(과학) 차원해석-20문제(202106 고2 기출, 변형)
과학과 공학에서 ‘차원’이란 길이, 질량, 시간과 같이 일반화된 물리량의 성질을 말한다. 이러한 차원은 흔히 단위로 나타내는데 길이 단위인 미터(m), 질량 단위인 킬로그램(kg), 시간 단위인 초(s) 등이 있다. “학교까지의 거리는 100m이다.”라고 말할 때, 미터(m)는 거리를 나타내는 ‘단위’이고, 거리는 길이 ‘차원’에 해당한다. 미터(m), 킬로미터(km)처럼 하나의 차원을 표시하는 단위는 여러 개일 수 있다.
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(과학) 알기 쉬운 열전달-20문제(202011, 고1 기출, 변형)
일상에서의 음식 조리 과정은 열전달에 관한 과학적 원리로 설명할 수 있다. 열전달은 열이 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 현상인데 조리 과정에서는 전도에 의한 열전달이 많이 일어난다. 전도란 물질을 이루는 입자들의 상호작용을 통해 보다 활동적인 입자로부터 이웃의 덜 활동적인 입자로 열이 전달되는 현상이다. 이러한 전도는 온도 차이가 있는 경우에 일어나는데, 한 물질 내에서 발생하기도 하며 서로 다른 물질들이 접촉하는 경우에도 발생한다.
(과학 기술) 방사광-20문제(202011 고2 기출, 변형)
방사광은 자연에서는 별이 수명을 다해 폭발할 때 발생하기도 하지만, 이를 연구에 활용하는 것은 어려우므로 고성능 슈퍼 현미경이라고도 불리는 방사광가속기를 사용해 인위적으로 만들어 사용한다. 방사광가속기는 일반적으로 크게 전자입사장치, 저장링, 빔라인 등으로 구성되어 있다.
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(과학 기술 11) 단일벽 탄소 나노 튜브-18문제(2022학년도 수특 기출, 변형)
이 글은 탄소 나노 튜브(CNT)의 독특한 전기적 성질과 CNT를 전자 소자에 적용하였을 때의 장점을 설명하고 있다. 단일벽 CNT는 정육각형 벌집 모양의 흑연 면이 말리는 방법에 따라 지그재그형 단일벽 CNT, 암체어형 단일벽 CNT, 그리고 카이랄 단일벽 CNT로 나뉜다.
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(기술) 컴퓨터 캐싱-19문제(2020년 9월 고1 기출, 변형)
CPU가 요청한 데이터가 캐시 기억장치의 라인에 없는 ‘캐시 미스’가 발생하고 그 라인에 다른 블록이 저장되어 있을 경우 그 블록을 지우고 새로운 블록을 저장한다고 하였다. 따라서 캐시 기억장치의 하나의 라인은 특정된 하나의 블록이 아니라 여러 개의 블록을 저장할 수 있으며, 다만 동시에 여러 블록을 저장할 수는 없을 뿐이다.
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(주제 통합 9) 생물 계통수와 몬텔리우스 형식학-25문제(2022 수능특강 기출, 변형)
(가)글은 생물 분류학 분야 확립의 토대가 된 계통수의 작성 원리를 소개하고 있다. 생물 계통수를 그리기 위해서는 종간의 유연관계가 멀고 가까움을 파악해야 하는데, 이때 생물종의 형질을 파악해야 한다. (나)글은 계통수 원리를 고고학 분야에 도입하여 확립한 몬텔리우스 형식학에 대해 설명하고 있다. 생물 계통수의 원리는 고고학 분야로 적용되어 고고학자도 유물의 형식이 진화론의 계통수처럼 작성될 수 있다고 보았다.
(과학 기술 8) 자율 주행 자동차와 라이다 센서-21문제(2022학년도 수능특강 기출, 변형)
이 글은 최근 각광을 받고 있는 자율 주행 자동차의 핵심 기술을 소개한 후 핵심 기술 중 하나인 인식 기술과 관련하여 라이다의 원리와 구체적 종류를 설명하고 있다. 라이다는 높은 출력을 지닌 레이저를 물체에 방사하고, 이 레이저가 물체에 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 3차원 거리 정보를 획득하는 장치로, 자율 주행 자동차에는 3D 레이저 스캐너와 3D 플래시 라이다가 사용되는 것이 일반적이다.
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(기술) 다중 접속 기술-20문제(202103 고3 기출, 변형)
한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해서 다중 접속 기술이 필요하다. 다중 접속 기술 중 부호 분할 다중 접속(CDMA) 방식은 확산 코드를 이용하여 각 사용자의 신호를 구분하는 방식이다. 송신자는 송신하려는 정보에 확산 코드를 결합하여 송신하고, 수신자는 수신된 신호를 송신자와 동일한 확산 코드를 이용하여 원래의 정보로 복원한다.
(과학 기술 5) 프라이온-18문제(2022학년도 수능특강)
이 글은 프라이온이라는 단백질의 정체를 밝혀내어 뇌에 구멍이 뚫리는 다양한 질환의 원인을 밝혀낸 프루지너의 연구 내용과 과정, 그 성과에 대해 설명하고 있다. 프루지너의 연구는 분자 생물학의 근간을 이루는 센트럴 도그마의 과정을 부정하는 내용을 포함하고 있기 때문에 연구 과정 내내 많은 화제를 몰고 왔을 뿐만 아니라, 이후 광우병 등의 사회 문제와 관련되면서 지속적인 관심을 받아 왔다.
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(과학 기술 4) 민코프스키의 4차원 시공간과 세계선-21문제(2022학년도 수능특강 기출, 변형)
이 글은 민코프스키가 제시한 4차원 시공간 좌표와 세계선 개념에 대해 설명하고 있다. 아인슈타인은 갈릴레이의 상대성 원리와 빛의 속도는 항상 일정하다는 법칙이 모순된다는 것을 발견하고 특수 상대성 이론을 완성해 냈다. 민코프스키는 4차원 시공간 좌표와 이에 기반한 세계선이라는 개념을 도입하여 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 뒷받침하였다.
(기술) 인류 최초로 중력파를 관측한 LIGO의 작동 원리-13문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
빛은 파동이어서 일종의 물결 모양으로 전달된다. 두 빛이 합쳐질 때 물결 모양 높낮이가 똑같은 상태로 동시에 들어오면, 합쳐진 빛의 물결 모 양이 더 커지는 현상을 ‘보강’ 또는 ‘증폭’이라 한다. 하지만 어떠한 이유로 한쪽 빛이 더 늦게 또는 더 빨리 들어와 위상이 정반대인 상태로 합쳐지는 경우도 있는데 이 경우 빛의 물결 모양이 없어지며 이를 ‘상쇄’라 한다. 또한 이렇게 합쳐진 빛의 물결 모양이 변하는 것을 ‘간섭’ 현상이라고 한다. 간섭 현상을 이용하면 두 빛의 상대적 변화를 감지할 수 있다. 광속으로 날아가는 빛을 또 다른 빛을 이용해 관측하는 것으로, 각각의 빛이 상대 빛을 관측하는 셈이다. 이렇게 빛의 간섭 현상을 측정할 수 있는 장치를 ‘간섭계’라고 하고, 광원으로 레이저를 사용하면 ‘레이저 간섭계’가 된다.
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(과학) 신경 세포의 신호 전달-13문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
전기가오리는 몸속에 있는 수많은 세포 전지를 이용해 엄청난 크기의 전기 충격을 발생시킨다. 우리 몸의 신경 세포는 일시적으로 전위차를 만들어 회로망을 ⓐ구성해 낸다. 미래에 우리의 기억력을 더 좋게 할 수 있는 회로망을 만들어 내는 데 필요한 것이 바로 생명체 전지라고 한다. 우리의 몸속에서는 어떤 전기 현상이 일어나고 있는 것일까? 신경 세포의 신호 전달 과정은 생명체의 세포가 전지 역할을 한다는 것을 보여 준다.
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4-3. 생태계의 다양성 그리고 공존(이은희)-기출 32문제(2015 미래엔 독서)
많은 사람이 진화에는 우열 관계에 바탕을 둔 특정한 방향이나 목적을 향하는 성질이 있다고 오해한다. 즉, 세월이 지날수록 생물체는 이전보다 더 ‘훌륭한’ 것이 되어 이상적인 생물체의 모습에 한 발씩 가까워지며, 열등한 존재는 진화를 거쳐 고등한 존재로 발전된다고 여긴다. 얼핏 보면 생물체가 진화를 거쳐 단순한 존재에서 복잡한 존재로, 미숙한 개체에서 성숙한 개체로 바뀌는 듯 보여 진화가 발전과 개선을 내포하고 있다고 생각하기 쉽다. 생물체의 변이는 우연적인 사건이지만, 오랜 세월을 거쳐 누적되다 보면 마치 누군가 의도를 가지고 특정 개체만을 선별해 낸 듯이 뛰어난 형질을 지닌 생물 종이 남는 경우가 있기 때문이다. 하지만 이는 생물체의 진화가 ‘환경에 더 잘 적응한 개체가 선택되는 방식’으로 이루어져 왔기 때문에 일어나는 결과일 뿐, 애초에 그런 결과를 염두에 두고 만들어졌다는 뜻은 아니다.
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3-3. 인공 지능과 심층 학습(이종호)-기출 28문제(2015 천재 독서)
인공 지능이라는 용어는 1955년 존 매카시와 신경학 전문가인 마빈 민스키, 허버트 사이먼 등 10여 명이 컴퓨터에 인간의 지적 활동을 가르치는 연구 계획서를 작성하며 처음으로 사용하였다. 민스키는 인공 지능을 “사람이 수행했을 때 지능이 필요한 일을 기계에 수행시키고자 하는 학문과 기술”이라고 정의했다. 그러므로 인공 지능이란 사람의 경험과 지식을 바탕으로 하여 새로운 문제를 해결하는 능력, 시각과 음성 지각 능력, 자연 언어 이해 능력, 자율적으로 움직이는 능력 등을 실현 하는 기술이며 인공 지능 연구의 목표는 사람처럼 생각하는 기계를 개발하는 것이다. 여기서 기계라는 것은 프로그래밍 할 수 있는 컴퓨터를 말한다.
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(과학) 물질의 상 변화-14문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
우리 주위의 물질이 나타내는 상태는 액체, 기체, 고체의 세 가지 상태로 구분된다. 그런데 물질은 한 가지 상태에서 다른 상태로 변화할 수 있다. 물질의 상태가 온도, 압력 등 일정한 외적 조건에 따라 한 상에서 다른 상으로 변할 수 있는 것이다. 특히 액체는 기체로 변하기도 하고, 고체로 변하기도 한다. 액체가 기체로 변하는 기화의 대표적인 예로는 ‘증발(蒸發)’과 ‘끓음’이 있다. 증발은 액체의 표면에서 일어나는 기화 현상으로 액체 표면의 분자 중에서 분자 간의 인력을 극복할 수 있을 만큼 에너지가 높은 입자들이 분자 간의 인력을 끊고 기체상으로 튀어나와 기화되는 것을 말한다. 대표적인 예로는 용기 속의 물이 시간이 흐르면서 수증기로 되어 말라 없어지는 것이 있다.
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(과학 기술 13) 지혈의 과정-30문제(2023학년도 수능특강 대비)
우리 몸의 혈액은 혈관을 따라 온몸을 순환하며 생명 활동에 필요한 물질을 공급한다. 혈액이 기능을 제대로 수행하기 위해서는 혈액이 굳지 않고 액체 상태로 유지되어야 한다. 하지만 혈관에 손상이 생겨서 혈액이 몸 밖으로 나오는 출혈이 일어나면 출혈 부위의 혈액이 빠르게 응고되는 것이 중요하다. 손상된 부위가 닫히지 않아서 출혈이 계속되면 혈액의 순환이 원활하지 못하게 되어 생명에 위협이 될 수 있기 때문이다.
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(과학 기술 12) 당알코올의 기능과 효과-26문제(2023학년도 수능특강 대비)
당알코올은 일반적인 당류의 화학 구조가 갖는 알데하이드 또는 케톤기가 하이드록시기(-OH)로 환원되어 결과적으로 일반적인 당류보다 증가된 수의 하이드록시기(-OH)를 갖는다. 당알코올은 당류에 해당하기 때문에 기본적으로 단맛이 나며, 일부 당알코올은 입안에서 시원한 느낌을 주기도 한다. 당알코올의 화학 구조의 일부는 설탕 등의 일반적인 당류와 같은 요소로 되어 있지만, 또 다른 일부는 알코올과 같은 요소로 되어 있다.
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(과학 기술 11) IP 주소와 서브넷 마스크-27문제(2023학년도 수능특강 대비)
우리 몸의 혈액은 혈관을 따라 온몸을 순환하며 생명 활동에 필요한 물질을 공급한다. 혈액이 기능을 제대로 수행하기 위해서는 혈액이 굳지 않고 액체 상태로 유지되어야 한다. 하지만 혈관에 손상이 생겨서 혈액이 몸 밖으로 나오는 출혈이 일어나면 출혈 부위의 혈액이 빠르게 응고되는 것이 중요하다. 손상된 부위가 닫히지 않아서 출혈이 계속되면 혈액의 순환이 원활하지 못하게 되어 생명에 위협이 될 수 있기 때문이다
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(과학 기술 10) 항생제 내성-28문제(2023학년도 수능특강 대비)
세균은 단세포 원핵생물로, 막으로 둘러싸인 세포 소기관이 없어 구조는 단순하지만 효소가 있어 물질대사*를 할 수 있다. 그리고 모세포가 반으로 나뉘는 이분법을 통해 번식하므로 환경이 적합하면 빠르게 증식할 수 있다. 대부분의 세균은 사람에게 해롭지 않지만, 일부는 병원성이 있어 질병을 일으킨다. 병원성 세균은 소화 기관, 호흡 기관 등을 통해 인체 내로 침입한 후 빠르게 증식하며 독소를 생산하는데, 1시간 만에 16개가 되는 한 개의 세균 세포는 2시간 만에 250개를 넘어서며, 5시간이면 100만 개가 넘는다. 그 결과 인체 세포나 조직이 손상되고 물질대사에 이상이 생긴다. 병원성 세균에 의해 발생하는 질병으로는 세균성 식중독, 세균성 폐렴, 결핵 등이 있다.
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(과학 기술 9) 자기 치유 기술-26문제(2023학년도 수능특강 대비)
자기 치유 소재란 시간이 지남에 따라 균열이나 부식이 생기는 금속이나 플라스틱, 콘크리트와 같은 재료에 첨가되어 이러한 손상을 스스로 치유할 수 있도록 돕는 물질을 말하는데, 이와 관련된 기술을 자기 치유기술이라고 한다. 기본 원리는 금속, 플라스틱, 콘크리트와 같은 재료에 강력 접착제와 유사한 복원 물질을 첨가함으로써, 균열이나 부식이 일어날 경우 첨가되었던 복원 물질이 흘러나와 굳어져 균열이나 부식을 메우고 손상된 부분이 저절로 복구되게 하는 것이다.
