[2026] 3월 모의고사 통합과학_6~10번 풀이
6. 삼투
6. 그림은 양파 표피 조각에 물질 A를 떨어뜨리기 전과 떨어뜨린 후의 모습을 나타낸 것이다. A는 증류수와 20% 설탕물 중 하나이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
그림을 보면 물질 A를 떨어뜨린 후 양파 표피 세포의 세포막이 세포벽에서 떨어져 분리된 모습을 관찰할 수 있습니다. 세포 내에서 막을 통과하지 못하는 용질이 있을 때 물이 용질의 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 현상을 삼투라고 합니다. 양파 표피 세포 안의 물이 밖으로 많이 빠져나가 세포질의 부피가 작아지면서 세포막과 세포벽이 분리되었으므로 물질 A는 세포 안보다 농도가 더 높은 용액(예: 진한 소금물이나 20% 설탕물)임을 정확히 알 수 있습니다.
ㄱ. A를 떨어뜨린 양파 표피 조각에서 삼투가 일어났다.
→ O(물이 세포막을 경계로 농도가 낮은 세포 안에서 농도가 높은 세포 밖으로 이동하여 삼투 현상이 일어난 것이 맞습니다)
ㄴ. A는 증류수이다.
→ X(만약 A가 증류수처럼 세포 안보다 농도가 낮은 용액이라면 삼투에 의해 물이 세포 안으로 많이 들어와 세포가 팽팽하게 부풀었을 것입니다. 그림에서는 물이 밖으로 빠져나갔으므로 A는 농도가 높은 용액에 해당하여 틀린 설명입니다)
ㄷ. 양파 표피 세포의 세포막은 선택적 투과성이 있다.
→ O(세포막이 모든 물질을 통과시키지 않고 물질의 종류에 따라 선택적으로 통과시키는 선택적 투과성을 가지기 때문에 용질은 이동하지 못하고 용매인 물만 이동하는 삼투 현상이 발생하므로 완벽히 올바른 설명입니다)
정답은 ③입니다.
💡 식물 세포를 농도가 높은 용액에 넣었을 때 물이 세포 밖으로 빠져나가 세포막과 세포벽이 분리되는 과정을 통해 삼투 현상을 파악하는 것이 가장 중요한 출제 의도입니다. 나아가 이러한 물질 이동의 근본 원인이 바로 세포막의 선택적 투과성 때문이라는 사실을 알아야 합니다.
7. 산
7. 다음은 아세트산(CH3COOH) 수용액의 성질을 알아보기 위한 실험이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
이 문항은 산성 물질이 금속 및 탄산 칼슘과 만났을 때 공통으로 나타나는 화학적 성질을 묻고 있습니다. 산성 수용액은 물에 녹아 공통으로 수소 이온(H+)을 내놓는 특징이 있습니다. 산성 수용액에 마그네슘(Mg)과 같은 금속을 넣으면 금속이 녹으면서 수소 기체(H2)가 발생합니다. 반면 달걀 껍데기나 분필 등의 주성분인 탄산 칼슘(CaCO3)을 넣으면 산과 반응하여 이산화 탄소(CO2) 기체가 발생합니다.
ㄱ. Ⅰ에서 Mg은 환원된다.
→ X(금속 마그네슘이 산성 수용액과 반응할 때 마그네슘(Mg)은 전자를 얻는 것이 아니라 전자를 잃고 마그네슘 이온(Mg2+)으로 산화되므로 틀린 설명입니다)
ㄴ. ㉠은 이산화 탄소(CO2)이다.
→ O(탄산 칼슘과 산이 반응하여 발생한 기체 ㉠을 석회수에 통과시켰을 때 석회수가 뿌옇게 흐려졌습니다. 이는 이산화 탄소(CO2) 기체만의 고유한 화학적 특성이므로 ㉠이 이산화 탄소라는 설명은 정확히 맞습니다)
ㄷ. Ⅰ에서 CH3COOH 수용액 대신 묽은 염산(HCl)으로 실험해도 H2 기체가 발생한다.
→ O(산이 나타내는 여러 가지 공통적인 성질은 수용액 속에 들어 있는 수소 이온(H+) 때문에 나타납니다. 따라서 아세트산(CH3COOH) 대신 묽은 염산(HCl)을 사용하여 금속과 반응시키더라도 묽은 염산 역시 수소 이온을 내놓는 산성 물질이므로 동일하게 수소 기체가 발생한다는 설명은 완벽히 올바릅니다)
정답은 ④입니다.
💡 모든 산성 물질이 수용액 상태에서 수소 이온(H+)을 내놓기 때문에 금속과 반응해 수소 기체를 발생시키고 탄산 칼슘과 반응해 이산화 탄소 기체를 발생시킨다는 산의 공통성을 명확히 이해하는 것이 핵심입니다. 더불어 금속과 산의 반응이 전자의 이동으로 일어나는 산화 환원 반응임을 파악해야 합니다.
8. 자연선택
8. 다음은 갈라파고스 제도의 어떤 섬에 서식하는 핀치 종 A의 집단에 대한 자료이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
이 문항은 가뭄이라는 환경 변화에 따라 갈라파고스 핀치 집단에서 일어난 자연선택 과정을 묻고 있습니다. 다윈의 자연선택설에 따르면 생물 집단 내에는 형태나 습성 등 형질의 차이인 변이가 존재합니다. 가뭄으로 인해 작고 부드러운 씨앗이 줄어들고 크고 단단한 씨앗이 주로 남게 되면서 이를 둘러싼 치열한 생존 경쟁이 발생했습니다. 그 결과 크고 단단한 씨앗을 먹기에 적합한 큰 부리를 가진 개체가 생존에 유리해져 더 많은 자손을 남기는 자연선택이 일어났습니다.
ㄱ. A의 집단에 부리 크기에 대한 변이가 있었다.
→ O(핀치 종 A의 집단에는 부리가 큰 개체와 부리가 작은 개체가 함께 있었으므로 부리 크기에 대한 다양한 변이가 존재했다는 설명은 완벽히 올바릅니다)
ㄴ. ‘작아졌다’는 ㉠으로 적절하다.
→ X(가뭄 이후 부리가 큰 개체가 생존에 유리해져 더 많은 자손을 남겼으므로 세대가 지날수록 핀치 집단의 부리 평균 크기는 커졌습니다. 따라서 작아졌다는 설명은 명백히 틀렸습니다)
ㄷ. 가뭄으로 인해 A의 집단에서 자연선택이 일어났다.
→ O(가뭄이라는 급격한 환경 변화 속에서 먹이에 대한 생존 경쟁을 거쳐 환경에 가장 잘 적응한 개체가 살아남아 번성하였으므로 자연선택이 일어났다는 설명은 정확히 맞습니다)
정답은 ④입니다.
💡 생물 집단 내에 다양한 변이가 존재할 때 환경 변화가 일어나면 생존 경쟁을 거쳐 환경에 가장 적합한 개체가 살아남는 자연선택이 발생한다는 핵심 개념을 이해하는 것이 출제 의도입니다. 환경 변화에 따른 핀치의 부리 크기 변화 사례를 진화 과정과 명확히 연결할 수 있어야 합니다.
9. 전자기 유도
9. 다음은 전자기 유도에 대한 실험이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
이 문항은 코일 근처에서 자석을 움직일 때 유도 전류가 발생하는 전자기 유도 현상의 원리와 특징을 묻고 있습니다.
(가): 자석 1개를 일정한 속력 v로 움직였을 때 유도 전류 I0가 흐르는 기준 실험입니다.
(나): 유도 전류 세기가 2I0 로 (가)보다 크게 측정되었습니다. 유도 전류는 자석이 빠르게 움직일수록 세지므로 자석의 속력이 (가)보다 더 빠름을 알 수 있습니다.
(다): 자석 2개를 같은 극끼리 겹쳐서 실험했습니다. 자석을 겹치면 자기장이 강해져 유도 전류의 세기도 커지게 됩니다.
ㄱ. (가)에서 유도 전류가 흐르는 동안 코일을 통과하는 자기장은 일정하다.
→ X(코일 근처에서 자석이 움직여 코일을 통과하는 자기장이 시간에 따라 '변할 때' 전류가 유도되어 흐르는 현상이 전자기 유도입니다. 따라서 유도 전류가 흐르는 동안 자기장은 일정한 것이 아니라 계속 변하고 있어야 하므로 명백히 틀린 설명입니다)
ㄴ. ㉠ > v이다.
→ O(코일을 통과하는 자석의 속력이 클수록 유도 전류의 세기가 커집니다. (나)의 유도 전류 세기(2I0)가 (가)의 세기(I0)보다 크기 때문에 자석의 속력 ㉠은 v보다 크다는 것을 알 수 있으므로 완벽히 올바른 설명입니다)
ㄷ. ㉡ < I0이다.
→ X(자석 2개를 같은 방향으로 겹치면 자석에 의한 자기장의 세기가 커져 자기장 변화가 커집니다 . 자기장의 세기가 클수록 유도 전류의 세기도 커지므로 ㉡은 (가)의 유도 전류인 I0 보다 커야 해서 틀린 설명입니다)
정답은 ②입니다.
💡 코일에 전류가 흐르기 위해서는 반드시 자기장의 '변화'가 있어야 한다는 전자기 유도의 정의를 묻는 것이 첫 번째 출제 의도입니다. 나아가 유도 전류의 세기를 크게 만드는 세 가지 주요 조건(자석의 속력 자석의 세기 코일의 감은 수)을 실험 조건과 정확히 연결하여 전류의 크기를 비교할 수 있어야 합니다.
10. 태양 에너지 생성과 전환
10. 그림 (가)는 태양에서 수소 원자핵 4개가 헬륨 원자핵 1개가 되는 수소 핵융합 반응을, (나)는 태양에서 방출된 빛에너지가 태양 전지에 도달하는 모습을 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
이 문항은 태양에서 에너지가 생성되는 근본 원리와 그 에너지가 지구로 전달되어 다른 형태로 전환되는 과정을 종합적으로 묻고 있습니다. 태양 중심부는 압력과 온도가 매우 높은 초고온 상태이므로 수소 원자핵 4개가 충돌하여 헬륨 원자핵 1개로 변하는 수소 핵융합 반응이 일어납니다. 이때 발생한 태양 에너지는 사방으로 퍼져 나가며 그중 일부가 지구에 도달하여 지구시스템의 다양한 에너지 흐름을 일으키고 인간 생활에 유용한 에너지로 전환됩니다.
ㄱ. 태양 에너지는 수소 핵융합 반응에 의해 생성된다.
→ O( 태양은 중심부에서 일어나는 수소 핵융합 반응을 통해 스스로 막대한 에너지를 생성합니다)
ㄴ. 수소 원자핵 4개의 질량의 합과 헬륨 원자핵 1개의 질량은 같다.
→ X(수소 핵융합 반응이 일어날 때 반응 전 수소 원자핵 4개의 질량 합은 반응 후 생성된 헬륨 원자핵 1개의 질량보다 큽니다. 즉 반응 과정에서 전체 질량이 감소하게 되며 이렇게 감소한 질량이 물리 법칙에 따라 막대한 에너지로 전환되어 방출되므로 명백히 틀린 설명입니다)
ㄷ. (나)에서 태양 전지에 도달한 빛에너지 중 일부가 전기 에너지로 전환된다.
→ O(지구에 도달한 태양 에너지는 일상생활에서 다양한 형태로 전환되어 활용됩니다. 그중 태양 전지를 이용한 태양광 발전은 태양으로부터 오는 빛에너지를 직접 전기 에너지로 전환하는 기술이므로 올바른 설명입니다)
정답은 ③입니다.
💡 태양 에너지의 근원이 태양 중심부에서 일어나는 수소 핵융합 반응임을 아는 것이 첫 번째 출제 의도입니다. 나아가 핵융합 반응 과정에서 원자핵들의 질량이 감소하고 그 줄어든 질량만큼 에너지가 발생한다는 핵심 원리를 정확히 파악해야 합니다. 더불어 태양 전지를 통한 빛에너지에서 전기 에너지로의 전환 과정을 실생활 사례와 올바르게 연결할 수 있어야 합니다.