2011 학년도논술고사 ( 수시 1, 2 차 ) 인하대학교 유의사항 1. 흑색볼펜만사용하시오. 2. 정해진분량을반드시지키시오. 3. 답안을구상할때문제지내의연습장을사용하시오. 4. 답안수정은원고지사용법에따르시오 ( 수정액은사용하지마시오 ). 답안지는절대교체할수없습니다.
TOY 논술 _Series 문항 1 : 생물 [20점] < 수시 1차 > 제시문을읽고주어진논제에대한답안을작성하시오. [ 가 ] 탄수화물은식물의광합성작용으로만들어지는최초의유기물로, 탄소, 산소, 수소의 3가지원소로구성되어있다. 탄수화물은인체내에서에너지를내는데가장우선적으로 이용되는영양소이다. 탄수화물은 g 당약 kcal 의에너지를낸다. 탄수화물은과일속의과당이나포도당, 우유속의젖당등과같이단당류나이당류의형태로섭취되기도하지만, 대부분은쌀, 보리등에들어있는녹말과같은다당류의형태로섭취된다. 섭취된탄수화물중에너지로전환되고남는것은지방으로전환되어피하나장간막에저장된다. [ 나 ] 세포호흡은산소를이용하여유기물을분해함으로써생명활동에필요한에너지원인 ATP 를생산하는과정이다. 세포호흡에필요한영양소는음식물을통하여공급되고, 산소는호흡을통하여공급된다. 세포는미토콘드리아에서세포호흡을통하여포도당을산화시키고이산화탄소를방출한다. 세포호흡은매우복잡한과정을거쳐이루어지지만, 전체반응은아래와같이나타낼수있다. C H O O CO H O ATP 포도당 즉 1 몰의포도당은 6 몰의산소를이용하여 38 몰의 ATP 를만들수있으며이과정에서 6 몰의이산화탄소와 6 몰의물이만들어진다. ATP 는아데닌과리보오스에세개의인산이붙어있는구조를가지며 ATP 가 ADP 와인산으로가수분해될때많은양의에너지가방출되는데, ATP 1 몰이가수분해될때 의에너지가방출된다. [ 다 ] 사람은몸밖으로배설하는물의대부분을소변으로배출하지만피부, 땀, 호흡, 대변등을통해서도수분을배출한다. 이렇게잃는수분의양은하루에 L 정도로, 신진대사를정상적으로유지하기위해서는하루에이만큼의물이필요하다. 사람은주로물이나음료수, 음식물을통해수분을섭취하며, 세포호흡결과발생하는물도다시이용한다. - 2 -
2011 학년도인하대논술고사기출문제 논제 제시문에주어진내용을바탕으로다음을기술하시오. ( 답은소수둘째자리에 서반올림하시오.) (1) 제시문 [ 가 ] 와 [ 나 ] 를근거로 1 몰의포도당이갖는에너지의몇 % 가 ATP 의형태로 전환되는지계산하시오. 단, 여기서포도당 1 몰은 g, 산소는 g, 이산화탄소는 g, 물은 g 으로가정한다. (5 점 ) (2) 음식물을섭취하기어려운환자에게 포도당수액으로필요한에너지와수분을제공한다고가정하자. 제시문 [ 나 ] 와 [ 다 ] 에근거하여이포도당수액 g 에서인체가얻을수있는물의질량 (g) 과 ATP 의형태로저장될수있는에너지의양 (kcal) 을계산하시오. (10점) (3) 포도당수액만으로수분을공급한다고했을때, 제시문 [ 다 ] 에서제시하고있는 정상적인신진대사를유지하기위해하루에필요한포도당수액의양 (g) 을구하시오. ( 단, 물의비중은 gml 이다.) (5 점 ) - 3 -
TOY 논술 _Series 문항 2 : 화학 [20점] < 수시 1차 > 제시문을읽고주어진논제에대한답안을작성하시오. [ 가 ] 물은극성이매우커서이온화합물을잘녹인다. 이온화합물들이물에녹으면양이온과음이온으로이온화하는데, 이와같이물에녹아서이온화하는물질을전해질이라고부른다. Na, NO 및 NH 이온을포함하는화합물은모두물에잘녹는전해질이다. 하지만모든이온화합물이다물에잘녹는것은아니다. 일반적으로전하가크고크기가작은이온들로이루어진이온화합물은물에거의녹지않으며, 이러한물질을이루는양이온과음이온이수용액중에들어있으면물에녹지않는침전을형성한다. AgCl, AgBr, AgI 와같은은의할로겐화합물과 CaCO, PbCO, BaSO, PbSO, Ca P O 와같은금속의탄산염, 황산염, 인산염등이이에해당한다. [ 나 ] 전류는전하를띤입자의흐름에의해생긴다. 금속도체내에서는음 (-) 전하를가진전자들이전류를흐르게한다. 물속에서는전자들이이동할수없기때문에전자에의한전류의흐름은없다. 그러나물속에전하를띤입자인이온들이존재하면이이온들이이동하면서전류를흐르게한다. 순수한물속에는이온의양이극히적어전류가거의흐르지않는다. 수용액에일정한전압을가할때흐르는전류의세기는수용액에들어있는이온의농도와이온의종류에따라달라진다. 비교적묽은수용액의경우전류는농도에비례한다. 또한수용액중의이온의종류에따라흐르는전류의세기가크게달라지는데, 그이유는이온의전하와크기에따라전류를흐르게하는능력이다르기때문이다. 수용액에서전류를흐르게하는능력이예외적으로높은 H 와 OH 이온을제외하면일반적으로전하가클수록, 이온의크기가작을수록전류를흐르게하는능력이높다. [ 다 ] 아래그림은수용액을흐르는전류를측정하는장치이다. 이장치는직류전기를공급하는전원, 전류의세기를측정하는전류계, 수용액을담는플라스크및수용액을전기적으로연결하는전극으로이루어져있다. 이장치를사용할때주의해야할점은두전극간의간격과수용액에잠기는전극의면적을항상일정하게유지하여야한다는것이다. 동일한수용액이라도전극간의간격이변하거나수용액에잠긴전극부분의면적이달라지면수용액을흐르는전류가크게달라지기때문이다. 전류계 건전지 - 4 -
2011 학년도인하대논술고사기출문제 논제 제시문에주어진내용을바탕으로다음을기술하시오. (1) 제시문 [ 다 ] 의장치를이용하여수용액을흐르는전류를측정하는실험을하고있다. 아래와같이두수용액을혼합한세용액 A, B, C 중전류가가장약한용액을찾고그이유를설명하시오. 단, 혼합하기전모든수용액의농도는 M 이다. (8점) A. AgNO ml NaCl ml B. HCl ml NaOH ml C. BaOH ml H SO ml (2) M NaCl 수용액과 M AgNO 수용액을사용하여제시문 [ 다 ] 의장치로수용액을흐르는전류를측정하고있다. NaCl 수용액 ml 를플라스크에넣고, AgNO 수용액을조금씩가하면서플라스크에담긴수용액을흐르는전류를측정한다. AgNO 수용액을가하기전 NaCl 수용액을흐르는전류를 100 이라고가정하고, AgNO 수용액 ml 를가하였을때의전류를구하시오. 단, 물속에서 Cl, NO, Na, Ag 이온은전류를흐르게하는능력이같으며, 또전극간격과수용액에잠긴부분의면적은모든실험과정동안일정하며, 전기분해에의한용액의변화는무시한다. (12점) - 5 -
TOY 논술 _Series 문항 3 : 물리 [20점] < 수시 1차 > 제시문을읽고주어진논제에대한답안을작성하시오. [ 가 ] 한방향으로일정하게속도가변하는운동을등가속도운동이라고하는데, 질 량이 인물체에일정한힘 가작용하면가속도가 인등가속도운동을하게된다. 등가속도운동을하는물체의초기속도를 라고할때, 초후의속도 는다음과같다. 그리고 초동안물체가이동한거리 는다음과같이표현된다. 위의두식에서시간 를소거하면, 등가속도운동에서속도와이동한거리사이의관계식은다음과같이구해진다. [ 나 ] 마찰력은물체와접촉면사이에작용하는힘이다. 접촉면위에서미끄러지는물체에는운동마찰력이작용하는데운동마찰력의방향은운동방향과반대이다. 운동마찰력의크기는물체가바닥을누르는힘의반작용인수직항력에비례하고, 물체와바닥사이의표면특성과관련된다. 물체와바닥사이의표면특성은마찰계수로표현한다. 따라서운동마찰계수를, 수직항력을 이라고할때운동마찰력 는다음과같이나타낸다. [ 다 ] 마찰이있는경사면을따라움직이는물체의운동에대해살펴보자. 아래그림과같이각도가 인경사면에서질량이 인물체가속력 로경사면을따라위쪽방향으로움직이고있다. 물체와경사면사이의운동마찰계수를 라할때물체에작용하는힘을분석해보자. 중력가속도의크기를 라할때물체에는연직방향의중력 가작용하는데이중력은물체가경사면을수직으로누르는힘 과운동방향으로의힘 로나눌수있다. 아래그림에서나타낸것과같이물체가경사면을수직으로누르는힘 cos 이고이의반작용인수직항력의크기도 cos 이므로운동마찰력 cos 가작용한다. 여기서 부호는마찰력의방향이운동방향과반대임을나타낸다. 또한물체의운동방향의중력성분 sin 가물체에작용한다. 따라서운동방향으로물체에작용하는합력 는다음과같이표현할수있다. sin cos - 6 -
2011 학년도인하대논술고사기출문제 - 7 -
TOY 논술 _Series 논제 제시문에주어진내용을바탕으로다음을기술하시오. 그림과같이한사람이눈이덮인경사면을지면에서높이가 인위치에서초기에정지상태로부터눈썰매를타고내려오고있다. 사람과눈썰매질량의합이 이고눈이덮인경사면과눈썰매사이의마찰은무시할수있을정도로작다고가정하자. 경사면의아래쪽끝부분에는내려오는썰매의속력을줄여서안전하게정지시키기위해경사각도가 인마찰이있는안전벽을설치하였다고하자 ( 단, ). 썰매와안전벽면사이에는운동마찰력이작용하여내려온썰매는안전벽면을따라거리 만큼진행한후에멈춘다. 안전벽면과썰매사이의운동마찰계수를 라하고중력가속도의크기가 일때아래물음에답하시오. 단, 눈덮인경사면에서안전벽면으로진입하는순간에충돌로인한속력의변화는없는것으로가정하고, 공기의저항도없는것으로가정한다. 안전벽 지면 (3-1) 눈썰매가눈덮인경사면을따라내려와서지면에도달했을때의속력 를구하시오. ( 와 를이용하여나타내시오.) (5 점 ) - 8 -
2011 학년도인하대논술고사기출문제 (3-2) 썰매가정지할때까지안전벽면을따라움직인거리 를구하시오. ( 를이용하여 나타내시오.) (5 점 ) (3-3) 움직인거리 를최소로하기위해서만족해야하는 와 의관계식을구하시오. 그리고이때최소이동거리 를 와 를이용하여나타내시오. (10 점 ) - 9 -
TOY 논술 _Series 문항 1 : 생물 [20점] < 수시 2차 > 제시문을읽고주어진논제에대한답안을작성하시오. [ 가 ] 혈액의적혈구속에들어있는헤모글로빈 (Hb) 은 1분자당 4분자의산소와결합하여운반할수있다. 헤모글로빈은산소분압이높은곳에서는산소와쉽게결합하여산소헤모글로빈이되고, 산소분압이낮은곳에서는산소를해리시키는성질이있다. 따라서헤모글로빈은산소분압이높은폐에서산소와결합하여산소를조직세포로운반해오고, 산소분압이낮은조직세포에서산소를해리하여조직세포에산소를공급할수있다. 산소분압에따른산소헤모글로빈의비율의변화는 [ 그림 1] 과같이산소해리곡선으로나타낼수있으며, 헤모글로빈의산소해리도는이산화탄소의분압이높을수록증가하여산소해리곡선이오른쪽으로이동하고 ([ 그림 2]), 반대로이산화탄소의분압이낮아지면왼쪽으로이동한다. ([ 그림 3]) [ 그림 1] [ 그림 2] [ 그림 3] [ 나 ] 조직세포에서생긴이산화탄소는혈액으로확산되어들어가 7% 정도는혈장에용해된상태로폐까지운반되지만, 대부분은다른형태로운반된다. 전체이산화탄소의 70% 정도는적혈구속으로들어가물과반응하여탄산 (H CO ) 이된다음, 수소이온 (H ) 과탄산수소이온 (HCO ) 으로해리된다. ([ 그림 4]) - 10 -
2011 학년도인하대논술고사기출문제 [ 다 ] 태반은태아와모체사이의물질교환을담당하며, 호르몬을분비하여임신을유지한다. 태아는양막과양수에둘러싸여있으며, 탯줄을통해모체로부터영양소와산소를공급받고노폐물과이산화탄소를내보낸다. 탯줄속의혈관은모체와직접연결되어있지않아모체와태아의혈액은직접섞이지않는다. 모체의자궁벽에있는혈관과태아의탯줄속에있는혈관은연접하여물질을교환한다. 논제 제시문에주어진내용을바탕으로다음을기술하시오. (1) 산소해리도는 ph 의변화에영향을받는다. ph 가 7.4 보다낮아지면산소해리곡선은 (1 오른쪽으로 / 2 왼쪽으로 / 3 변함없이 ) 이동한다. 1, 2, 3 중에서답을고르고, 제시문 [ 가 ] 와 [ 나 ] 의내용만을이용하여그이유를설명하시오. (6 점 ) (2) 태아는보통의헤모글로빈과다른구조의헤모글로빈을갖는다고알려져있다. 태아의헤모글로빈이나타내는산소해리곡선은보통의헤모글로빈이보이는산소해리곡선에비해 (1 오른쪽으로 / 2 왼쪽으로 / 3 변함없이 ) 이동된형태로나타난다. 1, 2, 3 중에서답을고르고, 제시문의내용을이용하여태아와산모사이의산소교환을산소해리곡선의차이로설명하시오. (6점) (3) 연탄가스등에들어있는일산화탄소에의한가스중독은산소분압이정상인상태에서도치명적인결과를가져올수있다고한다. 이것은헤모글로빈이산소보다일산화탄소와 240 배이상잘결합하고, 한분자의일산화탄소가결합되어있는헤모글로빈은정상헤모글로빈보다더높은효율로산소와결합하는성질과관련이깊다. 일산화탄소에중독되었을때나타나는산소해리곡선을제시문 [ 가 ] 에있는형태의그래프로그리고정상적인산소해리곡선과비교하여설명하시오. (8점) - 11 -
TOY 논술 _Series 문항 2 : 화학 [20점] < 수시 2차 > 제시문을읽고주어진논제에대한답안을작성하시오. [ 가 ] 화학반응중에는불꽃놀이처럼순식간에끝나버리는반응이있는가하면, 자동차가녹스는것처럼천천히일어나는반응도있고, 석회동굴이생성될때처럼수백만년에걸쳐매우느리게일어나는반응도있다. 화학반응의속도는단위시간당반응하는물질의농도 ( 또는양 ) 변화량, 또는생성되는물질의농도 ( 또는양 ) 증가량으로나타낸다. 즉, A B 반응에대하여 A의농도양 변화반응속도 반응시간 B 의농도양변화 반응시간 이다. 위식으로구한반응속도는평균반응속도이며반응속도는항상양의값을 갖는다. [ 나 ] 과산화수소 (H O ) 수용액에소량의이산화망간 (MnO ) 을가하면다음과같이과산 화수소가분해되어물과산소기체를생성한다. H O H O O 이반응에서이산화망간은촉매로작용한다. 이반응은일정한온도와압력에서산소의부피를측정함으로써생성물인산소의양을쉽게측정할수있어반응속도를측정하는예시반응으로많이이용되고있다. 위의화학식에서알수있듯이생성된산소의양이분해된 H O 의양에비례하기때문에발생한산소의양으로부터반응하고남은과산화수소의농도를알수있다. 농도가묽은용액을사용하는경우에는반응에서생성된물에의해농도가변하는것은무시해도된다. - 12 -
2011 학년도인하대논술고사기출문제 논제 제시문에주어진내용을바탕으로다음을기술하시오. 시험관에 0.90% 과산화수소 (H O ) 수용액 10.0mL 를넣고소량의이산화망간 (MnO ) 를가한후발생하는산소의부피를시간에따라측정하였더니아래그림과같았다. 실험한조건에서반응속도는과산화수소의농도에비례하고, 충분한시간이경과한후에생성된산소의부피는 60.0mL 이었다. 다음논제에답하시오. 산소의 부피 (ml) 시간 ( 초 ) (1) 반응시작후 20 초동안의산소에대한평균반응속도를구하시오. (7 점 ) (2) 반응시작 20 초후반응하지않고시험관에남아있는과산화수소의농도는얼마인가? (8 점 ) (3) 같은장치에 0.45% 과산화수소수용액 10.0mL 를넣고논제에제시한것과같은양의 이산화망간을가한후시간에따라생성된산소의양을측정한다고가정하자. 이반응을 시작하고 20 초가경과한후생성된산소의부피를구하시오. (5 점 ) - 13 -
TOY 논술 _Series 문항 3 : 물리 [20점] < 수시 2차 > 제시문을읽고주어진논제에대한답안을작성하시오. [ 가 ] 움직이는물체의속력과방향을함께생각하는물리량을속도라고한다. 일반적으로같은방향으로직선운동을하면속력과속도를구별하지않아도되지만운동방향이반대일경우나변하는경우에는구별해야한다. 예를들어, 동쪽방향을 (+) 로정한다면서쪽 방향은 (-) 가된다. 속력 로등속직선운동을하는물체가시간 동안이동한거리 는 로주어진다. [ 나 ] 바람이서쪽에서동쪽으로일정한속력으로불고있는지역에서비행기가일정한속력으로정북쪽에위치한공항으로가려고한다. 이경우, 비행기의기수가정북을향하면바람에의해동쪽으로이동하게되어공항으로부터멀어질것이다. 따라서비행기의기수는약간북서쪽을향해야한다. 공항 위의그림과같이정북을기준으로비행기의기수방향을각도 로정하고비행기의비행속력을, 서쪽에서동쪽으로부는바람의속력을 라하자. 비행기가정북쪽의공항을향해똑바로날아가려면서-동방향의속도성분이 이어야한다. 즉, sin 이어야한다. 따라서비행기는 sin 를만족하는각도를유지하면서비행해야한다. 논제 제시문에주어진내용을바탕으로다음을기술하시오. 철수는배를이용하여아래그림과같이 A지점에서 B지점으로가려고한다. 강의폭은 10m 이고배의속력은일정하게 0.5m/s이며, 강물은 0.5m/s의속력으로일정하게화살표방향으로흐르고있다. 배가 B지점이아닌위치에도착하는경우, 철수는배에서내려강가를따라 B`지점을향해일정한속력으로걷는다고하자. 단, 배와사람의크기는무시한다. B 강물이흐르는방향 m A - 14 -
2011 학년도인하대논술고사기출문제 (1) 뱃머리를선분 AB 와나란하게하고 A 지점에서출발하여강을건넌후에 B 지점에도착해 보니총 45 초가걸렸다. 그러면철수가배에서내린후에 B 지점까지걸어간속력은몇 m/s 인가? (5 점 ) (2) A 지점에서뱃머리의방향을아래그림과같이 로정하고, 강을건넌후에건너편강가에서 0.8m/s 의속력으로걸어서 B 지점에도착할때까지걸리는총시간을 의함수로표현하시 오. (10 점 ) B A (3) 문제 (2) 에서 일때최단시간에 B 지점에도착한다고하자. 이경우에 sin 값과 최단시간을구하시오. (5 점 ) - 15 -