경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2015-02-14)

경찰공무원(순경) 과학
(2015-02-14 기출문제)

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

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉡
  4. ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 바이러스와 세균, 인간의 공통점은 모두 유전자를 가지고 있다는 것입니다. 이 중에서 "㉡"은 바이러스와 세균, 인간 모두 유전자를 가지고 있다는 공통점을 나타내기 때문에 정답입니다.
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2. 인체를 구성하는 기관계에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡, ㉢
  2. ㉠, ㉡, ㉣
  3. ㉠, ㉢
  4. ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠, ㉡, ㉢ 모두 인체 내에서 호흡과 관련된 기관계이기 때문에 옳은 것이다. ㉠은 기도, ㉡은 폐, ㉢는 기관지를 나타낸다. ㉣은 소화기관과 관련된 췌장을 나타내므로 옳지 않다.
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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)
  • ㉠: 식사 후 혈당이 증가하면, 인슐린이 분비되어 혈당을 감소시킨다.
    ㉡: 혈당이 감소하면, 글루카곤이 분비되어 간에서 글루코오스를 분해하여 혈당을 증가시킨다.
    ㉢: 혈당이 높아지면, 부교감신경이 활성화되어 요로결합부에 있는 수액선이 수액을 분비하여 오줌의 양을 증가시킨다.
    ㉣: 혈당이 낮아지면, 교감신경이 활성화되어 요로결합부에 있는 수액선이 수액을 분비하여 오줌의 양을 감소시킨다.
    ㉤: 인슐린은 혈당을 감소시키는 호르몬으로, 혈당이 높아지면 인슐린이 분비되어 혈당을 감소시킨다.
    ㉥: 글루카곤은 혈당을 증가시키는 호르몬으로, 혈당이 낮아지면 글루카곤이 분비되어 혈당을 증가시킨다.

    따라서 정답은 "증가, 감소, 높아, 부교감신경, 인슐린, 촉진"이다. 혈당이 높아지면 부교감신경이 활성화되어 수액선이 수액을 분비하여 오줌의 양을 증가시키고, 이때 인슐린이 분비되어 혈당을 감소시킨다.
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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)
  • A형과 B형은 유전자가 서로 다르기 때문에 혼혈이 아닌 형태로 나타납니다. 따라서 자녀는 A형, B형, AB형, O형 중 하나가 될 수 있습니다.

    ㉠은 옳지 않습니다. AB형은 A형과 B형의 유전자가 모두 존재하기 때문에, 아버지와 어머니가 A형과 B형일 때 자녀가 AB형이 될 수 있습니다.

    ㉡은 옳습니다. A형과 B형은 유전자가 서로 다르기 때문에, 자녀가 A형 또는 B형이 될 확률이 같습니다.

    ㉢은 옳습니다. AB형이 나올 확률은 0%입니다.

    ㉣은 옳습니다. O형은 A형과 B형의 유전자가 모두 없는 경우에 나타납니다. 따라서 아버지와 어머니가 A형과 B형일 때 자녀가 O형이 될 확률이 있습니다.
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5. 생물 다양성에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉡, ㉣
  3. ㉠, ㉡, ㉢, ㉣, ㉤
  4. ㉢, ㉣, ㉤
(정답률: 알수없음)
  • 생물 다양성이란 지구상에 존재하는 모든 생물들의 다양성을 의미합니다. 이는 생물의 종류, 개체 수, 유전적 다양성 등을 모두 포함합니다. 따라서, ㉠과 ㉡은 생물 다양성을 이루는 중요한 요소인 "종의 다양성"과 "개체 수의 다양성"을 나타내기 때문에 옳은 보기입니다. 또한, ㉣은 생물 다양성을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 "생태계의 안정성"을 나타내기 때문에 옳은 보기입니다. ㉢와 ㉤는 생물 다양성과는 관련이 적은 보기이기 때문에 옳지 않습니다.
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6. 다음은 물질의 자성에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢, ㉣
  4. ㉠, ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 자성은 전자의 스핀 방향에 의해 결정되는데, 물질 내 전자의 스핀 방향이 일정하게 정렬되어 있으면 자기장에 반응하여 자기력을 나타내게 된다. 이 때, 자성의 세기는 자성 모멘트의 크기와 방향에 의해 결정된다.

    ㉠은 자성체인 철을 포함하고 있기 때문에 자기장에 반응하여 자기력을 나타낸다.

    ㉢는 비자성체인 유리를 포함하고 있기 때문에 자기장에 반응하지 않는다.

    따라서, 정답은 "㉠, ㉢"이다.
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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)
  • 운동에너지 보존 법칙에 따라, 해준 일은 운동에너지의 증가로 이어진다. 따라서, 해준 일의 크기는 운동에너지의 증가량과 같다.

    초기 운동에너지 = (1/2) x 500 kg x (20 m/s)^2 = 100,000 J

    해준 일 = 1.25 x 10^5 J

    최종 운동에너지 = 초기 운동에너지 + 해준 일 = 100,000 J + 1.25 x 10^5 J = 225,000 J

    최종 운동에너지는 다음과 같이 계산할 수도 있다.

    최종 운동에너지 = (1/2) x 500 kg x v^2

    따라서,

    v^2 = (2 x 225,000 J) / 500 kg = 900

    v = √900 = 30 m/s

    따라서, 정답은 "30 m/s" 이다.
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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)
  • 그림에서 (가)는 전자가 채워지지 않은 에너지띠이고, (나)는 전자가 채워진 에너지띠이다. 따라서 (가) 에너지띠에서 전자가 채워지지 않은 상태에서 전자가 이동하여 (나) 에너지띠에 채워지는 과정이 일어난다. 이때 전자가 이동할 수 있는 경로는 (가) 에너지띠에서 (나) 에너지띠로 직접 이동하는 경로와 (가) 에너지띠를 거쳐 간접적으로 (나) 에너지띠로 이동하는 경로가 있다. 따라서 (가) 에너지띠와 (나) 에너지띠 사이에는 간접적인 전자 이동 경로를 제공하는 (㉠) 상태와 (㉢) 상태가 존재한다. 따라서 정답은 "㉠, ㉢" 이다.
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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)
  • 정답은 "㉠, ㉡"이다.

    ㉠은 라디오파와 마이크로파의 범위를 나타내는데, 이는 주로 통신에 사용되는 전자기파이다.

    ㉡은 적외선과 가시광선의 범위를 나타내는데, 이는 우리가 일상적으로 보는 빛의 범위이다.

    따라서, 이 두 가지는 전자기파의 종류를 나타내는 그림에서 옳은 것이다.
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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)
  • 전압이 직렬 연결된 저항들에게 나누어져서 걸리므로, 전압이 2 Ω의 저항에 걸리는 전압과 R 저항에 걸리는 전압의 합은 6 V이다. 따라서, 2 A의 전류가 흐르는 것은 전압이 2 Ω의 저항에 걸려 1 A의 전류가 흐르고, R 저항에 걸려 1 A의 전류가 흐르는 것이다. 이때, 전압이 2 Ω의 저항에 걸리는 전압은 2 Ω × 1 A = 2 V이다. 따라서, R 저항에 걸리는 전압은 6 V - 2 V = 4 V이다. 이때, 전류가 1 A이므로, R 저항의 값은 4 Ω이다. 따라서, 전체 회로의 저항은 2 Ω + 4 Ω = 6 Ω이다. 이때, R 저항의 값은 6 Ω - 2 Ω = 4 Ω가 아니라, 6 Ω - 2 Ω = 4 Ω가 되어야 한다. 따라서, 정답은 "1 Ω"이 아니라 "4 Ω"가 된다.
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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)
  • - 지구는 생명체가 존재하는 유일한 행성이기 때문에 ㉡이 옳다.
    - 지구는 자전과 공전의 속도가 적절하여 생명체가 살기에 적합한 환경을 제공하기 때문에 ㉣이 옳다.
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12. 지구의 자원에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡, ㉣
  2. ㉡, ㉢
  3. ㉡, ㉢, ㉣
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 지구의 자원은 유한하며, 인간의 소비와 생산으로 인해 고갈되고 오염될 수 있다. 따라서 지속가능한 자원 관리와 보전이 필요하다. 이에 대한 설명으로, ㉠은 지구의 자원이 유한하다는 것을 나타내고, ㉡은 자원 관리와 보전이 필요하다는 것을 나타내며, ㉣은 자원의 고갈과 오염이 발생할 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서 이 세 가지가 모두 옳은 설명이므로 정답은 "㉡, ㉢, ㉣"이다.
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13. 우리나라의 기상현상에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉠, ㉢
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "㉠"입니다. 이유는 그림에서 보이는 것처럼, 우리나라는 대륙성 기후와 해양성 기후가 만나는 지역에 위치하고 있기 때문입니다. 이러한 지리적 조건으로 인해, 한반도는 봄과 가을에는 대륙에서 불어오는 건조한 바람과 해양에서 불어오는 습한 바람이 교차하면서 건조한 날씨와 습한 날씨가 번갈아 나타나게 됩니다. 또한, 여름에는 태풍이 발생하여 강한 비바람과 폭우가 일어나기도 합니다. 따라서 "㉠"가 정답입니다.
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14. 지구의 환경 오염에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡, ㉢
  2. ㉡
  3. ㉡, ㉢, ㉣
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉠은 오염의 원인 중 하나인 산업활동을 나타내고, ㉡은 대기오염을 의미하며, 대기오염은 인간의 생활에 직접적인 영향을 미치기 때문에 중요하다. ㉢는 수질오염을 나타내며, 수질오염은 생태계와 인간의 건강에 영향을 미치기 때문에 중요하다. 마지막으로 ㉣은 폐기물 처리 문제를 나타내며, 폐기물 처리가 제대로 이루어지지 않으면 지구 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 따라서 ㉡, ㉢, ㉣ 모두 지구의 환경 오염 문제를 해결하기 위해 중요한 문제들이다.
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15. 지구의 기후 변화에 대한 설명이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉡, ㉢
  3. ㉠, ㉡, ㉣
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • 지구의 기후 변화는 지구 온난화로 인해 발생한다. 이는 인간의 산업활동으로 인해 대기 중 이산화탄소 농도가 증가하고, 이로 인해 지구의 온도가 상승하게 되기 때문이다. 이러한 온난화는 해수면 상승, 극지방 빙하의 녹아내림, 기상 이상 등 다양한 문제를 야기하고 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 지구 온난화를 막기 위한 대책이 필요하다. 이에 대한 대책으로는 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이는 것, 재생에너지 확대, 대기오염 저감 등이 있다. 따라서, "㉠, ㉡"가 정답이다.
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16. 다음은 산 염기와 관련된 화학반응이다. 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 산 염기 중화 반응에서는 산과 염기의 양이 서로 같아지면서 중성화되는 반응이다. 이 반응에서는 산의 수소 이온(H+)과 염기의 수산화물(OH-)이 결합하여 물(H2O)이 생성된다.

    따라서, 위의 화학반응에서는 산인 HCl과 염기인 NaOH가 반응하여 물과 NaCl이 생성된다. 이때, HCl의 수소 이온과 NaOH의 수산화물이 결합하여 물이 생성되므로 ㉠이 옳다. 또한, 생성된 NaCl은 중성이므로 반응 전후의 전하량이 같아진다. 따라서, 전하량이 보존되므로 ㉢도 옳다.

    따라서, 정답은 "㉠, ㉢"이다.
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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)
  • 바닥상태에서 전자의 스핀은 모두 같으므로, (가)와 (나)는 파울리의 배제 원리에 의해 동시에 채워질 수 없다. 따라서 (가)와 (나) 중 하나는 선택되어야 한다. (다)는 (가)와 (나)와 스핀이 같으므로, 두 원자 중 하나가 선택되면 나머지 하나는 자연스럽게 선택된다. 따라서 옳은 것은 "㉡, ㉢"이다.
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18. 그림은 2가지 탄화수소의 구조식을 나타낸 것이다. 옳지 않은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "㉠, ㉡, ㉢"이다.

    ㉠은 에테인(C2H4)의 구조식인데, 이 구조식에서 탄소 원자는 sp2 하이브리드 오비탈을 가지고 있어서 플랫한 구조를 가지고 있다. 하지만 그림에서는 탄소 원자가 sp3 하이브리드 오비탈을 가지고 있어서 삼각피라미드 구조를 가지고 있다. 따라서 ㉠는 옳지 않은 구조식이다.

    ㉡은 프로판(C3H8)의 구조식인데, 이 구조식에서 탄소 원자는 sp3 하이브리드 오비탈을 가지고 있어서 삼각피라미드 구조를 가지고 있다. 그림에서도 이와 같은 구조를 나타내고 있으므로 옳은 구조식이다.

    ㉢은 부탄(C4H10)의 구조식인데, 이 구조식에서 탄소 원자는 sp3 하이브리드 오비탈을 가지고 있어서 삼각피라미드 구조를 가지고 있다. 그림에서도 이와 같은 구조를 나타내고 있으므로 옳은 구조식이다.

    따라서 ㉠은 탄소 원자의 하이브리드 오비탈 구조가 잘못 표시되어 있어 옳지 않은 구조식이다.
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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)
  • 정답은 "㉠, ㉡"입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    - ㉠: 질소 원자의 전자 구성은 1s² 2s² 2p³ 입니다. 이 중 2p 궤도에는 3개의 전자가 존재하며, 이 전자들은 모두 다른 오비탈에 위치하고 있습니다. 따라서 ㉠는 가능한 전자 배치 중 하나입니다.
    - ㉡: ㉠와 마찬가지로 2p 궤도에 있는 전자 3개가 모두 다른 오비탈에 위치하고 있습니다. 다만, ㉠와는 다르게 전자의 스핀 방향이 모두 같습니다. 이 역시 가능한 전자 배치 중 하나입니다.
    - ㉢: 2p 궤도에 있는 전자 3개 중 2개가 같은 오비탈에 위치하고 있습니다. 이는 파울리의 배타 원칙에 위배되므로 가능한 전자 배치가 아닙니다.
    - ㉠, ㉡, ㉢: ㉢가 가능한 전자 배치가 아니므로, ㉠와 ㉡만이 가능한 전자 배치입니다.
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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)
  • ①: 암모니아 합성반응에서는 질소와 수소가 반응하여 암모니아가 생성되는데, 이 반응은 엔탈피 변화가 크기 때문에 열적으로 안정한 상태에서 진행되어야 한다. 따라서 반응 온도는 높아야 한다.

    ③: 암모니아 합성반응에서는 질소와 수소가 반응하여 암모니아가 생성되는데, 이 반응은 촉매의 존재가 필수적이다. 하지만 촉매로 사용되는 Fe3O4는 고온에서 산화되어 Fe2O3로 변하게 되는데, 이는 촉매의 활성을 감소시키므로 적절하지 않다.

    ④: 암모니아 합성반응에서는 질소와 수소가 반응하여 암모니아가 생성되는데, 이 반응은 엔탈피 변화가 크기 때문에 열적으로 안정한 상태에서 진행되어야 한다. 따라서 반응 압력은 높아야 한다.

    따라서 옳지 않은 보기는 ㉡, 즉 반응 압력이 낮은 것이다.
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