(과학) 소리의 높낮이 지각-해설(202403, 고2 기출)
이 글은 소리의 높낮이를 지각하는 원리에 대해 설명하고 있다. 달팽이관의 안쪽에는 기저막과 털 세포가 존재한다. 기저막은 파동의 주파수에 따라 최대로 진동하는 부위가 다른데, 이에 따라 기저막 위에 있는 털 세포는 그 위치에 따라 민감하게 반응하는 주파수가 다르게 된다.
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(과학 기술 6) 골딩햄의 음속 측정-해설(2025학년도 수능특강)
골딩햄 이전에는 온도, 습도, 기압, 풍향 등의 대기 조건이 음속에 미치는 영향에 대한 고려 없이 음속 측정을 하거나 그런 요인의 영향에 대한 잘못된 추측이 있었다. 뉴턴의 이론적 음속 추정을 확정하기 위하여 다양한 기상학적 요인을 고려하는 음속 측정의 필요성에 따라 1820년대에 이루어진 골딩햄의 음속 측정은 음속에 영향을 미치는 기상학적 요인들을 면밀하게 고려하여 이루어졌다. 골딩햄은 두 가지 경로에서 오랜 기간에 걸쳐 다양한 대기 조건에서 800회 이상의 측정을 시행하여 음속에 영향을 미치는 다양한 요인의 효과를 확인할 수 있었다.
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(과학 기술 5) 암세포의 증식-해설(2025학년도 수능특강)
암세포는 하나의 돌연변이 세포에서 시작하여 여러 돌연변이 세포들이 축적된 것이다. 암세포가 돌연변이 세포이기는 하지만 암세포 역시 세포의 하나이기 때문에 정상 세포의 성장과 분열 과정인 세포 주기를 통해서 암세포의 증식을 이해할 수 있다. 세포 주기는 세포가 성장하고 분열하는 과정을 의미한다. 세포 주기는 G기 → S기 → G기 → M기의 과정을 거치며, 이 과정에는 세포 주기의 진행 여부를 판단하는 확인 지점으로 G기 확인 지점, G기 확인 지점, M기 확인 지점이 있다.
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(과학 기술 2) 무한 개념의 발전 과정-해설(2025학년도 수능특강)
[I410-113-24-02-088611603] 이 글은 무한의 개념이 발전해 온 과정을 설명하고 있다. 고대인들은 무한이 모든 현실적 존재의 유한성을 부정하는 개념이라고 생각하였기 때문에 무한을 불편한 개념으로 여기며 회피하려고 하였다. 이후 아리스토텔레스는 무한을 현실적 무한과 잠재적 무한으로 구별하며 잠재적 무한은 인정하였지만 무한의 실체를 확인할 수 없기 때문에 현실적 무한의 존재는 부정하였다.
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(개념 학습 3-3. 과학) 펄서의 발견과 원리-해설(2025학년도 수능특강)
[I410-113-24-02-088609345] 이 글은 규칙적인 펄스를 방출하는 천체인 펄서의 발견과 그 원리를 소개하고 있다. 전파원이 깜빡이는 행성 간 공간 섬광이라는 현상을 관측하기 위해 케임브리지 대학에 설치한 전파 망원경으로 하늘을 관측하던 휴이시 연구 팀은 우연히 규칙적으로 펄스를 방출하는 천체를 발견했고, 그것은 회전하는 중성자별로 확인되었다. 무거운 초신성이 폭발한 후 수축되면서 중성자로 이루어진 회전하는 별인 중성자별이 형성되고 자기장의 회전에 의해 전자기파가 자기장 축 방향으로 방출되면서 주기적인 펄스가 지구에서 관측되는 것이 펄서이다.
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(개념 학습 2-2. 과학) 헬리콥터의 회전 날개와 양력-해설(2025학년도 수능특강)
[I410-111-24-02-088583324] 이 글은 헬리콥터의 회전 날개에 작용하는 양력에 대해 설명하고 있다. 헬리콥터의 회전 날개의 속도는 중심에서 멀어 질수록 빨라진다. 헬리콥터의 회전 날개가 회전할 때, 날개 윗면과 아랫면의 기류 속도 차이로 인해 헬리콥터를 위로 띄우는 힘인 양력이 발생한다. 헬리콥터가 전진 비행을 하는 경우 전진익과 후퇴익에서의 기류 속도가 달라지게 되고, 이로 인한 양력 차이로 인해 헬리콥터가 불안정해질 수 있다.
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(과학) 개체성과 공생발생설-해설(201906, 고3 기출)
[I410-113-24-02-088186623] 이 글은 서로 다른 대상들을 동일한 개체의 부분들 혹은 동일한 개체로 판단할 수 있는 조건인 개체성의 조건을 제시한 후, 두 원핵생물의 공생 관계가 지속되면서 하나의 진핵생물이 탄생했다는 공생발생설에 대해 설명하고 있다. 어떤 대상을 이루는 부분들을 동일한 개체의 부분들로 판단할 수 있는 조건은 부분들 사이의 유기적 상호작용이 강하다는 것이며, 상이한 시기에 존재하는 두 대상을 동일한 개체로 판단하는 조건은 두 대상 사이의 인과성이 강하다는 것이다.
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(과학 기술) 전기자동차-해설(201904, 고3 기출)
[I410-113-24-02-088185779] 전기 자동차는 친환경 자동차로 주목받고 있지만 한 번 충전으로 운행할 수 있는 거리가 짧다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위한 장치 중 하나인 회생제동 장치는 제동의 기능을 하는 동시에 이 과정에서 버려지는 에너지를 자동차의 운행에 다시 사용할 수 있게 해 주는 기능을 한다. 회생제동 장치를 이해하기 위해서는 우선 전기 자동차에 장착되어 있는 전동기의 작동 원리를 알아야 한다. 전기 자동차의 전동기는 영구자석과 그 안쪽에서 회전할 수 있는 회전자로 구성되어 있는데, 영구자석 사이에는 항상 자기장이 형성되어 있다.
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(과학 기술) 액체 추진제 로켓의 연소 불안정-해설(202311, 고2 기출)
[I410-113-24-02-088183499] 이 글은 액체 추진체 로켓의 연소 과정을 바탕으로 연소 불안정으로 인한 문제점과 그 원인 및 해결 방법을 설명하고 있다. 로켓의 안정적인 비행을 위해 연소 불안정은 반드시 해결해야 하는 문제이다. 연소 불안정은 연소가 원활히 이루어지지 않는 현상으로, 로켓에서는 연소실의 압력 진동이 비정상적으로 증폭되는 연소 불안정이 나타날 수 있다. 액체 추진제 로켓은 산화제와 액체 연료를 추진제로 사용하는데, 로켓 엔진에 시동이 걸리면 산화제 탱크와 연료 탱크에 보관되어 있던 추진제가 이동하여 분사기에 의해 연소실 내부로 분사되고 연소실 내에서 추진제가 연소될 때, 액체였던 추진제가 연소 가스가 되면서 연소실 내부의 압력이 높아진다. 이때 연소실 내에는 소리의 진동, 열이 주기적으로 방출되며 생기는 열 방출 진동이 존재한다.
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(과학) 해양에너지-해설(202311, 고1 기출)
(I410-113-24-02-088005132) 이 글은 해양 온도차 발전 과정에서의 냉매의 이동과 해양 온도차 발전의 의의를 설명하고 있다. 일반적으로 해양 온도차 발전은 약 20℃를 유지하는 표층수로 냉매를 가열하고, 약 4℃를 유지하는 심층수로 냉매를 냉각하는 과정을 반복하여 전력을 생산하는데, 이 과정에서 냉매는 발전 설비를 순환하면서 열전달을 통해 기화와 액화를 반복한다.
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(과학) 유체역학-해설(202004, 고3 기출)
(I410-113-24-02-088004966) 이 글은 응력과 점성이라는 개념을 사용하여 유체의 특성을 설명하고 있다. 응력은 어떤 물질에 외부에서 힘이 가해졌을 때 물질의 내부에서 이에 대항하여 외부의 힘과 반대 방향으로 작용하는 힘이다. 응력은 작용하는 방향에 따라 종류를 나눌 수 있는데 그중 물질의 표면과 평행하게 작용하는 응력을 전단응력이라고 한다. 점성은 유체를 구성하는 입자들의 상호 작용으로 인해 나타나는,
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(과학) 마취 통증 의학-해설(202003, 고3 기출)
(I410-113-24-02-088004859) 통증은 조직 손상에 대해 방어적 작용을 하는 감각의 일종이다. 통증 자극은 Aδ 섬유와 C 섬유에 의해 전달된다. Aδ 섬유를 따라 전도된 통증 신호는 날카롭고 쑤시는 듯한 짧은 초기 통증을 느끼게 하고 통증이 일어난 위치를 파악하게 한다. C 섬유를 따라 전도된 통증 신호는 욱신거리고 둔한 지연 통증을 느끼게 한다. 통각 수용기에서 받아들인 자극은 전기적 신호로 변환되어 1차 신경 섬유와 2차 신경 섬유를 따라 전도되어 대뇌로 전달된다.
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(과학) 관성 항법 장치(가속도 센서와 자이로스코프)-해설(201811, 고2 기출)
(I410-113-24-02-088018068) 이 글은 비행기의 자동 조종 장치에서 관성 항법 장치의 핵심 구성 요소인 가속도 센서와 자이로스코프에 관해 설명하고 있다. 비행기의 자동 조종 장치에서 관성 항법 장치는 다양한 비행 상황에 대응하기 위해 비행기의 이동 방향, 이동 거리, 속도 등을 지속적으로 정확하게 측정하는 역할을 하는 장치로 가속도 센서와 자이로스코프가 핵심 구성 요소이다. 가속도 센서는 직선 운동에 의한 방향, 속도, 이동 거리의 변화를 측정하고 자이로스코프는 각의 변화가 일어나는 회전 운동(각운동)을 측정한다. 가속도 센서와 자이로스코프로 측정된 값들은 비행기의 정확한 위치를 파악함으로써 비행기가 원래의 궤도로 돌아오는 데에 도움을 준다.
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(과학) 상과 상변화-해설(201903, 고2 기출)
(I410-ECN-0102-2023-000-002076420) 이 글은 물질의 상에 대해 설명하고, 물질의 상이 압력과 온도 조건에 따라 다른 상으로 전환될 수 있음을 상변화라고 설명하고 있다. 그리고 상평형 그림을 활용하여 압력과 온도 조건에 따른 물질의 상변화를 설명하고 있다.
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(과학) 해밀턴의 포괄 적합도 이론-해설(201906, 고2 기출. EBS 독서 독해의 원리)
(I410-ECN-0102-2023-000-002076566) 이 글은 이타적 행동이 자연선택 되어 진화하는 과정을 ‘포괄 적합도’를 활용하여 설명하고 있다. 해밀턴은 ‘유전자’ 개념을 도입하여 일벌이나 일개미와 같은 개체의 이타적 행위가 결국은 자신의 포괄 적합도를 높이는 방향으로 자연선택 된다는 것을 밝혔는데, 이는 다윈 이론을 보완하는 동시에 도킨스의 ‘이기적 유전자’와 같은 후속 연구를 이끌어내는 의의를 가진다.
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(과학) 10퍼센트 인간(인간의 면역계)-해설(202006, 고2 기출)
(I410-ECN-0102-2023-000-002076642) 이 글은 인체의 면역계와 외부 물질의 공존에 대해 설명하고 있다. 세균과 바이러스, 기생충과 같은 외부 물질들은 주로 감염이나 질병의 원인이 되므로, 인체에 이들이 침입하였을 때 이를 제거하는 면역 반응이 활발할수록 인체는 건강한 상태를 유지한다고 이해하기 쉽다. 그러나 위생가설은 외부 물질에 대한 지나친 배척이 오히려 면역계 과민 반응을 일으킨다고 본다. 실제로 외부 물질이 생존하기 위해 만들어 낸 조절T세포가 면역계 과민 반응의 치료법이 될 수 있음이 밝혀졌다. 이를 통해 인체가 외부 물질과의 공존 속에서 면역 반응의 균형을 유지함을 알 수 있다.
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(과학) 의약화학(수용체, 리간드)-해설(202003, 고2 기출)
(I410-ECN-0102-2023-000-002076662) 이 글은 약이 생체 내에서 기능하는 방식을 수용체와 리간드의 작용을 통해 설명하고 있다. 약은 생체의 리간드와 유사한 화학적 분자 구조의 성분을 포함하며, 특정 수용체에 결합할 수 있는 리간드로 약효를 낸다고 설명하고 있다. 그리고 이러한 설명을 바탕으로 병원체나 생체에 작용하는 약을 예로 들며, 그러한 약이 생체 내에서 생물학적 효과를 내는 원리에 대해 설명하고 있다. 아울러 두 가지 이상의 약을 함께 복용할 경우 상승효과가 나타날 수 있음과 장기간 약을 남용할 경우 내성이 생길 수 있음도 지적하고 있다.
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(과학) 반추위 활동-해설(2017학년도 수능)
(I410-ECN-0102-2023-000-002078126) 이 글은 반추 동물의 탄수화물 분해에 대해 설명하는 글이다. 탄수화물은 섬유소와 비섬유소로 구분되는데 인간과 반추 동물 모두 섬유소를 분해하는 효소를 합성하지 못하는 공통점이 있다. 위가 넷으로 이루어진 반추 동물은 섬유소를 섭취하면, 반추위 미생물인 피브로박터 숙시노젠(F)의 효소 복합체에 의해 셀룰로스가 포도당으로 분해된다. 이 포도당은 다시 F의 에너지원으로 이용되는데, 이 과정의 대사산물로 아세트산과 숙신산이 발생한다. 이때 대사산물인 아세트산은 생존에 필요한 에너지 생성과 체지방 합성에 이용되고 숙신산은 포도당을 합성하는 주요 재료인 프로피온산을 합성하는 미생물의 에너지원이 된다.
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(과학) 냄새의 과학-해설(202309, 고2 기출)
I410-ECN-0102-2023-000-001633069 우리는 냄새의 원인이 되는 기체 상태의 분자가 코로 들어온 후 몇 가지 과정을 거쳐 뇌에서 냄새를 인식하게 된다. 그 과정을 살펴보면, 먼저 냄새 분자가 공기에 실려 후각 수용체가 있는 후각 상피로 이동하게 되고, 후각 상피로 이동한 냄새 분자가 후각 신경 세포 말단의 섬모 표면에 박혀 있는 후각 수용체와 결합하면서 후각 수용체가 활성화된다. 후각 수용체가 활성화되면 후각 신경 세포에서 전기 신호가 발생하고, 이 신호는 축삭을 타고 뼈의 구멍을 통해 뇌로 올라가 후각 망울에 있는 토리로 전달되어 패턴이 만들어진다. 후각 망울의 토리에서 만들어진 패턴은 승모 세포를 통해 전기 신호가 강화되어 대뇌로 전달되고, 대뇌의 다양한 정보들과 합쳐져 최종적으로 냄새를 인식하게 된다.
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(과학) 양안시(이론과 실제)-해설(201910, 고3)
(I410-ECN-0102-2023-000-001623167) 사람은 6㎝ 정도 떨어져 있는 두 눈으로 물체를 바라본다. 두 눈의 망막에 맺힌 물체의 상은 동시에 뇌로 전달되어 시각적 인상으로 평가된다. 이때 두 눈은 떨어져 있기 때문에 물체를 바라보려면 각각의 눈이 물체로 시선을 향할 수 있도록 눈 운동을 해야 한다. 그런데 눈 운동에 이상이 있는 경우 물체가 두 개로 보이는 복시가 나타나게 된다. 복시는 물체의 상이 한쪽 눈에는 망막의 황반에 맺히고 다른 쪽에는 황반을 벗어나 맺히기 때문에 생기는 현상이다. 이러한 증상은 빛의 굴절을 일으키는 프리즘 렌즈를 통해 완화될 수 있다. 이때 활용되는 프리즘 렌즈의 꺾임각은 스넬의 법칙에 따라 소재의 굴절률과 프리즘의 꼭지각을 알면 구할 수 있다.
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(과학) 바이러스의 침투 및 증식과 그로 인한 질병-해설(2024학년도 수능완성)
(I410-ECN-0102-2023-000-001624073) 이 글은 바이러스의 침투 및 증식과 그로 인한 질병에 대해 설명하고 있다. 바이러스는 유전 물질에 있는 정보를 바탕으로 특정 단백질이 만들어진다는 점에서 다른 생명체와 유사하다. 바이러스는 증식을 하기 위해 살아 있는 다른 생명체의 세포에 침투한다. 여러 방식을 통해 바이러스가 다른 생명체의 세포에 침투하지만, 모든 세포에 바이러스가 침투하는 것은 아니다. 바이러스는 세포에 침투한 후 유전자를 복제하여 증식하기 시작한다. 바이러스가 숙주의 몸에 침투해 증식하면 숙주에게 질병이 발생할 수 있다. 바이러스에 감염되면 단기간 내에 질병이 발생하지만, 오랜 기간에 걸쳐 질병이 발생하는 경우도 있다.
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(과학) 허수와 호킹의 우주론-해설(2024학년도 수능완성)
I410-ECN-0102-2023-000-001634213 이 글은 허수가 발견되고 사용된 과정을 살펴보고 허수를 이용하여 기존 빅뱅 우주론의 문제를 해결하려고 한 호킹의 우주론을 설명하고 있다. 허수는 제곱이 되면 음수가 되는 수로, 양자 역학을 기반으로 하는 현대 물리학이 성립되면서 주목을 받게 되었다. 호킹은 시간도 허수의 시간이 있다는 우주론을 펼쳤다. 호킹은 실수의 시간을 따라가면 밀도가 무한대가 되는 특이점이 있는데, 이 점에서는 물리 법칙을 계산할 수도 없고, 어떤 입자도 특이점 이전의 시간에서는 정의될 수 없다고 보았다. 호킹은 허수의 시간을 적용하면 특이점으로 인한 문제들을 해결할 수 있다고 보았다. 호킹은 허수 시간 개념을 적용한 우주 모형을 제시하면서, 허수 시간이 확인하기 어렵지만 계산을 통해 우주의 변화를 설명할 수 있고 관측 결과와 일치한다면 사용할 수 있다고 보았다.
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(과학 기술) 고체 촉매의 구성 요소-해설(202306, 고3 평가원 모의고사)
이 글은 활성화 에너지를 조절하는 물질인 촉매가 화학 산업에서 사용될 때의 구성 요소에 대해 설명하고 있다. 고체 촉매는 대부분 활성 성분, 지지체, 증진제로 구성되는데, 활성 성분은 그 표면에 반응물을 흡착시켜 촉매 활성을 제공하는 물질이다. 고체 촉매에서는 반응에 관여하는 표면의 활성 성분 원자가 많을수록 촉매 활성이 높아진다. 한편 고온에서는 금속 원자들로 이루어진 작은 입자들이 서로 달라붙어 큰 입자를 이루는 소결 현상이 일어나는데, 지지체는 소결 현상으로 인해 활성 성분의 표면적이 줄어드는 문제를 해결하는 요소이다. 또한 증진제는 활성 성분의 표면 구조를 변화시켜 소결을 억제하거나, 전자 밀도를 변화시켜 흡착 세기를 조절하는 등 활성을 조절하는 요소이다.
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(과학) STR 분석법-해설(202306, 고2 모의고사)
이 글은 과학수사 시 범인 추정 및 피해자 확인 등에 사용되는 ‘STR 분석법’에 대해 설명하고 있다. 30억 개의 염기 서열로 이루어진 DNA는 특정 구간에서 ‘짧은 염기 서열이 연쇄적으로 반복(STR)’해서 나타나는 특징을 보여 주는데, 이 특징에 착안하여 동일인 여부를 판별하는 방법이 STR 분석법이다. STR 분석을 위해 염색체 내 특정된 위치를 ‘좌위’라 하며, 현재 우리나라에서는 20개의 좌위를 표준으로 하여 과학수사에 활용하고 있다.
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(과학) 소용돌이의 종류와 특성-해설(202306. 고1 모의고사)
이 글은 실생활에서 접할 수 있는 소용돌이의 종류를 세 가지로 나누어 설명하고 있다. 욕조 배수구를 빠져나가는 자유 소용돌이는 중심에 가까울수록 원주속도가 빠르다. 컵의 물을 휘젓거나 컵 자체를 회전시켜 만든 강제 소용돌이는 수면 어디에서나 각속도가 일정하지만, 원주속도는 반지름에 비례하여 증가한다. 이 둘이 합쳐진 랭킨의 조합 소용돌이는 가운데에 강제 소용돌이, 주변에 자유 소용돌이가 발생하는 것이다. 중심에서 원주속도가 최소가 되고 강제 소용돌이가 자유 소용돌이로 전환되는 지점에서 원주속도가 최대가 된다. 자유 소용돌이와 강제 소용돌이의 원리를 활용해 만든 것이 분체 분리기이고, 그 예로 쓰레기 필터가 없는 사이클론식 청소기가 있다.
