1991-05 대학수학능력시험 제2차 실험평가 수리ㆍ탐구영역(과학)

대학수학능력시험 제2차 실험평가 수리ㆍ탐구영역(과학)의 문제를 제공합니다.
본 자료는 교육과정평가원에서 출제하였으며,
고등학교 2학년 학생을 대상으로 1991년 5월 24일 (금)에 시행되었습니다.

대학수학능력시험 제2차 실험평가

수리ㆍ탐구영역(과학)

시행 : 1991.5.24(금)
대상 : 고등학교 2학년
출제 : 교육과정평가원

사진, 그림, 듣기파일 등은 빠져 있으며,
표, 밑줄 등은 원본과 다를 수 있습니다.
원본 파일을 참고하시기 바랍니다.
원본 파일은 https://korea-test.tistory.com/에 있습니다.

[1~2]

다음 글은 한국 전력 공사가 220V 승압의 효과를 홍보하는 자료에서 옮긴 것이다.

승압의 효과

수압이 세면 수도관을 바꾸지 않고도 수도물을 많이 사용할 수 있듯이 가정용 전압을 100볼트에서 220볼트로 승압하면 옥내의 전선을 바꾸지 않고도 2.2배의 전기를 사용하실 수 있습니다.
<옥내배선의 사용능력 비교>

가정용 옥내배선	사용 전압	최대 사용능력
굵기가 2.0mm 동선을 사용할 경우	220볼트(V)	5,280와트(W)
	100볼트(V)	2,400와트(W)

이 그림의 수도 꼭지에서 단위 시간당 쏟아지는 물의 양은 전기의 어떤 양에 해당하는가?

① 전류

② 전압

③ 저항

④ 전력

⑤ 전하량

이 홍보자료에서 사용전압이 220V일 때보다 100V일 때 ‘최대사용능력’이 더 적은 까닭은?

① 100V로는 220V보다 많은 전류를 흐르게 할 수 없기 때문

② 동선을 흐르는 최대 전류의 양이 제한되어 있기 때문

③ 사용전력은 전압에만 관계되기 때문

④ 전압이 낮으면 전선의 저항이 증가하기 때문

⑤ 가전제품이 대부분 100V용이기 때문

[3~4]

‘끓는 식용유에 물방울이 들어가면 끓는 식용유가 밖으로 크게 튄다’는 일상적인 현상이 다른 물질에서도 일어나는지 알아보고자 몇 가지 물질들을 가지고 실험하였다. 이 물질들에 대한 성질들은 아래 표에 있다.

물질 ＼ 성질	분자량	밀도 (g/cm³)	끓는점 (℃)
식용유	$>100$	0.92	150
디메틸설폭시드	78	1.10	190
에틸렌글리콜	62	1.11	199
초산	60	1.05	118
이소프로필알코올	60	0.79	80
에틸알코올	46	0.79	79
물	18	1.00	100

위 표에 있는 여섯가지 물질들을 끓는 식용유에 각각 한방울씩 떨어뜨렸을 때, 물과 초산의 경우는 식용유가 크게 튀었으나, 나머지 네 가지의 경우에는 튀지 않았다. 이 현상은 물질의 어떤 성질과 관계 되는가?

① 밀도만 관계 된다.

② 분자량만 관계 된다.

③ 끓는점만 관계 된다.

④ 밀도와 끓는점이 관계 된다.

⑤ 분자량과 끓는점이 관계 된다.

물이나 초산을 떨어 뜨렸을 때, 식용유가 튀는 원인을 물질의 성질과 관련시켜 가장 잘 설명한 것은?

① 식용유보다 큰 밀도를 갖는 물질들이 떨어지는 충격 때문.

② 식용유보다 낮은 끓는점을 갖는 물질들은 끓는 식용유에서 쉽게 끓기 때문.

③ 끓는 식용유가 분자량이 작은 물질들과 격렬하게 반응하기 때문.

④ 식용유보다 작은 분자량을 갖는 물질들은 식용유보다 낮은 끓는점을 갖기 때문.

⑤ 식용유보다 무겁고, 식용유보다 낮은 끓는점을 갖는 물질들은 식용유 속에서 순식간에 끓어 오르기 때문.

다음 표는 사람의 혈장, 콩팥여과액(원뇨) 및 오줌의 성분을 비교하여 나타낸 것이다. (단위 : g/100mL)

물질	혈장	콩팥여과액(원뇨)	오줌
요소	0.03	0.03	1.80
포도당	0.10	0.10	0.00
아미노산	0.05	0.05	0.00
단백질	8.00	0.00	0.00
무기염류	0.90	0.90	0.90

위 표에서 어떤 물질에 대한 자료가 '콩팥여과액의 물이 재흡수된다'는 것을 뒷받침 하는가?

① 요소

② 포도당

③ 아미노산

④ 단백질

⑤ 무기염류

[6~9]

높은 산에서 밥을 지으면 설익는다. 이러한 사실이 산의 고도와 어떠한 관계가 있는지 알아 보기 위하여 조사해서 얻은 자료는 다음과 같다. 이 자료를 이용하여 아래의 물음에 답하여라.

고도(m)	대기압력(mmHg)	물이 끓는 온도(℃)	밥이 되는 시간(분)
해수면, 0	760	100.0	30
1,500	634	95.2	43
3,040	526	90.0	50
4,560	434	85.0	56
6,100	355	79.7	61

위 자료를 참고하여 이끌어 낼 수 있는 결론으로 합당한 것을 2개 고르라.

① 산의 대기압력은 고도에 따라 일정하게 감소한다.

② 산의 고도와 관계없이 물은 100℃에서 끓는다.

③ 대기압력이 낮을수록 낮은 온도에서 물이 끓는다.

④ 물의 끓는 온도가 높을수록 밥은 빨리 된다.

⑤ 물의 끓는 온도가 아무리 낮아도 오랫동안 끓이면 쌀은 익는다.

위 표의 자료를 이용하면 내부압력이 1,100mmHg로 일정하게 유지되는 압력솥에서 물은 대략 몇 도에서 끓겠는가?

① 90℃

② 100℃

③ 105℃

④ 110℃

⑤ 115℃

앞 문제의 압력솥에서 화력의 세기는 일정하다고 가정하고 밥을 짓는다면 어떻게 되는지, 올바른 진술을 2개 고르라.

① 물은 항상 100℃에서 끓기 때문에 이 압력솥에서도 30분에 밥이 된다.

② 이 압력솥으로 밥을 하는 장소의 고도에 따라 밥이 되는 시간은 다르다.

③ 이 압력솥은 해수면에서의 대기압력보다 큰 압력을 유지하므로 산이나 해변에서 보다 밥이 빨리 된다.

④ 이 압력솥에 있는 물은 100℃보다 높은 온도에서 끓으므로 30분보다 더 짧은 시간에 된다.

⑤ 이 압력솥에 있는 물은 해수면에서보다 낮은 온도에서 끓으므로 밥이 더 빨리 된다.

위 표에서 고도와 밥이 되는 시간과의 관계를 그래프로 나타낼 경우 가로축과 세로축의 눈금으로 가장 적절한 것은?

철수는 거저리 유충이 빛과 습기에 어떻게 반응하는가를 알아보기 위해, 광원으로는 전구를 사용하고 습원으로는 물에 젖은 여과지를 사용하여 4개의 실험상자(A, B, C, D)를 준비하였다. 각 상자의 중앙에 20마리의 거저리 유충을 두고 하루가 지난뒤, 거저리 유충의 분포를 조사하였더니 다음 그림과 같았다.
철수는 이 결과로부터 ‘거저리 유충은 빛에 양성 반응하고 습기에는 음성 반응한다’고 결론을 내렸다. 다음 중에서 철수의 결론이 타당하다는 것을 보이는 비교를 2개 고르라.

① A와 B의 비교

② A와 C의 비교

③ A와 D의 비교

④ B와 C의 비교

⑤ B와 D의 비교

[11~12]

다음 그래프는 어느 자동차의 최대출력과 그 자동차가 받는 저항에 의한 단위 시간당 에너지 소모량이 차의 속력에 따라 어떻게 변하는가를 나타낸 것이다.

이 자동차의 출력이 6kW로 일정할 때, 어느 순간 ($t = 0$) 이 자동차의 속력이 20m/s이었다. 이 차의 속력 ($v$)과 시간 ($t$)의 관계를 잘 나타낸 그래프는?

다음 중 두 그래프가 만나는 점 P로부터 알아낼 수 있는 것은?

① 이 자동차의 평균 속력

② 이 자동차가 달릴 수 있는 최대 속력

③ 이 자동차가 받을 수 있는 최대 공기저항

④ 이 자동차가 저항을 받지 않을 때 달리는 속력

⑤ 이 자동차가 기관에 무리를 주지 않고 달릴 수 있는 속력

[13~14]

다음 실험 내용을 읽고 물음에 답하여라.
영희는 시험관 8개에 각각 페놀레드 용액 5방울과 이 용액의 위까지 올라올 정도로 길고 머리가 넓은 나사못을 하나씩 넣었다. 각 시험관에 여러가지 물질을 추가하고 페놀레드 용액의 색깔 변화를 관찰한 결과는 다음과 같다.

시험관	시험관에 추가한 물질	30분후 용액의 색깔
A	아무 것도 추가하지 않음	적색
B	증류수 1방울	적색
C	묽은 염산 용액 1방울	황색
D	묽은 수산화나트륨 용액 1방울	적색
E	유리 구슬 10개	적색
F	싹이 튼 콩 10개	황색
G	살아있는 메뚜기	황색
H	빨대로 용액 속에 날숨을 30초동안 불어 넣음	황색

다음 중 이 실험에서 대조구로 사용된 시험관을 2개 고르라.

① 시험관 A

② 시험관 B

③ 시험관 C

④ 시험관 F

⑤ 시험관 H

다음 진술 중에서 영희의 실험 결과로부터 내릴 수 있는 타당한 결론은?

① 싹이 튼 콩은 산소를 필요로 한다.

② 사람이 내쉬는 숨에는 이산화탄소가 포함되어 있다.

③ 생물은 산소로 작용하는 어떤 물질을 방출한다.

④ 동물은 페놀레드 용액의 색깔을 변화시키지만 식물은 변화시키지 않는다.

⑤ 생물은 시험관 내의 온도를 증가시켜 페놀레드 용액의 색깔을 변화시킨다.

[15~16]

순희는 역암을 직접 만들어 보기 위하여 다음과 같이 실험을 하였다. 화강암 덩어리를 깨서 부순 후 그것을 숟가락으로 퍼서 물이 반쯤 담겨있는 플라스틱 컵에 부어 넣었다. 여기에 시멘트 가루를 약간 풀어넣고 물을 적당히 따루어낸 후 며칠동안 놓아 두었다.

역암이 실제로 만들어지는 과정 중 순희의 실험에 포함되지 않은 작용은?

① 퇴적작용

② 교결작용

③ 풍화작용

④ 운반작용

⑤ 다지는 작용

컵을 깨어 역암 덩어리를 끄집어낸 후 밀도를 측정하여보니 본래 화강암의 밀도보다 30%나 작게 나타났다. 그 주된 이유는 무엇인가?

① 화강암을 구성하고 있던 무거운 광물 입자들이 잘게 부수어졌기 때문이다.

② 암석 부스러기의 일부가 물에 녹아버렸기 때문이다.

③ 암석 조각 사이에 시멘트가 충분히 들어가지 않았기 때문이다.

④ 실험과정에서 암석의 변성작용이 일어났기 때문이다.

⑤ 시멘트가루의 밀도가 화강암의 밀도보다 훨씬 작기 때문이다.

다음 그래프는 사람이 3가지 종류의 기체를 각각 호흡할 때, 숨쉬는 호흡율을 나타낸 것이다. 이 자료를 종합하여 내릴 수 있는 가장 타당한 결론은?

① 산소 농도가 높으면 호흡율이 감소한다.

② 이산화탄소의 농도가 8% 이상이 되면 치명적이다.

③ 이산화탄소의 농도가 호흡율을 결정하는 중요한 요인이다.

④ 보통의 공기는 호흡율이 비교적 일정하므로 건강에 가장 좋다.

⑤ 호흡율은 산소가 92%, 이산화탄소가 8%인 기체상태에서 현저하게 증가한다.

[18~19]

방사성 동위원소인 우라늄-235($^{235}\text{U}$)는 붕괴하여 납-207($^{207}\text{Pb}$)이 된다. 다음 그림은 붕괴 시작 후 시간에 따른 $^{235}\text{U}$ 원소의 남아있는 양을 백분율로 표시한 것이다.

어떤 암석 덩어리를 분석하여 보니 $^{235}\text{U}$가 $1.0 \times 10^{-5}$g, $^{207}\text{Pb}$이 $4.0 \times 10^{-5}$g 포함되어 있었다. 암석이 생성될 당시 이 덩어리에는 $^{207}\text{Pb}$이 $1.0 \times 10^{-5}$g 포함되어 있었다고 하면 이 암석의 연령은 대략 얼마인가?

① 3.5억년

② 7억년

③ 14억년

④ 21억년

⑤ 28억년

앞의 방법으로 암석의 연령을 구할 때, 필요한 조건을 2개 고르라.

① 암석의 생성 이후 온도의 변화가 없어야 한다.

② 암석의 생성 이후 암석이 받는 압력이 일정하여야 한다.

③ 암석이 생성될 당시 $^{235}\text{U}$가 포함되어 있어야 한다.

④ 암석이 생성될 당시 $^{207}\text{Pb}$이 포함되어 있어야 한다.

⑤ 암석의 생성 이후 외부로부터 $^{235}\text{U}$나 $^{207}\text{Pb}$이 보태지거나, 빠져 나가서는 안된다.

[20~23]

다음 표를 참조하여 아래 물음에 답하여라.

행성	질량 ($지구=1$)	적도반경 ($지구=1$)	평균밀도 ($\text{g/cm}^{3}$)	표면중력 ($\text{cm/s}^{2}$)	표면기압 (bar)	표면온도 (K)	자전주기 (일)
금성	0.815	0.95	5.25	888	90	730	243.01
지구	1	1	5.52	978	1.0	250~300	1
달	0.012	0.27	3.34	156	0	120~390	27.32
화성	0.107	0.53	3.95	373	0.007	210~300	1.03

금성 표면에서의 중력이 지구에서보다 작게 나타나는 것은 어떤 물리량의 차이 때문인가? 다음 중, 가장 크게 영향을 미친 것을 고르라.

① 질량

② 적도반경

③ 표면기압

④ 표면온도

⑤ 자전주기

영수는 위의 표를 보고 달 표면에 남겨진 우주인의 발자국은 오래 남아있을 것이라고 생각하였다. 달의 어떤 물리량 때문에 이러한 생각을 하게 되었을까?

① 평균밀도

② 표면중력

③ 표면기압

④ 표면온도

⑤ 자전주기

다음의 운동 선수들이 우주복을 입고 지구와 화성에서 경기를 한다면, 화성에서의 기록이 지구에서보다 떨어질 가능성이 많은 선수는?

① 단거리 달리기 선수

② 높이뛰기 선수

③ 멀리뛰기 선수

④ 원반 던지기 선수

⑤ 역도 선수

[23~25]

전자를 고전압으로 가속하여 금속 표면에 때리면 X-선이 방출된다. 다음 그림은 X-선 발생 장치를 간략하게 그린 것이다.
이 X-선 발생장치의 양극판 (B)의 재료를 선택할 때에는 다음 세가지 사항을 고려하여야 한다.
첫째, X-선을 효과적으로 발생하기 위해서는 양극판으로 쓰인 금속의 원자가 가지고 있는 전자의 수가 많아야 한다.
둘째, 전자의 충돌에 의해서 발생하는 열로 인하여 양극판이 녹아서는 안된다.
셋째, X-선 이외의 방사선은 나오지 않아야 한다.
다음 표는 양극판 (B)으로 사용하기 위한 후보 재료들의 특성을 나타낸 것이다.

금속	원자번호	전도율 ($\times 10^{-2}\text{Wm}^{-1}\text{K}^{-1}$)	비열 ($\text{Jkg}^{-1}\text{K}^{-1}$)	밀도 ($\text{kgm}^{-3}$)	녹는점 (K)
철	26	0.80	445	7,870	1,808
구리	29	4.00	386	8,960	1,356
몰리브덴	42	1.38	252	16,220	2,880
텅스텐	74	1.63	1,332	19,300	3,650
납	82	0.44	160	11,350	600
우라늄	92	0.29	118	18,950	1,405

X-선을 가장 많이 발생하는 것만 고려한다면 어떤 금속을 양극판의 재료로 선택하겠는가?

① 철

② 구리

③ 몰리브덴

④ 납

⑤ 우라늄

실제로 양극판의 재료로는 텅스텐이 사용된다. 만약 텅스텐을 구할 수 없는 경우에는 어느 재료가 비교적 적당하겠는가?

① 철

② 구리

③ 몰리브덴

④ 납

⑤ 우라늄

양극판이 잘 녹지 않도록 하는 방법은?

① 양극판(B)을 회전시킨다.

② 전자 방출 시간을 짧게 한다.

③ 전자 발생장치(A)와 양극판(B) 사이의 거리를 멀게 한다.

④ X-선 발생장치의 전압을 높인다.

⑤ 양극판(B)의 질량을 작게 한다.

[26~27]

영수는 ‘효모는 영양분이 부족하게 되면 개체군의 크기가 감소한다’는 가설을 검증하기 위해 다음과 같이 실험을 했다.

(1) 크기가 같은 세 개의 시험관(A, B, C)에 배양액을 15mL씩 넣고, 여기에 효모액을 3mL씩 추가했다.
(2) 30℃ 항온기에서 배양하면서 각 시험관내의 효모 수를 매일 측정했다.
(3) 배양기간 중 어느날, 시험관 A에는 5mL의 배양액을, 시험관 B에는 5mL의 증류수를 추가하고, 시험관 C에는 아무것도 첨가하지 않았다.
(4) 30℃ 항온기에서 계속 배양하면서 각 시험관 내의 효모 수를 매일 측정했다.

이 실험에서 (3)의 과정을 실시해야 하는 시기는?

① 효모의 수가 천천히 증가하기 시작할 때

② 효모의 수가 가장 빠르게 증가할 때

③ 효모의 수가 더 이상 증가하지 않고 일정할 때

④ 효모의 수가 감소할 때

⑤ 배양기간 중 어느 때라도 상관 없다.

이 실험에서 시험관 B를 포함시키는 이유는 다음 중 어느 요인의 조건을 같게 하기 위해서 인가?

① 영양분의 양

② 배양 온도

③ 배양 기간

④ 배양 공간

⑤ 효모의 수