[2026] 9월 모의고사 통합과학_21~25번 풀이

21. 그림 (가)는 복사 평형 상태에 있는 지구의 열수지를, (나)는 지구에 도달하는 태양 복사 에너지의 세기를 파장에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

복사 평형 상태에서는 지구가 흡수하는 태양 복사 에너지와 우주로 방출하는 지구 복사 에너지가 같습니다. (가)에서 들어오는 태양 복사 100 중 30이 반사되고 20이 대기에서 흡수되므로 지표가 흡수하는 A는 50입니다. 대기 중 온실 기체가 증가하면 지표에서 방출한 적외선을 대기가 더 많이 흡수하고 다시 지표로 방출하는 대기 복사가 증가하므로 B가 커집니다. (나)에서 대기권 밖에서 측정한 태양 복사는 대기 흡수의 영향을 받기 전이므로 세기가 더 크고, 지표에서 측정한 스펙트럼은 대기 성분의 흡수로 특정 파장에서 세기가 크게 감소합니다.

 

ㄱ. A는 50이다.

→ O(태양 복사 100에서 우주로 반사되는 30과 대기가 흡수하는 20을 제외하면 지표 흡수는 50입니다)

 

ㄴ. 대기 중 온실 기체의 양이 증가하면 B가 증가한다.

→ O(온실 기체가 지표 복사 에너지를 더 많이 흡수한 뒤 지표 방향으로 재방출하므로 대기 복사가 증가합니다)

 

ㄷ. ㉠은 지표면에서 측정한 태양 복사 에너지이다.

→ X(㉠은 대기 흡수의 영향을 받지 않아 세기가 큰 대기권 밖의 태양 복사 에너지이고, 지표에서 측정한 것은 흡수선이 뚜렷하고 세기가 작은 ㉡입니다)

 

정답은 ㄱ, ㄴ으로, ③입니다.

 

💡 지구 열수지는 에너지 보존 관계로 수치를 계산하고, 온실 효과는 지표 복사와 대기의 흡수·재방출로 이해해야 합니다. 태양 스펙트럼은 대기를 통과하면서 특정 파장이 흡수되어 지표에서 세기가 감소합니다.

 

22. 다음은 감염병을 진단하는 방법 (가)와 (나)에 대한 설명이다. ㉠과 ㉡은 핵산과 단백질을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

신속항원검사는 병원체 표면 등에 존재하는 특정 항원 단백질을 검출하는 방법이므로 ㉠은 단백질입니다. PCR 검사는 병원체의 유전 물질에 해당하는 특정 핵산을 증폭하여 확인하므로 ㉡은 핵산입니다. 단백질의 기본 단위체는 아미노산이고 핵산의 기본 단위체는 뉴클레오타이드입니다.

 

ㄱ. ㉠의 기본 단위는 뉴클레오타이드이다.

→ X(㉠은 단백질이며 단백질의 기본 단위체는 아미노산입니다)

 

ㄴ. ㉡은 단백질이다.

→ X(PCR에서 증폭하는 ㉡은 유전 정보를 담는 핵산입니다)

 

ㄷ. (가)와 (나)에는 과학 기술이 사용된다.

→ O(항원 검출과 핵산 증폭을 이용한 감염병 진단은 모두 과학 원리와 기술을 활용한 사례입니다)

 

정답은 ㄷ으로, ②입니다.

 

💡 신속항원검사는 단백질인 항원을 검출하고 PCR 검사는 핵산을 증폭합니다. 단백질-아미노산, 핵산-뉴클레오타이드의 기본 단위체 관계를 함께 구분해야 합니다.

 

23. 다음은 섬 A에 서식하는 핀치 집단의 부리 크기 분포 변화에 대한 자료이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

엘니뇨가 발생하면 동태평양 적도 부근의 표층 수온이 높아지고 상승 기류와 강수가 평상시보다 강해집니다. 자료에 따르면 강수량이 적을 때는 크고 단단한 씨앗이, 강수량이 많을 때는 작고 부드러운 씨앗이 풍부해지므로 ㉠은 크고 단단한 씨앗, ㉡은 작고 부드러운 씨앗입니다. 핀치 집단 P에는 원래 부리 크기의 변이가 있었으며, 엘니뇨 이후 작은 씨앗이 많아져 작은 부리 개체가 상대적으로 생존과 번식에 유리해지면서 P′의 분포가 작은 부리 쪽으로 이동한 것입니다.

 

ㄱ. 엘니뇨가 발생하면 A 주변 해역은 상승 기류가 평상시보다 강해진다.

→ O(동태평양 적도 부근의 표층 수온이 상승하면 대기가 더 잘 가열되어 상승 기류와 강수가 강해집니다)

 

ㄴ. ㉠은 크고 단단한 씨앗이다.

→ O(강수량이 적은 환경에서는 작고 부드러운 씨앗을 맺는 식물이 줄어 상대적으로 크고 단단한 씨앗이 풍부해집니다)

 

ㄷ. P에서 개체 사이에 부리 크기의 변이가 있었다.

→ O(자연선택이 일어나기 전 집단 P의 그래프에서 부리 크기가 서로 다른 개체들이 분포하므로 변이가 존재했습니다)

 

정답은 ㄱ, ㄴ, ㄷ으로, ⑤입니다.

 

💡 자연선택은 환경 변화가 새로운 변이를 만들어 내는 과정이 아니라, 집단에 이미 존재하던 유전 가능한 변이 중 환경에 유리한 형질을 가진 개체가 더 많은 자손을 남기는 과정입니다.

 

24. 그림은 화합물 WX와 YZ₃를 화학 결합 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

W⁺의 전자 배치는 2, 8이므로 중성 원자 W는 전자 11개를 가진 나트륨(Na)이고, X⁻의 전자 배치는 2, 8, 8이므로 X는 염소(Cl)입니다. YZ₃의 모형은 중심 원자 Y가 세 원자 Z와 각각 전자쌍 1개씩을 공유하는 구조이며, Y는 질소(N), Z는 수소(H)로 볼 수 있습니다. 따라서 W~Z는 Na, Cl, N, H입니다.

 

ㄱ. W~Z 중 2주기 원소는 1가지이다.

→ O(Na과 Cl은 3주기, N은 2주기, H는 1주기이므로 2주기 원소는 N 한 가지입니다)

 

ㄴ. X⁻은 네온(Ne)과 같은 전자 배치를 갖는다.

→ X(X⁻은 Cl⁻로 전자 수가 18개이므로 네온이 아니라 아르곤(Ar)과 같은 전자 배치를 가집니다)

 

ㄷ. 공유하는 전자쌍 수의 비는 X₂:Y₂=2:3이다.

→ X(Cl₂는 단일 결합으로 공유 전자쌍이 1쌍이고 N₂는 삼중 결합으로 3쌍이므로 비는 1:3입니다)

 

정답은 ㄱ으로, ①입니다.

 

💡 이온의 전자 배치에서는 전자를 잃거나 얻기 전의 중성 원자를 역추적해야 합니다. 공유 결합에서는 각 원자가 안정한 전자 배치를 이루기 위해 몇 쌍의 전자를 공유하는지 확인해야 합니다.

 

25. 그림 (가), (나)는 질량이 각각 m, 2m인 물체 A, B를 수평면으로부터 높이가 각각 2h, h인 점에서 수평 방향으로 던졌을 때, A, B의 운동 경로를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

공기 저항을 무시하면 두 물체에는 운동하는 동안 중력만 작용합니다. 따라서 A에 작용하는 중력은 mg, B에는 2mg가 작용합니다. 두 물체를 수평 방향으로 던져도 연직 방향의 처음 속도는 0이므로 낙하 시간은 높이에 따라 결정됩니다. 자유 낙하 거리와 시간의 관계에서 낙하 시간이 높이의 제곱근에 비례하므로 높이 2h에서 떨어지는 A의 낙하 시간은 높이 h에서 떨어지는 B의 √2배입니다. 수평 이동 거리가 d로 같고 수평 속력은 일정하므로 vB는 vA의 √2배입니다.

 

ㄱ. 운동하는 동안 B에 작용하는 힘의 크기는 A에 작용하는 힘의 크기의 2배이다.

→ O(A와 B에 작용하는 힘은 각각 mg와 2mg의 중력이므로 B에 작용하는 힘의 크기가 2배입니다)

 

ㄴ. 운동을 시작한 순간부터 수평면에 도달할 때까지 걸린 시간은 A가 B의 2배이다.

→ X(낙하 시간은 높이에 정비례하지 않고 높이의 제곱근에 비례하므로 A의 시간은 B의 √2배입니다)

 

ㄷ. vB는 vA의 2배이다.

→ X(수평 이동 거리 d가 같으므로 d=vAtA=vBtB이고 tA=√2tB이므로 vB=√2vA입니다)

 

정답은 ㄱ으로, ①입니다.

 

💡 수평으로 던진 물체는 수평 방향으로 등속 운동을 하고 연직 방향으로 자유 낙하 운동을 합니다. 질량은 중력의 크기에 영향을 주지만 낙하 시간에는 영향을 주지 않으며, 같은 수평 거리에서는 낙하 시간과 수평 속력이 서로 반비례합니다.