과학탐구 영역 물 리Ⅰ
1. ② 2. ③ 3. ③ 4. ⑤ 5. ④ 6. ⑤ 7. ① 8. ② 9. ④ 10. ④ 11. ② 12. ① 13. ④ 14. ③ 15. ② 16. ③ 17. ⑤ 18. ① 19. ⑤ 20. ④
1. 위치-시간 그래프 분석 정답 ② ㄱ. 0～2초 사이에 접선의 기울기가 계속 감소하므로 속력
은 감소하였다.
ㄴ. 0～10초 사이에 이동한 거리는 12m까지 갔다가 6m 정 도 왕복하고 처음 위치로 되돌아왔으므로 30m 정도이다.
ㄷ. 2초 때 기울기(=속도)는 (+)이고, 8초 때 기울기는 (-) 이므로 2초와 8초 때 운동 방향은 반대이다.
2. 속도-시간 그래프 분석 정답 ③ ㄱ. 0초부터 4초까지 철수의 속도-시간 그래프의 기울기가
일정하므로 철수의 가속도는 일정하였다.
ㄴ. 0초부터 8초까지 영희의 속도가 0에서 4m/s까지 일정 하게 증가했으므로 평균 속력은 중간값인 2m/s이다.
ㄷ. 6초 동안 이동 거리는 철수가 8m+16m=24m이고 영희 가 16m인데 0초 때 영희가 10m 앞서 있었으므로 철수 가 영희를 추월하지 못한다.
3. 물체에 작용하는 힘 비교 정답 ③ ㄱ. 철봉이 영희를 당기는 힘의 크기는 영희가 철봉을 당기 는 힘인
와 같고, 철수가 역기를 떠받치는 힘은 역기 의 무게와 같은
이다. 따라서 두 힘은 크기가 같다.ㄴ. 지면이 영희를 떠받치는 힘은 영희의 무게에서
를 뺀 값과 같고, 지면이 철수를 떠받치는 힘은 철수의 무 게에
를 더한 값과 같다. 따라서 지면이 철수를 떠받 치는 힘이 2
만큼 크다.ㄷ. 지면이 철수를 떠받치는 힘의 반작용은 철수가 지면을 누르는 힘이고, 역기가 철수를 누르는 힘의 반작용은 철 수가 역기를 들어 올리는 힘이다.
4. 두 물체의 충돌과 운동량 보존 정답 ⑤ ㄱ. (가)와 (나)에서 충돌 전 운동량이 같으므로 충돌 후 운 동량도 같다. 그런데 (가)에서는 충돌 후 A가 정지하므
로 B의 속도는이나 (나)에서는 충돌 후 두 물체가 모 두 운동하므로 D의 속도는 보다 작다.
ㄴ. 충돌하는 동안 A의 운동량 변화량(=충격량)은
이나 C의 운동량 변화량(=충격량)은 보다 작다.
따라서 충격량의 크기는 A가 C보다 크다.
ㄷ. 충돌 후 운동량의 합은 같지만 (나)의 경우 질량이 2 배이므로 운동 에너지(
)의 합은 (가)에서가 (나) 에서보다 크다.
5. 운동량 보존과 역학적 에너지 보존 정답 ④ 용수철이 팽창하면서 두 물체에 작용하는 힘의 크기 와 시간이 같으므로 두 물체의 운동량의 크기는 같다.
A의 질량이 B의
배이므로 분리 후 A의 속력은 B의 두 배인
이다. 분리 후 B가 경사면을 올라가는 동안 은 역학적 에너지가 보존되므로
이 고
이다.6. 마찰력이 작용할 때의 운동 분석 정답 ⑤ ㄱ. X 위에서 물체가 등속도 운동하므로 A에 작용하는 알 짜힘은 0이다. 이 때 A에 작용하는 마찰력과 B가 당기 는 힘인
가 힘의 평형을 이루므로 A 에 작용하는 마찰력의 크기는
이다.ㄴ. X 위에서 운동하는 동안, 실이 A 를 당기는 힘은
로 일정하고 속력도 일정하므로 실이 A를 당기는 힘의 일률(
)은 일정하다.ㄷ. 일-에너지 정리에 의하면 알짜힘이 한 일과 운동 에너 지 변화량은 같다. 따라서 Y 위에서 운동하는 동안, A 의 운동 에너지의 변화량은 A 에 작용하는 합력(=알짜 힘)이 한 일과 같다.
7. 옴의 법칙 정답 ①
스위치 S를 a에 연결하였을 때
의 저항값은 5Ω이 다. 스위치 S를 b에 연결하였을 때
의 저항값은 10 Ω이다. 즉,
:
이다.8. 비저항 정답 ②
∼
까지의 저항이
이고
에서
까지의 저 항이 2
이므로 A의 저항은
이고 B의 저항도
이 다. 두 저항의 단면적은 같으나 길이가 A가 3배 길므로 비저항은 B가 3배 크다.9. 전자기력 정답 ④ 코일이 받는 전자기력의 방향은 전류, 자기장의 방향 에 직각이다. 따라서 자기장의 방향이 반대가 되려면 전 류의 방향이 반대가 되거나 자기장의 방향이 반대가 되 어야 한다.(다)에서 N극과 S극의 위치를 바꾸면 자기장 의 방향이 반대가 된다. (라)에서 전원 장치에 연결된 집 게 a, b의 위치를 바꾸면 전류의 방향이 반대가 된다.
(마)에서 가변 저항의 저항값을 바꾸면 전류의 세기가 변하여 전자기력의 세기가 변하는 전자기력의 방향은 변하지 않는다.
10. 직선 전류에 의한 자기장 정답 ④ p점에서 자기장이 0이려면 X축 전류에 의한 자기장은 종이면에서 수직으로 나오는 방향이므로 Y축에서는 위로 전류가 흘러야하고 두 전선으로부터의 거리가 같으므로 두 전선에 흐르는 전류의 세기도 같아야 한다.
Y에 흐르는 전류의 방향을 반대로 하고 전류를 2배로 하 면 Y축 전류에 의한 자기장이 2배가 되므로 합성 자기장의 세기가 0이 되려면 Y축으로부터의 거리가 X축으로부터의 거리의 2배가 되어야 한다. 이런 점은 d밖에 없다. d점에서 X축 전류에 의한 자기장은 나오는 방향이고 Y축 전류에 의한 자기장은 들어가는 방향이다.
11. 전자기 유도 현상 정답 ② 도선에 유도 전류가 흐르려면 일단 도선 내부의 자속이 변해야 한다. 도선의 내부 면적은 일정하므로 도선 내부의 자기장이 변하야 한다. 이 때 유도 전류가 반시계 방향으로 흐르므로 종이면에서 수직으로 들어가는 방향의 자기장이 세어져야 한다. 이런 조건을 만족하는 그래프는 ②이다. ③ 번은 반시계 방향으로 흘렀다 시계 방향으로 흐른다. ④번 은 ∼ 초 사이에 시계 방향으로 유도 전류가 흐른다. 자 기장이 일정할 때는 유도 전류가 흐르지 않는다.
12. 종파의 진동 정답 ①
ㄱ.
축의 변위를 시간에 따라 주기적으로 변하지만
변위 는 변화가 없으므로 이 파동은 종파이다.ㄴ. 주기는 0.4s이고 진동수는 2.5Hz이다.
ㄷ. 진동수가 2.5Hz이고 파장이 0.2m이므로 전파 속력은 2.5Hz × 0.2m = 0.5m/s 이다.
13. 빛의 굴절 정답 ④
ㄱ. 공기에서 유리로 진행할 때 A와 B의 굴절각은 같으나 A의 입사각이 더 크므로 굴절률(
)은 A가 더 크 다. 또는 A가 B보다 더 많이 꺾였으므로 A의 굴절률이 B보다 크다.
ㄴ. 공기에서 유리로 빛이 진행할 때 굴절각이 작은 것으로
보아 빛의 속력이 유리에서 느려짐을 알 수 있다. 따라 서 C의 경우도 유리에서 속력이 느려진다. 단지 C의 입 사각이 0이어서 굴절각도 0인 것이다.
ㄷ. P에서 공기로 빛이 나올 때의 경로는 공기에서 유리로 입사할 때의 빛의 경로와 평행하다. 따라서 A와 B의 경 로 사이의 각은 θ이다.
14. 파동의 중첩 정답 ③
파동의 전파 속력이 1m/s로 같으므로 3초 동안 P는 오 른쪽으로 3m 이동하여 7m 지점까지 가고, Q는 왼쪽으로 3m 이동하여 3m 지점까지 간다. 두 파동이 3m에서 7m 지 점 사이에서 같은 위상으로 중첩되므로 이 사이의 진폭이 두 배로 증가하게 된다. 따라서 3초 뒤 ③과 같다.
15. 광전 효과 정답 ②
ㄱ. 그림 (나)에서 세 금속 중 두 금속에서만 광전자가 방출 되므로 단색광의 광자 한 개의 질량은 일함수가 제일 큰 6.26eV보다는 작음을 알 수 있다.
ㄴ. (나)에서 a 는 정지 전압이 가장 크므로 광전자의 최대 운동 에너지가 가장 크다. 따라서 일함수가 제일 작은 금속으로 실험한 것이므로 나트륨 금속판에 대해 측정 한 것이다.
ㄷ. (나)에서 c 는 일함수가 가장 큰 금속에 대해 측정한 것 으로 일함수(
)가 클수록 한계 진동수가 크다.16. 물체의 충돌과 운동 에너지 정답 ③
～
사이에 B는 A로부터 2
만큼 멀어지고 C는
만큼 가까워지므로 A가
만큼 이동할 때 B는
, C 는
이동한다. 따라서 B의 속력은
이 고 C의 속력은
이다.
때 B와 C의 위치가 같아져 충돌하는데
이후에는 두 물체와 A 사이의 거리 가 일정하므로 두 물체의 속력은 모두 A의 속력과 같은
가 된다. 두 물체 B와 C가 충돌하기 전후 운동량은 보존되 므로 C의 질량을
이라면
에서
와
값을 대입하면
이므로
이다. 즉, C의 질량은
이다. 따라서 이 때 두 물체의 운동 에너지의 합은
×
×
이다.17. 두 물체에 작용하는 힘과 운동 정답 ⑤ ㄱ. (가)에서 A와 B가 정지해 있으므로 A 와 B 의 질량은
같다.
ㄴ. (나)에서 A와 B가
의 힘에 의해 함께 운동하므로 가속도는
이고 등가속도 운동하므로 B가 만큼 내 려왔을 때 속력은
에서
이다. 따라 서 A 와 B 의 높이가 같아진 순간(=B가 h만큼 내려온 순간) A와 B의 속력은 모두 이다.
ㄷ. (나)에서 B에 작용하는 알짜힘은 아래 방향으로
인데 중력과
를 더한 힘(=
)에서 실 이 B를 당기는 힘을 뺀 값과 같다. 따라서 실이 B 를 당 기는 힘의 크기는
이다.18. 저항의 연결 정답 ①
스위치 S1만 닫으면 R과 아래 6Ω의 저항으로 전류가 흐 르고 위 6Ω과 중간 3Ω의 저항으로도 전류가 흐르는데 6 Ω에 흐르는 전류가 3A라고 했으므로 6Ω사이의 전압은 18V이고 이는 전원의 전압과 같다. 즉, 전원의 전압은 18V 이다. 스위치 S2만 닫으면 전류가 R를 거쳐 오른쪽 세 저항 으로 흐르는데 위 6Ω에 흐르는 전류가 1A라고 했으므로 오른쪽 세 저항에 걸리는 전압은 모두 6V이다. 따라서 3Ω 에 흐르는 전류는 2A, 아래 6Ω 흐르는 전류는 1A이고 R에 흐르는 전류는 4A가 된다. 그리고 R에 걸리는 전압이 18V-6V= 12V이므로 R의 저항은 3Ω이다. 스위치 S1만 닫 으면 R과 아래 6Ω 사이의 전압이 18V이고 R의 저항이 3Ω 이므로 전류는 2A가 흐르므로 소비전력은
12W이다.19. 편광 정답 ⑤
ㄱ. (가)에서 편광판을 회전시켜도 편광판을 통과한 빛의 세기가 변하지 않으므로 광원의 빛은 편광되지 않았음 을 알 수 있다.
ㄴ. 광학 기구를 지나 B, C 로 향하는 빛이 편광판을 통과 하면서 90° 회전할 때마다 세기가 달라지므로 이미 편광 되어 있는데 두 빛의 최대값과 최소값이 반대이므로 서 로 90° 방향으로 편광되어 있음을 알 수 있다.
ㄷ. 빛의 편광 현상은 빛이 횡파임을 나타내는 증거이다.
20. 물질파의 회절 정답 ④
ㄱ. (나)에서 회절의 정도를 보면 v1일 때가 v2일 때보 다 적게 회절되었다. 회절은 파장이 짧을수록 덜 일어 나므로 물질파의 파장은 전자의 속력이 v1인 경우가
v2인 경우보다 짧다.
ㄴ. 물질파 파장은
λ =
hmv 로 속력이 빠를수록 짧다.
ㄷ.
를 크게 하면 회절이 덜 일어나므로Δ x
는 감소한다.화 학Ⅰ
1. ① 2. ④ 3. ① 4. ② 5. ③ 6. ① 7. ② 8. ⑤ 9. ③ 10. ⑤ 11. ④ 12. ⑤ 13. ① 14. ③ 15. ② 16. ⑤ 17. ④ 18. ④ 19. ④ 20. ③
1. 물의 특성 정답 ①
ㄱ. (나)에서 물방울이 둥그런 모양인 것은 물의 표면 장력 이 크기 때문이다. 이는 결합 B가 크기 때문이다.
ㄴ. 질량이 같을 때 얼음이 물보다 부피가 크므로 (가)에서 (나)로 변할 때 부피는 감소한다.
ㄷ. 얼음에서 물로 될 때는 수소 결합수가 감소하므로 (가) 에서 (나)로 변할 때는 분자 한 개 당 결합 B의 개수는 감 소한다.
2. 광화학 스모그의 생성 정답 ④
① 대기 중에서 NO는 공기 중의 산소와 반응하여 쉽게 NO2
로 변한다.
②, ④ 광화학 스모그는 대기 중의 오존과 탄화수소가 반응 하여 생성되는데, 오존의 생성에는 햇빛이 필요하므로 광 화학 스모그는 한 낮에 가장 심하고, 탄화수소의 발생량 을 줄이면 스모그를 감소시킬 수 있다.
③ NO2가 햇빛에 의해 분해되면 산소 원자(O)가 생성되므 로 산소 원자의 발생량은 NO2의 양과 관계가 있다.
3. 산소 기체의 성질과 제법 정답 ① ㄱ. 과산화수소가 분해되면 산소가 발생한다. 실험에서 요오 드화칼륨은 과산화수소의 분해의 촉매로 사용되었다.
ㄴ. 실험으로는 산소 기체와 공기와의 밀도를 비교할 수 없다.
ㄷ. 수상 치환으로 산소 기체를 포집하였으므로 산소 기체는 물에 잘 녹지 않는다.
4. 세제의 특성 정답 ②
ㄱ. (가)에서 용액이 뿌옇게 흐려질 때는 Ca(OH)2(aq) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(l)의 반응이 일어나며, 용액이 다시 맑아질 때는 CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)→
Ca(HCO3)2(aq)의 반응이 일어난다. Ca(HCO3)2이 포함된 용액은 일시적 센물로 (가)에서 용액은 단물로 변하지 않 는다.
ㄴ. 합성 세제는 센물과 반응하여 앙금을 생성하지 않으므로 (다)의 시험관 A에서는 앙금이 생성되지 않는다.
ㄷ. 일시적 센물을 끓이면 단물로 변하므로 (다)에서 시험관 B는 C보다 거품이 적게 발생한다.
5. 기체의 성질 정답 ③
ㄱ. 헬륨의 압력은 (가)에서 1.5기압(=114cmHg)이고, (나)에 서는 1.0기압이므로 (나)에서 헬륨의 부피는 60mL이다.
ㄴ. (가)와 (나)에서 헬륨의 온도는 같으므로 헬륨의 평균 운 동 속도는 (가)=(나)이다.
ㄷ. (나)에서 헬륨의 압력은 1기압이므로 콕을 열어도 측정 관 속의 압력은 1기압이 되므로 수은의 높이는 변하지 않 는다.
6. 수소 저장 합금 정답 ① 연료 전지는 수소와 산소를 산화 환원 반응을 이용하는 전지이다. 여러 장점을 가진 연료 전지의 활용도가 낮은 이유는 수소를 안전하고, 효율적으로 보관하기가 어렵기 때문이다. 이런 문제점을 해결하기 위한 합금이 수소 저 장 합금이다.
7. 금속의 특성 정답 ②
ㄴ. (-) 전하를 띤 자유 전자가 이동하는 쪽인 (가)는 (+)극 이며, 금속을 이루는 금속 양이온은 이동하지 않는다.
ㄷ. (나)는 힘을 가해도 금속 양이온과 자유 전자 사이의 인 력이 유지되어 금속이 깨지지 않는 것을 설명하는 모형 으로 이를 통해 금속의 연성과 전성을 설명할 수 있다.
8. 물질의 검출 정답 ⑤
석회석과 묽은 염산이 반응하면 이산화탄소가 발생한다.
CaCO3(s) +2HCl(aq) → CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) ㄱ. CO2는 산성 기체로 염기성 용액인 수산화나트륨 용액에
잘 녹으므로 (나)에서 페트병 속의 압력이 작아져서 페트병 이 찌그러든다.
ㄴ. 용액 A는 CaCl2용액으로 용액 중에 Cl-이 있으므로 질산 은 용액을 넣으면 흰색 앙금인 AgCl이 생성된다.
ㄷ. 용액 B는 Na2CO3용액으로 용액 A를 넣으면 흰색 앙금인 CaCO3가 생성된다.
9. 알코올의 성질 정답 ③
ㄱ. 메탄올이 산화되어 생성된 A는 포름알데히드(HCHO)이 다. 포름알데히드가 펠링 반응을 하면 산화되어 포름산 (HCOOH)이 된다.
ㄴ. 포름알데히드가 은거울 반응을 하여 생성된 카르복시산 B는 포름산(HCOOH)이다. 포름산은 포르밀기(-CHO)를 가지므로 은거울 반응을 할 수 있다.
ㄷ. (가)에서 메탄올이 산화되고, 구리선의 달구어진 부분은 환원된다.
10. 비누화 반응 정답 ⑤
ㄱ. 비눗물 중에는 Na+가 포함되어 있으므로 비눗물의 불꽃 반응색은 노란색이다.
ㄴ. 탄소수가 많은 세틸알코올은 물에 잘 녹지 않는다.
ㄷ. 지방산염인 비누는 약한 염기성 물질로 비누로 머리를 감아 거칠어졌을 때 식초를 첨가한 물로 헹구면 중화되어 머릿결이 부드러워진다.
11. 중화 반응과 앙금 생성 반응 정답 ④ ㄱ. (나)에서는 MgCl2과 Na2CO3가 반응하여 MgCO3앙금이 생성된다. Mg2+이온이 하나 감소하는 대신 Na+이온이 2 개 생성되므로 용액의 전체 이온수는 A<B이다.
ㄴ. (다)에서는 MgCO3과 아세트산이 반응하여 CO2기체가 발생한다. CO2는 온실 기체의 한 종류이다.
ㄷ. 주전자에 생긴 관석의 주성분은 염기성 물질인 CaCO3, MgCO3으로 산인 아세트산으로 제거할 수 있다.
12. 탄화수소 유도체 정답 ⑤
ㄱ. 각 에스테르의 분자식은 C4H8O로 모두 같다.
ㄴ. 에스테르를 가수 분해하면 CH3COOH, CH3CH2OH, HCOOH, CH3CH2CH2OH, CH3CH(OH)CH3의 다섯 가지 화합물이 생성된다.
ㄷ. 생성된 화합물은 모두 히드록시기(-OH), 또는 카르복시 기(-COOH)를 가지므로 나트륨과 반응하여 모두 수소 기 체를 발생한다.
13. 고분자 화합물의 분류 정답 ① (가)는 첨가 중합체이고, (나)와 (다)는 축합 중합체이며, (나)의 단위체는 H2N-CH(CH3)-COOH 한 종류이며, (다) 의 단위체는 두 종류이다.
14. 할로겐의 반응성 정답 ③ ㄱ. (가)에서는 Cl2+ 2X-→ 2Cl-+ X2의 반응이 일어난다.
그러므로 (가)에서 X 이온은 산화된다.
ㄴ. (나)에서는 X2 +2Y-→ 2X-+ Y2의 반응이 일어난다. 그 러므로 (나)에서 Y 이온은 산화된다.
ㄷ. 전자를 얻어 음이온으로 환원되는 성질의 크기가 클수록 반응성이 큰 할로겐이므로 반응성의 크기는 Cl2>X2>Y2
이다.
15. 앙금 생성 반응 정답 ② ㄱ. ○와 ■는 반응 전과 후 용액 속에 그대로 남아있으므로 구 경꾼 이온이고, ●와 □는 반응하여 앙금을 생성한 알짜 이온 이다.
ㄴ. ●와 □는 1 : 1의 개수비로 반응하였고, 반응 전 ■와 □의 개수비가 1 : 1이므로 ●의 전하량은 ■와 같다.
ㄷ. ●와 □는 1 : 1의 개수비로 반응하였으므로 앙금에서 양이 온과 음이온의 수는 같다.
16. 탄소 화합물의 성질 정답 ⑤ ㄱ. 탄소수가 많을수록 알코올과 알칸은 모두 끓는점이 높아
지므로 분자 간 인력이 증가한다.
ㄴ. 1가 알코올은 모두 산소수가 1개이므로 1가 알코올에서 탄 소수가 증가할수록 산소가 차지하는 질량비는 감소한다.
ㄷ. (나)에서 알칸은 탄소 원자수가 증가할수록 알칸 1g당 완 전 연소에 필요한 산소량이 감소한다.
17. 의약품 정답 ④
① 아스피린은 에스테르 결합을 가지므로 가수 분해된다.
② 페니실린은 펩티드 결합(-CO-NH-)을 가지고 있다.
③ 세 가지 의약품 모두 히드록시기(-OH)와 카르복시기 (-COOH)를 가지므로 에스테르 결합을 만들 수 있다.
④ 아스피린과 4-헥실레조시놀에 있는 벤젠고리는 브롬수 첨가 반응을 하지 않는다.
⑤ 4-헥실레조시놀은 페놀기를 가지므로 염화철(Ⅲ) 수용 액과 정색 반응을 한다.
18. 금속의 반응성 정답 ④
B, C, D와 묽은 염산과의 반응과 B와 A 이온의 반응으로 부터 금속의 반응성이 B, C>D 와 B>A인 것을 알 수 있다.
그러므로 A와 D, B와 C, A와 C와의 반응성의 크기를 비교할 수 있는 ㄱ, ㄴ, ㄹ의 실험이 필요하다.
19. 기체의 성질 정답 ④
ㄱ. 온도가 변하지 않으므로 (나)에서 헬륨 평균 운동 에너 지는 변하지 않는다.
ㄴ. (나)에서 헬륨의 부피는 커지고, 질소의 부피는 작아지므 로 헬륨의 밀도는 감소하고, 질소의 밀도는 커진다.
ㄷ. (다)에서 질소의 압력을 1기압으로 만들면 피스톤의 이 동에 의해 헬륨의 압력도 1기압이 되어 헬륨의 부피가 2L 가 되므로 질소의 부피도 2L가 된다.
20. 산과 염기의 중화 반응 정답 ③ ㄱ. 실험 Ⅰ에서 염산과 NaOH 수용액의 반응 부피비가 40 : 20 = 2 : 1이므로 실험 Ⅰ에서 단위 부피 당 이온수는 NaOH 수용액이 HCl의 2배이다.
ㄴ. 실험 Ⅰ과 Ⅱ 모두 염산과 NaOH 수용액의 반응 부피비 가 40 : 20 = 2 : 1인데, NaOH 수용액 중의 OH-의 수가 실험 Ⅰ이 실험 Ⅱ의 2배이므로 HCl의 단위 부피당 수소 이온수는 실험 Ⅰ이 실험 Ⅱ의 2배이다.
ㄷ. 염산과 NaOH 수용액의 농도가 실험 Ⅰ이 실험 Ⅱ의 2배 이고, 반응한 염산과 NaOH 수용액의 부피가 같으므로 중 화점에서 생성된 물의 양은 실험 Ⅰ이 Ⅱ의 2배이다.
생 물Ⅰ
1. ③ 2. ① 3. ④ 4. ③ 5. ① 6. ④ 7. ② 8. ② 9. ④ 10. ① 11. ⑤ 12. ② 13. ⑤ 14. ② 15. ④ 16. ③ 17. ⑤ 18. ③ 19. ⑤ 20. ③
1. 유문의 개폐 여부 정답 ③
ㄱ, ㄴ. B 내부가 pH 2일 때(산성)는 유문이 닫히고, pH 8일 때(염기성)에는 유문이 열리는 것으로 보아 유문의 상태 결정은 B에 주입한 용액의 pH 상태에 의해 결정된다.
ㄷ. C는 이자로, 이자에서 각종 소화 효소와 탄산수소나트륨 이 들어 있는 이자액이 B(십이지장)로 분비된다. 이중 탄 산수소나트륨은 위에서 넘어온 산성 음식물을 중화시켜 소장에서 소화 효소의 작용이 잘 이루어지도록 한다. 따 라서 탄산수소나트륨은 소장의 상태를 산성에서 염기성 으로 변화시키므로, 유문이 열리도록 영향을 준다.
2. 혈관의 구조와 특성 정답 ① ㄱ. 맥압은 최고 혈압과 최저 혈압의 차이를 의미하는 것으
로, 맥압은 동맥(C)에서 측정된다.
ㄴ. C가 A보다 근육층이 두꺼운 것으로 보아 A는 정맥, C 는 동맥임을 알 수 있다. 따라서 혈액의 흐름은 C → B
→ A로 흐른다.
ㄷ. 혈관의 총 단면적은 모세 혈관이 가장 넓다. 하지만 혈 압은 심장에서 멀어질수록 낮아지므로 동맥 ＞ 모세 혈 관 ＞ 정맥의 순으로 높다.
3. 단백질의 소화 효소 정답 ④ 단백질 소화 효소 X 또는 Y가 그림과 같이 폴리펩티드를 분해하면 문제의 디펩티드 또는 폴리펩티드를 생성한다.
b a c g e f d
X Y X
4. 백혈구와 정자의 특성 정답 ③ ㄱ, ㄴ. 백혈구와 정자는 구조적․기능적 단위인 세포로 구성 되어 있으며, 유전 물질과 자체 효소를 가지고 있어 물질
대사가 이루어진다.
ㄷ. 백혈구는 분열을 통해 증식이 가능하나, 정자는 감수 분 열이 완료된 세포이다.
5. Rh식 혈액과 적아 세포증 정답 ① ㄱ. (가)에서 항B혈청에만 응집하므로, 이 여성은 Rh- B형 임을 알 수 있다. 따라서 응집원 B와 응집소를 갖는다.
ㄴ. Rh 응집소는 크기가 작아 임신 중에 모체에서 태반을 통해 태아로 전달될 수 있다. 하지만 Rh 응집원은 태반 을 통과할 수 없다.
ㄷ. Rh+형인 아버지와 Rh-형인 어머니 사이에서 Rh+형인 아이를 출산할 때에 태아 혈액의 일부가 태반을 통해 모 체의 혈액으로 들어오게 됨으로써, 어머니의 체내에 Rh 응집소가 생성된다. 이 여성은 수혈 받은 경험이 없으므 로 첫째 아이를 임신하고 나서 Rh 응집소를 가지게 된다.
6. 호흡량의 조절 정답 ④
철수가 세운 ‘흡기의 CO2함량을 증가시켰을 때 호흡량이 증가하는 것은 혈액 내 CO2함량이 증가하였기 때문이다.’
라는 가설의 진위 여부를 검증하기 위해서는 우선, 흡기를 통해 들어온 CO2가 혈액 내의 CO2함량을 증가시키는지 확 인을 해야 한다. 그런 후 혈액 내 CO2함량이 증가하였을 때 호흡량이 증가하는지 실험을 통해 알아보아야 한다.
7. 오줌의 생성 정답 ②
ㄱ. 지점 A에 있는 혈액에도 포도당이 존재한다.
ㄴ. 세뇨관에서 모세 혈관으로 많은 물이 재흡수됨에 따라 요소 농도는 지점 A가 지점 B보다 높다.
ㄷ. 시간당 생성되는 오줌량은 사구체에서 보먼 주머니로 여과된 원뇨의 양에서 재흡수량을 뺀 집합관을 통해 방 출되는 양이다.
8. 핵형 분석 정답 ②
ㄱ. 혈액에 가장 많이 들어 있는 혈구는 적혈구이다.
ㄴ. 메탄올은 백혈구(A)를 고정할 때 사용된다.
ㄷ. 핵형 분석을 통해 염색체의 수와 모양을 관찰할 수 있 다. 혈액형은 혈액의 응집 반응을 통해 알 수 있다.
9. 호흡 조절의 원리 정답 ④
A(기관)는 대기압, B(폐포)는 폐포압, C(흉강)는 흉강압
으로 볼 수 있다. 기체 교환은 압력 차이에 의한 확산에 의해 이루어지며, 호기시 흉강압은 대기압보다 낮다고 했으므로, B＞A＞C의 경우는 폐에서 외부로 공기가 나가게 된다. A＞
B＞C의 경우는 외부에서 폐로 공기가 들어오게 된다.
10. 내이의 구조와 기능 정답 ① ㄱ. A는 반고리관, C는 달팽이관으로, 둘 다 림프의 움직임
에 의해 감각모가 휘게 되어 신경 흥분을 감지한다.
ㄴ. B는 전정 기관으로, 중력 자극에 대하여 몸의 기울어짐 을 감각한다. 기압 변화에 민감하게 반응하는 것은 유스 타키오관이다.
ㄷ. C는 청세포와 청신경이 분포하는 코르티 기관이 있어 음파를 수용한다. 회전 감각은 반고리관이 담당한다.
11. 혈압과 혈장 삼투압에 따른 수분 조절 정답 ⑤
② 물을 많이 마시면 신장에서 물의 재흡수가 억제되어 많 은 양의 오줌이 생성된다.
③, ④ 혈압이 정상치보다 낮아지면 ADH 분비가 증가하여 물의 재흡수가 촉진되며, 이에 따라 오줌 생성량이 감소 한다. 반대로 혈압이 높아지면 ADH 분비가 감소하여 오 줌 생성량이 증가한다.
12. 자율 신경의 조절 정답 ② ㄱ. a는 교감 신경 말단에서 분비되는 노르아드레날린으로,
심장 박동을 촉진한다.
ㄴ. b는 부교감 신경 말단에서 분비되는 아세틸콜린으로, 동방 결절에서 활동 전위의 발생 빈도를 감소시켜 심장 박동을 억제한다.
ㄷ. 혈중 pH가 낮아지면 교감 신경이 흥분한다.
13. 혈당량 조절 정답 ⑤
ㄱ, ㄷ. 이 환자는 이자의 세포에 이상이 있어 인슐린이 거의 분비되지 않아 혈당량이 높은 상태이므로, 인슐린 을 투여하면 혈당량이 감소할 것이다.
ㄴ. 정상인의 경우 호르몬(인슐린)의 분비는 뇌하수체를 중 심으로 하는 음성 피드백에 의해 조절된다.
14. 흥분의 전달 정답 ②
화학 물질 처리 전에는 활동 전위의 빈도가 낮았지만, 화 학 물질을 처리하고 나서는 활동 전위의 빈도가 빈번해진 것
으로 보아 화학 물질은 시냅스 후 뉴런에서 활동 전위의 발 생 빈도를 증가시킨다는 것을 알 수 있다.
15. 염색체 이상 정답 ④
ㄱ. 이수성인 경우가 배수성인 경우보다 생존율이 높다.
ㄴ, ㄷ. 이수성 중 상염색체 수가 많은 경우보다 성 염색체 수가 많은 경우가 생존율이 높고, 성 염색체 수가 많은 경우가 적은 경우보다 생존율이 높다.
16. 가계도 분석 정답 ③
반성 유전이라면 정상인 부모에서 유전병을 갖는 딸(A)이 나올 수 없다. 이 유전병은 정상에 대해 열성 유전하며, 부모 는 모두 헤테로이다. C가 이 유전병에 대해 어머니와 같은 유전자형을 가질 확률은
이다.
17. 생태계의 평형 정답 ⑤
F는 초식 동물 C로부터 에너지를 얻는다. 먹이 그물이 다 소 복잡하므로, C가 사라지면 일시적으로 생태계의 평형이 깨질 것이다.
18. 단일 클론 항체 생성 정답 ③ 유방암에 대한 항체 생성 능력을 갖는 B 림프구와 반영구 적인 분열 능력을 가지고 있는 골수암 세포를 세포 융합시 켜, 이 두 세포의 장점을 갖는 단일 클론 항체를 만들고, 여 기에 항암제를 부착하면 유방암 치료에 사용이 가능하다.
19. 색맹 유전 정답 ⑤
A와 B는 이란성 쌍생아이다. 따라서 A와 B는 성이 같을 수 도 있고 다를 수도 있다. A와 B가 남성일 경우는 색맹이고, 여성일 경우는 보인자가 된다. A와 B가 모두 색맹일 경우는 색맹인 남자에 해당하므로 확률은 25%이다.
20. 성 염색체의 비분리 현상 정답 ③ ㄱ. B가 A보다 DNA량이 더 많다.
ㄴ. B가 C보다 염색체 수가 더 많다.
ㄷ. (가)의 정자와 정상인 난자가 수정되면 염색체 수가 다른 3종류(2n=44+XXX, 2n=44+X, 2n=44+XY)의 수정란이 만 들어진다.
지구과학Ⅰ
1. ⑤ 2. ② 3. ① 4. ① 5. ④ 6. ⑤ 7. ① 8. ③ 9. ④ 10. ④ 11. ⑤ 12. ③ 13. ① 14. ⑤ 15. ⑤ 16. ④ 17. ③ 18. ② 19. ③ 20. ②
1. 지구과학의 탐구 영역과 방법 정답 ⑤ ㄱ. 표층 수온의 변화와 해류의 분포 조사, 해양 환경의 변 화 연구 등은 주로 인공위성을 이용한 원격 탐사 기술을 활용하여 탐구한다.
ㄴ. 기상 관측 및 일기도 작성, 태풍의 진로와 강도 예측 등 은 공간적 규모가 크므로 주변의 여러 나라에서 관측한 자료를 이용한다.
ㄷ. 지하 자원의 개발을 위한 기초 자료를 얻기 위해 물리 탐사를 이용한 지하 구조를 탐사하거나 항공기를 이용하 여 중력을 탐사한다.
2. 지구 온난화 정답 ②
ㄱ, ㄴ. 지구의 평균 기온이 점차 높아짐에 따라 여름의 길 이가 길어지고 겨울의 길이가 짧아지고 있다. 또한, 겨울 의 길이가 점점 짧아짐에 따라 봄이 시작하는 시기가 빨 라지고 있다.
ㄷ. 시베리아 고기압은 우리 나라의 겨울철에 영향을 미친 다. 따라서 겨울의 길이가 점차 짧아지고 있으므로, 시베 리아 고기압의 영향은 약화되고 있다.
3. 대륙의 이동 정답 ①
ㄱ. 자료를 보면 알 수 있듯이, 한반도 남부는 시베리아보다 위도 변화가 컸다.
ㄴ. 중생대 말(약 7천 년 전)에 한반도 남부는 중위도에 위 치했다.
ㄷ. 한반도 남부가 30°N에 처음 위치했을 때는 약 2억 년 전으로, 중생대에 해당한다. 삼엽충은 고생대에 번성한 생물이다.
4. 화산의 형태 정답 ①
화산체 B가 화산체 A를 가르며 분출하였으므로, 화산체 A가 생성된 후 화산체 B가 생긴 것이다. 한편, 화산체 B는
화산체 A보다 경사가 급하므로, 점성이 큰 유문암질 용암에 의해 형성되었다.
5. 해수의 연직 수온 분포 정답 ④ ㄱ. 해저면의 수온은 10월에 가장 낮다.
ㄴ. 수온 약층은 수심이 깊어질수록 수온이 급격하게 낮아 지는 층으로, 겨울보다 표층 수온이 높은 여름에 더 강하 게 발달한다.
ㄷ. 표층과 해저면의 연간 수온 변화 경향은 서로 반대로 나 타난다.
6. 지구 환경의 상호 작용 정답 ⑤ ㄱ. 다량의 화산재가 분출하여 기후 변화를 일으키는 현상
은 암권이 대기권에 영향을 주는 것(A)이다.
ㄴ. 시베리아 기단이 황해를 지나면서 점차 불안정해지는 현상은 수권이 대기권에 영향을 주는 것(B)이다.
ㄷ. 바다에 용해된 물질이 침전되어 퇴적암이 만들어지는 현상은 수권이 암권에 영향을 주는 것(C)이다.
7. 태풍 정답 ①
ㄱ. 그림 (나)를 보면 알 수 있듯이, 태풍 위파는 온대 저기 압으로 변하면서 소멸하였다.
ㄴ. 태풍이 육지에 상륙하면 수증기의 공급이 중단되고 지 면의 마찰이 커지므로 세력이 급격하게 약해진다. 따라 서 중국 대륙에 상륙한 후 중심 기압은 높아졌다.
ㄷ. 태풍 진행 방향의 오른쪽 반원을 위험 반원이라 하고, 왼 쪽 반원을 안전 반원이라고 한다. 대만은 태풍 이동 경로 의 왼쪽 지역에 위치하므로 안전 반원에 속한다.
8. 온대 저기압 정답 ③
ㄱ. 온대 저기압의 위치로 보아 북한 지역에는 태풍에 수반 되었던 수증기가 강수로 내렸을 것이다.
ㄴ. 온대 저기압의 중심 기압은 등압선 분포로 보아 1004hPa이다.
ㄷ. 저기압 주변에서는 바람이 반시계 방향으로 중심을 향 해 불어 들어가므로, A 지역에서는 남풍 계열의 바람이 불었을 것이다.
9. 달의 관측 정답 ④
달의 위상으로 보아 관측된 달은 초승달이다. 초승달 은 저녁에 서쪽 하늘에서 관측되며, 이 때 공전 궤도에서
의 달의 위치는 달의 오른쪽에서 햇빛을 받아야 하므로 A이다.
10. 망원경의 성능 정답 ④
ㄱ. 배율은 대물 렌즈의 초점 거리를 접안 렌즈의 초점 거리 로 나누어 구할 수 있다. 따라서 망원경 A의 배율은 160 이고, 망원경 B의 배율은 200이다.
ㄴ. 집광력은 망원경이 빛을 모을 수 있는 능력으로 대물 렌 즈의 지름인 구경의 제곱에 비례한다. 따라서 대물 렌즈 의 구경은 A가 B보다 크므로, 집광력은 A가 B보다 크다.
ㄷ. (가)는 (나)보다 물체의 상이 크지만 어두우므로, 배율 이 높은 망원경 B로 관측한 것이다.
11. 대기권의 연직 분포 정답 ⑤ A는 파장이 짧은 자외선이고, B는 가시 광선, C는 파장이 긴 적외선이다.
① 대류권의 연직 온도 분포는 지구 복사 에너지(적외선)가 대류권에 흡수되어 나타난다.
② 성층권에서 높이 올라갈수록 기온이 높아지는 이유는 성 층권에 존재하는 오존이 태양 복사의 자외선을 흡수하기 때문이다.
③ 중간권에는 대기가 매우 희박하다.
④ 열권에서 전파 장애가 일어나는 원인은 전리층이 존재하 기 때문이다. 전리층은 X선, 자외선 등에 의해 전리된 이 온과 전자가 밀집된 층이다.
⑤ 온실 효과는 지구 대기가 태양 복사 에너지는 잘 통과시 키지만, 지표에서 방출되는 적외선을 흡수하였다가 지표 로 재방출하여 지구를 보온하는 효과이다.
12. 우주관의 변천 정답 ③
(가)는 티코 브라헤의 우주관이고, (나)는 천동설, (다)는 지동설의 모형이다.
보름달 모양에 가까운 금성의 위상은 금성이 태양의 반대 편에 위치할 수 있어야 한다. 천동설에서는 금성이 항상 태 양과 같은 방향에서 관측되므로 금성의 보름달 모양의 위상 을 설명할 수 없다. 한편, 별의 연주 시차를 설명할 수 있으 려면 지구가 공전해야 한다. 따라서 항성의 연주 시차를 설 명할 수 있는 우주관은 지동설이다.
13. 전 세계 주요 판의 경계 정답 ① ㄱ. A는 유라시아 대륙과 인도 대륙이 충돌하여 형성된 히
말라야 산맥(습곡 산맥)이다.
ㄴ. B는 태평양 판(해양판)이 필리핀 판(해양판) 아래로 섭
입하여 형성된 마리아나 해구이다. 해구에서는 지각이 소멸된다.
ㄷ. C는 새로운 해양 지각이 생성되는 해령이다. 따라서 지 각의 나이는 C에서 가장 적다.
14. 일기 속담 정답 ⑤
무지개는 대기 중의 물방울이 햇빛에 산란되어 나타나는 현상으로, 태양과 반대편 하늘에서 나타난다. 즉, 아침 무지 개는 서쪽에 나타나고, 저녁 무지개는 동쪽에 나타난다. 따 라서 우리 나라는 편서풍의 영향으로 대기가 서쪽에서 동쪽 으로 이동하므로, 아침 무지개는 서쪽으로부터 비가 올 확 률이 높다는 것을, 저녁 무지개는 비가 동쪽으로 물러가고 있음을 나타내는 것이다.
15. 태양계 행성의 특징 정답 ⑤ ㄱ. 금성은 자전 주기가 공전 주기보다 더 길며, 지구와 반
대 방향(동 → 서)으로 자전한다.
ㄴ. 화성의 양극에는 물과 이산화탄소가 얼어서 만들어진 극관이 존재하는데, 화성은 자전축이 약 25° 기울어져 있 어서 계절 변화가 나타나므로 계절에 따라 극관의 크기 가 변한다.
ㄷ. 토성의 고리는 토성의 적도면과 평행하지만 적도면은 공전 궤도면에 대해 약 26.7° 기울어져 있으므로, 토성이 공전함에 따라 지구에서 관측되는 고리의 모양은 조금씩 달라진다.
16. 지진 기록 정답 ④
ㄱ. 진도는 발생한 지진에 대한 사람의 느낌이나 주변의 물 체 또는 구조물의 흔들림 정도를 수치로 나타낸 것으로, 진원까지의 거리가 가까울수록 진도가 크다. 따라서 A 지점은 B 지점보다 진원까지의 거리가 가까우므로 진도 가 더 크다.
ㄴ. 규모는 지진이 발생할 때 방출되는 실제 에너지의 총량 을 나타낸 것으로, 거리에 관계없이 일정하다. 따라서 A 와 B 지점에서 규모는 같다.
ㄷ. P파가 도달한 후 S파가 도달할 때까지 걸리는 시간을 PS시라고 하는데, PS시는 진앙으로부터의 거리가 멀수 록 커진다. 따라서 P는 Q보다 PS시가 크므로, B 지점의 지진 기록임을 알 수 있다.
17. 일기 기호 정답 ③
① 일기 기호로 보아 (가)는 풍속이 5m/s이고, (나)는 풍속 이 7m/s이다. 따라서 두 지역의 풍속 차이는 2m/s이다.
② 한랭 전선이 통과하기 전에는 남서풍이 불고 대체로 맑 은 날씨가 나타나지만, 한랭 전선이 통과한 후에는 북서 풍이 불며 소나기가 내린다. 따라서 한랭 전선은 (나) → (다) 동안에 통과하였다.
③ 절대 습도는 1m3의 공기 속에 포함되어 있는 수증기량을 g수로 나타낸 것으로, 대기 중에 포함된 실제 수증기량이 많을수록 높다. 따라서 (가) → (나) 동안 이슬점이 감소 하였으므로, 절대 습도 역시 감소하였다.
④ (나) 지역의 기온이 13℃이므로 포화 수증기압은 15.0hPa 이고, 이슬점이 7℃이므로 현재 수증기압은 10.0hPa이다.
따라서 상대 습도는 약 67%이다.
⑤ (나) 지역의 해면 기압은 1007.0hPa이고, (다) 지역의 해 면 기압은 1011.0hPa이다. 따라서 두 지역의 해면 기압 차 이는 4hPa이다.
18. 표층 순환 정답 ②
페루 해류는 남아메리카 대륙의 서해안을 따라 고위도에 서 저위도로 흐르는 한류로, 챌린저 호의 항해에 도움을 준 해류가 아니다.
19. 태양의 관측 정답 ③
ㄱ. 저위도에서 고위도로 갈수록 하루 자전 각도가 감소하 므로 태양의 자전 속도는 저위도일수록 빠르다.
ㄴ. 태양의 위도 30°에서 하루 자전 각도는 약 13.7°이다. 따 라서 자전 주기는 360° ÷ 13.7° ≒ 26.3일이다.
ㄷ. 흑점 수의 주기가 시작될 때 흑점은 위도 35° 부근에서 나타나고, 주기 끝으로 갈수록 새로운 흑점이 적도 가까 이에서 나타난다. 따라서 흑점 수의 주기가 시작될 때 나 타난 흑점들의 평균 겉보기 이동 속도는 주기가 끝날 때 보다 느리다.
20. 수성의 관측 정답 ②
ㄱ. 해가 진 직후에 A에서 관측되는 수성은 내합 부근에 위치 할 때이다. 한편, B는 태양으로부터 가장 멀리 떨어져 보이 는 위치이므로 최대 이각에 위치할 때이다. 따라서 수성의 시직경은 지구에서 더 가까운 A에서가 B에서보다 크다.
ㄴ. B는 태양으로부터 가장 멀리 떨어져 보이며, 초저녁에 관측되므로 동방 최대 이각에 위치할 때이다.
ㄷ. 2월 22일경에 관측되는 금성(A)은 내합 부근에 위치하 므로 배경 별에 대해 동쪽에서 서쪽으로 이동하는 역행 운동을 한다.
ㄹ. 6월 28일경에 수성은 내합 부근에 위치하므로, 7월 말에 금성은 태양의 동쪽에 위치하게 된다. 따라서 7월 말에 금 성은 새벽에 관측할 수 있다.
물 리Ⅱ
1. ③ 2. ② 3. ② 4. ⑤ 5. ② 6. ① 7. ② 8. ⑤ 9. ⑤ 10. ④ 11. ④ 12. ④ 13. ③ 14. ① 15. ① 16. ③ 17. ① 18. ⑤ 19. ③ 20. ②
1. 속도와 가속도 정답 ③
ㄱ. 사슴의 운동 경로는 직선이므로 변위의 크기와 이동 거 리가 같다.
ㄴ. 0초부터 5초까지 표범의 이동 거리는 사슴의 2배이므 로 표범의 평균 속력이 사슴의 평균 속력보다 크다.
ㄷ. 표범의 운동 방향이 바뀌므로 등속도 운동이 아니다.
2. 만유 인력 정답 ②
ㄱ.
에서 A의 반지름이 B의
배이므로 A 의 만유 인력이 B의 4배이다.
ㄴ. 만유 인력이 구심력이므로
이다. 따 라서 물체의 운동 에너지는
이고 A
의 반지름이 B의
배이므로 A의 운동 에너지가 B의 2 배이다.
ㄷ.
이므로
∝
이다.
따라서 반지름이 큰 B의 주기가 A보다 크다.
3. 상대 속도 정답 ②
ㄱ, ㄴ. 철수가 보았을 때 공의 수평 속도는 자동차 속도와 크기가 같고 방향만 반대이므로 일정하다. 공의 연직 방 향의 속도는 계속 감소한다. 따라서 철수가 보았을 때 공은 비스듬히 던져 올린 물체의 운동처럼 보여 운동 방 향과 속력이 계속 변한다.
ㄷ. 공의 가속도는 중력 가속도이므로 변하지 않고 일정하 게 유지된다.
4. 단진동 정답 ⑤
ㄱ. 4초마다 변위가 같아지므로 주기가 4초이다.
ㄴ. 2초일 때 변위와 시간의 관계 그래프의 기울기가 0이므 로 속력은 0이다.
ㄷ. 4초일 때 변위는 (+), 가속도는 (-)이므로 가속도와 변 위의 방향이 반대이다.
5. 운동량 보존 법칙 정답 ②
운동량 보존 법칙에 의하여 A와 B의 충돌 전후 +x 방향 의 운동량은 이고 +y 방향의 운동량 은 이다. 따라서 , 이므로
이다.6. 열에너지 정답 ①
ㄱ. 피스톤 위에 동일한 추를 올려놓았으므로 피스톤이 기 체를 누르는 힘이 동일하다. 따라서 A, B의 기체의 압력 이 같다.
ㄴ. 추를 올려놓았을 때 기체의 부피가 감소하므로 기체가 외부로부터 일을 얻으며 A, B의 기체의 온도가 증가한 다. B는 단열되지 않으므로 온도가 올라가면 외부로 열 이 빠져나가 B의 온도 증가량이 A보다 작아진다. 따라 서
에서 압력은 같고 온도가 낮은 B의 부 피가 A보다 작다.ㄷ. B의 온도가 A보다 낮으므로 내부 에너지도 B가 A보다 작다.
7. 자기력 정답 ②
중력장에서
의 거리를 낙하하는 데 걸리는 시간은
이다. 이 시간 동안 수평으로 이동한 거리가
이므로 수평 속도는
이다. 자기장 영역에 서 입자가 수평으로 운동하므로 자기력이 중력과 평형을 이룬다. 따라서
에서 입자의 질량은
이다.8. 전자기파 정답 ⑤
철수 : 진공 중에서 빛의 속력은 진동수에 관계없이 동일하다.
영희 : 전자기파는 전기장과 자기장이 서로 직각으로 진동 하면서 전파한다.
민수 : 자외선은 가시광선보다 파장이 짧은 빛이다.
에서 파장이 짧아지면 진동수가 증가하므로 자외선 은 B 영역에 속한다.
9. 원자 모형 정답 ⑤
철수 : (가)는 톰슨의 실험으로 이 실험을 통하여 전자의 비전하를 측정하였다.
영희 : 입자는 헬륨 원자핵과 같으므로 양성자가 2개이
고 양(+)으로 대전되어 있다.
민수 : (나)의 실험은 러더퍼드의선 산란 실험으로 이 실험을 통하여 원자 질량의 대부분을 가지고 있고 양으 로 대전된 원자핵의 존재를 알게 되었다.
10. 등속 원운동 정답 ④
A에 작용하는 합력은
이고 B에 작용하는 합력 은
이다. A와 B의 각속도가 같으므로 등속 원운동의 구 심력
에서 B에 작용하는 합력이 A의 2배이다.따라서
이고
가 되어
이다.11. 열역학의 법칙 정답 ④
ㄱ. A → B 과정은 정적 과정이므로 기체가 외부에 한 일 은
이다. 에너지 보존 법칙
에 서 기체가 받은 열량은 내부 에너지의 증가량과 같다.기체의 온도가
에서
로 증가하므로 내부 에너지 증가량은 단원자 분자의 경우
이다.ㄴ. B → C 과정은 단열 과정이므로
에서 외부에 한 일은 단원자 분자의 경우
이다.ㄷ. C → A 과정은 등온 과정이므로 내부 에너지가 변하지 않는다.
에서 기체의 부피가 감 소하므로
이고
이 되어 기체는 외부로 열을 방출한다.12. 전기장 정답 ④
ㄱ. a에서 b까지 전기장의 방향이 오른쪽이므로 양전하가 오른쪽으로 전기력을 받아 속력이 증가하는 가속도 운 동을 한다. 따라서 b에서의 속력이 a보다 크다.
ㄴ. 전위차는 전기력이 +1C의 전하에 하는 일과 같다. 전기 력은 전기장의 세기에 비례한다. a, b, c 사이의 간격이 같으므로 전위차는 전기장의 세기에 비례한다. 따라서 a 와 b 사이의 전위차는 b와 c 사이의 전위차보다 크다.
ㄷ. a와 b 사이의 전기력이 b와 c 사이의 전기력보다 크다.
이동한 거리가 같으므로 a와 b 사이에서 전기력이 한 일 이 b와 c 사이에서 한 일보다 크다.
13. 교류 회로 정답 ③
ㄱ. 코일에서는 전기 에너지가 소비되지 않으므로 소비 전 력이 0이다.
ㄴ. 축전기에 걸린 전압이 전류보다 위상이
만큼 느리다.
ㄷ. 진동수가
이므로 코일의 유도 리액턴스 는
이고, 축전기의 용량 리액턴스는
이다. 따라서 스위치를 a에서 b로 바꾸 어도 회로의 임피던스가 같아져 전류의 실효값은 같다.
14. 전기 회로 정답 ①
ㄱ. 2Ω의 저항에 흐르는 전류가 2A이므로 3Ω의 저항에 흐르는 전류를
라고 하면 옴의 법칙에 의하여 ×
이다. 따라서 3Ω의 저항에 흐르는 전류는 오른쪽 방향이며 세기는 3A이다. 따라서 c에는 위 방향 으로 1A의 전류가 흐른다.ㄴ. 5Ω의 저항에 왼쪽 방향으로 1A의 전류가 흐르므로 옴 의 법칙에 의해
× ×
(V)이다.ㄷ.
인 저항에 1A의 전류가 흐르므로 옴의 법칙에 의하 여
×
에서
(Ω)이다.15. 보어의 원자 모형 정답 ① 러더퍼드의 원자 모형에 의하여 전자가 원자핵 주위를 원운동하면 전자가 가속도 운동을 하는 것이므로 전자기파 를 방출하여 에너지를 잃고 원자핵으로 떨어져 원자가 붕 괴하게 된다. 이 때 에너지가 연속적으로 감소하므로 방출 하는 전자기파는 연속적인 선스펙트럼이 생겨야 한다. 따 라서 러더퍼드의 모형으로 원자의 안정성과 수소 원자의 선스펙트럼이 생기는 이유를 설명할 수 없다.
16. 축전기 정답 ③
ㄱ. 평행판 축전기에서 두 금속판 사이의 거리가 감소하면
에서 축전기의 전기 용량이 증가한다.
ㄴ. A의 전기 용량이 증가하면
에 서 A와 B의 합성 전기 용량이 증가한다. 따라서 B에 저 장되는 전하량이 증가한다.
ㄷ. A와 B에 저장되는 전하량이 같으므로
에서 A의 전기 용량이 증가하면 걸린 전압이 감소한다. 따라 서 B에 걸린 전압이 증가한다.17. 원자핵 정답 ①
ㄱ.
의 질량수는 4이고 원자 번호는 2이므로 중성자의 수는 4 - 2 = 2 이다.ㄴ. 붕괴하면 원자 번호가 2, 질량수가 4 감소한다. 따라
서
가 한 번 붕괴하면 질량수가 15이고 원자 번 호가 7인 원자가 된다.ㄷ. 핵자당 결합 에너지가 클수록 안정한 원자핵이므로
가
보다 더 안정한 핵이다.18. 충돌과 반발 계수 정답 ⑤ ㄱ. 핵반응식에서 질량수와 원자 번호가 보존되어야 하므
로
→
+
이다.ㄴ.
와
의 질량수가 같으므로 질량이 같다.
의 원자핵의 전하량이
보다 크므로 자기장에서 받는 자기력이 더 크다. 자기력이 구심력이 되므로
에서 회전 반지름은
이다. 따라서 전 하량이 작은
의 회전 반지름이
보다 크다.ㄷ.
의 중성자 수는 14 - 6 = 8 이고,
의 중성자 수 는 14 - 7 = 7 이다.19. 수소 원자 정답 ③
ㄱ. 수소 원자의 스펙트럼은 에너지 준위의 차이로부터 생 긴다. 따라서 에너지 준위도 불연속적이다.
ㄴ.는 일 때이고는 일 때이다. 따라서
이고
에서
: =
= 32 : 27 이다.
ㄷ. 파장이인 광자 한 개의 에너지는
이다.
는 일 때이므로
이다.즉, 파장이인 광자 한 개의 에너지는
이다.20. 원운동과 중력장 내의 운동 정답 ② 실이 끊어진 순간부터 물체가 지면에 떨어질 때까지 걸 린 시간은
이다. 실이 끊어진 순간부터 물체가 날아가는 방향은 원운동의 접선 방향이고 회전 중심으로부 터 물체가 수평으로 날아간 거리는이므로 그림에서 알 수 있듯이 실이 끊어진 순간부터 물체가 수평으로 날아간 거리는이다. 따라서 실이 끊어졌을 때 물체의 수평 속력은
이다. 이 속력으로 실에 매 달려 반지름이인 등속 원운동을 하므로 에서 각 속도는
이다.화 학Ⅱ
1. ② 2. ① 3. ④ 4. ② 5. ① 6. ② 7. ⑤ 8. ③ 9. ④ 10. ⑤ 11. ③ 12. ④ 13. ① 14. ④ 15. ③ 16. ① 17. ④ 18. ⑤ 19. ③ 20. ②
1. 메탄과 암모니아의 구조식 정답 ② ㄱ. CH4에서 탄소의 공유전자쌍의 수가 4개이므로 CH4의 분자모양은 정사면체의 입체 구조이다. 따라서 평면 구 조가 아니다.
ㄴ. NH3에서는 공유전자쌍이 3개이므로 비공유전자쌍이 1 개이다.
ㄷ. 메탄은 정사면체 구조이고, 암모니아는 삼각뿔 구조이 다. 따라서 결합각 α는 109.5°이고 β는 109.5°보다 조금 작 은 107°정도이므로 결합각은 서로 다르다.
2. 탄소 화합물의 끓는점 정답 ① ㄱ. (가)는 에탄올로 분자량은 (나)의 C2H5Cl보다 작지만 수
소 결합을 형성하므로 끓는점이 더 높다.
ㄴ. (다)의 n-C4H9Cl은 분자량이 C2H5Cl보다 크기 때문에 끓는점이 더 높다. 이것은 쌍극자-쌍극자 상호 작용이 주 원인이 아니고 분산력이 주 원인이다.
ㄷ. 분자를 구성하는 원자사이의 결합에너지는 끓는점과 직 접적인 관련이 없다.
3. 산의 이온화 정답 ④
ㄱ. 두 수용액의 부피가 같고 두 수용액에 녹아 있는 HA와 HB의 몰수가 같으므로 두 수용액의 몰농도는 같다.
ㄴ. HA의 경우는 6개의 분자가 모두 이온화되었고 HB의 경우는 6개 중에서 한개만 이온화되었으므로 산의 세기 는 HA가 HB보다 크다.
ㄷ. 전기 전도도는 이온의 개수가 많을수록 크다. 따라서 HA가 HB보다 크다.
4. 혼합 용액에서 물질 분리 정답 ② ㄱ. 생성물이 들어 있는 용액에서 고체 혼합물을 거르기 위
해서는 거름장치인 깔때기가 필요하다.
ㄷ. 고정상과 이동상을 이용해서 C와 D가 포함된 용액을 얻
기 위해서는 크로마토그래피가 필요하다.
ㄹ. 용액에서 용매를 제거하기 위해서는 증발 장치가 필요 하다.
5. 기체의 분출 속도 정답 ①
ㄱ. 자료에서 온도와 압력이 일정할 때 분출 속도는 A가 B 보다 2배 빠르다는 것을 알 수 있다. 기체의 분출 속도는 분자량의 제곱근에 반비례하므로 분자량은 B가 A보다 4 배 크다.
ㄴ. 온도가 같을 때 분자의 평균 운동 속도는 분자량의 제곱 근에 반비례한다. 따라서 평균 운동속도는 A가 B의 2배 이다.
ㄷ. 기체 A와 B는 온도, 압력이 같은 상태이기 때문에 두 기 체의 단위 부피당 분자수는 서로 같다.
6. 수용액의 몰 농도 정답 ②
제조된 용액의 부피는 500mL이고 용액 속에 존재하는 용 질의 몰수는 0.15몰 + 0.5 × 0.1L = 0.2몰이다. 따라서 몰농도 는 0.2몰/0.5L = 0.4몰/L이다.
7. 용액의 끓는점 오름 정답 ⑤ ㄱ. 처음 포도당 용액의 용매의 질량은 200g이고 용질의 몰 수는 18g/(180g/mol) = 0.1mol이다. 따라서 포도당 수용 액의 몰랄농도는 용질의 몰수(mol)를 용매의 질량(kg)으 로 나눈값으로서 0.1몰/0.2kg = 0.5몰/kg이다.
ㄴ. 0.5몰/kg 수용액의 끓는점이 100.26℃이므로 물의 몰랄 오름상수는 0.52℃/m이다.
끓는점 오름=m(몰랄농도)×Kb(몰랄 오름 상수)
ㄷ. 물의 기화된 질량이 x일 때 끓는점이 100.52℃이므로 이 때 혼합 용액의 몰랄농도는 1.0m이다. 따라서 용매의 질 량은 0.1kg이므로 기화된 물의 질량은 100g이다.
8. 수소의 전자 전이 정답 ③
ㄱ. 수소의 에너지 준위는 En = -1312/n2kJ/mol이므로 n이 커질수록 이웃하는 궤도간의 에너지 차이는 작아진다.
ㄴ. 그림(나)에서 b와 a의 에너지 차이는 d이므로 b와 a선의 진동수 차이는 d선의 진동수와 같다.
ㄷ. 수소의 이온화 에너지는 c선에 해당하는 에너지와 같 다.
9. 메탄의 열화학 반응식 정답 ④ ㄱ. 메탄의 할로겐화 반응의 1단계에서 CH3(g)가 생성되고
2단계에서 CH3(g)가 사라지는 것으로 보아 CH3(g)는 중 간생성물(중간체)임을 알 수 있다.
ㄴ. 전체 반응의 에너지 변화 그래프에서 반응 물질의 에너 지가 생성 물질의 에너지보다 높은 것으로 보아 이 반응 은 발열 반응임을 알 수 있다.
ㄷ. 1단계에서 역반응의 활성화에너지는 17kJ-4kJ = 13kJ 이다.
10. 기체의 온도에 따른 물에 대한 용해도 정답 ⑤ ㄱ. 온도가 높아짐에 따라 A와 B의 용해도가 감소하고 있 다. 따라서 온도가 증가할 때 A와 B의 용해도는 감소한 다.
ㄴ. 30℃, 1기압에서 A의 용해도는 30×10-2g/L이고 A는 헨 리의 법칙에 따르므로 30℃, 0.5기압에서 A의 용해도는 15×10-2g/L이다.
ㄷ. 그래프에서 두 기체의 용해도는 모두 10×10-2g/L로 같다.
.
11. 이온화 에너지 정답 ③
C의 1차 이온화 에너지가 B보다 작아지고 있는 것으로 보 아 B와 C에서 주기가 바뀌고 있다는 것을 알 수 있다. 따라 서 B는 2주기 18족 원소이고 C는 3주기 1족 원소이다.
ㄱ. A는 2주기 17족 원소이고 D는 3주기 2족 원소이므로 A:D는 2:1의 비율로 결합하여 이온 화합물을 만든다.
ㄴ. D의 이온과 A의 이온은 등전자이온이고 등전자이온의 경우 원자번호가 클수록 이온반지름이 작아진다. 따라서 안정한 이온의 반지름은 A의 이온이 D의 이온보다 크다.
ㄷ. C의 2차 이온화 에너지는 2p오비탈에서 전자를 떼어낼 때 필요한 에너지와 같다.
12. 이온 화합물 정답 ④
ㄱ. 안정한 결합이 형성될 때 이온간 거리가 NaY가 더 긴 것으로 보아 이온 반지름은 X-<Y-이다.
ㄴ. 이온 결합 물질의 녹는점은 이온간 거리가 짧을수록 높 아지므로 녹는점은 NaX>NaY이다.
ㄷ. 자료에서 NaX의 경우 이온 결합 에너지가 더 큰 것으 로 보아 이온으로 분해될 때 필요한 에너지는 NaX>NaY이다.
13. 이산화황의 생성열 정답 ① 생성열이란 어떤 화합물 1몰이 그 성분 원소의 가장 안정 한 홑원소 물질로부터 생성될 때의 반응열을 말한다.
헤스의 법칙에 의해 SO2의 생성열은 다음과 같이 계산된 다.
2S + 3O2 → 2SO3 ---① ×1/2 2SO2 + O2 → 2SO3 ----② ×(-1/2) S + O2 → SO2
따라서 1/2(△H1-△H2)이다.
14. 암모니아 합성의 열화학 반응식 정답 ④ ㄱ. 촉매는 평형 이동에 영향을 끼치지 못하므로 정촉매를
넣어주어도 평형 상수는 변화가 없다.
ㄴ. 온도를 높이면 정반응 속도와 역반응 속도는 모두 증가 한다.
ㄷ. 암모니아 합성 반응이 분자수가 감소하는 반응이므로, 부피를 줄여 압력을 증가시키면 르 샤틀리에 원리에 의 해 평형이 정반응 쪽으로 이동한다.
15. 부분 압력 정답 ③
ㄱ. 콕 A를 열어 수소와 산소를 완전히 반응시키면 수소는 모두 반응하고 산소가 0.5기압 L가 남게 되고 수증기가 1 기압 L가 생성된다. 그런데 부피는 2L가 되므로 산소의 부분 압력은 0.25기압이다.
ㄴ. (나)에서 콕 B를 열면 생성된 수증기가 1기압L이고 부 피가 5L이므로 수증기의 압력은 0.2기압이다.
ㄷ. (가)와 (나)에서 몰수의 변화가 없으므로 산소의 몰분율 은 같다.
16. 산의 몰농도와 이온화 정답 ① NaOH 수용액을 넣어도 A-이온의 몰수가 0.01로 일정한 것으로 보아 HA는 이온화도가 1인 강한 산임을 알 수 있다.
HB의 경우는 처음 이온의 몰수가 0.005이고 완전히 이온화 되었을 때의 몰수가 0.02인 것으로 보아 이온화도는 0.25임 을 알 수 있다. 따라서 이온화도의 비 HA : HB = 1 : 0.25
= 4 : 1이다. 완전히 이온화되었을 때 몰수가 HB의 경우 HA의 2배인 것으로 보아 몰농도는 HB가 HA의 2배이다.
17. 산화 환원 반응식 정답 ④
① H+의 경우 산화수의 변화가 없으므로 산화제도 환원제 도 아니다.
② NO3-
의 경우 NO2로 될 때 질소가 환원되었으므로 산화 제이다.
③ Ag → Ag+에서 은의 산화수가 (0)에서 (+1)로 1증가했 고, NO3-
→NO2에서 질소의 산화수가 (+5)에서 (+4)로 1 감소했으므로 a와 c는 모두 1이다. 따라서 d는 1이고 b는 2이다.
⑤ Ag 1몰은 NO3-
1몰과 반응한다.
18. 전기 분해 정답 ⑤
ㄱ. ACl2의 전기 분해에서 (-)극의 pH가 일정한 것으로 보 아 (가)에서 생성되는 물질은 A이다. 만일 (가)에서 수소 기체가 발생한다면 다음과 같은 반응이 진행되어 OH-가 생성되므로 pH가 증가하게 된다.
2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
ㄴ. BSO4의 전기 분해에서 (+)전극의 pH가 감소하는 것으 로 보아 (나)에서 생성되는 물질은 산소 기체이다.
H2O → 1/2O2 + 2H+ + 2e-
ㄷ. (다)에서 수소 기체가 발생하므로 pH는 증가한다.
19. 화학 평형의 이동 정답 ③ ㄱ. 평형 상수식을 쓰면 B2/A3이다. 그런데 평형 상태의 농 도는 B가 2이고 A가 1이므로 평형 상수는 다음과 같다.
평형상수 = 22/13=4 따라서 평형상수는 4이다.
ㄴ. (나)에서 A, B를 1몰씩 첨가하면 반응 지수는 다음과 같 다
Q = (2+1)2/(1+1)3 = 32/23
반응지수가 4보다 작아지므로 평형은 정반응 쪽으로 이동 한다.
ㄷ. 위 반응은 발열 반응이므로 t2이후 온도를 높이게 되면 평형이 역반응 쪽으로 이동하여 평형 상수는 4보다 작아 진다.
20. 물질의 비열과 상평형 그림 정답 ② ㄱ. 온도가 a일 때 PA는 기체 상태이고, PB는 고체 상태이고 PC는 고체에서 액체로 상태변화하고 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 온도 a는 삼중점보다 온도가 낮다.
ㄴ. 온도가 a일 때 PA는 기체 상태이고, PB는 고체 상태이고 PC는 고체에서 액체로 상태변화하고 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 압력은 PA<PB<PC이다.
ㄷ. 가한 열량에 따른 온도 변화를 비교해보면 PA>PB>PC
임을 알 수 있다. 따라서 온도가 a일 때 온도변화가 가장 큰 PA가 비열이 가장 작은 기체 상태이고, PB가 고체 상 태임을 알 수 있다.
