinal - pinitial = 5 - 2 = 3 (kg·m/s)
  • 물체 B: Δp = pfinal - pinitial = 7 - 3 = 4 (kg·m/s)
  • 물체 C: Δp = pfinal - pinitial = 8 - 3 = 5 (kg·m/s)
  • 물체 D: Δp = pfinal - pinitial = 10 - 4 = 6 (kg·m/s)
최대 충격량 확인
충격량은 물체 D가 가장 큽니다(6 kg·m/s).
결론
따라서 정답은 ④ D입니다.

4번 문제

정답: ③ 50 J

문제

그림은 고열원에서 100 J의 열에너지를 공급받아 W의 일을 하는 열기관을 나타낸 것이다. 열기관에서 저열원으로 50 J의 열에너지를 방출할 때, 열기관이 한 일 W의 양은?

보기:

  • ① 30 J
  • ② 40 J
  • ③ 50 J
  • ④ 60 J

문제 풀이

열기관의 에너지 보존 법칙
열기관에서 에너지는 보존되므로 다음 식이 성립합니다:
Q고열원 = W + Q저열원
여기서,
  • Q고열원: 고열원에서 흡수된 열에너지 (100 J)
  • W: 열기관이 한 일
  • Q저열원: 저열원으로 방출된 열에너지 (50 J)
식에 값 대입
100 = W + 50
이를 정리하면,
W = 100 - 50 = 50
결론
열기관이 한 일의 양은 50 J입니다. 따라서 정답은 ③ 50 J입니다.

5번 문제

정답: ③ 헬륨

문제

다음은 태양 내부에서 일어나는 반응에 대한 설명이다. ㉠에 해당하는 원소는?

고온·고압인 태양에서 수소 원자핵이 융합하여 ㉠ 원자핵이 생성되는 동안 줄어든 질량이 에너지로 전환된다.

보기:

  • ① 질소
  • ② 칼슘
  • ③ 헬륨
  • ④ 나트륨

문제 풀이

문제 분석
태양 내부에서 일어나는 핵융합 반응에 대해 묻는 문제입니다. 태양의 핵융합은 수소 원자핵이 융합하여 새로운 원소를 형성하는 과정이며, 이 과정에서 줄어든 질량이 에너지로 변환됩니다.
태양의 핵융합 반응
  • 핵융합 과정: \[ 4 \, \text{수소 원자핵} \, (\text{H}) \longrightarrow 1 \, \text{헬륨 원자핵} \, (\text{He}) + \text{에너지} \]
  • 수소 원자핵들이 고온·고압 환경에서 충돌하고 융합하여 헬륨 원자핵을 생성합니다.
  • 이 과정에서 질량 결손이 발생하며, 결손된 질량은 아인슈타인의 방정식 \[ E = mc^2 \] 에 의해 에너지로 전환됩니다. 이는 태양 에너지의 주된 원천입니다.
보기 분석
  • ① 질소: 태양 내부 핵융합의 부산물이 아니므로 오답입니다.
  • ② 칼슘: 핵융합 과정에서 생성되지 않습니다.
  • ③ 헬륨: 수소 원자핵의 융합으로 생성되는 원소로, 주어진 설명과 일치합니다.
  • ④ 나트륨: 핵융합과 관련이 없습니다.
결론
따라서 정답은 ③ 헬륨입니다.

6번 문제

정답: ④ D

문제

그림은 자유 낙하하는 물체의 위치를 일정한 시간 간격으로 나타낸 것이다. A∼D 지점 중 물체의 속도가 가장 빠른 지점은?

(단, 중력 가속도는 \(10 \, \text{m/s}^2\)이고, 공기 저항은 무시한다.)

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

문제 분석
자유 낙하 운동의 특징:
  • 자유 낙하 운동에서는 물체가 중력만을 받아 가속됩니다.
  • 속도는 시간이 지남에 따라 점점 증가하며, 물체의 속도는 낙하 시간이 길수록 커집니다.
속도 공식: \[ v = g \cdot t \] 여기서,
  • \( v \): 낙하 속도 (\(\text{m/s}\))
  • \( g \): 중력 가속도 (\(10 \, \text{m/s}^2\))
  • \( t \): 낙하 시간 (\(\text{s}\))
공기 저항이 없으므로 물체는 등가속도 운동을 하며, 시간이 지날수록 속도가 일정하게 증가합니다.
각 지점의 속도 비교
  • 지점 A: 낙하 초기 상태이므로 속도가 가장 낮습니다.
  • 지점 B: A보다 더 낙하 시간이 길기 때문에 속도가 더 빠릅니다.
  • 지점 C: B보다 더 긴 시간 동안 가속했으므로 속도가 더 큽니다.
  • 지점 D: D는 가장 마지막 지점이며, 낙하 시간이 가장 길어 속도가 가장 빠릅니다.
결론
물체의 속도는 낙하 시간이 길수록 증가하므로, 속도가 가장 빠른 지점은 ④ D입니다.

7번 문제

정답: ① ㄱ

문제

그림과 같이 자석을 코일 속에 넣을 때 발생하는 유도 전류의 방향을 변화시킬 수 있는 요인으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은?

보기:

  • ㄱ. 자석의 극을 바꾼다.
  • ㄴ. 자석을 더 빠르게 넣는다.
  • ㄷ. 더 강한 자석을 사용한다.

보기 선택:

  • ① ㄱ
  • ② ㄷ
  • ③ ㄱ, ㄴ
  • ④ ㄱ, ㄷ

문제 풀이

문제 분석
문제는 패러데이의 전자기 유도 법칙과 렌츠의 법칙을 이해해야 합니다.
  • 전자기 유도: 코일을 관통하는 자기장의 변화에 따라 전류가 유도됩니다.
  • 유도 기전력 공식: \[ \mathcal{E} = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \] 여기서:
    • \( N \): 코일 감은 수
    • \( \Phi \): 자기 선속 (\( B \cdot A \))
    • \( \Delta t \): 자기 선속이 변하는 시간
  • 렌츠의 법칙: 유도 전류는 자기장 변화에 반대되는 방향으로 흐릅니다.
각 요인의 분석
  • ㄱ. 자석의 극을 바꾼다: 자석의 극을 바꾸면 자기장의 방향이 반대로 변합니다. 자기 선속의 변화 방향이 바뀌어 유도 전류의 방향도 바뀝니다. 옳음.
  • ㄴ. 자석을 더 빠르게 넣는다: 자석이 더 빠르게 움직이면 자기 선속 변화율 \(\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}\)이 커지지만, 방향은 변하지 않습니다. 유도 전류의 크기는 증가하지만 방향은 그대로 유지됩니다. 틀림.
  • ㄷ. 더 강한 자석을 사용한다: 더 강한 자석을 사용하면 자기장의 세기 (\( B \))가 커지지만, 자기장의 변화 방향은 변하지 않습니다. 유도 전류의 크기만 증가하고 방향은 변하지 않습니다. 틀림.
결론
유도 전류의 방향을 변화시킬 수 있는 요인은 자석의 극을 바꾸는 것(ㄱ)뿐입니다.

8번 문제

정답: ④ D

문제

그림은 주기율표의 일부를 나타낸 것이다. 임의의 원소 A∼D 중 원자가 전자 수가 가장 큰 원소는?

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

문제 분석
원자가 전자 수는 원소의 족과 관련이 있습니다. 주기율표에서 족 번호는 원자가 전자 수를 결정합니다:
  • 1족: 원자가 전자 수는 1개
  • 16족: 원자가 전자 수는 6개
  • 17족: 원자가 전자 수는 7개
문제 조건에 따라 다음과 같은 정보를 도출할 수 있습니다:
  • A와 C는 1족
  • B는 16족
  • D는 17족
각 원소의 원자가 전자 수 확인
  • A: 1족 → 원자가 전자 수: 1개
  • B: 16족 → 원자가 전자 수: 6개
  • C: 1족 → 원자가 전자 수: 1개
  • D: 17족 → 원자가 전자 수: 7개
원자가 전자 수가 가장 큰 원소
D의 원자가 전자 수가 7개로 가장 큽니다.
결론
따라서 정답은 ④ D입니다.

9번 문제

정답: ① 1개

문제

그림은 나트륨 이온의 생성 과정을 모형으로 나타낸 것이다. 나트륨 원자가 잃은 전자의 개수는?

보기:

  • ① 1개
  • ② 2개
  • ③ 3개
  • ④ 4개

문제 풀이

나트륨 원자의 전자 배치
나트륨 원자(\( \text{Na} \))의 원자 번호는 11입니다.
전자 배치는 다음과 같이 이루어져 있습니다: \[ 2 \, (K) - 8 \, (L) - 1 \, (M) \] 가장 바깥 전자 껍질(M 껍질)에 있는 1개의 전자가 원자가 전자입니다.
나트륨 이온(\( \text{Na}^+ \)) 생성 과정
  • 나트륨 원자가 안정한 이온 상태(\( \text{Na}^+ \))로 되기 위해, 가장 바깥 껍질의 전자 1개를 잃습니다.
  • MMM 껍질이 비게 되어 전자 배치는 \( 2 \, (K) - 8 \, (L) \)이 됩니다.
  • 결과적으로, 나트륨 원자는 1개의 전자를 잃고 양이온(\( \text{Na}^+ \))이 됩니다.
선택지 분석
나트륨 원자는 1개의 전자를 잃습니다. 따라서 정답은 ① 1개입니다.

10번 문제

정답: ④ 염화 나트륨 (NaCl)

문제

다음에서 설명하는 화학 결합에 의해 형성된 물질은?

금속 원소와 비금속 원소 사이에서 형성된다.
양이온과 음이온의 정전기적 인력에 의해 형성된다.

보기:

  • ① 은 (Ag)
  • ② 구리 (Cu)
  • ③ 산소 (O2)
  • ④ 염화 나트륨 (NaCl)

문제 풀이

문제 분석
문제는 화학 결합의 종류를 이해하고 이에 해당하는 물질을 고르는 문제입니다. 주어진 조건은 이온 결합의 특성을 묘사하고 있습니다.
화학 결합 종류
  • 이온 결합: 금속 원소와 비금속 원소 사이에서 형성됩니다. 금속 원소는 전자를 잃어 양이온이 되고, 비금속 원소는 전자를 얻어 음이온이 됩니다. 이 두 이온은 정전기적 인력으로 결합합니다.
    예: 염화 나트륨 (\( \text{NaCl} \))
  • 금속 결합: 금속 원소들 사이에서 자유 전자를 공유하며 형성됩니다.
    예: 은 (\( \text{Ag} \)), 구리 (\( \text{Cu} \))
  • 공유 결합: 비금속 원소들 사이에서 전자를 공유하며 형성됩니다.
    예: 산소 분자 (\( \text{O}_2 \))
보기 분석
  • ① 은 (Ag): 금속 원소로 구성되며 금속 결합을 형성합니다. 이온 결합이 아닙니다. 오답.
  • ② 구리 (Cu): 금속 원소로 구성되며 금속 결합을 형성합니다. 이온 결합이 아닙니다. 오답.
  • ③ 산소 (O2): 비금속 원소 간의 공유 결합으로 이루어진 분자입니다. 이온 결합이 아닙니다. 오답.
  • ④ 염화 나트륨 (NaCl): 금속 원소인 나트륨 (\( \text{Na} \))이 전자를 잃어 양이온 (\( \text{Na}^+ \))이 되고, 비금속 원소인 염소 (\( \text{Cl} \))가 전자를 얻어 음이온 (\( \text{Cl}^- \))이 됩니다. 이 두 이온이 정전기적 인력으로 결합하여 이온 결합을 형성합니다. 정답.
결론
따라서 정답은 ④ 염화 나트륨 (NaCl)입니다.

11번 문제

정답: ③ 산성화된 토양에 석회 가루를 뿌린다

문제

다음 중 산화 환원 반응의 사례가 아닌 것은?

보기:

  • ① 도시가스를 연소시킨다.
  • ② 철이 공기 중에서 붉게 녹슨다.
  • ③ 산성화된 토양에 석회 가루를 뿌린다.
  • ④ 사과를 깎아 놓으면 산소와 반응하여 색이 변한다.

문제 풀이

산화 환원 반응의 정의
  • 산화: 물질이 산소를 얻거나 전자를 잃는 반응
  • 환원: 물질이 산소를 잃거나 전자를 얻는 반응
  • 산화와 환원은 동시에 발생합니다. 예를 들어, 한 물질이 산화되면 다른 물질은 환원됩니다.
각 보기의 분석
  • ① 도시가스를 연소시킨다: 도시가스(주로 메테인, \( \text{CH}_4 \))가 산소와 반응하여 \( \text{CO}_2 \)와 \( \text{H}_2\text{O} \)를 생성합니다. 연소는 산소를 얻는 산화 반응의 대표적인 예입니다.
    산화 환원 반응.
  • ② 철이 공기 중에서 붉게 녹슨다: 철 (\( \text{Fe} \))이 산소 (\( \text{O}_2 \))와 반응하여 산화철 (\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \))이 형성됩니다. 철은 산화되고, 산소는 환원됩니다.
    산화 환원 반응.
  • ③ 산성화된 토양에 석회 가루를 뿌린다: 석회 가루(주로 \( \text{CaCO}_3 \))는 산성 물질과 중화 반응을 일으켜 산성을 완화합니다. 중화 반응은 산화 환원 반응이 아닙니다.
    산화 환원 반응이 아님.
  • ④ 사과를 깎아 놓으면 산소와 반응하여 색이 변한다: 사과의 성분(주로 폴리페놀)이 공기 중 산소와 반응하여 산화됩니다. 산화로 인해 색이 변하는 현상입니다.
    산화 환원 반응.
결론
산화 환원 반응이 아닌 사례는 ③ 산성화된 토양에 석회 가루를 뿌린다입니다.

12번 문제

정답: ② 수소 이온 (H+)

문제

그림은 묽은 염산과 묽은 황산의 이온화된 모습을 나타낸 것이다. 두 수용액에 공통적으로 존재하는 ㉠에 해당하는 이온은?

(단, H+, Cl-, SO42-는 서로 다른 이온이다.)

보기:

  • ① 산화 이온 (O2-)
  • ② 수소 이온 (H+)
  • ③ 염화 이온 (Cl-)
  • ④ 황산 이온 (SO42-)

문제 풀이

문제 분석
염산 (\( \text{HCl} \))과 황산 (\( \text{H}_2\text{SO}_4 \))은 모두 강산으로, 물에 녹으면 완전히 이온화됩니다. 문제는 두 용액에서 공통적으로 존재하는 이온을 찾는 것입니다.
염산 (\( \text{HCl} \))의 이온화
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \] 염산은 물에 녹아 수소 이온 (H+)염화 이온 (Cl-)으로 나뉩니다.
주요 이온: \( \text{H}^+, \text{Cl}^- \)
황산 (\( \text{H}_2\text{SO}_4 \))의 이온화
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \] 황산은 물에 녹아 수소 이온 (H+)황산 이온 (SO42-)으로 나뉩니다.
주요 이온: \( \text{H}^+, \text{SO}_4^{2-} \)
공통 이온 확인
  • 염산: \( \text{H}^+, \text{Cl}^- \)
  • 황산: \( \text{H}^+, \text{SO}_4^{2-} \)
두 용액에 공통적으로 존재하는 이온은 수소 이온 (H+)입니다.
보기 분석
  • ① 산화 이온 (O2-): 염산이나 황산에서 생성되지 않으므로 오답.
  • ② 수소 이온 (H+): 두 수용액 모두에 존재하는 공통 이온입니다. 정답.
  • ③ 염화 이온 (Cl-): 염산에만 존재하며 황산에는 없습니다. 오답.
  • ④ 황산 이온 (SO42-): 황산에만 존재하며 염산에는 없습니다. 오답.
결론
따라서 정답은 ② 수소 이온 (H+)입니다.

13번 문제

정답: ② 단백질

문제

그림은 단위체의 결합으로 물질 A가 만들어지는 과정을 나타낸 것이다. A에 해당하는 물질은?

보기:

  • ① 핵산
  • ② 단백질
  • ③ 포도당
  • ④ 글리코젠

문제 풀이

그림 분석
그림에서는 아미노산 1과 아미노산 2가 결합하여 펩타이드 결합을 형성하는 과정이 묘사되어 있습니다.
이 결합 과정에서 물 분자 (\( \text{H}_2\text{O} \))가 제거되는 탈수 축합 반응이 일어납니다.
여러 아미노산이 펩타이드 결합을 통해 연결되면 폴리펩타이드가 형성되고, 이는 더 나아가 단백질로 접히거나 변형됩니다.
단위체와 고분자의 관계
  • 아미노산: 단백질의 단위체입니다. 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결 → 폴리펩타이드 → 단백질 형성.
  • 핵산: 뉴클레오타이드(인산, 당, 염기) 단위체로 구성됩니다. 그림과 무관합니다.
  • 포도당: 단당류로, 다당류의 단위체입니다. 그림과 무관합니다.
  • 글리코젠: 포도당 단위체가 결합한 다당류입니다. 그림과 무관합니다.
결론
그림에서 묘사된 아미노산 단위체의 결합은 단백질 형성과 관련이 있습니다. 따라서 물질 A는 단백질입니다.

14번 문제

정답: ③ 온도

문제

그림은 서로 다른 지역에 서식하는 여우의 형태를 나타낸 것이다. 이러한 여우의 형태 차이에 영향을 주는 환경 요인은?

보기:

  • ① 물
  • ② 산소
  • ③ 온도
  • ④ 토양

문제 풀이

문제 분석
그림에 나타난 여우들의 형태는 북극여우, 붉은여우, 사막여우로 각각 다른 환경에 적응한 모습입니다.
이들의 형태 차이는 환경에 따라 생긴 적응 결과입니다.
여우 형태와 환경 요인 분석
  • 북극여우 (추운 북극 환경): 추운 환경에서 몸을 보온하기 위해 두꺼운 털과 작은 귀를 가짐. 체온 손실을 최소화하는 데 유리합니다.
  • 붉은여우 (온화한 환경): 중간 크기의 귀와 털을 가짐. 극단적으로 춥거나 덥지 않은 환경에 적응한 모습입니다.
  • 사막여우 (더운 사막 환경): 열 방출을 돕기 위해 크고 얇은 귀를 가짐. 체온 조절과 더운 환경 적응에 유리합니다.
주요 환경 요인
위 사례에서 중요한 환경 요인은 온도입니다.
  • 추운 환경에서는 열 손실을 줄이는 형태로 적응.
  • 더운 환경에서는 열 방출을 촉진하는 형태로 적응.
물, 산소, 토양은 여우의 형태 차이를 직접적으로 설명하지 못합니다.
결론
따라서 정답은 ③ 온도입니다.

15번 문제

정답: ② 감소, 증가

문제

다음은 안정된 생태계의 개체 수 피라미드에서 생태계 평형이 깨진 후 평형을 회복하는 과정을 설명한 것이다. ①과 ②에 들어갈 말로 옳게 짝지어진 것은?

보기:

  • ① 감소, 감소
  • ② 감소, 증가
  • ③ 증가, 감소
  • ④ 증가, 증가

문제 풀이

분석된 상황 및 변동 흐름
  • 평형 상태: A(생산자)가 1차 소비자의 먹이가 되고, B(2차 소비자)는 1차 소비자를 먹는 관계에서 안정적인 균형이 유지됩니다.
  • 평형이 깨짐: 1차 소비자가 증가하면서 A(생산자)를 과도하게 소비합니다. 결과적으로 A의 개체 수는 감소하고, 먹이 부족으로 인해 B(2차 소비자)는 증가한 1차 소비자를 먹으면서 개체 수가 증가합니다.
  • 평형 회복 과정: A가 감소한 이후, 1차 소비자가 줄어들면서 A가 다시 증가하고, B도 점차 안정적 상태로 회복됩니다.
빈칸에 들어갈 말 분석
  • ① (A의 개체 수 변화): 1차 소비자의 증가로 인해 A(생산자)가 과도하게 소비되므로 A는 감소.
  • ② (B의 개체 수 변화): B는 1차 소비자의 증가로 인해 더 많은 먹이를 확보하게 되어 B의 개체 수는 증가.
선택지 검토
  • ① 감소, 감소: A는 감소하지만, B는 증가하기 때문에 틀림. 오답.
  • ② 감소, 증가: A가 감소하고, B가 증가하는 상황에 정확히 부합. 정답.
  • ③ 증가, 감소: A가 증가하는 상황은 설명과 맞지 않음. 오답.
  • ④ 증가, 증가: A가 증가하지 않으므로 틀림. 오답.
결론
따라서 정답은 ② 감소, 증가입니다.

16번 문제

정답: ② 효소

문제

다음은 생명 시스템 유지에 필요한 물질에 대한 설명이다. 에 해당하는 것은?

설명:

만일 이/가 없다면 음식을 먹어도 영양소를 소화, 흡수할 수 없다.
생명체는 물질대사를 하며, 물질대사에는 이/가 관여한다.

보기:

  • ① 녹말
  • ② 효소
  • ③ 인지질
  • ④ 셀룰로스

문제 풀이

문제 분석
문제는 생명체의 물질대사와 영양소 소화·흡수에 필수적인 물질을 묻고 있습니다.
키워드는 소화, 흡수, 물질대사에 관여입니다.
각 보기의 특성
  • 녹말 (①): 탄수화물의 일종으로, 에너지원으로 사용됩니다. 하지만 소화·흡수를 돕는 역할을 하지 않습니다. 오답.
  • 효소 (②): 단백질로 이루어진 생체 촉매로, 물질대사를 촉진합니다.
    소화 과정에서 음식물 분해를 돕고, 영양소를 흡수할 수 있도록 만듭니다.
    예: 아밀레이스(녹말 분해), 프로테아제(단백질 분해), 라이페이스(지방 분해).
    물질대사에도 중요한 역할을 합니다. 정답.
  • 인지질 (③): 세포막의 주성분으로, 세포 구조 형성에 중요하지만 물질대사나 소화 과정에는 관여하지 않습니다. 오답.
  • 셀룰로스 (④): 식물의 세포벽을 이루는 다당류로, 인간은 이를 소화하지 못합니다. 물질대사와는 직접 관련이 없습니다. 오답.
결론
문제에서 설명한 소화, 흡수와 물질대사에 관여하는 물질은 효소입니다.

17번 문제

정답: ① A

문제

그림은 DNA에서 RNA가 전사되는 과정을 나타낸 것이다. ①에 해당하는 염기는 무엇인가?

(단, 돌연변이는 없다.)

보기:

  • ① A
  • ② T
  • ③ G
  • ④ C

문제 풀이

문제 분석
DNA에서 RNA로 전사되는 과정은 염기쌍의 상보적 결합에 따라 이루어집니다.
DNA의 염기서열은 RNA 서열로 전사될 때 상보적인 염기로 치환됩니다.
상보적 염기쌍 규칙 (DNA → RNA 전사 과정)
DNA의 염기 RNA의 염기
A (아데닌) U (우라실)
T (티민) A (아데닌)
G (구아닌) C (사이토신)
C (사이토신) G (구아닌)

RNA에는 티민(T) 대신 우라실(U)이 존재합니다.

그림 분석
DNA 서열에서 질문이 제시된 염기는 T (티민)입니다.
전사된 RNA에서 티민(T)은 아데닌(A)으로 변환됩니다.
정답 도출
  • ① A: DNA의 티민(T)이 RNA로 전사된 결과입니다. 정답.
  • ② T: RNA에는 존재하지 않으므로 오답.
  • ③ G: 주어진 자리와 상관없으므로 오답.
  • ④ C: 주어진 자리와 상관없으므로 오답.
결론
따라서 정답은 ① A입니다.

18번 문제

정답: ① 삼투

문제

세포막을 경계로 세포 안팎에 농도가 다른 용액이 있을 때, 물 분자가 세포막을 통해 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 현상은?

보기:

  • ① 삼투
  • ② 호흡
  • ③ 광합성
  • ④ 이화 작용

문제 풀이

문제 분석
문제는 물 분자가 세포막을 통해 이동하는 현상, 즉 물질 이동 방식 중 삼투 현상에 관한 것입니다.
주어진 조건을 분석하면, 물 분자가 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하고 있음을 알 수 있습니다. 이는 삼투 현상의 특징입니다.
각 보기의 개념 분석
  • 삼투 (①): 삼투란 물 분자가 반투과성 막을 통해 이동하는 현상입니다.
    물은 항상 농도가 낮은 쪽(용질 농도가 낮은 쪽)에서 농도가 높은 쪽(용질 농도가 높은 쪽)으로 이동하여 농도를 평형 상태로 만듭니다.
    이는 문제에서 설명된 상황과 정확히 일치합니다.
  • 호흡 (②): 세포 호흡은 영양소(포도당)와 산소를 이용하여 에너지를 생성하는 과정입니다. 물 분자의 이동과는 무관합니다. 오답.
  • 광합성 (③): 식물이 빛 에너지를 이용하여 이산화탄소와 물로부터 포도당과 산소를 생성하는 과정입니다. 물의 삼투 이동과는 관계가 없습니다. 오답.
  • 이화 작용 (④): 세포 내 물질을 분해하여 에너지를 방출하는 대사 과정입니다. 삼투 현상과는 관련이 없습니다. 오답.
결론
물 분자가 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 현상은 삼투입니다.

19번 문제

정답: ④ 종 다양성

문제

다음 설명에 해당하는 것은?

  • 일정 지역에 서식하는 생물종의 다양한 정도이다.
  • 서식하는 생물종이 많고 그 분포가 고르게 나타날수록 높다.

보기:

  • ① 개체
  • ② 군집
  • ③ 개체군
  • ④ 종 다양성

문제 풀이

문제 분석
문제는 생물종의 다양성과 분포의 균일성을 나타내는 생태학적 개념을 묻고 있습니다.
보기의 개념 분석
  • ① 개체: 하나의 독립된 생물체를 의미합니다. 생물종의 다양한 정도와는 관련이 없습니다. 오답.
  • ② 군집: 일정 지역에 서식하는 여러 종의 생물 집단 전체를 의미합니다. 군집은 생물종의 종류와 관련되지만, "다양성" 자체를 강조하지는 않습니다. 오답.
  • ③ 개체군: 같은 종에 속하는 개체들이 한 지역에 모여 형성한 집단을 의미합니다. 특정 종에 국한되므로, 생물종의 다양성과는 관련이 없습니다. 오답.
  • ④ 종 다양성: 일정 지역에 서식하는 생물종의 다양한 정도를 의미합니다. 생물종의 수가 많고 분포가 균등할수록 종 다양성이 높아집니다. 문제에서 주어진 설명과 정확히 일치합니다. 정답.
결론
따라서 정답은 ④ 종 다양성입니다.

20번 문제

정답: ④ ㄴ, ㄷ

문제

화산 활동과 관련된 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은?

보기:

  • ㄱ. 화산 활동은 태양 에너지에 의해 일어난다.
  • ㄴ. 대규모의 화산 폭발은 주변의 지형을 변화시킨다.
  • ㄷ. 화산 활동은 온천, 지열 발전 등과 같이 이롭게 활용되기도 한다.

선택지:

  • ① ㄱ
  • ② ㄷ
  • ③ ㄱ, ㄴ
  • ④ ㄴ, ㄷ

문제 풀이

화산 활동의 원인과 영향
  • 화산 활동의 원인: 화산 활동은 지구 내부의 지열 에너지(맨틀 내 열과 압력)로 인해 발생합니다. 태양 에너지와는 무관합니다.
  • 화산 폭발과 지형 변화: 대규모 화산 폭발은 용암 분출, 화산재, 화산암 형성 등을 통해 산맥, 섬, 칼데라 등 주변 지형을 크게 변화시킵니다. 이는 지구 환경에 직접적인 영향을 미칩니다.
  • 화산 활동의 이로운 활용: 화산 활동으로 형성된 온천, 지열 발전 등은 에너지 자원으로 활용됩니다. 지열 발전은 화산 지역의 지열을 이용하여 전기를 생산하는 친환경 에너지 방식입니다.
보기 분석
  • ㄱ. 화산 활동은 태양 에너지에 의해 일어난다: 화산 활동은 지구 내부의 열에 의해 발생하므로 잘못된 설명입니다. 틀림.
  • ㄴ. 대규모의 화산 폭발은 주변의 지형을 변화시킨다: 화산 폭발로 인해 산, 섬, 칼데라 등이 형성되며 지형이 변합니다. 옳음.
  • ㄷ. 화산 활동은 온천, 지열 발전 등과 같이 이롭게 활용되기도 한다: 화산 활동으로 온천과 지열 발전 같은 자원이 제공됩니다. 옳음.
결론
옳은 설명은 이므로 정답은 ④ ㄴ, ㄷ입니다.

21번 문제

정답: ① 산소

문제

다음은 규산염 사면체에 대한 설명이다. 에 해당하는 것은?

설명:

규산염 광물을 구성하는 기본 구조는 규소 원자 1개와 원자 4개가 공유 결합을 이룬 사면체이다.

보기:

  • ① 산소
  • ② 질소
  • ③ 탄소
  • ④ 마그네슘

문제 풀이

문제 분석
규산염 광물은 지구의 암석권을 구성하는 주요 광물입니다.
문제는 규산염 광물의 기본 단위인 규산염 사면체의 구조를 묻고 있습니다.
규산염 사면체의 구조
  • 구성 원소: 규산염 사면체는 규소(Si) 원자 1개를 중심으로 하고, 이를 둘러싼 산소(O) 원자 4개가 정사면체 형태로 배열되어 있습니다.
  • 결합: 규소 원자는 산소 원자 4개와 공유 결합을 형성합니다.
  • 이 구조는 규산염 광물의 기본 단위로, 다양한 광물에서 조합 방식에 따라 사슬형, 판상형, 망상형 구조를 이룹니다.
보기 분석
  • ① 산소: 규산염 사면체에서 규소와 공유 결합을 형성하는 원소는 산소입니다. 정답.
  • ② 질소: 질소는 규산염 광물과 관련이 없습니다. 오답.
  • ③ 탄소: 탄소는 유기 화합물의 주요 원소이며, 규산염 사면체와 무관합니다. 오답.
  • ④ 마그네슘: 마그네슘은 일부 규산염 광물(예: 감람석)의 성분이 될 수 있지만, 규산염 사면체를 구성하지는 않습니다. 오답.
결론
따라서 정답은 ① 산소입니다.

22번 문제

정답: ② B

문제

그림은 지구 시스템을 이루는 각 권의 상호 작용을 나타낸 것이다. 해저 지진 활동으로 인해 지진 해일이 발생하는 것에 해당하는 상호 작용은?

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

문제 분석
해저 지진은 지구의 지권에서 발생하는 활동입니다. 이 지진 활동으로 인해 수권에 영향을 미쳐 해수의 움직임(지진 해일)이 발생합니다.
따라서 문제는 지권수권 간의 상호 작용을 묻고 있습니다.
각 권의 역할과 상호작용
  • 지권: 지구 내부와 표면의 암석, 화산, 지진 등을 포함. 해저 지진 활동은 지권에서 발생합니다.
  • 수권: 바다, 강, 호수 등 물이 포함된 영역. 지진 해일은 수권에서 나타나는 현상입니다.
  • 생물권: 생물이 서식하는 영역으로, 생명 활동이 일어나는 공간.
  • 기권: 대기의 층으로, 날씨와 기후와 관련.
보기 분석
  • A (기권 ↔ 지권): 지권의 화산 활동이 기권에 영향을 미치는 경우(예: 화산재로 인한 기후 변화). 해저 지진과 지진 해일과는 관련 없음. 오답.
  • B (지권 ↔ 수권): 지권의 해저 지진 활동이 수권에 영향을 미쳐 지진 해일이 발생합니다. 문제와 정확히 일치. 정답.
  • C (수권 ↔ 기권): 수권과 대기의 상호작용(예: 해수면 증발로 인해 구름이 형성되는 과정). 해저 지진으로 인한 지진 해일과는 무관함. 오답.
  • D (생물권 ↔ 기권): 생물 활동이 대기에 영향을 미치는 경우(예: 식물의 광합성이 대기의 산소 농도에 미치는 영향). 해저 지진과는 관련 없음. 오답.
결론
해저 지진 활동으로 인해 지진 해일이 발생하는 상호 작용은 ② B입니다.

23번 문제

정답: ④ 지구 온난화

문제

다음 설명에 해당하는 현상은?

화석 연료 등의 사용으로 온실 기체의 농도가 크게 증가하여 지구의 평균 기온이 상승하는 현상이다.

보기:

  • ① 황사
  • ② 사막화
  • ③ 엘니뇨
  • ④ 지구 온난화

문제 풀이

문제 분석
설명에서 화석 연료 사용, 온실 기체 증가, 지구 평균 기온 상승 등의 키워드가 나타납니다. 이는 지구 환경에 영향을 미치는 지구 온난화 현상과 관련이 있습니다.
각 보기의 특징
  • 황사 (①): 황사는 중국과 몽골의 사막 지대에서 발생한 미세먼지와 모래가 바람을 타고 이동해 대기 중에 떠다니는 현상입니다. 화석 연료 사용이나 온실 기체와는 관련이 없습니다. 오답.
  • 사막화 (②): 사막화는 기후 변화, 인간 활동(산림 파괴, 과도한 농경 등)으로 인해 토지가 황폐화되는 현상입니다. 지구 온난화가 사막화를 촉진할 수 있지만, 문제 설명과 직접적으로 일치하지 않습니다. 오답.
  • 엘니뇨 (③): 엘니뇨는 태평양 적도 지역의 해수 온도가 상승하면서 전 세계적으로 이상 기후를 유발하는 현상입니다. 온실 기체 증가와는 관련이 없습니다. 오답.
  • 지구 온난화 (④): 지구 온난화는 화석 연료 사용으로 인해 온실 기체(이산화탄소, 메탄 등)의 농도가 증가하고, 이로 인해 지구의 평균 기온이 상승하는 현상입니다. 문제에서 설명한 "온실 기체 증가""지구 평균 기온 상승"과 정확히 일치합니다. 정답.
결론
따라서 정답은 ④ 지구 온난화입니다.

24번 문제

정답: ③ C

문제

그림은 판의 이동과 맨틀 대류를 나타낸 것이다. A∼D 중 발산형 경계에 해당하는 것은?

보기:

  • ① A
  • ② B
  • ③ C
  • ④ D

문제 풀이

발산형 경계의 정의
발산형 경계는 판과 판이 서로 멀어지는 경계입니다.
맨틀 대류의 상승 기류에 의해 판이 벌어지며 새로운 해양 지각이 형성됩니다.
대표적인 예는 해령(중앙 해령)으로, 바다 한가운데에서 판이 벌어지는 현상이 관찰됩니다.
그림의 각 위치 분석
  • A (수렴형 경계): 판이 서로 충돌하면서 대륙판이 융기하거나, 해양판이 섭입하는 형태입니다. 이는 수렴형 경계에 해당하며, 발산형 경계와 반대입니다. 오답.
  • B (맨틀 대류 상승 지역): 맨틀 대류가 상승하며 열에너지가 전달되는 부분이지만, 발산형 경계에서 판이 벌어지는 구체적인 위치는 아닙니다. 오답.
  • C (발산형 경계): 판이 벌어지면서 새로운 해양판이 형성되는 부분으로, 발산형 경계의 특징에 해당합니다. 정답.
  • D (수렴형 경계): 한 판이 다른 판 아래로 섭입하면서 대륙판과 해양판이 충돌하는 형태입니다. 이는 수렴형 경계로, 발산형 경계와는 관련이 없습니다. 오답.
결론
발산형 경계에 해당하는 위치는 ③ C입니다.

25번 문제

정답: ① 공룡

문제

그림은 지질 시대 동안 생물 과의 수 변화와 대멸종 시기를 나타낸 것이다. A에서 멸종한 생물은?

보기:

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

문제 풀이

문제 분석
문제는 A 지점에서 멸종한 생물이 무엇인지 묻고 있습니다.
A 지점은 중생대 말(약 6,600만 년 전) 대멸종 시기로, 이 시기에는 공룡을 포함한 많은 생물종이 멸종했습니다.
각 보기의 분석
  • ① 공룡: 공룡은 중생대(약 2억 5,200만 년 전 ~ 약 6,600만 년 전) 동안 번성했으며, A 지점인 중생대 말 대멸종(백악기-팔레오기 경계) 때 멸종했습니다. 정답.
  • ② 매머드: 매머드는 신생대 말기, 약 4,000년 전까지 존재했으며, 빙하기가 끝날 무렵 멸종했습니다. A 지점과 관련이 없습니다. 오답.
  • ③ 삼엽충: 삼엽충은 고생대(약 5억 4,100만 년 전 ~ 약 2억 5,200만 년 전)에 번성했으며, 고생대 말(페름기 대멸종) 시기에 멸종했습니다. A 지점보다 훨씬 이전에 멸종했습니다. 오답.
  • ④ 화폐석: 화폐석은 신생대에 번성한 고생물로, 현재까지도 일부 관련 종이 존재합니다. A 지점과 관련이 없습니다. 오답.
결론
A 지점에서 멸종한 생물은 중생대 말 대멸종에 해당하는 공룡입니다.

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