경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2015-02-14)

경찰공무원(순경) 과학 2015-02-14 필기 기출문제 해설

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경찰공무원(순경) 과학
(2015-02-14 기출문제)

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1과목: 과학

1. 바이러스와 세균, 인간의 공통점으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉡
  4. ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 표의 데이터를 통해 지구의 특성을 분석하면 ㉡, ㉣이 옳습니다.
    ㉡: 지구는 평균 표면 온도 $15^{\circ}C$로 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 생명 가능 지대에 위치합니다.
    ㉣: 지구의 대기 성분에는 산소가 포함되어 있어 호흡하는 생명체가 존재할 수 있습니다.

    오답 노트
    ㉠: 대기가 가장 두껍고 온실효과가 가장 큰 행성은 금성입니다.
    ㉢: 자전 주기가 가장 길어 낮의 길이가 가장 긴 행성은 금성($243$일)입니다.
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2. 인체를 구성하는 기관계에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡, ㉢
  2. ㉠, ㉡, ㉣
  3. ㉠, ㉢
  4. ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 기관계 A는 소화계, B는 호흡계, C는 순환계, D는 배설계입니다.
    소화계는 자율신경에 의해 조절되며 이화작용을 통해 영양소를 분해합니다. 순환계는 세포호흡 결과 발생한 노폐물을 호흡계와 배설계를 통해 배출하도록 운반합니다. 소화계에서 흡수된 아미노산은 간에서 대사되어 배설계에서 요소의 형태로 배출됩니다.

    오답 노트
    흡수되지 않은 영양소는 배설계가 아닌 소화계(대장)를 통해 배설됨
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3. 식사 후, 오줌의 양과 혈당량을 조절하는 호르몬의 분비에 대한 설명이다. 다음 ＜보기＞의 ㉠∼㉥의 내용으로 옳게 나열한 것은?(순서대로 ㉠, ㉡, ㉢, ㉣, ㉤, ㉥)

  1. 감소, 감소, 낮아, 교감신경, 글루카곤, 저해
  2. 증가, 증가, 낮아, 교감신경, 글루카곤, 촉진
  3. 증가, 감소, 높아, 부교감신경, 인슐린, 저해
  4. 증가, 감소, 높아, 부교감신경, 인슐린, 촉진
(정답률: 알수없음)
  • 항이뇨 호르몬이 분비되면 콩팥에서 수분 재흡수가 증가하여 혈액량은 증가하고, 오줌의 양은 감소하며 오줌의 삼투압은 높아집니다. 혈액량이 증가하면 혈압은 높아집니다. 식사 후 혈당량이 높아지면 부교감신경이 활성화되어 이자의 $\beta$세포에서 인슐린이 분비되고, 간에서 글리코젠 합성을 촉진하여 혈당량을 낮춥니다.
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4. 혈액형이 A형인 아버지와 B형인 어머니 사이에서 태어난 자녀에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉡, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 부모가 각각 A형($AO$ 또는 $AA$)과 B형($BO$ 또는 $BB$)일 때, 유전자 조합에 따라 $AB$, $A$, $B$, $O$형 자녀가 모두 가능합니다.

    오답 노트
    부모가 모두 잡종($AO, BO$)일 경우 $O$형 자녀가 태어날 수 있습니다.
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5. 생물 다양성에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉡, ㉣
  3. ㉠, ㉡, ㉢, ㉣, ㉤
  4. ㉢, ㉣, ㉤
(정답률: 알수없음)
  • 생물 다양성은 유전적, 종, 생태계 다양성을 모두 포함하며, 열대우림처럼 종 다양성이 높고 유전적 다양성이 풍부할수록 환경 변화에 대한 적응력이 높아져 멸종 확률이 낮아집니다.

    오답 노트
    안정된 생태계를 유지하려면 종 다양성이 높고 먹이 사슬이 복잡해야 합니다.
    유전적 다양성이 높을수록 멸종 확률은 낮아집니다.
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6. 다음은 물질의 자성에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢, ㉣
  4. ㉠, ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 자성은 전자의 궤도 운동과 스핀에 의해 결정되며, 반자성은 외부 자기장과 반대 방향으로 정렬될 때 나타납니다.

    오답 노트
    스핀이 반대인 전자들이 쌍을 이루면 자성이 상쇄되어 약해집니다.
    철, 코발트, 니켈은 상자성이 아니라 강자성체에 해당합니다.
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7. 질량이 500 kg인 자동차가 20 m/s로 달리고 있다. 이 자동차에 진행 방향으로 1.25 × 105 J의 일을 해 줄 때 속력은 얼마가 되겠는가? (단, 해준 일은 모두 운동에너지로 전환된다고 가정한다.)

  1. 25 m/s
  2. 30 m/s
  3. 35 m/s
  4. 40 m/s
(정답률: 알수없음)
  • 일-에너지 정리에 따라 외부에서 해준 일이 자동차의 운동에너지 증가량과 같음을 이용해 나중 속력을 구하는 문제입니다.
    $$W = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2$$
    $$1.25 \times 10^5 = \frac{1}{2} \times 500 \times (v_2^2 - 20^2)$$
    $$v_2 = 30$$
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8. 그림은 고체 (가), (나)의 에너지띠 구조를 나타낸 것이다. 옳지않은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉠, ㉡, ㉢
  4. ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 에너지띠 구조를 통해 물질의 전기적 성질을 구분하는 문제입니다.
    (가)는 원자가띠와 전도띠가 겹쳐 있어 전자가 자유롭게 이동할 수 있는 도체입니다.
    (나)는 원자가띠와 전도띠 사이에 띠틈(Energy Gap)이 존재하여 절연체 또는 반도체의 특성을 가집니다.

    오답 노트
    (가)는 n형 반도체가 아니라 도체입니다.
    (나)의 원자가띠에 채워진 전자들은 양자역학적으로 서로 다른 에너지 상태를 가지므로 모두 같지 않습니다.
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9. 아래 그림은 전자기파의 종류를 파장에 따라 나타낸 것이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉡, ㉢
  3. ㉠, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 전자기파의 파장, 진동수, 에너지 관계를 분석하는 문제입니다.
    적외선은 가시광선보다 파장이 길며, 낮은 에너지 특성을 이용해 리모컨의 신호 전달용으로 사용됩니다.
    감마선은 전자기파 중 파장이 가장 짧고 진동수가 가장 크며, 매우 강한 투과력과 에너지를 가져 암 치료 등에 이용됩니다.

    오답 노트
    X선: 불안정한 원자핵이 아니라, 고속의 전자가 금속 표면에 충돌할 때나 전자 궤도 전이 시 방출됩니다. 살균과 소독은 주로 자외선이 담당합니다.
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10. 2 Ω의 저항과 저항 값을 모르는 미지의 저항 R을 직렬로 연결하고 6 V의 전압을 걸어주었다. 그 결과 전기회로에 2 A의 전류가 흘렀다면 미지의 저항 R은 몇 Ω인가?

  1. 1 Ω
  2. 2 Ω
  3. 3 Ω
  4. 4 Ω
(정답률: 알수없음)
  • 옴의 법칙을 이용하여 직렬회로의 전체 저항을 구한 뒤 미지의 저항 $R$을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times (R_1 + R)$
    ② [숫자 대입] $6 = 2 \times (2 + R)$
    ③ [최종 결과] $R = 1$
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11. 다음 표는 금성, 지구, 화성의 특성을 비교한 것이다. 지구에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉠, ㉢, ㉣
  4. ㉡, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 표의 데이터를 통해 지구의 특성을 분석하면 ㉡, ㉣이 옳습니다.
    ㉡: 지구는 평균 표면 온도 $15^{\circ}C$로 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 생명 가능 지대에 위치합니다.
    ㉣: 지구의 대기 성분에는 산소가 포함되어 있어 호흡하는 생명체가 존재할 수 있습니다.

    오답 노트
    ㉠: 대기가 가장 두껍고 온실효과가 가장 큰 행성은 금성입니다.
    ㉢: 자전 주기가 가장 길어 낮의 길이가 가장 긴 행성은 금성($243$일)입니다.
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12. 지구의 자원에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡, ㉣
  2. ㉡, ㉢
  3. ㉡, ㉢, ㉣
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 자원 유형별 특성을 분석하면 ㉡, ㉢, ㉣이 옳습니다.
    ㉡: 석탄, 석유, 천연가스(C)와 가스 하이드레이트(D)는 모두 화석 연료 계열로 연소 시 이산화탄소를 배출하여 지구 온난화를 가속시킵니다.
    ㉢: 가스 하이드레이트(D)는 동해 독도 근처 해저에 다량 매장되어 있으며, 차세대 천연가스 대체 에너지원으로 주목받습니다.
    ㉣: 조력 에너지(E)는 달과 태양의 인력으로 발생하는 조수 간만의 차를 이용하는 재생 에너지입니다.

    오답 노트
    ㉠: 석회석, 운모(A)는 비금속 광물이며, 자철석, 황동석(B)은 금속 광물로 제련 과정이 서로 다릅니다.
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13. 우리나라의 기상현상에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉠, ㉢
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 태풍이 육지에 상륙하면 지표면과의 마찰이 증가하고 수증기 공급이 차단되어 중심기압이 상승하며 세력이 약해집니다.

    오답 노트
    한랭전선은 찬 기단이 남쪽, 따뜻한 기단이 북쪽에 위치하며 전선 뒤쪽(남쪽)에서 강한 비가 내립니다.
    태풍의 진행 방향 오른쪽인 위험반원에서 풍속이 더 강해 피해가 더 큽니다.
    우리나라 주변 해류는 무역풍이 아닌 편서풍과 지형의 영향을 받아 흐릅니다.
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14. 지구의 환경 오염에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡, ㉢
  2. ㉡
  3. ㉡, ㉢, ㉣
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 질소 산화물과 이산화황에 의한 산성비 발생, BOD(생화학적 산소 요구량)가 높고 DO(용존 산소량)가 낮을수록 심각한 수질 오염, 그리고 대기와 수질 오염이 토양 오염으로 이어지는 상호작용은 환경 오염의 주요 특징입니다.

    오답 노트
    광화학 스모그는 강한 햇빛이 필요한 반응이므로 맑은 날 낮에 잘 발생합니다.
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15. 지구의 기후 변화에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉡, ㉢
  3. ㉠, ㉡, ㉣
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 대기 중 이산화탄소와 메테인의 증가로 인한 온실효과와, 염화 플루오린화 탄소(CFCs)가 유발하는 지구 온난화 및 오존층 파괴는 지구 기후 변화의 핵심 원인입니다.

    오답 노트
    편서풍 약화 시 엘니뇨가 발생하면 페루 연안의 기온은 상승합니다.
    라니냐 발생 시 동남아시아에는 홍수가, 페루 연안에는 가뭄이 발생합니다.
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16. 다음은 산 염기와 관련된 화학반응이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응의 성질을 분석합니다.
    (가) $\text{H}_2(g) + \text{Cl}_2(g) \rightarrow 2\text{HCl}(g)$ 반응에서 $\text{H}$는 $0$에서 $+1$로 산화되고, $\text{Cl}$은 $0$에서 $-1$로 환원되므로 산화 환원 반응이 맞습니다.
    (나) $\text{HCl}(aq) \rightarrow \text{H}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$ 반응에서 $\text{HCl}$은 수소 이온을 내놓는 아레니우스 산입니다.
    (다) $\text{NH}_3(g) + \text{HCl}(aq) \rightarrow \text{NH}_4^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)$ 반응에서 $\text{NH}_3$는 $\text{HCl}$로부터 수소 이온($\text{H}^+$)을 받는 브뢴스테드-로우리 염기입니다.

    오답 노트
    $\text{HCl}$은 아레니우스 염기: 수소 이온을 내놓는 산이므로 틀림
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17. 다음은 바닥상태인 원자 (가)∼(다)에 관한 자료이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 원자의 전자 배치를 분석하여 각 값을 구합니다.
    원자 (가)는 $p$ 오비탈에 전자가 6개, 홀전자가 1개이므로 $2p^6 3s^2 3p^1$인 알루미늄($Al$)입니다. 따라서 $s$ 오비탈 전자 수 $a = 2+2 = 4$이며, 전자가 들어있는 오비탈 수는 $1s, 2s, 2p, 3s, 3p$ 총 5개입니다. (가)의 오비탈 수는 5개라는 설명은 옳습니다.
    원자 (나)는 $s$ 오비탈에 4개, $p$ 오비탈에 3개이므로 $1s^2 2s^2 2p^3$인 질소($N$)입니다. 홀전자 수 $b = 3$입니다.
    원자 (다)는 $s$ 오비탈에 3개이므로 $1s^2 2s^1$인 리튬($Li$)입니다. $p$ 오비탈 전자 수 $c = 0$, 홀전자 수 $d = 1$입니다.
    따라서 $a+b+c+d = 4+3+0+1 = 8$이므로 $a+b+c+d=9$라는 설명은 틀렸습니다.
    유효 핵전하는 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 증가하므로 (나)가 (다)보다 큽니다.

    오답 노트
    $a+b+c+d=9$: 계산 결과 8이므로 틀림
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18. 그림은 2가지 탄화수소의 구조식을 나타낸 것이다. 옳지 않은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 사이클로헥세인(가)과 벤젠(나)의 구조적 특징을 비교하는 문제입니다.
    (가)의 실험식은 $C_{6}H_{12}$가 아니라 $CH_{2}$이므로 틀린 설명입니다.
    (나)의 각 탄소 원자는 2개의 탄소 원자와 1개의 수소 원자와 결합하므로 틀린 설명입니다.
    (가)의 결합각은 약 $109.5^{\circ}$이고 (나)의 결합각은 $120^{\circ}$이므로, 두 수치가 서로 바뀌어 설명되어 틀린 설명입니다.
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19. 다음 (가)∼(다)는 질소 원자의 오비탈에 전자를 임의로 배치한 세 가지 다른 상태를 나타낸 그림들이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 질소 원자의 전자 배치 원리를 분석하는 문제입니다.
    (가)는 쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규칙을 모두 만족하는 가장 안정적인 바닥상태 배치이므로 옳은 설명입니다.
    (나)는 에너지가 같은 $2p$ 오비탈에 전자가 홀전자 상태로 먼저 채워지지 않았으므로 훈트 규칙을 만족하지 않아 (가)보다 불안정하며, 이는 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    (다)는 한 오비탈에 스핀 방향이 같은 전자 2개가 배치되어 파울리 배타 원리를 위반했으므로, 훈트 규칙을 만족한다는 설명은 틀렸습니다.
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20. 다음은 하버-보슈 법을 사용한 암모니아 합성반응을 나타낸 것이다. 옳지 않은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉣
  3. ㉡, ㉢, ㉣
  4. ㉠, ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 암모니아 합성 반응 $\text{N}_{2}(g) + 3\text{H}_{2}(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_{3}(g)$에 대한 분석입니다.
    암모니아 수용액은 염기성이므로 산성이라는 설명은 틀렸습니다. 또한, 반응은 발열 반응이므로 온도를 낮추면 르샤틀리에 원리에 의해 $\text{NH}_{3}$의 생성량이 증가하므로 감소한다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    인류의 식량 부족 문제 해결 기여: 맞음
    반응 후 기체 몰수($2\text{mol}$)가 반응 전 기체 몰수($4\text{mol}$)보다 작음: 맞음
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