교사전용 문제은행

고등 과학 중간 ․ 기말고사 출제대비 문제은행             바른답 ․ 알찬풀이

고등 과학 중간 ․ 기말고사 출제대비 문제은행             바른답 ․ 알찬풀이

범위 : Ⅰ. 우주의 기원과 진화

1 ④	2 ①	3 ④	4 ①	5 ④

6 ⑤	7 ④	8 ②	9 ④	10 ③

11 ①	12 ②, ④	13 ①	14 ①	15 ③

16 ④	17 ④	18 ③	19 A > B

20 해설 참조	21 (1) 중성자 (2) 강한 힘(강한 핵력)	22 해설 참조	23 A: 중력 수축 에너지 B: 수소 핵융합 에너지

24 (1) 적색 거성 (2) 백색 왜성

25 농도 : (가) < (나), 충돌 횟수 : (가) < (나), 반응 속도 : (가) < (나)

1 ④ 거리 지수(겉보기 등급-절대 등급)가 0보다 크므로 별까지의 거리는 10 pc보다 멀다.

* 오답피하기>   ① 그림 (가)에서 겉보기 등급의 변화 주기는 3일이므로 변광 주기는 3일이다.

② 변광 주기가 3일이므로 절대 등급은 약 -3등급이다.

③ 평균 겉보기 등급은 약 6등급이다.

⑤ 변광 주기가 길어질수록 절대 등급이 낮아지므로 별의 밝기는 밝아진다.

성취 기준	성취 수준
적색 편이를 사용하여 우주의 팽창을 설명할 수 있다.	중

2 우주의 나이는 [eqn: {1} over {허블```상수}]이므로 TA < TB이다. 또한 은하의 후퇴 속도 V = H r ( H : 허블 상수, r : 은하의 거리)이므로 VA > VB 이다.

성취 기준	성취 수준
허블 법칙을 사용하여 우주의 나이를 구하는 방법을 말하고 계산할 수 있다.	상

3 멀리 있는 은하일수록 빠르게 멀어지고, 적색 편이의 정도가 크다.

* 오답피하기> ㄱ. 팽창하는 우주에서 우주의 중심은 없다.

성취 기준	성취 수준
적색 편이를 사용하여 우주의 팽창을 설명할 수 있다.	상

4 빅뱅 우주론의 증거에는 우주 배경 복사와 수소와 헬륨의 질량비이다. 따라서 WMAP 위성이 관측한 우주 배경 복사는 빅뱅 우주론을 지지하는 증거가 된다.

* 오답피하기>  ② WMAP 위성이 관측한 우주 배경 복사는 마이크로파 영역에서 관측한 것이다.

③ 시간이 지날수록 우주는 계속 팽창하므로 파장은 길어질 것이다.

④ 우주 배경 복사는 우주의 모든 방향에서 밤낮과 계절에 관계없이 관측된다.

⑤ 우주 배경 복사는 대체로 균일하게 분포하지만 완전히 균일하지는 않다. 따라서 밀도의 차이로 미세한 중력의 차이가 발생하고, 중력에 의해 수소 등의 물질이 모여 빅뱅 약 10억 년 후에는 별이 생성될 수 있었다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 초기에 수소와 헬륨 원자가 형성되면서 나온 빛이 우주배경복사로 검출되는 것임을 설명할 수 있다.	중

5 빅뱅 이후 약 38만 년이 지났을 때 빛의 직진을 방해하던 전자가 원자핵에 붙잡히면서 빛과 물질이 분리되어 우주가 투명해졌다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 우주에서 처음 3분 동안 기본 입자와 양성자 및 중성자, 헬륨 원자핵이 순차적으로 만들어지는 과정을 말할 수 있다.	하

6 (가)는 위 쿼크 한 개와 아래 쿼크 두 개가 결합한 중성자, (나)는 위 쿼크 두 개와 아래 쿼크 한 개가 결합한 양성자이다. 위 쿼크와 아래 쿼크를 묶어주는 힘은 강력(강한 상호 작용)이다.

* 오답피하기>  ① (가)는 중성자로 전하를 띠지 않는다.

② (나)는 양성자로 (+)전하를 띤다.

③ 중성자의 질량이 양성자보다 크다.

④ 빅뱅 우주 초기에는 양성자가 중성자보다 많았다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 우주에서 처음 3분 동안 기본 입자와 양성자 및 중성자, 헬륨 원자핵이 순차적으로 만들어지는 과정을 말할 수 있다.	하

7 (가)는 양성자 1개와 중성자 1개로 이루어진 중수소 원자핵이다. (나)는 양성자 1개와 중성자 2개로 이루어진 삼중수소 원자핵이다. (다)는 양성자 2개와 중성자 2개로 헬륨 원자핵이다. (가)와 (나)는 양성자가 1개씩 있으므로 전하량이 같고, (다)의 질량은 (가)의 두 배이다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 우주에서 처음 3분 동안 기본 입자와 양성자 및 중성자, 헬륨 원자핵이 순차적으로 만들어지는 과정을 말할 수 있다.	상

8 A는 원자핵 주위를 돌고 있는 전자로 (-)전하를 띠며, B는 양성자로 (+)전하를 띤다. 양성자와 중성자를 결합시켜 원자핵을 이루도록 하는 힘은 강력이다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 우주에서 처음 3분 동안 기본 입자와 양성자 및 중성자, 헬륨 원자핵이 순차적으로 만들어지는 과정을 말할 수 있다.	중

9 원소는 사람이 각기 다른 지문을 지니고 있는 것처럼 원소마다 고유한 전자 에너지 상태에 따르는 선 스펙트럼을 방출한다.

성취 기준	성취 수준
수소, 헬륨 원자가 나타내는 선 스펙트럼으로부터 우주에 수소와 헬륨이 풍부하다는 것을 설명할 수 있다.	상

10 우주 초기에 수소 원자핵과 헬륨 원자핵의 질량비는 3 : 1로 현재 우주에서 관측되는 수소와 헬륨의 질량비와 같다.

* 오답피하기> ㄷ. 헬륨 원자핵의 질량은 4이고, 양성자보다 약 4배 더 크다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 초기에 수소와 헬륨 원자가 형성되면서 나온 빛이 우주 배경 복사로 검출되는 것임을 설명할 수 있다.	중

11 성간 물질은 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있으며, 온도가 낮고 밀도가 높은 곳에서 중력 수축에 의해 원시별이 탄생한다. 온도가 높은 곳에서는 기체의 운동 에너지가 크기 때문에 중력 수축이 일어나기 힘들다. 원시별은 수축하면서 자전 속도는 빨라지고 중심의 온도는 높아지며, 수소 핵융합 반응이 일어날 정도로 뜨거워지면 스스로 빛을 내는 별이 된다.

성취 기준	성취 수준
별의 진화 과정에서 생명체의 구성에 중요한 원소인 탄소와 산소 등 무거운 원소가 만들어짐을 설명할 수 있다.	중

12 질량이 큰 별일수록 중심핵에 무거운 원소가 생성된다. 핵융합 반응이 끝난 후 무거운 원소로 된 별의 외곽은 폭발하여 초신성이 되고 별의 중심부는 중력 수축하여 중성자별이 된다.

성취 기준	성취 수준
별의 진화 과정에서 생명체의 구성에 중요한 원소인 탄소와 산소 등 무거운 원소가 만들어짐을 설명할 수 있다.	하

13 철수 : 질량이 태양 정도인 별은 주계열성 → 적색 거성 → 거문고자리 RR형 맥동 변광성 → 행성상 성운과 백색 왜성의 순으로 진화한다. 문제의 사진은 행성상 성운을 나타낸 것이다. 따라서 태양과 질량이 비슷한 별의 진화 과정에서 나타나는 천체이다.

* 오답피하기>  영희 : 행성상 성운의 중심에는 백색 왜성이 있는데, 백색 왜성은 더 이상 핵융합 반응이 진행되지 않으므로 철보다 무거운 원소가 만들어질 수 없다.

성취 기준	성취 수준
별의 진화 과정에서 생명체의 구성에 중요한 원소인 탄소와 산소 등 무거운 원소가 만들어짐을 설명할 수 있다.	중

민수 : 행성상 성운과 백색 왜성은 질량이 태양 정도인 별의 최후 단계의 천체이며 더 이상 중성자별이나 블랙홀로 진화하지 않는다. 중성자별이나 블랙홀은 질량이 매우 큰 주계열성의 진화 마지막 단계의 천체이다.

14 (가)는 질량이 매우 큰 별의 진화 경로이고, (나)는 질량이 태양 정도인 별의 진화 경로이다. 질량이 큰 별일수록 주계열성 단계에서 머무는 시간이 짧다. 별의 내부에서 핵융합 반응으로 만들어지는 원소는 철까지이며, 철보다 무거운 원소는 초신성 폭발 과정에서 만들어진다.

성취 기준	성취 수준
별의 진화 과정에서 생명체의 구성에 중요한 원소인 탄소와 산소 등 무거운 원소가 만들어짐을 설명할 수 있다.	중

15 우리 은하의 나선팔에는 산개 성단, 성운, 성간 물질이 분포하며, 은하의 중심부와 헤일로에는 구상 성단이 분포한다. 산개 성단은 젊은 별들로 이루어져 있고, 구상 성단은 늙은 별들로 이루어져 있다.

* 오답피하기>  ㄷ. 우리 은하는 은하 중심부에 막대 구조가 보이는 막대 나선 은하이다.

성취 기준	성취 수준
우주는 크기, 구조, 별의 개수가 다양한 은하들이 여러 규모로 모여 우주 전체를 구성하고 있음을 말할 수 있다.	하

16 허블은 외부 은하를 은하의 모양에 따라 크게 타원 은하, 나선 은하, 불규칙 은하로 분류하였으며, 나선 은하는 다시 정상 나선 은하와 막대 나선 은하로 분류된다. 이 분류법은 단지 은하의 모양에 따른 분류이며 은하의 진화와는 관련이 없다. 타원 은하는 성간 물질이 거의 없고, 주로 나이가 많은 별들로 이루어져 있다. 나선 은하에는 성간 물질이 풍부하여 새로운 별들이 많이 탄생한다.

성취 기준	성취 수준
우주는 크기, 구조, 별의 개수가 다양한 은하들이 여러 규모로 모여 우주 전체를 구성하고 있음을 말할 수 있다.	중

17 원자가 전자는 가장 바깥쪽 전자껍질에 존재하는 전자로 산소는 6개, 질소는 5개이다. 공유 전자쌍은 산소 분자는 2개, 질소 분자는 3개이다. 일반적으로 공유 결합의 수가 많을수록 결합의 세기가 강해진다.

성취 기준	성취 수준
성간 공간에서 원자들의 충돌과 공유 결합을 통해 안정한 수소와 질소 분자, 그리고 일산화 탄소, 물, 암모니아와 같은 간단한 화합물이 생성됨을 설명할 수 있다.	중

18 제시된 모형은 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인 중 농도와 반응 속도의 관계를 설명하는 모형이다.

* 오답피하기>  ㄷ. 온도와 반응 속도의 관계를 알려주는 현상이다.

성취 기준	성취 수준
성간 공간의 분자 분포로부터 반응 속도의 원리를 이해하고, 지구의 대기 형성에도 동일한 원리가 적용됨을 말할 수 있다.	중

19 도플러 효과에 의해 물체가 다가올 때에는 파장이 짧아지고 진동수가 증가해서 소리가 높아지고, 물체가 멀어질 때에는 파장이 길어지고 진동수가 감소해서 소리가 낮아진다. 따라서 A에게 들리는 소리의 파장이 B에게 들리는 소리의 파장보다 길다.

성취 기준	성취 수준
적색 편이를 사용하여 우주의 팽창을 설명할 수 있다.	중

20 구급차의 이동 속도가 현재보다 빨라진다면 도플러 효과가 더 강화되어 A에게 들리는 소리의 파장은 현재보다 길어질 것이고, B에게 들리는 소리의 파장은 현재보다 짧아질 것이다.

[예시 답안]  A는 현재보다 파장이 더 길어지고, B는 현재보다 파장이 더 짧아진다.

성취 기준	성취 수준
적색 편이를 사용하여 우주의 팽창을 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
A와 B 중 한 가지만 옳게 설명한 경우	50

21 (1) 원자의 원자 번호는 양성자의 수, 전자의 수와 같다. 헬륨은 원자 번호가 2이다.

(2) 양성자와 중성자 속의 쿼크를 강하게 묶어두는 힘은 강한 힘이다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 우주에서 처음 3분 동안 기본 입자와 양성자 및 중성자, 헬륨 원자핵이 순차적으로 만들어지는 과정을 말할 수 있다.	중

22 우주 배경 복사에 미세한 불균일이 나타난 것은 초기 우주의 물질 분포가 불균일하였기 때문이며, 물질의 밀도가 큰 곳에 은하가 형성되었다.

[예시 답안]  밀도가 높은 곳에 중력이 작용하여 물질이 뭉쳐짐으로써 별과 은하가 생성되었다.

성취 기준	성취 수준
빅뱅 초기에 수소와 헬륨 원자가 형성되면서 나온 빛이 우주 배경 복사로 검출되는 것임을 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
물질의 분포가 균일하지 않다고만 설명한 경우	70

23 A는 중력 수축 에너지로 중력에 의한 수축으로 물질이 압축되어 생긴 에너지이고, B는 주계열성의 중심에서 일어나는 수소 핵융합 에너지이다.

[예시 답안]  A: 중력 수축 에너지, B: 수소 핵융합 에너지

성취 기준	성취 수준
별의 진화 과정에서 생명체의 구성에 중요한 원소인 탄소와 산소 등 무거운 원소가 만들어짐을 설명할 수 있다.	하

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
A와 B 중 한 가지만 옳게 쓴 경우	50

24 태양 정도의 질량을 가진 별은 수소 핵융합 반응으로 별의 중심에 헬륨을 생성하고, 이후 헬륨 핵융합 반응으로 내부 압력이 증가하여 별이 팽창하면서 적색 거성이 된다. 핵융합 반응이 멈춘 적색 거성의 중심핵은 수축하여 백색 왜성이 된다.

[예시 답안]  (1) 적색 거성 (2) 백색 왜성

성취 기준	성취 수준
별의 진화 과정에서 생명체의 구성에 중요한 원소인 탄소와 산소 등 무거운 원소가 만들어짐을 설명할 수 있다.	하

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
(1)과 (2) 중 한 가지만 옳게 쓴 경우	60

25 반응 속도에 영향을 미치는 요인은 반응 물질의 농도와 온도이다. 반응 물질의 농도가 높을수록 충돌 횟수가 증가하여 반응 속도가 증가한다. 그리고 온도가 높을수록 입자들의 평균 운동 에너지가 증가하여 반응에 필요한 최소한의 에너지를 갖는 입자 수가 증가하기 때문에 반응 속도가 증가한다.

성취 기준	성취 수준
성간 공간의 분자 분포로부터 반응 속도의 원리를 이해하고, 지구의 대기 형성에도 동일한 원리가 적용됨을 말할 수 있다.	중

범위 : Ⅱ. 태양계와 지구

1 ②	2 ⑤	3 ②	4 ④	5 ③

6 ③	7 ③	8 ②	9 ⑤	10 ①

11 ⑤	12 ④	13 ⑤	14 ④	15 ③

16 ③	17 ②	18 ④	19 화성  20 해설 참조  21 만유인력	22 공전 주기: 27년, 궤도 장반경: 9 AU	23 A : 부분 일식, B : 개기 일식, C : 부분 월식, D : 개기 월식   24 해설 참조   25 해설 참조

1 태양계를 형성한 성운 내부의 밀도가 균질하지 않았기 때문에 밀도가 높은 곳을 중심으로 중력 수축이 일어났다. 그리고 이 성운이 수축하여 태양계를 형성하였으므로 성운의 크기는 현재 태양계의 크기보다 컸다.

성취 기준	성취 수준
행성 공전 궤도와 방향, 지구형 행성과 목성형 행성 등 태양계의 여러 특징을 태양계가 형성되는 과정과 관련지어 설명할 수 있다.	하

2 ㄱ. 원시 지각과 원시 바다가 형성되기까지 지구의 질량은 계속 증가하였다.

ㄴ. 미행성의 충돌 횟수가 줄어들어 지구의 표면 온도가 감소하자 지구의 표면이 굳으면서 원시 지각이 형성되었고, 수증기가 응결되어 비로 내리면서 원시 바다가 형성되었다.

ㄷ. 원시 대기에 가장 많은 비율을 차지하던 이산화 탄소는 원시 바다가 형성되자 바다에 용해되어 석회암의 형태로 지권에 유입됨으로써 대기 중의 이산화 탄소 함량은 급감하였다.

성취 기준	성취 수준
행성 공전 궤도와 방향, 지구형 행성과 목성형 행성 등 태양계의 여러 특징을 태양계가 형성되는 과정과 관련지어 설명할 수 있다.	중

3 행성의 표면 온도는 태양과의 거리와 대기 조성에 의한 온실 효과의 영향을 받는다. 금성은 수성보다 태양과의 거리가 멀지만 표면 온도는 수성보다 높은데, 이는 수성에 대기가 없는 반면 금성은 대기압이 약 90기압으로 높고, 대기 주성분이 이산화 탄소이기 때문이다.

성취 기준	성취 수준
행성 공전 궤도와 방향, 지구형 행성과 목성형 행성 등 태양계의 여러 특징을 태양계가 형성되는 과정과 관련지어 설명할 수 있다.	중

4 (가)의 A는 지구형 행성, B는 목성형 행성이고, (나)의 C는 지구형 행성, D는 목성형 행성이다. ㄱ. 지구형 행성의 핵은 주로 철과 니켈 등의 무거운 원소로 이루어져 있다. ㄷ. 목성형 행성은 주변의 수소나 헬륨과 같은 가벼운 기체를 끌어당겨 형성되었다.

* 오답피하기> ㄴ. 지구형 행성의 크기는 목성형 행성의 크기보

다 작다.

성취 기준	성취 수준
행성 공전 궤도와 방향, 지구형 행성과 목성형 행성 등 태양계의 여러 특징을 태양계가 형성되는 과정과 관련지어 설명할 수 있다.	중

5 극지방에서 빙하의 면적이 증가하면 햇빛의 반사율이 커지므로 태양 에너지 흡수량은 감소한다. 화석 연료는 지질 시대의 동물이나 식물이 지층에 매몰되었다가 생성되므로 태양 에너지를 근원 에너지로 한다.

성취 기준	성취 수준
태양에서 발생한 에너지의 일부가 지구에서의 에너지 순환을 일으키는 원인이 됨을 설명할 수 있다.	상

6 A는 핵, B는 복사층, C는 대류층이다.

* 오답피하기> ㄴ. 핵융합 반응 시 생긴 막대한 에너지는 감소한 질량이 전환된 것이다.

성취 기준	성취 수준
태양에서 발생한 에너지의 일부가 지구에서의 에너지 순환을 일으키는 원인이 됨을 설명할 수 있다.	상

7 태양의 상대적 크기가 가장 커 보이는 1월경에 지구는 근일점에 있고, 태양의 상대적 크기가 가장 작아 보이는 7월경에 지구는 원일점에 있다. 근일점에 위치한 1월이 원일점에 위치한 7월보다 지구의 공전 속도가 빠르다. 그리고 1월에서 7월로 갈수록 태양-지구 거리는 점점 멀어진다.

* 오답피하기>  ㄷ. 지구는 북반구가 여름일 때 원일점, 겨울일 때 근일점을 지난다.

성취 기준	성취 수준
케플러의 세 가지 법칙을 통해 행성 운동의 규칙성에 대해 설명할 수 있다.	중

8  이 행성의 주기는 8년이고,

[eqn: T ^{2} (공전``주기) PROPTO R ^{3} (궤도``장반경)]이므로 [eqn: 8 ^{2} ` PROPTO R ^{3} `` THEREFORE R=4]

성취 기준	성취 수준
케플러의 세 가지 법칙을 통해 행성 운동의 규칙성에 대해 설명할 수 있다.	상

9 ㄴ. 조화 법칙(케플러 제3법칙)에 의해 행성의 공전 주기의 제곱은 공전 궤도 장반경의 세제곱에 비례한다.

ㄷ, ㄹ. 면적 속도 일정 법칙(케플러 제2법칙)에 의해 같은 시간 동안에 행성과 태양을 연결한 선분이 지나가는 면적은 항상 일정하므로 행성의 공전 속도는 근일점에서 가장 빠르고, 원일점에서 가장 느리다.

* 오답피하기>  ㄱ. 타원 궤도 법칙(케플러 제1법칙)에 의해 모든 행성은 태양을 하나의 초점으로 하는 타원 궤도를 그리며 공전한다.

성취 기준	성취 수준
케플러의 세 가지 법칙을 통해 행성 운동의 규칙성에 대해 설명할 수 있다.	중

10 ㄱ. (가)는 프톨레마이오스의 천동설, (나)는 코페르니쿠스의 지동설을 설명하는 그림이다. 별들의 연주 시차는 지구 공전의 증거로 지구가 직접 태양 둘레를 공전하는 우주관에서만 설명할 수 있다.

ㄷ. 천동설에서는 내행성의 주전원 중심을 지구와 태양을 연결한 선분 상에 두므로 항상 반달보다 작은 위상만 관측 가능하다.

* 오답피하기>  ㄴ, ㄹ. 천체들의 일주 운동이나 내행성의 최대 이각, 행성의 시운동은 모든 우주관에서 기본적으로 설명이 가능하다.

성취 기준	성취 수준
지구의 자전과 공전에 따른 현상을 설명할 수 있다.	중

11 (가)는 북쪽 하늘, (나)는 남쪽 하늘을 촬영한 것이다. 별은 한 시간에 15°씩 회전하는데 (가)에서 별이 움직인 각도가 45°이므로 약 3시간 동안 촬영한 것이다. 별의 일주 운동은 지구가 움직이지 않고 천구가 지구 주위를 움직인다고 가정하여도 설명할 수 있는 현상이므로 지구 자전의 증거가 될 수 없다.

성취 기준	성취 수준
지구의 자전과 공전에 따른 현상을 설명할 수 있다.	중

12 지구에서 볼 때 태양과 같은 방향에 있는 별자리는 관측할 수 없고, 태양의 반대 방향에 있는 별자리는 한밤중에 남쪽 하늘에서 관측할 수 있다. 지구의 공전 방향(서→동)과 태양의 연주 운동 방향(서→동)은 반시계 방향으로 같다.

* 오답피하기>  ① 황도 12궁은 태양이 위치한 시기를 의미한다.

② 지구가 A에 위치할 때는 8월이다.

③ 지구는 태양 둘레를 반시계 방향(서→동)으로 공전한다.

⑤ 지구가 B에 위치할 때는 한밤중에 물병자리를 관측할 수   있다.

성취 기준	성취 수준
지구의 자전과 공전에 따른 현상을 설명할 수 있다.	상

13  ㄱ. 월식은 달의 공전으로 인해 달의 왼쪽부터 가려진다.

ㄴ. 일식은 달의 공전으로 인해 태양의 오른쪽부터 가려진다.

성취 기준	성취 수준
달의 공전에 의해 나타나는 현상과 식 현상을 설명할 수 있다.	중

14 목성형 행성은 탈출 속도가 크므로 가벼운 기체를 대기의 성분으로 갖는다. 무거운 기체 성분은 태양 가까이에 남아 지구형 행성의 대기를 이루었다.

성취 기준	성취 수준
행성 간 대기 성분 차이를 행성의 탈출 속도와 기체 입자의 평균 운동 속도를 고려하여 설명할 수 있다.	하

15 ㄱ. 행성 A의 탈출 속도는 약 60 km/s이고, 행성 B의 탈출 속도는 약 5 km/s이므로 탈출 속도는 A가 B보다 크다.

ㄷ. 일반적으로 기체의 평균 운동 속도는 온도가 높을수록 빠르다.

* 오답피하기>  ㄴ. 행성 B의 온도 환경에서 수소와 헬륨의 평균 운동 속도는 행성 B의 탈출 속도보다 크므로 B는 수소와 헬륨을 주요 대기로 보유할 수 없다.

성취 기준	성취 수준
행성 간 대기 성분 차이를 행성의 탈출 속도와 기체 입자의 평균 운동 속도를 고려하여 설명할 수 있다.	중

16 산소는 약 27억 년 전 바다에 광합성 생물이 출현하면서 대기 중에 공급되었다. 대기 중에 산소의 양이 증가함에 따라 오존층이 형성되었고 결국 육상 생물이 출현할 수 있는 계기가 되었다.

* 오답피하기>  ㄴ. 질소는 안정한 기체로 과거부터 현재까지 함량 변화가 거의 없다.

성취 기준	성취 수준
지구의 진화 과정을 통해 지권, 수권, 기권 등과 같은 지구계 각 권의 형성 및 각 권 간의 상호 작용을 설명할 수 있다.	중

17 (가) 건조 지대의 황사 먼지는 지권에서 발생하고, 편서풍은 기권에서 일어나는 현상이므로 지권과 기권의 상호 작용이다.

(나) 고산 지대의 빙하는 수권에 속하고, U자곡은 지권에서 나타나는 지형이므로 수권과 지권의 상호 작용이다.

성취 기준	성취 수준
지구의 진화 과정을 통해 지권, 수권, 기권 등과 같은 지구계 각 권의 형성 및 각 권 간의 상호 작용을 설명할 수 있다.	하

18 산소 원자는 전자껍질이 두 개 있으므로 2주기 원소이며, 최외각 전자가 6개이므로 16족 원소이다. 전자가 모두 8개가 있으므로 원자핵 속에 양성자도 8개가 존재하며 원자 번호는 8이다. 산소 원자의 최외각 전자가 6개이므로 전자 2개를 얻어 8개를 채워야 안정해진다.

성취 기준	성취 수준
지구의 원소 분포와 주위의 화합물을 주기율표와 관련지어 설명할 수 있다.	중

19 화성 표면에는 과거에 물이 흘렀던 흔적이 보이며, 이산화 탄소로 이루어진 희박한 대기가 있다. 산화 철이 포함된 토양 때문에 지표면이 붉게 보이고, 극지방에는 얼음과 드라이아이스로 이루어진 극관이 존재한다.

성취 기준	성취 수준
행성 공전 궤도와 방향, 지구형 행성과 목성형 행성 등 태양계의 여러 특징을 태양계가 형성되는 과정과 관련지어 설명할 수 있다.	하

20 수소 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 온도가 약 1,000만K 이상이 되어야 한다. 태양의 중심 온도는 약 1,500만 K로 수소 핵융합 반응이 일어날 수 있지만, 태양의 표면 온도는 약 6,000 K로 수소 핵융합 반응이 일어날 수 없다.

[예시 답안] 수소 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 온도가 약 1,000만 K 이상이어야 하는데 태양의 표면 온도는 약 6,000 K로 낮기 때문에 수소 핵융합 반응이 일어날 수 없다.

성취 기준	성취 수준
태양에서 발생한 에너지의 일부가 지구에서의 에너지 순환을 일으키는 원인이 됨을 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
온도가 낮다고만 설명한 경우	30

21 만유인력은 질량을 가지고 있는 모든 물체 사이에 작용하는 힘으로 서로 끌어당기는 힘만 존재한다. 만유인력의 크기는 두 물체의 질량의 곱에 비례하고, 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례하는데, 이를 만유인력 법칙이라고 한다. 만유인력 법칙은 태양 주위를 공전하는 행성이나, 왜소행성, 소행성, 혜성, 행성의 위성 등 만유인력에 의해 서로 공전하는 모든 천체에 적용할 수 있다.

성취 기준	성취 수준
뉴턴의 운동 법칙을 이용하여 케플러 법칙을 설명할 수 있다.	하

22 이 행성의 공전 주기는 27년이고, 행성의 공전 주기의 제곱은 공전 궤도 장반경의 세제곱에 비례([eqn: P ^{2} PROPTO a ^{3}])하므로 [eqn: 27 ^{2} ` PROPTO a ^{3}]이므로 [eqn: a=9]이다. 따라서 태양과 지구 사이의 거리가 1 AU이므로 행성의 궤도 장반경은 9 AU이다.

성취 기준	성취 수준
케플러의 세 가지 법칙을 통해 행성 운동의 규칙성에 대해 설명할 수 있다.	중

23 일식이 일어날 때 달의 본그림자에 속하는 지역(B)에서는 태양의 광구가 달에 의해 완전히 가려지는 개기 일식이 관측되고, 달의 반그림자에 속하는 지역(A)에서는 태양의 광구가  달에 의해 일부가 가려지는 부분 일식이 관측된다. 월식이 일어날 때 달이 지구의 본그림자에 일부가 들어가면(C) 부분 월식이 관측되며, 지구의 본그림자에 완전히 들어가면(D) 개기 월식이 관측된다. 지구의 반그림자에 달이 위치해 있을 때는 월식이 일어나지 않는다.

성취 기준	성취 수준
달의 공전에 의해 나타나는 현상과 식 현상을 설명할 수 있다.	하

24 지구형 행성은 목성형 행성보다 반지름에 비해 질량이 작기 때문에 탈출 속도가 작고, 표면 온도가 높아 기체 분자의 운동 속도가 빠르므로 가벼운 기체인 수소나 헬륨은 대기 성분으로 존재하기 어렵다.

[예시 답안]  목성형 행성은 지구형 행성보다 탈출 속도가 크고, 표면 온도가 낮아 기체 분자의 운동 속도가 느리므로 수소나 헬륨 등이 탈출하지 못하고 대기 성분으로 남는다.

성취 기준	성취 수준
행성 간 대기 성분 차이를 행성의 탈출 속도와 기체 입자의 평균 운동 속도를 고려하여 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
탈출 속도가 크고, 표면 온도가 낮기 때문이라고만 설명한 경우	40

25 외핵의 운동과 지구의 자전으로 자기장을 설명하는 것이 다이나모 이론이다.

[예시 답안]  지구의 자전으로 외핵의 물질이 회전하여 지구 내부에 자기장이 생긴다.

성취 기준	성취 수준
지구의 자기장과 이온층이 생성되는 원리를 설명할 수 있다.	하

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
지구의 자전에 의한 지구 내부 물질의 운동 때문이라고만 설명한 경우	50
외핵의 운동 때문이라고만 설명한 경우	30

범위 : Ⅲ. 생명의 진화

1 ②	2 ③	3 ④	4 ④	5 ④

6 ④	7 ④	8 ③	9 ③	10 ②

11 ①	12 ④	13 ④	14 ①	15 ②

16 ①	17 ②	18 ⑤	19 세포 내 공생설

20 군체	21 자연선택         22 (나) → (다) → (가)

23 해설 참조       24 감수 분열 시 상동 염색체의 무작위 배열과 분리, 감수 분열 시 일어나는 교차, 생식 세포의 무작위 수정	25 (1)(가) (2)(나)

1 생명체를 구성하는 단백질, 핵산, 인지질 중 단백질과 인지질은 세포막의 구성 성분이고, 핵산은 세포막의 구성 성분이 아니므로 ㉠은 인지질, ㉡은 핵산이다. 핵산은 뉴클레오타이드라는 단위체가 결합하여 생성된 것으로, DNA와 RNA가 있다. 뉴클레오타이드는 인산, 당, 염기가 각각 하나씩 결합한 화합물이다.

* 오답피하기>  ㄱ. 단백질, 핵산, 인지질은 모두 탄소 화합물이다. 따라서 단백질을 인지질, 핵산과 구분하는 기준인 A는 ‘탄소 화합물인가?’가 될 수 없다.

ㄴ. 인지질은 글리세롤과 지방산으로 구성된 지질에 인산이 추가로 결합되어 있다. 1분자의 글리세롤과 3분자의 지방산으로 구성되는 물질은 중성 지방이다.

성취 기준	성취 수준
복잡한 유기물과 원시 세포막으로부터 원시 세포가 형성되는 과정을 설명할 수 있다.	중

2 A는 단백질, B는 인지질이다. 인산(㉠)은 물과 접한 인지질 2중층의 바깥쪽으로 배열하므로 친수성 머리 부위이고, 지방산(㉡)은 물을 피하여 인지질 2중층의 안쪽으로 배열하므로 소수성 꼬리 부위이다. 단백질(A)과 인지질(B)은 모두 탄소 화합물이다.

* 오답피하기>  ㄴ. 막에 있는 단백질(A)은 선택적으로 물질을 출입시키는 역할을 하거나 외부로부터 신호를 받아들이는 역할을 한다.

성취 기준	성취 수준
복잡한 유기물과 원시 세포막으로부터 원시 세포가 형성되는 과정을 설명할 수 있다.	중

3 원시 대기는 오존층이 형성되어 있지 않아 막대한 태양 에너지와 우주 방사선이 유입되었고, 수소와 탄소가 결합하여 메테인을 이루었으며, 원시 대기로부터 합성된 유기물의 양은 증가하였다.

성취 기준	성취 수준
원시 바다에서 무기물로부터 간단한 유기물(탄소 화합물)이 생성되는 과정을 설명할 수 있다.	중

4 고온, 저온, 고전압 전류 등은 원시 대기의 불안정한 상태를 재현하기 위한 것이다. 끓는 물은 열과 수증기를 공급하기 위한 것이다.

성취 기준	성취 수준
원시 바다에서 생성된 간단한 유기물로부터 복잡한 유기물이 생성되는 과정을 설명할 수 있다.	중

5 화학적 진화는 원시 대기의 무기물(A) → 간단한 유기물 → 복잡한 유기물(B) → 유기물 복합체(C) → 원시 세포 순으로 일어난다. 따라서 A는 암모니아, B는 단백질, C는 코아세르베이트가 해당된다.

* 오답피하기>  뉴클레오타이드와 아미노산은 간단한 유기물, 핵산은 복잡한 유기물에 해당된다.

성취 기준	성취 수준
원시 바다에서 생성된 간단한 유기물로부터 복잡한 유기물이 생성되는 과정을 설명할 수 있다.	중

6 최초의 생명체는 대기에 산소가 없는 상태에서 나타난 무산소 호흡을 하는 종속 영양 세균(가)이었다. 이후 광합성을 하는 독립 영양 세균(나)이 번성해 대기의 산소 농도가 증가했다. 그 결과 산소 호흡을 하는 종속 영양 생물(다)이 출현했으며, 대기에 오존층이 형성되면서 육상 생물이 출현했다.

ㄷ. 산소 호흡은 무산소 호흡보다 에너지 효율이 높다.

* 오답피하기>  ㄱ. ㉠은 [eqn: rm CO_{2 }]이고, ㉡은 [eqn: rm O_{2 }]이다.

성취 기준	성취 수준
원시 세포로부터 광합성 박테리아가 출현한 배경을 설명할 수 있다.	중

7 광합성 세균은 이산화 탄소를 탄소 공급원으로, 물을 수소 공급원으로 하여 광합성을 하였는데, 물을 산화시켜 산소를 발생시켰고 이산화 탄소를 환원시켜 포도당을 합성했다.

* 오답피하기>  ① 최초의 생명체는 핵막이 없는 원핵생물이었다.

② 광합성 세균의 번성으로 대기의 산소 농도가 증가하면서 오존층이 형성되었다.

③ 산소 호흡을 하는 생물은 포도당과 같은 유기물을 분해해 이산화 탄소가 발생하였다.

⑤ 무산소 호흡을 하는 종속 영양 세균이 유기물을 분해함으로써 바다의 유기물 양이 감소했다.

성취 기준	성취 수준
광합성 박테리아에 의한 이산화 탄소의 환원과 그에 따른 산소의 발생으로 인한 지구와 생명 역사의 변혁을 설명할 수 있다.	중

8 (가)는 핵막과 막성 세포 소기관이 있는 것으로 보아 진핵세포인 식물 세포이다. (나)는 핵막이 없으므로 원핵세포인 세균이다. 따라서 (가)와 (나)는 핵막(A)의 유무로 구분되며, B는 세균의 유전 물질인 DNA이다.

* 오답피하기>  ㄷ. 최초의 생명체는 원핵세포로 이루어진 원핵생물이며, 이후 원핵세포로부터 진핵세포가 진화하였다.

성취 기준	성취 수준
진핵생물의 출현을 세포 공생설을 바탕으로 설명할 수 있다.	하

9 (가)는 막 진화설, (나)는 세포 내 공생설을 나타낸다. 미토콘드리아와 엽록체는 2중막 구조이며, 내막에서는 원핵세포의 막에서 발견되는 것과 유사한 단백질이 발견된다.

* 오답피하기>  ㄴ. A는 미토콘드리아, B는 엽록체이다.

성취 기준	성취 수준
진핵생물의 출현을 세포 공생설을 바탕으로 설명할 수 있다.	중

10 (가)는 선캄브리아대로 지질 시대의 대부분을 차지하지만 오존층이 형성되기 전이었으므로 강한 자외선 때문에 육지에는 생물이 살 수 없었을 것이다. (나)는 고생대로 후기에 대륙이 뭉쳐 판게아를 형성하였다. (다)는 중생대로 빙하기가 없어 거대한 동식물이 살았으며 겉씨식물이 번성하였다. (라)는 신생대로 인류의 조상이 출현하였다.

성취 기준	성취 수준
각 지질 시대의 생물 화석을 이용하여 각 지질 시대의 지구 환경을 유추할 수 있다.	중

11 버섯, 곰팡이 등이 속한 균계는 진핵세포로 이루어진 진핵생물이므로 핵막이 있다.

성취 기준	성취 수준
다양한 생물 종의 진화를 설명하는 진화론의 핵심을 설명할 수 있다.	하

12 D는 2중 나선 구조를 하고 있는 DNA이다. DNA에는 유전 정보를 저장하고 있는 유전자가 존재한다.

* 오답피하기>  ① A는 염색체를 구성하는 염색 분체로, 염색체는 세포가 분열할 때에만 염색사가 응축되어 형성된다.

② A와 B는 세포 분열 전 DNA가 복제된 후 응축되어 형성된 염색 분체이므로 한 부모로부터 물려받은 것이다.

③ C는 DNA와 결합하는 히스톤 단백질이다. 복제된 후 다음 세대로 전달되는 물질은 DNA(D)이다.

⑤ DNA를 구성하는 당은 디옥시리보스이다.

성취 기준	성취 수준
염색체, 유전자, DNA의 관계를 구분하여 설명할 수 있다.	중

13 A는 핵, B는 미토콘드리아, C는 세포질이다. ㉠은 복제, ㉡은 전사, ㉢은 번역 과정이다. 핵과 미토콘드리아에서는 DNA 복제와 전사가 일어나고, 번역은 리보솜이 관여하며 주로 세포질에서 일어난다.

성취 기준	성취 수준
염색체, 유전자, DNA의 관계를 구분하여 설명할 수 있다.	상

14 형질이 발현될 때 DNA의 유전 정보가 전사되어 mRNA가 합성되고, mRNA의 유전 정보가 번역되어 단백질이 합성된다. 따라서 ㉠은 DNA, ㉡은 RNA(mRNA)이다.

* 오답피하기>  ㄴ. ㉠은 DNA이므로 염기는 A, G, C, T이다. ㉠과 ㉡은 염기 서열이 서로 상보적이므로 ⓐ 부위의 염기 서열은 mRNA의 UCA에 상보적인 AGT이다.

ㄷ. 유전 암호는 연속된 3개의 염기의 조합으로 이루어지며, 각 암호는 하나의 아미노산을 지정한다. 단백질 X는 10개의 아미노산으로 이루어져 있으므로, 단백질 X의 합성에 사용된 mRNA(㉡)는 30개 이상의 염기로 이루어져 있다.

성취 기준	성취 수준
지구 상의 모든 생명체가 동일한 유전 암호를 사용하는 것에 근거하여 생명의 연속성을 설명할 수 있다.	하

15 ㄴ. A와 B는 상동 염색체로 부모에게서 각각 1개씩 물려받았으며, 동일한 위치에 대립 유전자가 존재한다.

* 오답피하기> ㄱ. 1쌍의 염색체에는 여러 개의 유전자가 있다.

ㄷ. ⓐ와 ⓑ는 염색 분체로 유전자 구성이 같다.

성취 기준	성취 수준
생식 과정에서 대립 유전자가 분리되고 합쳐지는 과정을 유전과 관련하여 설명할 수 있다.	중

16 그림은 상동 염색체 사이에서 염색 분체 일부가 서로 교환되는 교차를 나타낸 것이다. 유전자 R와 Y는 같은 염색체에 존재하므로 서로 연관되어 있다.

* 오답피하기>  ㄴ. 교차는 상동 염색체끼리 결합해 2가 염색체를 형성하는 감수 1분열 과정에서 일어난다.

ㄷ. 교차가 일어나면 감수 분열 결과 형성되는 생식 세포의 유전적 다양성이 증가하므로 생식 세포의 결합으로 생성되는 자손의 유전적 다양성도 증가한다.

성취 기준	성취 수준
생식 세포가 형성되고 수정되는 과정을 통해 다양한 유전적 변이가 형성됨을 설명할 수 있다.	중

17 (가)는 유전자 a와 B가 연관되어 있고 A와 b가 연관되어 있으므로 유전자 b는 A와 같은 염색체인 ㉠ 부위에 존재한다. (가)에서는 교차가 일어나므로 유전자형이 aB, Ab뿐 아니라 AB, ab인 생식 세포가 형성되고, (나)에서는 교차가 일어나지 않아 유전자형이 AB, ab인 생식 세포만 형성된다.

* 오답피하기>  ㄷ. 교차가 일어나는 (가)에서는 4가지 생식 세포가 형성되고, 교차가 일어나지 않는 (나)에서는 2가지 생식 세포가 형성되므로 생식 세포의 유전적 다양성은 (가)가 (나)보다 더 높다.

성취 기준	성취 수준
생식 세포가 형성되고 수정되는 과정을 통해 다양한 유전적 변이가 형성됨을 설명할 수 있다.	중

18 (가)와 (나) 모두 개체수가 작고 고립된 집단에서 홍수, 대화재 등 우연히 발생하는 사건에 의해 개체수가 급격하게 감소하여 유전자풀이 변한 것으로, 유전적 부동에 해당한다. (가)는 병목 효과, (나)는 창시자 효과의 예이다.

성취 기준	성취 수준
유전과 진화를 유전자 전달 및 그 과정에서 나타나는 유전자 구성의 유지와 변화로 설명할 수 있다.	상

19 세포 내 공생설에 따르면 호기성 세균과 광합성 세균이 숙주 세포 내에서 공생하다가 각각 미토콘드리아와 엽록체로 분화함으로써 원핵세포로부터 진핵세포가 진화하였다.

성취 기준	성취 수준
진핵생물의 출현을 세포 내 공생설을 바탕으로 설명할 수 있다.	중

20 단세포 생물로부터 독립적인 세포들의 모임인 군체가 형성되고, 군체를 이루는 일부 세포에서 분화가 일어나 다세포 생물로 진화하였다.

성취 기준	성취 수준
다양한 생물 종의 진화를 설명하는 진화론의 핵심을 설명할 수 있다.	중

21 밝은 숲에서는 흰색 나방이 포식자의 눈에 덜 띄므로 자연선택되어 재포획된 비율이 높은 반면, 어두운 숲에서는 검은색 나방이 자연선택되어 재포획된 비율이 높다.

성취 기준	성취 수준
다윈의 진화론이 과학과 사회에 준 영향에 대해 조사하여 토론할 수 있다.	하

22 (가)는 신생대, (나)는 고생대, (다)는 중생대의 사건이다.

성취 기준	성취 수준
각 지질 시대의 생물 화석을 이용하여 각 지질 시대의 지구 환경을 유추할 수 있다.	하

23 DNA는 유전 정보(단백질 합성에 필요한 아미노산 서열 정보)를 저장하고, 복제되어 딸세포로 전달됨으로써 다음 세대로 유전 정보를 전달한다.

[예시 답안]  DNA, 유전 정보를 저장하고 다음 세대로 전달한다.

성취 기준	성취 수준
염색체, 유전자, DNA의 관계를 구분하여 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
제시어를 모두 포함하여 예시 답안과 같이 옳게 서술한 경우	100
제시어를 모두 포함하였으나 역할의 일부만 서술한 경우	60
제시어를 일부만 포함하여 역할의 일부만 서술한 경우	30

24 유성 생식을 하는 생물의 경우 감수 분열 시 상동 염색체의 무작위 배열과 분리, 감수 분열 시 일어나는 교차, 생식 세포의 무작위 수정 등으로 인해 자손의 유전적 다양성이 높아진다.

성취 기준	성취 수준
염색체, 유전자, DNA의 관계를 구분하여 설명할 수 있다.	중

25 (1) 유전자 A와 B가 서로 다른 염색체에 독립되어 있으면 (가)와 같이 4가지 생식 세포가 같은 비율로 생성된다.

(2) 유전자 A와 b, 유전자 a와 B가 연관되어 있고, 교차가 일어나지 않으면 (다)와 같이 2가지 생식 세포(Ab, aB)가 같은 비율로 생성된다. 유전자 A와 B, 유전자 a와 b가 연관되어 있고 교차가 일어나면 (나)와 같이 연관형 두 가지(AB, ab)는 높은 비율로, 교차형 두 가지(Ab, aB)는 낮은 비율로 생성된다.

성취 기준	성취 수준
생식 세포가 형성되고 수정되는 과정을 통해 다양한 유전적 변이가 형성됨을 설명할 수 있다.	중

범위 : Ⅳ. 정보 통신과 신소재

1 ②	2 ②	3 ④	4 ②, ③	5 ①

6 ⑤	7 ④	8 ③	9 ④	10 ①

11 ③	12 ①	13 ③	14 ②	15 ⑤

16 ④	17 ①	18 ③	19 해설 참조

20 ㉡, ㉢, ㉤ 순방향, ㉥ 역방향	21 액정

22 (가) 그래핀, (나) 탄소 나노 튜브, 탄소로 만들어졌다.

23 해설 참조	24 축합 중합, 폴리에스터, 페놀 수지, 나일론           25 해설 참조

1 신호는 자연에서 다양한 형태로 존재하며, 전자기파는 전기장과 자기장의 진동으로, 전하를 가진 물체가 진동할 때 발생한다.

* 오답피하기>   ㄴ. 초음파는 매질을 따라 전파되므로 진공 중에서는 전파되지 않는다.

ㄹ. 컴퓨터가 처리할 수 있는 신호는 디지털 신호이다.

성취 기준	성취 수준
자연 현상에서 발생하는 다양한 신호의 종류와 발생 과정을 설명할 수 있다.	중

2 (가)는 디지털 신호, (나)는 아날로그 신호이다.

* 오답피하기> ㄴ. (나)를 (가)로 바꾸는 장치를 AD 변환기(아날로그-디지털 변환기)라고 한다.

성취 기준	성취 수준
아날로그 신호와 디지털 신호의 의미와 차이를 설명할 수 있다.	중

3 다양한 빛의 파장을 감지하여 전기 신호로 바꾸어 출력하는 광센서는 디지털카메라, 광마우스, 화재 탐지기, 자동문, 도난 경보기, 바코드 판독기, 지폐 계수기 등에 이용된다.

* 오답피하기>  ④ 자동차 에어백은 가속도 센서를 이용한 것이다.

성취 기준	성취 수준
정보를 수신하고 인식하려면 신호의 종류에 적합한 센서가 필요함을 말할 수 있다.	하

4 그림은 휴대 전화의 자동 방향 전환 기능을 나타낸다. 이것은 관성을 이용한 가속도 센서의 일종으로, 이와 같은 종류로는 에어백이나 디지털카메라의 손 떨림 보정 기능 등이 있다.

* 오답피하기>  ① 터치스크린은 압력 센서를 이용한다.

➃ 화재 경보기는 화학 센서를 이용한다.

⑤ 교통 카드 단말기는 전자기 센서에 해당된다.

성취 기준	성취 수준
정보를 수신하고 인식하는 여러 가지 센서의 기초적인 구조를 말할 수 있다.	중

5 전기 통신은 구리 전선을 매체로 전기 신호를 주고 받는 통신 방식으로, 유선 통신에 이용된다.

성취 기준	성취 수준
센서가 인식한 정보는 다른 형태로 변환되어 전달된다는 사실을 말할 수 있다.	하

6 광통신은 전반사 원리를 이용하여 정보의 손실이나 왜곡 없이 디지털 신호를 전달할 수 있다.

* 오답피하기> ㄱ. (가)는 아날로그, (다)는 디지털 신호이다.

성취 기준	성취 수준
정보를 수신하고 인식하는 여러 가지 센서의 구조와 작동 원리를 설명할 수 있다.	중

7 광섬유는 빛 신호의 전반사를 이용하므로 도청이 어렵고, 열이 거의 발생하지 않아 에너지 손실이 적다.

성취 기준	성취 수준
센서의 정보 변환 및 전달 과정을 이해하고, 첨단 정보 전달 기기에서 적용되는 방법을 설명할 수 있다.	중

8  광케이블에서 코어는 클래딩보다 밀한 매질이어야 하며, 이것은 코어의 굴절률이 클래딩보다 커야 함을 의미한다. 구리선을 사용한 동축 케이블은 전기 통신으로 광통신에 비해서 혼선이 많다.

* 오답피하기> ㄴ. 광통신은 빛의 전반사를 이용한 디지털 전송 방식으로, 빛이 굴절률이 큰 코어에서 굴절률이 작은 클래딩으로 진행할 때 나타난다.

성취 기준	성취 수준
첨단 정보 전달 기기에서 센서가 정보를 변환하고 전달하는 과정을 말할 수 있다.	중

9 (가)는 강자성체, (나)는 상자성체, (다)는 반자성체를 나타낸 것이다. (나)는 외부 자기장을 제거하면 자화된 정보가 유지되지 않으므로 자기 신호로 이용하기에 부적절하다.

성취 기준	성취 수준
자성체의 성질 및 디지털 정보 저장 장치와 자기 기록 카드 등의 원리를 말할 수 있다.	중

10 두 경우 모두 시간에 따른 자기 선속의 변화가 있으므로 유도 전류가 생긴다.

* 오답피하기>  ㄴ. (가)에서 자기 선속의 변화를 방해하기 위해 자석을 밀어내는 자기력이 생겨야 하므로 코일의 윗부분은 N극이어야 한다.

ㄷ. (나)에서는 코일의 윗부분이 N극이 되므로 전류는 a →   → b 방향으로 흐른다.

성취 기준	성취 수준
하드 디스크 등 여러 가지 디지털 정보 저장 장치의 원리와 구조를 이해하고, 자기 기록 카드 등의 전자기적 원리와 활용 방법을 설명할 수 있다.	중

11 플래터 표면에 있는 자성체의 자기화 방향이 A 구간에서 5회 바뀌었으므로 전류의 방향이 5회 바뀌었다.

* 오답피하기>  ㄴ. 정보를 쓰는 원리를 나타낸 것으로, 앙페르 법칙이 이용된다.

성취 기준	성취 수준
하드 디스크 등 여러 가지 디지털 정보 저장 장치의 원리와 구조를 이해하고, 자기 기록 카드 등의 전자기적 원리와 활용 방법을 설명할 수 있다.	중

12 CD와 DVD는 플라스틱 기판 위에 금속 막을 입히고, 레이저로 막에 홈을 새겨서 정보를 저장한다. 저장된 정보는 레이저 빛을 비추어 반사되는 빛의 세기로 읽어낸다. CD는 정보를 쉽게 지웠다가 기록할 수 없다.

성취 기준	성취 수준
하드 디스크 등 여러 가지 디지털 정보 저장 장치의 원리와 구조를 이해하고, 자기 기록 카드 등의 전자기적 원리와 활용 방법을 설명할 수 있다.	중

13 하드 디스크는 자기를 이용한 저장 매체이며, CD와 DVD는 빛을 이용한 저장 매체로 DVD는 CD에 비해 기록 밀도가 높아 더 많은 정보를 저장할 수 있다. 플래시 메모리는 전원이 차단되어도 보존되는 비휘발성 메모리로 전기적으로 정보를 지우고 다시 기록할 수 있다.

성취 기준	성취 수준
하드 디스크 등 여러 가지 디지털 정보 저장 장치의 원리와 구조를 이해하고, 자기 기록 카드 등의 전자기적 원리와 활용 방법을 설명할 수 있다.	하

14 녹색 빛만 수직 편광판을 통과하므로 지영이는 액정 화면에서 나온 색을 녹색으로 인식한다. 액정에 걸린 전압의 세기로 분자의 배열 방향을 바꿀 수 있어 명암 조절이 가능하다.

* 오답피하기>  ㄴ. 청원뿔 세포(A), 녹원뿔 세포(B), 적원뿔 세포(C)는 각각 청색, 녹색, 적색만을 인식하는 것이 아니라, 들어온 자극에 따라 서로 다른 비율로 동시에 반응한다. 이러한 비중의 차이에 따라 우리 뇌는 빛을 서로 다른 색깔로 인식한다.

ㄷ. 전압이 걸리면 액정의 분자 배열이 한 방향으로 늘어서므로  빛의 진동 방향이 바뀌지 않는다. 따라서 적색, 청색 필터에 전압이 걸려 있음을 알 수 있다.

성취 기준	성취 수준
LCD 등 영상 표현 장치와 디지털카메라 등 영상 저장 장치의 기초적인 원리를 설명할 수 있다.	상

15  (다)는 반도체로, 띠틈이 작아 전류를 흐르게 하기 쉽다.

* 오답피하기>  ㄱ. (가)는 도체로, 온도가 높아지면 원자와 자유 전자의 충돌이 증가하고 전기 저항이 증가한다. 따라서 온도가 높을수록 전기 전도성은 떨어진다.

ㄴ. (나)는 부도체이지만 띠틈 에너지 이상의 에너지를 얻으면 전자가 전도띠로 이동할 수 있어 전류가 흐른다.

성취 기준	성취 수준
고체의 에너지 띠 구조를 바탕으로 도체, 부도체, 반도체의 차이를 설명할 수 있다.	상

16 초전도체는 임계 온도([eqn: T _{rmC}]) 이하에서 저항이 0이 되는 특징을 가진다. 또, 반자성을 갖고 있어 외부 자기장에 대해 반대로 자화되므로 외부 자기장을 밀어내어 자석 위에 떠 있게 된다. 이를 마이스너 효과라고 한다.

성취 기준	성취 수준
초전도체와 액정 등 새로운 소재의 물리적 원리를 설명할 수 있다.	하

17 순수 반도체는 전기 전도성이 떨어지므로 불순물을 첨가하는 도핑을 통해 전기 전도성을 개선한다.

성취 기준	성취 수준
반도체의 도핑과 반도체 소자의 전기적 특성을 통해 다이오드와 트랜지스터, 고집적 메모리의 구조와 활용 방법을 설명할 수 있다.	중

18 광상은 지표면보다 지하에서 더 많이 발견되며 화산 활동에 의해 화성 광상이 생성되고, 풍화, 침식, 퇴적 작용에 의해 퇴적 광상이 생성된다.

성취 기준	성취 수준
중요한 광물의 생성 과정과 분포, 자원으로 활용되는 유형 및 특징을 설명할 수 있다.	중

19 CD와 DVD 표면의 신호는 랜드와 피트로 두 가지 종류이다. 플래터 표면의 자기 신호 역시 가능한 방향은 두 가지뿐이므로 0, 1에 대응되는 신호만 표현할 수 있다.

[예시 답안]  CD, DVD, 하드 디스크 모두 두 가지 신호만 표시할 수 있으므로 연속적인 값을 표현해야 하는 아날로그 신호는 표현할 수 없다.

성취 기준	성취 수준
하드 디스크 등 여러 가지 디지털 정보 저장 장치의 원리와 구조를 이해하고, 자기 기록 카드 등의 전자기적 원리와 활용 방법을 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
저장 매체들이 아날로그 신호를 표시할 수 없는 이유를 예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
저장 매체들이 연속적인 값을 표시할 수 없다고만 설명한 경우	50

20 (나)는 p형 반도체이다. (가) 회로에서 건전지의 (+)극과 다이오드의 p형 반도체가, 건전지의 (-)극과 n형 반도체가 연결되어야 전류가 흐르므로 ㉡과 ㉢이 p형 반도체에 해당된다. (가)에서 전구 a의 불은 켜고, 전구 b의 불을 끄기 위해서는 다이오드 A에 순방향 전압이, 다이오드 B에 역방향 전압이 연결되어야 한다.

성취 기준	성취 수준
반도체의 도핑과 반도체 소자의 전기적 특성을 통해 다이오드와 트랜지스터, 고집적 메모리의 구조와 활용 방법을 설명할 수 있다.	상

21 액정은 고체와 액체의 중간 물질로 전압에 따라 액정의 배열이 바뀐다.

성취 기준	성취 수준
초전도체와 액정 등 새로운 소재의 물리적 원리를 설명할 수 있다.	하

22 그래핀은 탄소 원자 한 층으로 이루어진 나노 소재이다. 그래핀은 탄소 덩어리와는 전혀 다른 새로운 성질이 나타난다. 전도도가 매우 높고 튼튼하여 나노 전자 소자에 매우 유용하게 사용할 수 있다. 그래핀을 튜브 모양으로 만든 것은 탄소 나노 튜브, 축구공 모양으로 만든 것은 풀러렌이다.

성취 기준	성취 수준
초전도체와 액정 등 새로운 소재의 물리적 원리를 설명할 수 있다.	중

23 p형 반도체의 전하 운반자인 양공을 만들기 위해서는 4족 원소인 실리콘보다 최외각 전자가 한 개 부족한 3족 원소들로 도핑해야 한다. 주어진 주기율표 상에서는 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐이 이에 해당된다.

[예시 답안]  실리콘이 4족 원소이므로 3족 원소인 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐 중 하나로 도핑하여 양공을 만들어 주어야 한다.

성취 기준	성취 수준
반도체의 도핑과 반도체 소자의 전기적 특성을 통해 다이오드와 트랜지스터, 고집적 메모리의 구조와 활용 방법을 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
p형 반도체를 만들기 위해 첨가해야 할 물질과 그 이유를 예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
p형 반도체를 만들기 위해 첨가해야 할 물질만 설명한 경우	50

24 고분자 화합물을 생성하는 중합 반응으로는 첨가 중합과 축합 중합이 있다. 단위체가 결합되면서 물과 같은 간단한 분자가 빠져나가는 중합 반응을 축합 중합이라고 한다.

성취 기준	성취 수준
고분자 물질의 구조와 특성, 대표적 고분자의 화학적 합성 과정을 이해하고, 고분자 물질이 다양한 첨단 소재로 활용되며 생명 현상에서도 중요함을 말할 수 있다.	중

25 트랜지스터는 p-n-p 또는 n-p-n의 샌드위치 구조로 전하운반자를 주입시키는 이미터, 수도꼭지 역할을 하는 베이스, 주입된 전하가 모이는 컬렉터로 구성된다. 이때 베이스 전류를 아주 조금만 변화시켜도 컬렉터 전류가 큰 폭으로 변화하기 때문에 진폭이 작은 신호를 증폭시키는 데 적합하다. 그러므로 [eqn: I _{rmb}]를 조절하여 [eqn: I _{rmc}]를 큰 폭으로 변화시킬 수 있다.

[예시 답안]  순방향 전압을 조절하여 컬렉터 전류([eqn: I _{rmc}])를 제어할 수 있는 스위치 작용을 한다. 또 베이스 전류([eqn: I _{rmb}])를 미세하게 조절하여 큰 컬렉터 전류([eqn: I _{rmc}])를 얻을 수 있는 증폭 작용을 한다.

성취 기준	성취 수준
반도체의 도핑과 반도체 소자의 전기적 특성을 통해 다이오드와 트랜지스터, 고집적 메모리의 구조와 활용 방법을 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
증폭 작용, 스위치 작용 중 한 가지만 옳게 설명한 경우	50
설명 없이 증폭 작용, 스위치 작용이라고만 답한 경우	30

범위 : Ⅴ. 인류의 건강과 과학 기술

1 ①	2 ③	3 ④	4 ⑤	5 ②

6 ①	7 ④	8 ④	9 ⑤	10 ⑤

11 ④	12 ④	13 ①	14 ②	15 ⑤

16 ④	17 ⑤	18 ③	19 (나) → (가) → (다)

20 해설 참조	21 해설 참조

22 항원 항체 반응의 특이성	23 해설 참조

24 아스피린	25 유전자 검사

1 세균 A는 대기 중의 질소 기체를 직접 고정하는 질소 고정 세균이다. 콩과 식물의 뿌리에 공생하는 뿌리혹박테리아는 대표적인 질소 고정 세균이다.

* 오답피하기> ㄴ. 세균 B는 고정된 NH4+를 NO3-로 산화시키는 질화 세균에 해당된다. 세균 C는 NO3-를 N2로 전환시키는 탈질화 세균이다. 식물은 N2를 직접 이용하지 못한다.

ㄷ. ㉠ 과정에서 질소는 식물(생산자)이 합성한 단백질이나 핵산의 형태로 먹이 사슬을 따라 동물에게로 이동한다.

성취 기준	성취 수준
질소 고정의 의미를 이해하고, 질소 비료의 생산이 식량 자원의 양과 질의 향상에 어떻게 기여하였는지를 설명할 수 있다.	하

2 비료의 3요소는 질소, 인, 칼륨이다. 질소는 단백질의 구성단위인 아미노산과 핵산의 구성단위인 뉴클레오타이드를 구성하는 원소이다. 따라서 생태계에서 순환하는 질소의 양은 생태계가 유지할 수 있는 생물체의 양에 영향을 미친다.

* 오답피하기>  ㄴ. 탄수화물의 구성 원소는 탄소, 산소, 수소이다.

성취 기준	성취 수준
질소 고정의 의미를 이해하고, 질소 비료의 생산이 식량 자원의 양과 질의 향상에 어떻게 기여하였는지를 설명할 수 있다.	하

3 질소 비료의 과다 사용은 토양의 산성화를 유발하고, 토양 속 질소 비료가 빗물에 씻겨 강과 바다를 부영양화 시켜 적조 현상을 유발할 수 있다.

성취 기준	성취 수준
질소 고정의 의미를 이해하고, 질소 비료의 생산이 식량 자원의 양과 질의 향상에 어떻게 기여하였는지를 설명할 수 있다.	중

4 전통적 방법에 의한 육종은 작물이나 가축의 양과 질을 높이기 위해 기존의 품종을 개량하거나 신품종을 개발하는 것으로, 우연히 나타난 형질을 이용하므로 좋은 형질을 가진 품종을 얻으려면 오랜 시간 동안 육종을 반복해야 한다. 반면, 유전자 재조합 기술을 이용한 육종은 어떤 생물의 유전자를 다른 생물에 도입하여 원하는 신품종을 정확하고 빠른 시간에 얻을 수 있으며 다양한 품종 개발이 가능하다.

성취 기준	성취 수준
농작물과 가축 개량을 위한 육종과 유전 공학 기술이 식량 자원의 양과 질의 향상에 어떻게 기여하였는지를 설명할 수 있다.	중

5 씨 없는 수박을 얻는 데 사용된 기술은 인공 돌연변이를 이용한 육종이다. 우주 육종이란 우주와 같은 환경에서 생물에 돌연변이를 일으켜 새로운 품종을 얻는 방법이다.

* 오답피하기>  ㄱ. 씨 없는 수박은 돌연변이를 이용한 육종이다.

ㄷ. 포마토, 무추 등은 세포 융합 기술을 이용하여 얻은 생물이다.

성취 기준	성취 수준
농작물과 가축 개량을 위한 육종과 유전 공학 기술이 식량 자원의 양과 질의 향상에 어떻게 기여하였는지를 설명할 수 있다.	하

6 유전자 재조합 기술은 유용한 유전자를 선택하여 다른 생물의 유전자와 조합하는 기술로, 유용한 품종을 만들 수 있다는 것은 전통적 육종 방법과 비슷하지만 교배가 불가능한 생물의 특종 유전자를 직접 도입하여 빠르고 정확한 결과를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다. 이런 방법을 통해 제초제에 죽지 않는 콩, 알이 굵고 튼튼한 옥수수, 잘 무르지 않는 토마토 등 다양한 유전자 변형 생물을 만들어 낼 수 있다.

* 오답피하기>  ㄴ. 유전자 재조합 기술은 전통적 육종에 비해 시간이 짧게 걸린다.

ㄷ. 유전자 변형 생물(GMO)은 아직까지 인체에 해가 있는지     없는지 확인되지 않았다.

성취 기준	성취 수준
농작물과 가축 개량을 위한 육종과 유전 공학 기술이 식량 자원의 양과 질의 향상에 어떻게 기여하였는지를 설명할 수 있다.	하

7 (가)에서 대부분의 감자가 동일한 병에 걸려 썩었던 것은 감자가 모두 유전적으로 동일하여 병에 대한 저항성이 없었기 때문이다. 따라서 이를 통해 유전적으로 다양한 식량 자원이 확보되어야 함을 알 수 있으며, (나)의 종자 은행과 같은 시설을 통해 생물의 유전자를 보호함으로써 식량 자원을 확보할 수 있다.

성취 기준	성취 수준
식량 자원의 지속적인 개발 및 확보와 관련하여 생태계와 생물 다양성의 가치를 이해하고, 종자은행의 중요성을 설명할 수 있다.	중

8 가공 식품에는 유통 기한, 내용물의 용량, 열량, 포장재, 식품 첨가물의 종류 등을 표기해야 한다. 식품 첨가물은 식품의 맛, 향, 색 등을 좋게 하거나 식품을 오래 보존하기 위해 첨가하는 물질로, 식품 첨가물에는 착색제, 발색제, 감미료, 산화 방지제 등이 있다.

* 오답피하기>  ㄴ. 식품에 유전자 재조합 작물이 3 % 이상 섞여 있으면 반드시 GMO 식품임을 표기하여야 한다.

성취 기준	성취 수준
식량 자원의 지속적인 개발 및 확보와 관련하여 생태계와 생물 다양성의 가치를 이해하고, 종자은행의 중요성을 설명할 수 있다.	상

9 철수의 1일 에너지 섭취량은 (250 g×4 kcal)+(150 g×9 kcal)+(150 g×4 kcal)=2,950 kcal, 영희의 1일 에너지 섭취량은 (150 g×4 kcal)+(200 g×9 kcal)+(50 g×4 kcal)=2,600 kcal이다.

성취 기준	성취 수준
건강한 생활의 유지를 위해 영양소의 고른 섭취가 필요함을 설명할 수 있다.	중

10 ㉠은 포도당, ㉡은 이산화 탄소, ㉢은 ADP, ㉣은 ATP이다. 세포 호흡을 통해 영양소가 분해되어 ATP를 생성하면 ATP가 ADP로 분해될 때 방출되는 에너지를 이용해 근육 수축, 물질 합성, 정신 활동 등 다양한 생명 활동이 일어난다.

* 오답피하기>  ① 포도당(㉠)은 에너지원으로 사용되는 주영양소이다.

② 이산화 탄소(㉡)에는 에너지가 저장되어 있지 않으며 세포 호흡 시 포도당(㉠)이 분해되어 에너지가 방출된다.

③ 세포 호흡이 일어나면 ATP(㉣)가 합성된다.

④ 포도당(㉠)에 저장된 에너지 중 일부가 생명 활동에 사용되고, 나머지는 열에너지로 방출된다.

성취 기준	성취 수준
건강한 생활의 유지를 위해 영양소의 고른 섭취가 필요함을 설명할 수 있다.	중

11 이 병원체는 단백질과 핵산(DNA)으로 이루어진 바이러스이다. 따라서 숙주 세포 내에서는 DNA(㉡)를 복제해 증식할 수 있으며, 바이러스의 DNA에는 바이러스의 단백질(㉠) 합성에 필요한 정보가 저장된 유전자가 존재한다.

* 오답피하기>  ㄱ. 바이러스는 숙주 세포 밖에서는 단백질(㉠) 합성과 같은 물질대사를 스스로 할 수 없다.

성취 기준	성취 수준
질병의 예를 제시하고, 병원체로 작용하는 박테리아와 바이러스의 특징을 설명할 수 있다.	하

12 선천적 면역은 이물질에 대한 특이성 없이 일어나는 면역으로, 피부, 눈물, 침, 위액, 식균 작용, 염증 반응 등에 의한 면역이다. 알레르기 반응은 외부의 항원에 대항하는 과정에서 과민 반응을 일으키는 면역계 질환으로, 후천적 면역에 해당한다.

성취 기준	성취 수준
면역이 일어나는 과정을 이해하여 백신의 원리를 알고, 백신을 이용해 감염성 질병을 예방하고 확산을 방지할 수 있음을 설명할 수 있다.	중

13 세포 A는 병원체 X를 인식한 후 항체 Y를 분비하는 형질 세포와 세포 B(기억 세포)로 분화되는 림프구(B 림프구)이다.

* 오답피하기>  ㄱ. 항체 Y는 병원체 X 표면에 있는 항원과 특이적으로 결합해 항원 항체 반응을 일으킴으로써 병원체 X를 제거하는데, 이는 특이적 면역 과정이다.

ㄷ. 병원체 X가 재침입하면 기억 세포(세포 B)가 직접 항체를 분비하는 것이 아니라, 1차 면역 반응 때 만들어진 기억 세포가 항원을 인식한 후 빠르게 증식하고 형질 세포로 분화하여 형질 세포에서 항체 Y를 다량 생성한다.

성취 기준	성취 수준
면역이 일어나는 과정을 이해하여 백신의 원리를 알고, 백신을 이용해 감염성 질병을 예방하고 확산을 방지할 수 있음을 설명할 수 있다.	중

14 특정 항원에 2차 감염되면 1차 면역 반응에서 만들어진 기억 세포의 작용으로 항체가 신속하게 다량으로 생성된다.

성취 기준	성취 수준
면역이 일어나는 과정을 이해하여 백신의 원리를 알고, 백신을 이용해 감염성 질병을 예방하고 확산을 방지할 수 있음을 설명할 수 있다.	중

15 비누는 물과 친화력이 큰 친수성기(나)와 기름과 친화력이 큰 친유성기(가)로 이루어진 계면 활성제이다. 수용액이 염기성이이어서 단백질을 녹이므로 동물성 섬유의 세탁에는 적합하지 않다. (가) 부분이 기름때와 친화력이 더 크다.

성취 기준	성취 수준
물의 소독, 살균, 세제의 사용이 인간 수명의 연장과 건강의 증진에 기여한 바를 설명할 수 있다.	중

16 a 시점 이전에는 압박대의 압력이 대동맥의 혈압보다 높으므로 동맥이 막혀 A 부위로 혈액이 흐르지 않는다.

* 오답피하기>  ① 혈관음은 a 시점에 처음 발생한 후, b 시점 이후로는 더 이상 발생하지 않는다.

② b 시점에서 마지막 혈관음이 발생하며, 이때 압력계의 압력이 최저 혈압이다.

③ 혈압을 측정할 때 청진기는 압박대로 감긴 부위의 동맥에서 발생하는 혈관음을 듣기 위해 사용한다.

⑤ 혈관음이 처음 발생했을 때, 즉 혈관음이 들리기 시작할 때 압력계의 압력은 최고 혈압이다.

성취 기준	성취 수준
물리적 건강 검진 장치와 화학적 진단의 원리를 설명할 수 있다.	상

17 CT(컴퓨터 단층 촬영기)가 X선을 이용하는 방사선 진단 기기이다. MRI(자기 공명 영상 장치)는 방사선 없이 자기장과 고주파를 이용하여 체내 수소 원자핵이 발생하는 신호를 영상화하는 기구로 인체에 해가 없고 모든 방향과 각도에서 높은 해상도를 얻을 수 있다. PET(양전자 단층 촬영 장치)는 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 이용하여 3차원으로 나타낼 수 있는 핵의학 검사 방법이다. 현재 각종 암을 진단하는 데 주로 활용되고 있다.

성취 기준	성취 수준
물리적 건강 검진 장치와 화학적 진단의 원리를 설명할 수 있다.	중

18 암은 세포 주기 조절에 이상이 생긴 암세포들이 비정상적으로 증식하여 형성된 세포 집단이다.

* 오답피하기>  ㄴ. 암세포는 정상 세포보다 세포 주기가 짧아 성장 속도가 빠르다.

성취 기준	성취 수준
암의 발생을 유전적․환경적 요인과 관련지어 설명할 수 있다.	하

19 식물이 대기의 질소 기체(N2)를 이용하기 위해서는 뿌리혹박테리아와 같은 질소 고정 세균에 의해 암모니아(NH3)로 고정된 후 암모늄 이온(NH4+)으로 전환되어야 한다. 식물은 뿌리를 통해 암모늄 이온을 흡수해 단백질, 핵산 등을 합성하는 데 이용한다.

성취 기준	성취 수준
질소 고정의 의미를 이해하고, 질소 비료의 생산이 식량 자원의 양과 질의 향상에 어떻게 기여하였는지를 설명할 수 있다.	하

20 먹이 그물이 복잡할 경우 어느 한 종이 사라져도 그 포식자는 다른 종을 먹이로 하므로 생태계의 평형이 쉽게 깨지지 않는다.

[예시 답안]  (나), (나)는 (가)보다 생물들의 종이 다양하고, 먹이 그물이 복잡하기 때문이다.

성취 기준	성취 수준
식량 자원의 지속적인 개발 및 확보와 관련하여 생태계와 생물 다양성의 가치를 이해하고, 종자은행의 중요성을 설명할 수 있다.	하

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 서술한 경우	100
생물 종이 다양하고 먹이 그물이 복잡하기 때문이라고 서술한 경우	70
기호만 옳게 쓴 경우	30

21 이 병원체는 단백질과 핵산(RNA)으로 이루어진 바이러스이다.

[예시 답안]  바이러스는 세균과 달리 세포 구조를 하고 있지 않다. 살아 있는 숙주 세포 내에서만 증식한다.

성취 기준	성취 수준
질병의 예를 제시하고, 병원체로 작용하는 박테리아와 바이러스의 특징을 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
제시어를 모두 사용하여 예시 답안 두 가지를 옳게 서술한 경우	100
한 가지 제시어를 사용하여 예시 답안 중 한 가지만 옳게 서술한 경우	50

22 항체는 종류에 따라 항원 결합 부위의 구조가 다른데, 항체는 결합 부위에 맞는 항원하고만 반응한다. 이를 항원 항체 반응의 특이성이라고 한다.

성취 기준	성취 수준
면역이 일어나는 과정을 이해하여 백신의 원리를 알고, 백신을 이용해 감염성 질병을 예방하고 확산을 방지할 수 있음을 설명할 수 있다.	중

23 약품 투입실에서는 작은 입자를 엉기는 약품(응집제)을 투입하고, 염소 살균실에서는 물속의 병원성 미생물을 제거하기 위해 염소를 투입한다.

[예시 답안]  (가) 단계에서는 약품을 투입하여 물속의 미세한 찌꺼기를 제거하기 위한 것이고, (나) 단계에서는 약품을 투입하여 병원성 미생물을 살균하여 소독하기 위한 것이다.

성취 기준	성취 수준
물의 소독, 살균, 세제의 사용이 인간 수명의 연장과 건강의 증진에 기여한 바를 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 (가)와 (나) 단계를 모두 옳게 서술한 경우	100
(가) 또는 (나) 단계만 옳게 설명 경우	50

24 아스피린은 버드나무 껍질에서 추출한 살리실산의 구조를 변형하여 개발된 최초의 합성 의약품으로, 해열, 진통 등의 효능이 있다.

성취 기준	성취 수준
아스피린 등 합성 의약품의 중요성을 설명할 수 있다.	하

25 유전자 검사를 통해 암 발생 유무와 가능성을 알 수 있으며, 종양 제거 수술 후에도 잔여 암세포의 존재를 확인할 수 있다.

성취 기준	성취 수준
DNA 염기 서열과 단백질의 상세 구조에 대한 지식을 바탕으로 개발된 신약이 암의 진단과 치료에 활용되는 사례를 통하여 질병의 발생․진단․치료의 기본 원리를 설명할 수 있다.	하

범위 : Ⅵ. 에너지와 환경

1 ③	2 ④	3 ⑤	4 ①	5 ①

6 ⑤	7 ③	8 ③	9 ④	10 ⑤

11 ⑤	12 ③, ④	13 ②     14 ④     15 ③

16 ②     17 ⑤	18 ②	19 (가) 운동 에너지, (나) 전기 에너지, (다) 전자기 유도 법칙(패러데이 법칙) 20 해설 참조  21 해설 참조  22 ㉠ 광합성, ㉡호흡   23 온실 효과   24 (가) 자유 전자, (나) 광전 효과

25 전기, 산화

1 에너지는 일을 할 수 있는 능력으로, 한 형태에서 다른 형태로 전환된다.

* 오답피하기>  ㄷ. 에너지는 어떠한 경우에도 소멸되지 않는다.

성취 기준	성취 수준
에너지가 다양한 형태로 존재하고, 자연이나 일상생활에서 에너지가 다른 형태로 전환되는 과정에서 에너지가 보존되는 것을 설명할 수 있다.	중

2 땔감이 타면서 발생한 열에너지는 주전자의 물을 끓이고, 난로 및 주변 공기의 온도를 높이는 데 쓰였다.

성취 기준	성취 수준
자연이나 일상생활에서 에너지가 다른 형태로 전환되는 과정을 말할 수 있다.	중

3 수력 발전과 태양열 발전은 각각 물의 위치 에너지와 태양열을 이용하여 전기를 생산한다.

* 오답피하기>  ①, ③ 수력 발전은 날씨의 영향을 받지 않으며, 위치 에너지를 이용하여 전기를 생산한다.

②, ④ 태양열 발전은 날씨의 영향을 받으며, 넓은 면적에 반사판을 설치하여 모은 태양열로 물을 가열하여 증기 터빈을 돌려서 전기를 생산한다.

성취 기준	성취 수준
지구의 가장 중요한 에너지원이 태양 에너지와 화석 연료임을 알고, 에너지를 빛, 열, 소리, 전기 등으로 전환시키는 기술을 바탕으로 인류 문명이 발전했음을 설명할 수 있다.	중

4 휘발유 같은 화석 연료 속에는 화학 에너지가 저장되어 있다.

* 오답피하기>  ㄴ. 한번 열에너지로 전환된 에너지는 별도의 에너지를 쓰지 않는 한 다시 모을 수 없다.

ㄷ. 자동차의 에너지 효율은 피스톤의 운동 에너지(25%)와 같다.

성취 기준	성취 수준
에너지 전환 과정의 효율을 설명할 수 있다.	상

5 자연에서 강이나 바다에 있는 물이 증발하는 데 필요한 에너지이고, 식물이 광합성 반응을 하는 데 필요한 에너지이며, 화석 연료 생성의 근본적인 원인이 되는 것은 모두 태양 에너지이다.

성취 기준	성취 수준
지구의 가장 중요한 에너지원이 태양 에너지와 화석 연료임을 알고, 에너지를 빛, 열, 소리, 전기 등으로 전환시키는 기술을 바탕으로 인류 문명이 발전했음을 설명할 수 있다.	하

6 에너지 효울(%)=[eqn: {한`일`의`양} over {공급한`열량`} TIMES 100]에서

한 일의 양=40×[eqn: {25} over {100}]=10 kcal=42,000 J

성취 기준	성취 수준
에너지 보존과 에너지 전환에 대한 이해를 바탕으로, 에너지 전환 과정의 효율을 이해한다.	중

7 열역학 제1법칙이 성립하므로 고온의 물체가 잃은 열에너지의 양과 저온의 물체가 얻은 열에너지의 양은 같다.

* 오답피하기>  ㄷ. 열역학 제2법칙에 의하면 열은 고온에서 저온으로 이동하며, 그 반대의 현상은 자발적으로 일어나지 않는다.

성취 기준	성취 수준
제1종 영구 기관과 제2종 영구 기관이 불가능한 이유를 이해하고 설명할 수 있다.	중

8 (가)는 제1종 영구 기관, (나)는 제2종 영구 기관이다.

ㄴ. 일을 한만큼 에너지가 감소하므로 에너지 보존 법칙에 위배된다.

ㄷ. 바닷물에서 빼앗은 열만큼 일을 하기 때문에 열역학 제1법칙에는 위배되지 않는다. 그러나 온도가 낮은 바닷물에서 뜨거운 엔진으로 열을 이동시킬 수 없다.

* 오답피하기>  ㄱ. (가)는 제1종 영구 기관이다.

ㄹ. 열은 항상 엔트로피가 증가하는 방향으로 이동한다.

성취 기준	성취 수준
제1종 영구 기관과 제2종 영구 기관이 불가능한 이유를 이해하고 설명할 수 있다.	중

9 ㄱ. 저위도에서는 에너지가 남고, 고위도에서는 에너지가 부족한 상태가 나타난다.

ㄷ. 극지방이나 적도 지방의 복사 에너지 평형이 이루어지지 않으면 위도에 따라 온도가 계속 올라가거나 또는 온도가 계속 내려가는 현상이 발생한다.

* 오답피하기>   ㄴ. 대기와 해수의 순환을 통해 저위도의 남는 에너지를 고위도로 이동시킨다.

성취 기준	성취 수준
지구의 에너지 순환 과정으로서 대기와 해양의 순환을 설명할 수 있다.	중

10 엘니뇨 발생 시 적도 부근의 동태평양 해역의 표층 수온이 높아지며, 페루 연안에는 강수량이 증가하여 홍수가 발생하고 인도네시아 연안은 강수량이 감소하여 가뭄이 발생한다.

성취 기준	성취 수준
엘니뇨와 라니냐와 같은 해양 순환의 변화가 기후에 심각하게 영향을 미친다는 것을 설명할 수 있다.	중

11 해수의 온도가 상승하면 기체의 용해도가 감소하기 때문에 C보다 D가 활발해진다. 지구계 내에서 탄소는 다양한 형태로 존재하며 지구계의 각 권 사이를 순환하지만, 지구 전체의 탄소량은 변하지 않는다.

성취 기준	성취 수준
화석 연료의 사용을 산화와 환원 과정으로 이해하고, 연소 과정에서의 에너지 방출을 설명할 수 있다.	중

12 여름철보다 겨울철에 이산화 탄소 농도가 증가하는 원인은 난방에 의한 화석 연료 사용 증가와 식물의 광합성 감소 때문이다.

성취 기준	성취 수준
화석 연료의 과다 사용에 따른 대기 중 이산화탄소의 농도 변화가 지구 온난화의 원인임을 지구의 열수지 개념을 이용하여 설명할 수 있다.	중

13 A는 지구에 입사된 태양 복사 에너지 중에서 대기나 구름, 지표면에서 반사나 산란이 되어 우주로 다시 되돌아가는 에너지를 가리키는데 이를 반사율 또는 알베도라고 한다. 빙하는 태양빛을 반사시키는 비율이 매우 높으므로 빙하 면적이 넓어지면 A의 과정이 활발해질 것이다. E 과정은 지표면이 방출하는 적외선을 지구의 대기가 흡수하는 것을 나타낸 것인데, 지표가 방출하는 적외선을 대기가 많이 흡수할수록 대기에 의해 지표로 재복사되는 양도 증가하므로 지표면의 온도는 상승할 것이다.

* 오답피하기>  ㄴ. B 과정은 태양으로부터 오는 에너지를 대기가 흡수하는 것을 나타낸 것인데, 태양 복사는 단파 복사로 온실 기체에 의해 흡수되지 않고, 산소나 질소, 또는 오존에 의해 흡수된다.

ㄷ. C의 양이 D의 양과 항상 같지는 않다. 실제 지구의 경우 D의 양이 C의 양보다 많다.

성취 기준	성취 수준
지구의 에너지 순환 과정으로서 대기와 해양의 순환을 설명할 수 있다.	상

14 지구 온난화는 각 권 사이의 상호 작용으로 인해 더욱 심해지는 경향을 나타낸다.

성취 기준	성취 수준
화석 연료의 과다 사용에 따른 대기 중 이산화 탄소의 농도 변화가 지구 온난화의 원인임을 지구의 열수지 개념을 이용하여 설명할 수 있다.	중

15 그림은 석탄의 생성 과정을 나타낸 것이다. 18세기 영국에서는 석탄을 태워 그 열로 물을 끓여 작동하는 증기 기관이 주축이 되어 산업 혁명이 일어났다.

성취 기준	성취 수준
화석 연료와 방사성 에너지 자원의 생성 과정을 설명할 수 있다.	중

16 그림은 우라늄의 핵분열 반응을 나타낸 것이다. 이를 이용한 원자력 발전은 핵분열 반응 시 결손된 질량에서 기인한 열에너지로 증기를 만들어 터빈을 돌리는 방식이다.

* 오답피하기>  핵융합 발전은 초고온의 수소를 가두는 신기술인 토카막 개발이 필수적이다.

성취 기준	성취 수준
태양, 풍력, 조력, 파력, 지열, 바이오 등의 재생 에너지와 핵융합, 수소와 같은 새로운 에너지 자원에 대해 말할 수 있다.	중

17 교토 의정서는 온실 가스 배출을 감소시키기 위한 세계의 노력이다. 화력 발전소를 확대하는 것은 온실 가스 배출의 증가를 가져온다.

* 오답피하기>  ①~④는 에너지를 절약하거나 새로운 에너지의 사용을 확대하려는 노력이다.

성취 기준	성취 수준
태양전지, 연료전지, 하이브리드 기술의 기본적인 원리를 이해하고 이러한 기술의 필요성을 환경적 관점에서 설명할 수 있다.	중

18 화석 연료는 생물체의 유해가 오랜 기간 동안 땅속에 묻혀 사용 가능한 연료의 형태로 변한 것이다. 석탄, 석유, 천연가스 등이 이에 해당하며, 매장량의 한계와 환경오염의 문제가 있다.

성취 기준	성취 수준
화석 연료와 방사성 에너지 자원이 오랜 시간에 걸쳐 생성되었음을 말할 수 있다.	하

19 풍력 발전, 조력 발전, 지열 발전은 바람의 운동 에너지, 조류(해수)의 운동 에너지, 지열로 물을 끓여 발생시킨 증기의 운동 에너지가 터빈을 통해 전기 에너지로 전환된 경우이다. 이때 관여하는 법칙은 전자기 유도 법칙이다.

성취 기준	성취 수준
에너지가 다양한 형태로 존재하고, 자연이나 일상생활에서 에너지가 다른 형태로 전환되는 과정에서 에너지가 보존되는 것을 설명할 수 있다.	중

20 에너지가 보존된다는 찬우의 말이 잘못된 것은 아니다. 그러나 에너지는 결국 열에너지의 형태로 바뀌게 되는데, 한번 열에너지로 퍼져 나간 에너지는 자발적으로 다시 모이지 않는다(열역학 제 2법칙). 따라서 에너지의 총량이 줄어들지는 않으나 우리가 사용할 수 있는 에너지의 양은 점차 줄어들게 된다.

[예시 답안]  하지만 한번 열에너지로 전환된 에너지는 다시 모이지 않기 때문에 우리가 사용할 수 없어.

성취 기준	성취 수준
자연이나 일상생활과 관련된 다양한 형태의 에너지 전환과정을 알고, 이 때 에너지가 보존됨을 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
그 외에 내용을 비슷하게 설명한 경우	70

21 (1) 해들리 순환은 적도 지방에서 가열된 공기가 상승하여 고위도로 이동하다가 30도 부근에서 하강하여 다시 적도 지방으로 되돌아오는 순환이고, 극순환은 극지방의 찬 공기가 하강하여 저위도로 이동하다가 60도 부근에서 상승하면서 만들어지는 순환이다. 페렐 순환은 해들리 순환과 극순환의 사이에서 열대류와 관련 없이 역학적으로 일어나는 간접 순환이다.

(2) 지구가 자전하지 않는다면 남반구, 북반구에 각각 1개의 순환 세포가 형성된다.

[예시 답안]  (1) A : 해들리 순환, B : 페렐 순환, C : 극순환

(2) 지구가 자전하기 때문이다.

성취 기준	성취 수준
지구의 에너지 순환 과정으로서 대기와 해양의 순환을 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
지구가 돈다고만 설명한 경우	30

22 식물은 광합성 과정을 통해 태양의 빛에너지를 유기물 속의 화학 에너지로 전환하여 저장하며, 무기물로부터 유기물(포도당)을 합성한다. 그리고 이렇게 만들어진 유기물 속에 저장된 화학 에너지는 호흡을 통해 ATP에 저장되었다가 생명 활동에 이용된다.

성취 기준	성취 수준
광합성에서 빛에너지의 역할을 빛의 특성과 관련하여 설명할 수 있다.	상

23 대기 중의 온실 기체가 지표로부터 방출되는 지구 복사 에너지를 흡수하였다가 지표로 다시 방출하여 지구를 따뜻하게 보온하는 효과를 온실 효과라고 한다.

성취 기준	성취 수준
화석 연료의 과다 사용에 따른 대기 중 이산화탄소의 농도 변화가 지구 온난화의 원인임을 지구의 열수지 개념을 이용하여 설명할 수 있다.	하

24 태양 전지는 p형 반도체와 n형 반도체를 접합한 다이오드의 형태이다. n형 반도체에 입사한 태양의 빛에너지를 전자가 흡수하여 자유 전자가 되고(광전 효과), 내부 전기장에 의해 양공과 분리되어 전극을 만든다.

성취 기준	성취 수준
태양전지, 연료전지, 하이브리드 기술의 기본적인 원리를 이해하고 이러한 기술의 필요성을 환경적 관점에서 설명할 수 있다.	중

25 수소 □ 산소 연료 전지의 (-)극에서는 수소가 전자를 잃고 수소 이온이 되는 산화 반응이 일어난다.

성취 기준	성취 수준
태양전지, 연료전지, 하이브리드 기술의 기본적인 원리를 이해하고 이러한 기술의 필요성을 환경적 관점에서 설명할 수 있다.	하