안녕하세요 잉코 5기 지덕입니다 :) 벌써 수능이 끝난지 일주일이 지났습니다. 수능을 준비하는 수험생이라면 한 번쯤 ‘기출문제 풀이’를 해 보았을 것입니다. 수많은 기출이 있지만 그중에서 가장 중요한 것은 역대 수능이라고 생각합니다. 예비 고3분들도 수능 기출문제를 풀어보며 앞으로 다가올 수능을 대비하고 계실 것 같습니다. 과연 2023 수능은 어땠을까요? 여러분들이 풀기에는 어땠나요? 기출을 풀고 나면 오답을 정리하는 것도 매우 중요합니다. 여러 수능 과목 중에서, 제가 응시했던 과학탐구 영역 물리학1, 지구과학1 과목을 중심으로 오답률 TOP 3 문제들을 리뷰해 보고자 합니다.

| 물리학1

작년 수능에서는 9번, 17번 등의 역학 부분은 다소 쉽게 출제되었습니다. 그래서인지 1등급 컷이 46점이었을 만큼 살벌한 등급 컷을 자랑합니다. 하지만 역학은 그 자체로 어려운 단원이라, 오답률 TOP 1, 2 는 모두 역학입니다.

(1) TOP 3 (19번)

TOP 3은 19번으로, 오답률은 67.8%입니다. 가장 많이 고른 오답은 3번인데, ㄷ 선지를 많이 헷갈렸던 것 같습니다.

이 문제는 전자기학 중에서도 쿨롱 법칙을 이용하여 풀 수 있습니다. 보통 쿨롱 법칙을 활용하는 문제는 가장 가까운 몇 가지 전하만 고려하여 푸는데, 여기선 전하가 주어지지 않아서 차례대로 생각해 보아야 합니다.

첫 단계는 (가)와 (나)의 변화를 살펴보는 것입니다. D를 고정하였더니 B에 가해지는 전기력이 0이라고 하였습니다. B와 D만 고려하였을 때 B가 받는 전기력이 +x 방향이므로 (가)에서는 –x 방향이었음을 알 수 있습니다.

두 번째 단계는 이로부터 A와 C의 전하를 판별하는 것입니다. 세 가지 점전하가 있을 때의 힘을 공식처럼 외우기도 하는 것 같은데, 그것보다는 양쪽이 받는 힘을 바탕으로 하나씩 생각해 보는 것이 더 빠르고 정확하다고 생각합니다. 

세 번째 단계는 전하량을 비교하는 것입니다. 그림에서는 (나)도 생각해 보았지만, 이것 풀기 위해서는 (가)만 보아도 될 것 같습니다. 

(2) TOP 2 (16번)

TOP 2는 16번으로, 오답률은 70.9%입니다. 가장 많이 고른 오답은 3번인데, ㄴ 선지를 많이 헷갈렸던 것 같습니다.

보통 이런 케이스는 (나)와 같은 그래프가 나오면 그 물체의 속도로 생각해도 됐습니다. 하지만 이 문제의 경우 p와의 거리이기 때문에 ‘상대속도’로 이해하여야 합니다. 따라서 B의 원래 속도는 여기서 구한 상대속도에 A의 속도를 더해주어야 합니다.

충돌 상황이 나오면 꼭 해야 하는 것은, 충돌을 기준으로 상황별 운동 상황을 그리는 것입니다. 그래야 운동량 보존 법칙을 사용할 때 실수가 발생하지 않습니다.

여기서 특별히 고려할 것은 3초 이후 두 물체가 함께 운동한다는 사실입니다. 이는 B의 상대속도가 0이기 때문입니다. B의 원래 속도가 0이라고 생각하면 전혀 다른 결론을 내게 되니 주의해야 합니다.

이다음부터는 평소 보던 운동량 보존 법칙 문제와 똑같이 풀면 됩니다. 양쪽 상황에 대해 운동량이 보존되므로, 질량 간의 관계와 A의 속도를 구할 수 있습니다.

(3) TOP 1 (20번)

탐구라면 어떤 과목이든 20번이 가장 어려운 경우가 많습니다. 이번에도 어김없이 20번이 오답률 76.8%로 1위를 차지하였고, 가장 많이 고른 오답은 2번이었습니다. 물리학 킬러임에도 불구하고 오답률이 그리 높지 않았고, 상황을 나누어서 생각하면 충분히 풀 수 있는 문제였습니다.

풀기 위해 꼭 써야 하는 법칙이나 흐름은 딱히 없는 것 같습니다. 그냥 평소에 쓰던 역학적 에너지 보존 법칙을 구간을 나누고, 변화를 바탕으로 주어진 값을 구하면 됩니다.

먼저 p와 q 사이 역학적 에너지가 보존됨을 이용하여 식을 도출할 수 있습니다. 다음은 마찰 구간입니다. 마찰 구간 내 등속도로 운동한다면 구간 내 손실된 에너지는 퍼텐셜 에너지의 변화량과 같습니다. 이 사실은 최근 자주 사용되고 있으니 숙지하도록 합시다.

다음은 등가속도 운동의 특징을 이용하여 구하는 것입니다. 평균 속도를 이용하여 각 구간 내 운동 시간을 표현할 수 있고, 구간 내 속도 변화량을 표현할 수 있습니다. 이후 역학적 에너지 보존 법칙으로 s에서의 속도를 구할 수 있다면, 비로소 s~t 구간에서의 높이를 구할 수 있습니다.

문제를 풀기 위해 거쳐야 하는 과정이 많아서 글로만 설명하기엔 한계가 있어, 단계별 계산 과정은 그림을 참고해 주세요 :)

| 지구과학1

이번 지구과학1은 신유형이 다수 출제되었습니다. 그래서인지 1등급 컷 42로 낮은 등급 컷을 보여주었습니다. 하지만 의외로 오답률이 높았던 문항은 기존 유형에서 많이 출제되었습니다. 제가 수능을 봤을 때 어렵다고 체감했던 것과 실제로 오답률이 높은 문항이 완전히 달라서 조금 놀랍습니다.

올해 킬러 문항 출제를 지양한다고 해서 6, 9모평이 조금 쉬워지기는 했습니다. 그래도 고난도 문제 풀이에 작년 수능 신유형 풀이가 도움이 되는 것 같습니다.

특히 20번 문항의 경우 중심별과 행성의 위치를 그리게 되는데, 이렇게 문제 상황을 그려보는 것은 고난도 문제 풀이의 기본이므로 연습해 두도록 합시다.

(1) TOP 3 (16번)

TOP 3은 16번으로, 오답률은 72.8%입니다. 가장 많이 고른 답은 2번인데, 아마 ㄷ 선지가 문제였던 것으로 보입니다.

이 문항은 표면 온도와 반지름으로부터 광도를 구하는 문항으로, 기존에도 자주 출제되었던 유형입니다. 저는 이런 문제가 나오면 항상 표면온도, 반지름, 광도 순으로 표를 그리고, 광도 공식에 맞추어 표면온도의 네제곱과 반지름의 제곱을 옆에 적어 둡니다.

이 문항은 특이하게 파장을 통해 표면온도를 구하도록 하고 있는데, 은근히 헷갈리기 쉽습니다. 파장이 표면온도와 반비례한다는 점을 이용하여, 역수의 비를 이용하여 표면온도를 나타내는 것을 추천합니다.

우선 반지름이 매우 작은 (다)를 제외한 (가), (나)가 주계열성이라는 사실을 어렵지 않게 알 수 있을 것입니다. 다음부터는 기존 풀이법과 같습니다. 다만 마지막 단계에서 겉보기 밝기는 거리의 제곱에 비례한다는 사실을 이용하여야 합니다.

(2) TOP 2 (15번)

TOP 2는 15번으로, 오답률은 84.4%입니다. 가장 많이 고른 답은 5번으로, 해령의 존재 여부를 잘못 판별했기 때문일 것입니다.

해령을 축으로 고지자기 줄무늬가 대칭을 이룬다는 사실은 자명합니다. 하지만 기존 고난도 문제에서 해령의 양쪽으로 고지자기 줄무늬 폭을 다르게 하기도 하는데, 이 때문에 헷갈린 학생들이 많았을 것입니다.

해령 양쪽에서 판이 생성되는 속도가 차이가 나면 줄무늬 너비가 다르게 나타날 수는 있는데, 그 경우 너비의 비가 일정하게 나타나야 합니다. 그림에 더 자세히 설명해 두었는데, 결론적으로 이 해양판에는 해령이 없습니다.

ㄴ 선지의 내용은 암석의 연령만 보고도 알 수 있으니 어렵지 않게 풀었을 것입니다. 그리고 ㄷ 선지는 해령의 존재 여부를 옳게 판별하면 어렵지 않을 것입니다.

(3) TOP 1 (20번)

TOP 1은 20번으로, 오답률은 86.5%입니다. 탐구 과목 치고는 높은 오답률을 보여주었습니다. 가장 많이 고른 답은 1번으로, ㄱ 외의 내용을 구하지 못한 학생들이 많았기 때문이라고 생각합니다.

왼쪽 풀이처럼 중심별과 행성의 궤도에 각 시점을 표시하는 것은 많이 보았을 것입니다. 이때 유의해야 할 것은 행성과 중심별의 위상은 서로 반대로 나타난다는 것입니다.

교과서나 일반 문제집에서 직접적으로 나오는 내용은 아니라서 모르고 있는 학생들이 종종 있는데 (저도 고3 되기 직전까지 몰랐습니다..ㅎㅎ), 이 사실은 천문 문제 풀이의 기본이 되므로 꼭 알아두도록 합시다.

ㄱ 선지는 행성의 면적만 구하면 되어서 어렵지 않게 구했을 것입니다. ㄴ 선지도 중심별의 흡수선 파장이 어디서 최대, 최소가 되는지만 정확히 알아낼 수 있다면 바로 구했을 것입니다. 하지만 이를 헷갈리는 학생들이 많은데, 시선 속도가 최대일 때 흡수선 파장이 최대/최소임을 기억하도록 합시다.

작년 수능에서 이 문항의 ㄷ 선지가 가장 까다로웠다고 생각합니다. 보통 천문 문항에서 그림을 그리게 되면 왼쪽 풀이처럼 궤도를 그리곤 하는데, 이 문항은 중심별과 행성의 ‘회전을 고려하여’ 상대적 위치를 그려야 했기 때문입니다.

문항에서 주어진 사실(A는 끝난 ‘직후’, 반지름의 비)을 이용하여 삼각형을 그리고, 각도와 시선 속도의 관계를 알고 있다면 해결할 수 있었습니다.

| 마치며

이처럼 물리학 1/지구과학 1 오답률 TOP 3 문항의 접근 방향과 풀이 방법을 간략하게 알아보았습니다.

제가 생각하기에 물리학은 문제 상황을 나누어서 변화를 중심으로 접근하는 것, 지구과학은 기존의 풀이 방향에서 더 나아가, 문항에서 주어진 것들을 모두 활용하여 원하는 값을 도출해 내는 것이라고 생각합니다. 

과학탐구 문항을 풀 때 가장 중요한 것은 시간이 아무리 촉박하더라도, 평정심을 유지하고 논리적으로 접근하는 것입니다.

저는 겨울방학 기간 동안 이지수능교육의 방학 특강을 들었는데 문항에 논리적으로 접근하는데 많은 도움을 받았습니다.

이지수능교육의 겨울방학 특강에서 주어진 정보를 최대한 활용하는 연습을 많이 할 수 있었습니다. 예비고3 여러분도 이 점 참고하시어, 철저한 연습을 통해 탐구 과목에서 원하는 성적 거두길 응원합니다 :)