논술우수전형 논술시험 ( 자연 2) < 2015. 11. 15( 일 ) 14:40 자연계 2 교시 > 모집단위전형유형논술우수전형 수험번호성명 답안작성유의사항가. 시험시간은 120분이며, 답안은반드시과목별지정답안영역에작성해야합니다. 나. [ 수학1 ], [ 수학2 ] 는필수문제이며, [ 물리Ⅰ ], [ 물리Ⅱ ], [ 화학Ⅰ ], [ 화학Ⅱ ], [ 생명과학Ⅰ ], [ 생명과학Ⅱ ] 의 6문제중 2문제를선택하여응시해야합니다. ( 총 4문제 ) 다. 과학문제선택과목을반드시표기 ( 마킹 ) 해야합니다. 라. 답안은지정된작성영역내에작성해야하며, 지정된작성영역을초과하여작성한부분에대해서는평가하지않습니다. 마. 답안작성영역에는어떠한경우에도인적사항을기재하면안됩니다. 인적사항 ( 성명, 서명등 ) 또는답안과관계없는표기를하는경우결격처리될수있습니다. 바. 흑색또는청색필기구를사용해야합니다.( 연필 샤프사용가능, 답안작성중필기구종류또는색상변경불가 ) 사. 답안수정시에는취소선을긋거나지우개로지워야하며수정액이나수정테이프는사용할수없습니다. 아. 답안지전면상단에본인의인적사항 ( 모집단위, 수험번호, 성명등 ) 을기재하고, 감독위원의확인을받아야합니다.
[ 수학 1 ] 다음 ~ < 제시문2> 를읽고 [ 수학 1 -ⅰ] ~ [ 수학 1 -ⅱ] 를문항별로풀이와함께답하시오. 오른쪽그림과같이직각이등변삼각형 OAD를밑면으로하고, 높이가 인삼각기둥 OADCBE가좌표공간안에옆으로눕혀있다. 양의실수 에대하여, 평면위에곡선 위의점 P 에서 축위에내린수선의발을 Q라하자. 선분 PQ를밑변으로하고높이가 인직사각형 PQRS를 축에수직인평면위에그린다. 점 P가곡선 위를원점에서점 까지움직일때, 이직사각형이만드는입체도형을 S 이라고한다. 이입체도형은삼각기둥 OADCBE 안에놓이게되는데, 삼각기둥내부이면서 S 의외부인입체도형을 S 라고한다. S S 양의실수 에대하여 ( 는상수 ) 이다. [ 수학 1 -ⅰ] < 제시문 1> 에서 일때 S 의부피의값을구하고, 그이유를논하시오. [ 수학 1 -ⅱ] S 과 S 의부피의값이같아지는 의값을구하고, 그이유를논하시오. < 1 / 8 >
[ 수학 2 ] 다음 < 제시문 1> ~ 를읽고 [ 수학 2 -ⅰ] ~ [ 수학 2 -ⅲ] 을문항별로풀이와함께답하시오. < 제시문 1> 오른쪽그림과같이좌표평면위에중심이원점 O 이고반지름이 인 원위에점 P 을잡는다. 선분 OP 을원점을중심으로하여시계 방향으로 만큼회전시킨선분위에, 점 P 으로부터내린수선의발을 점 P 이라고한다. 다시선분 OP 을원점을중심으로하여시계방향으 로 만큼회전시킨선분위에, 점 P 에서내린수선의발을점 P 라 고한다. 위의과정을 번반복하였을때생기는점을 P 이라고한다. 즉, 선분 OP 을원점을중심으로하여시계방향으로 만큼회 전시킨선분위에, 점 P 에서내린수선의발을점 P 이라고한다. 이때, 점 P 의좌표는 이라고한다. lim sin 의값은 이다. ( 단, 의단위는라디안 ) [ 수학 2 -ⅰ] 점 P 의좌표 을구하고, 그이유를논하시오. [ 수학 2 -ⅱ] 의값을구하고, 그이유를논하시오. [ 수학 2 -ⅲ] lim 의값을구하고, 그이유를논하시오. < 2 / 8 >
[ 물리 I ] 다음 ~ < 제시문2> 를읽고 [ 물리Ⅰ-i] ~ [ 물리Ⅰ-ⅱ] 를문항별로풀이와함께답하시오. 역학적에너지는운동에너지와퍼텐셜에너지의합으로정의된다. 운동에너지와퍼텐셜에너지는운동하는동안서로전환될수있으나그합은항상일정하며, 이를역학적에너지보존법칙이라고한다. 전자가에너지준위사이로이동하는것을전이라고한다. 일반적으로에너지준위 에있던전자가 으로전이 될때나오는빛의진동수 는다음과같이쓸수있다. ( 는플랑크상수이고, 이다.) [ 물리 Ⅰ-ⅰ] 아래그림은궤도를따라운동하는물체가지면으로부터높이가 인 A 지점을속력 로통과하여, B 지점을속력 로지나최고점 C 에도달하여일시정지한모습이다. ( 단, 지면에서물체의중력에의한퍼텐셜에너지는 이며, 물체의크기, 마찰및공기저항은무시한다.) ( 가 ) 각지점에서의높이가, 를만족할때, 물체의속력의비 를구하고, 그이유를 논하시오. ( 나 ) B 지점에서물체의중력에의한퍼텐셜에너지는운동에너지의 2 배이며, 의조건을만족할때, 높이의비 를구하고, 그근거를논하시오. [ 물리 Ⅰ-ⅱ] 오른쪽그림은보어의수소원자모형에서전자의에너지준위를 나타낸것이다. 양자수 에따른에너지는 이다 ( 단, 는양의 상수 ). 전자가 에서 로전이될때방출되는빛의파장은 이고, 에서 으로전이될때흡수하는빛의파장은 이다. ( 가 ) 파장크기의비 를숫자로나타내고, 그근거를제시하시오. ( 나 ) 전자가 에서 으로전이될때방출되는빛의파장은 이다. 를 와 를이용하여표시하고, 그이유를논하시오. < 3 / 8 >
[ 물리 Ⅱ ] 다음 ~ < 제시문2> 를읽고 [ 물리Ⅱ-i] ~ [ 물리Ⅱ-ⅱ] 를문항별로풀이와함께답하시오. 이상기체상태방정식은이상기체의압력 ( ), 부피 ( ) 그리고절대온도 ( ) 에대한상관관계를나타내는방정식이다. 금속에문턱진동수보다큰진동수를가진빛을비추었을때전자가방출되는현상을광전효과라한다. [ 물리 Ⅱ-ⅰ] 아래그림은 1 몰의단원자분자이상기체의상태가 A B C A 를따라변할때, 압력과절대온도의관계를나타낸그래프이다. A 에서기체의압력, 절대온도, 부피는,, 이다. ( 가 ) 이상기체상태방정식을이용하여 C와 B에서의부피의비 를구하고, 그이유를논하시오. ( 나 ) 위에주어진압력 - 절대온도그래프를이용하여, 압력 - 부피그래프를그리고, 그근거를제시하시오. ( 다 ) C A 과정에서기체가외부로방출한열량을 과 을이용하여표시하고, 그근거를제시하시오. [ 물리 Ⅱ-ⅱ] 1905 년아인슈타인은플랑크양자설을전자기파에적용한광자이론을제안하여광전효과를 설명하였다. 아래그림 (a) 와 (b) 처럼동일한금속판에, 진동수가, 인단색광을비추었다. ( 가 ) 금속판의문턱진동수가 일때, 그림 (a) 와 (b) 의금속판에서각각방출되는최대운동에너지를갖는 광전자의물질파파장을, 라고한다. 이때파장의비 를구하고, 그근거를제시하시오. ( 나 ) 금속판의문턱진동수가 일때, 그림 (a) 와 (b) 각각에대하여, 광전자가방출되는경우에는최대 운동에너지를갖는광전자의물질파파장을구하고, 방출되지않는경우에는그이유를논하시오. < 4 / 8 >
[ 화학 I ] 다음 ~ < 제시문5> 를읽고 [ 화학Ⅰ-i] ~ [ 화학Ⅰ-ⅳ] 를문항별로풀이와함께답하시오. 현대주기율표에서같은족원소들은화학적성질이비슷하며, 원자번호에따라물리적성질이규칙적으로변화한다. 또한같은주기에서는원자번호에따라물리적성질과화학적성질이규칙적으로변화한다. 예를들면, 몇가지원소들은주기율표에다음과같이표기된다. < 제시문2> 주기율표에있는 18족원소들은최외각전자껍질에전자들이모두채워진균형잡힌전자배치를하고있다. 따라서반응성이매우작고화학적으로안정하기때문에비활성기체라고한다. 18족원소이외의대부분의원자들은전자를잃거나얻어서네온, 아르곤과같은비활성기체처럼최외각전자껍질에 8개의전자를채워안정한전자배치를가지려고한다. 이러한경향을옥텟규칙이라고한다. < 제시문 3> 기체상태의중성원자에서 2 개이상의전자를순차적으로떼어낼때필요한에너지를순차적이온화에너지 (E) 라고하며, 제일이온화에너지 (E 1), 제이이온화에너지 (E 2), 제삼이온화에너지 (E 3), 로나타낸다. < 제시문4> 원자들이모여분자를만들때, 분자를이루는원자들의원자량을합한값을분자량이라고한다. 분자로존재하지않는물질은분자량과마찬가지로화학식을이루는원소들의원자량합인화학식량으로상대적인질량을나타낸다. 예를들어, AgNO 3 은 170, CaCl 2 는 110, AgCl은 143의화학식량을갖는다. < 제시문 5> 3 개의원자가결합한분자에서중심원자의원자핵과중심원자와결합한두원자의핵을연결했을때두원자핵 사이의거리를결합길이라고하고, 중심원자와다른두원자가이루는각을결합각이라고한다. [ 화학Ⅰ-ⅰ] O, N, F, Mg, Al, Na 원소들이 Ne와같은수의원자가전자를가질때형성되는이온의크기가큰것부터이온의형태로나열하고, 그이유를논하시오. [ 화학Ⅰ-ⅱ] 화성에서발견된어느원소의순차적이온화에너지 (E) 를실험을통해다음과같이얻었다고하자. 이원소의원자가전자의개수는몇개인지논리적으로추론하시오. [ 화학 Ⅰ-ⅲ] 질산은 (AgNO 3 ) 수용액은염화칼슘 (CaCl 2 ) 수용액과반응하여질산칼슘 (Ca(NO 3 ) 2 ) 과염화은 (AgCl) 을 형성한다. 340 g 의질산은을포함한용액과 55 g 의염화칼슘을포함하는용액을섞었을때최대몇 g 의염화은 이생성될지논하시오. [ 화학 Ⅰ-ⅳ] 메톡시아민 (CH 3 ONH 2 ) 은산과반응하여 CH 3 ONH 3 + 이온을형성한다. 반응전후, 질소원자를중심 으로이루어지는결합각 HNH 의변화를논하시오. < 5 / 8 >
[ 화학 Ⅱ ] 다음 ~ < 제시문4> 를읽고 [ 화학Ⅱ-i] ~ [ 화학Ⅱ-ⅳ] 를문항별로풀이와함께답하시오. 알코올의끓는점이물보다낮은이유는알코올분자사이에작용하는힘이물분자사이에작용하는힘보다작기때문이다. 즉, 물질의상태가액체에서기체로변하는온도인끓는점은분자사이에작용하는힘이작을수록낮고, 클수록높다. < 제시문2> 덴마크화학자쇠렌센은 1909년에 H + 과 OH - 의농도를간단히나타낼수있는 ph라는새로운척도를고안하였다. ph logh poh logoh 25 에서순수한물의이온곱상수는 이며, 25 에서중성용액의 ph는 7이된다. < 제시문3> 자발적인과정에서우주의엔트로피는항상증가한다. 이것을열역학제2법칙이라고한다. 반응계의 가 (-) 값을가지면열이주위로빠져나가서주위의엔트로피를증가시킨다. 또한 가 (-) 값을가지는것은 가 (+) 값을가지게되어반응계의엔트로피가증가하는경우이다. 따라서 가 (-) 값을가지는것은반응계와주위의합, 즉우주전체의엔트로피가증가하는것에해당한다. < 제시문 4> 우주에영향을미치는주위의엔트로피변화 ( 주위 ) 는주로열의흐름에따라결정된다. 주위는전달된열 의양에정비례하고온도에는반비례한다. 일정압력에서의열의흐름은엔탈피변화로표현할수있으므로다음과 같이나타낼수있다. 주위 [ 화학 Ⅱ-ⅰ] H 2 S, H 2 O, H 2, C 2 H 6, NaBr 을끓는점이높은것부터나열하고, 그이유를논하시오. [ 화학 Ⅱ-ⅱ] 25 에서 0.4 M 황산수용액 100 ml 와 0.4 M 수산화나트륨수용액 300 ml 를섞는다면용액의 ph 는얼마가될지논하시오. [ 화학Ⅱ-ⅲ] 산화구리 (Cu 2 O) 분해반응은 25 1기압에서다음과같이진행된다. 이반응을 0 1기압에서진행시킬때반응의자발성을논하시오. 2Cu 2 O(s) 4Cu(s) + O 2 (g), kj [ 화학 Ⅱ-ⅳ] 1 기압에서구리를산화시켜산화구리 (Cu 2 O) 를형성하는반응을 25 와 0 에서진행시킬때, 주위의변화값을비교하여논하시오. < 6 / 8 >
[ 생명과학 Ⅰ ] 다음 ~ < 제시문4> 를읽고 [ 생명과학Ⅰ] 을문항별로풀이와함께답하시오. 생물이지닌여러가지특성을형질이라하며, 부모의형질이자손에게전달되는것을유전이라고한다. 생물의유전적형질이나타나는정보의단위체를유전자라고한다. 유전자는핵안에있는 DNA에들어있다. 멘델은대조되는형질 ( 대립형질 ) 이뚜렷한완두콩을이용한교배실험을통해유전현상의기본원리, 우성과 열성, 대립유전자, 분리의법칙, 독립의법칙에대한개념을제시하였다. < 제시문3> 생물에서겉으로드러나는형질을표현형이라하며, 표현형의원인이되는유전자구성을기호로나타낸것을유전자형이라고한다. 대립유전자의구성이동일한개체를순종이라하고, 대립유전자의구성이서로다른개체를잡종이라고한다. < 제시문4> 사람의염색체 23쌍중에서 1번부터 22번까지의 22쌍을상염색체라하고, 나머지한쌍은사람의성을결정하기때문에성염색체라한다. 남성은성염색체 X와 Y를가지며여성은두개의 X염색체를가진다. 사람은성염색체에의한유전방식과상염색체에의한유전방식을따른다. [ 생명과학Ⅰ] 과학자들이지금까지발견되지않은새로운생명체를발견하였다. 이생명체는사람과같은성염색체구성과유전방식을따른다. 아래표는유전자형을알지못하는검은색털의생명체와흰색털의생명체를교배하여얻은결과이다. 교배 부모자손 ( 개체수 ) 수컷암컷검은색흰색 ( ㄱ ) 검은색 검은색 9 3 ( ㄴ ) 검은색 흰색 6 6 ( ㄷ ) 흰색 흰색 0 12 ( ㄹ ) 흰색 검은색 12 0 ( ㅁ ) 흰색 검은색 6 6 ( 가 ) 털색깔중우성인것과열성인것을정하고, 그이유를논하시오. ( 단, 생명체의털색깔은상염색체에의한유전방식을따른다.) ( 나 ) 교배 ( ㄷ ) 의흰색수컷생명체와교배 ( ㄹ ) 의검은색암컷생명체를교배할때예상되는표현형의비를구하고, 그이유를논하시오. ( 단, 감수분열시나타나는염색체의교차에의한재조합, 비분리현상, 그리고유전자의돌연변이는모두없다고가정한다.) ( 다 ) 빨간색눈을가진순종의생명체와흰색눈을가진순종의생명체를교배하여다음과같은결과를얻었다. 교배잡종 1 대잡종 2 대 흰색암컷 x 빨간색수컷 암수모두흰색 8 마리의빨간색수컷 8 마리의흰색수컷 16 마리의흰색암컷 흰색눈을가진순종의암컷생명체와잡종 2 대에태어난흰색눈을가진수컷생명체를교배할때예상되는표현형의비를구하고, 그이유를논하시오. ( 단, 감수분열시나타나는염색체의교차에의한재조합, 비분리현상, 그리고유전자의돌연변이는모두없다고가정한다.) < 7 / 8 >
[ 생명과학 Ⅱ] 다음 ~ < 제시문4> 를읽고 [ 생명과학Ⅱ-i] ~ [ 생명과학Ⅱ-ⅲ] 을문항별로풀이와함께답하시오. 제한효소는특정한염기서열을인식하여그부위의 DNA 가닥을절단하는효소이다. 제한효소에는여러종류가있으며, 제한효소마다인식하는염기서열이서로다르므로, 다양한제한효소를골라사용하면 DNA의원하는곳을자를수있다. < 제시문2> 중합효소연쇄반응은시험관내에서 DNA 분자의특정염기서열을선택적으로빠르게증폭하는기술이다. 중합효소연쇄반응은 DNA 복제과정을모방한것으로, DNA를가열하여단일가닥으로분리하는 DNA 변성단계, 온도를낮추면프라이머가 DNA 주형가닥에결합하는프라이머결합단계, DNA 중합효소에의해주형 DNA 가닥에새로운 DNA 가닥이형성되는 DNA 합성단계로구성되어있다. < 제시문3> 사람의유전현상을연구할때에는주로가계도조사, 집단조사, 쌍둥이연구등과같은간접적인방법을이용한다. 가계도는어떤특정한형질이가계에따라자손이어떻게나타나는지를조사하여도표로나타낸것이다. < 제시문4> 생물의유전적형질이나타나는정보의단위체를유전자라고한다. 유전자는핵안에있는 DNA에들어있다. 사람은성염색체에의한유전방식과상염색체에의한유전방식을따른다. [ 생명과학Ⅱ-ⅰ] EcoRⅠ 은 DNA의 6개의연속적인염기서열을인식하여자르는제한효소이다. 8000 염기쌍으로이루어진직선과원형의이중나선 DNA 각각을 EcoRⅠ 으로자를경우생성될수있는 DNA 조각의최대개수를각각구하고, 그이유를논하시오. ( 직선과원형의이중나선 DNA에서 4개의염기는무작위로사용되었다.) [ 생명과학Ⅱ-ⅱ] 오른쪽그림은표적염기서열을증폭시키는중합효소연쇄반응을나타낸것이다. 중합효소연쇄반응을 4회반복할경우생성되는 DNA 단편들중표적서열만으로이루어진이중나선 DNA의개수를구하고, 그이유를논하시오. ( 단, 이실험에서 1개의이중나선 DNA가주형으로사용되었다.) [ 생명과학Ⅱ-ⅲ] 아래 < 그림 A> 는유전병이있는어느집안의가계도를나타낸것이다. 이유전병은크기가 400 염기쌍으로이루어진유전자 X내에존재하는 DNA 상에서 1개의염기가바뀌는유전자돌연변이에의하여유발된다. 1개의염기가바뀌면, 유전자 X내에존재하는제한효소 Bam HⅠ 인식부위가사라진다. 이가계도의 5, 6, 7, 8, 9의각개인으로부터추출된 DNA를주형으로사용한중합효소연쇄반응의결과, 400 염기쌍을가지는증폭된유전자 X의 DNA 조각을얻었다. 제한효소인 BamHⅠ 을이용하여증폭된유전자 X의 DNA 조각을자른후, 전기영동을하여 < 그림 B> 와같은결과를얻었다. < 그림 A> < 그림 B> 가계도의 1, 2, 3, 4의각개인으로부터추출된 DNA를주형으로중합효소연쇄반응을하였다. 이결과로 400 염기쌍을가지는증폭된유전자 X의 DNA 조각을얻었다. 증폭된유전자 X의 DNA를 BamHⅠ 으로자른후전기영동을하였을때, 예측되는결과를그림으로그리고, 그이유를논하시오.( 중합효소연쇄반응과정중에는돌연변이가일어나지않았다.) < 8 / 8 >