2023년 6월 고1 학평 (2015 교육과정) 통합과학 15번 해설

핵심 개념

초전도체는 임계 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되고, 그래핀은 탄소 원자가 육각형으로 연결된 한 층의 평면 구조, 탄소 나노 튜브는 그래핀이 말린 원통 구조인 신소재이다.

단서 따라가기

1. "특정 온도 이하에서 전기 저항이 0인가?" — 예임계 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 초전도 현상 → 강한 전류로 강한 자기장을 만든다 A = 초전도체
2. "한 층의 평면 구조인가?" — 예탄소 원자가 육각형 벌집 모양으로 연결된 한 층의 평면 → 얇고 투명하며 잘 휘어지고 전기가 잘 통한다 B = 그래핀
3. "한 층의 평면 구조인가?" — 아니요그래핀이 말려 원통(튜브) 모양을 이룬 구조 C = 탄소 나노 튜브
4. <보기> ㄱ. A는 자기 공명 영상 장치(MRI)에 이용된다.초전도 전자석으로 강한 자기장을 만든다 보기 ㄱ (옳음)
5. <보기> ㄴ. B는 휘어지는 디스플레이 소재로 이용된다.그래핀은 유연하고 투명하며 전도성이 좋다 보기 ㄴ (옳음)
6. <보기> ㄷ. C는 탄소 나노 튜브이다.평면이 아닌 원통 구조 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

보기 ㄱ: 특정 온도(임계 온도) 이하에서 전기 저항이 0인 A는 초전도체이며, 초전도 전자석으로 강한 자기장을 만들어 자기 공명 영상 장치(MRI)에 이용된다. 보기 ㄴ: 한 층의 평면 구조인 B는 그래핀이며, 얇고 유연하며 전기 전도성이 커서 휘어지는 디스플레이 소재로 이용된다. 보기 ㄷ: 평면 구조가 아닌 C는 그래핀이 말린 원통 구조의 탄소 나노 튜브이다. 따라서 정답은 ⑤이다.

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

분류 순서도의 기준(전기 저항 0, 평면 구조)으로 신소재를 판별하고, 각 신소재의 구조적 특성과 활용 예를 연결하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

순서도의 질문마다 그 성질을 가진 신소재를 하나씩 확정한다 → 마지막에 남은 것을 나머지 갈래에 넣는다 → 확정된 신소재의 대표적 활용 예를 보기와 대조한다.