경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2017-03-18)

경찰공무원(순경) 과학
(2017-03-18 기출문제)

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1. 그림 (가)와 (나)는 2가지 오비탈을 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 s-오비탈, (나)는 p-오비탈을 나타낸 것이다. s-오비탈은 구형이며, p-오비탈은 더블릿 형태이다. 따라서 (가)는 구형 모양으로, (나)는 더블릿 모양으로 나타낸 것이다. 이에 따라 (㉡)은 s-오비탈, (㉢)은 p-오비탈을 나타내므로 정답은 (㉡㉢)이다.
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2. 다음은 주기율표에 대한 설명이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠㉡
  4. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 주기율표는 원소들을 그들의 전자 구성에 따라 정렬한 것이다. 수평줄은 전자 껍질의 개수를 나타내며, 수직줄은 전자 껍질의 전자 구성을 나타낸다. 따라서, 원소들의 성질과 반응성은 그들의 전자 구성에 따라 결정된다.

    ㉠은 옳지 않다. 이유는 수직줄은 전자 껍질의 전자 구성을 나타내는데, 수직줄이 같다고 해서 반드시 성질이 같은 것은 아니기 때문이다.

    ㉡은 옳다. 이유는 수직줄이 같은 원소들은 전자 껍질의 전자 구성이 같기 때문에 성질이 유사하다.

    ㉠㉡은 옳지 않다. 이유는 수직줄이 같다고 해서 반드시 수평줄이 같은 것은 아니기 때문이다.

    ㉡㉢은 옳다. 이유는 수직줄이 다르지만, 수평줄이 같은 원소들은 전자 껍질의 개수는 같지만 전자 구성이 다르기 때문에 성질이 다르다.
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3. 다음은 4가지 종류의 탄소 동소체에 대한 특징을 설명한 것이다. ㉠∼㉣에 해당하는 탄소 동소체로 가장 적절한 것은?(순서대로 ㉠, ㉡, ㉢, ㉣)

  1. 풀러렌, 흑연, 탄소 나노튜브, 다이아몬드
  2. 흑연, 풀러렌, 다이아몬드, 그래핀
  3. 풀러렌, 탄소 나노튜브, 흑연, 그래핀
  4. 그래핀, 흑연, 풀러렌, 탄소 나노튜브
(정답률: 알수없음)
  • ㉠ 풀러렌: 탄소 원자가 60개가 결합하여 구형 모양을 이룬다.
    ㉡ 흑연: 탄소 원자가 평면 구조로 결합하여 층을 이루고, 각 층은 서로 약하게 결합되어 있다.
    ㉢ 탄소 나노튜브: 흑연 층을 꼬아서 원통 모양을 이룬 구조이다.
    ㉣ 다이아몬드: 탄소 원자가 네 개가 결합하여 정육면체 모양을 이룬다.

    풀러렌은 구형 모양을 이루어 있고, 흑연은 평면 구조로 결합되어 있으며, 탄소 나노튜브는 흑연 층을 꼬아서 원통 모양을 이룬 구조이며, 다이아몬드는 탄소 원자가 네 개가 결합하여 정육면체 모양을 이루고 있다.
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4. 다음은 3가지 분자의 분자식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보 기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉣
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 분자식에서 원자 기호와 숫자가 결합하여 분자를 나타내는데, 이때 숫자는 해당 원자의 수를 나타낸다.

    ㉠: 분자식에는 수소 원자가 2개, 탄소 원자가 1개, 산소 원자가 2개 있으므로, 이 분자는 H2CO2로 산화탄소산이다.

    ㉢: 분자식에는 수소 원자가 2개, 탄소 원자가 2개, 산소 원자가 1개 있으므로, 이 분자는 CH2O로 메탄알데히드이다.

    ㉣: 분자식에는 수소 원자가 6개, 탄소 원자가 2개, 산소 원자가 1개 있으므로, 이 분자는 C2H6O로 에탄올이다.

    따라서, ㉠㉢㉣이 모두 옳은 분자식이므로 정답은 ㉠㉢㉣이다.
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5. 다음은 3가지 화학 반응식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠㉢
  4. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식에서 화살표(→)는 반응물이 생성물로 변하는 것을 나타낸다.

    ㉠ 반응식은 물과 이산화탄소가 반응하여 탄산수가 생성되는 반응식이다.

    ㉡ 반응식은 수산화나트륨과 염산이 반응하여 염화나트륨과 물이 생성되는 반응식이다.

    ㉠㉢ 반응식은 이산화탄소와 수산화나트륨이 반응하여 탄산나트륨과 물이 생성되는 반응식이다.

    따라서, 옳은 설명은 "㉡㉢"이다. 이 반응식은 이산화탄소와 수산화나트륨이 반응하여 탄산나트륨과 물이 생성되는 것을 나타낸다.
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6. 다음은 케플러 법칙과 특수 상대성 이론의 가정에 대한 설명이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 케플러 법칙은 태양계 행성들의 공전 운동에 대한 법칙으로, 첫 번째 법칙은 태양을 중심으로 공전하는 행성들의 궤도가 타원형이며, 태양과 행성 사이의 거리가 일정하지 않고, 두 번째 법칙은 행성의 궤도면에서 태양을 중심으로 한 부분에서의 공전 속도와 멀어질수록 느려지는 것을 말한다. 이에 따라 태양계 행성들은 서로 다른 속도로 공전하며, 이는 특수 상대성 이론에서도 설명된다. 따라서 "㉠㉢"가 정답이다.
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7. 다음 그림은 빛을 방출하고 있는 발광 다이오드(LED)를 나타낸 것이다. X, Y는 각각 p형 반도체와 n형 반도체 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. X와 Y 사이에 전압이 인가되면 X에서는 전자가 n형 반도체로, Y에서는 전자공이 p형 반도체로 이동하면서 결합되어 발광하게 된다. 이는 pn 접합의 원리에 따른 것이다.
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8. 다음은 전자기파에 대한 설명이다. ㉠∼㉢에 해당하는 전자기파로 가장 적절한 것은?(순서대로 ㉠, ㉡, ㉢)

  1. 적외선, X선, 감마(γ)선
  2. 가시광선, 감마(γ)선, X선
  3. 적외선, 자외선, X선
  4. 라디오파, 자외선, 감마(γ)선
(정답률: 알수없음)
  • ㉠는 적외선, ㉡는 자외선, ㉢는 X선이다.

    적외선은 전자기파의 일종으로, 가시광선보다 짧은 파장을 가지며 열을 발생시키는데 사용된다. 따라서, "가시광선"은 적외선이 아니다.

    자외선은 가시광선보다 짧은 파장을 가지며, 피부를 태우거나 눈을 손상시키는데 사용된다. 따라서, "라디오파"는 자외선이 아니다.

    X선은 전자기파의 일종으로, 고에너지 전자를 이용하여 이미지를 촬영하거나 암 치료에 사용된다. 따라서, "라디오파"와 "자외선"은 X선이 아니다.

    따라서, "적외선, 자외선, X선"이 가장 적절한 답이다.
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9. 다음 그림은 실린더에 들어 있는 일정량의 이상 기체의 상태를 A → B → C로 변화시키는 과정을 나타낸 것이다. A, B, C의 부피는 각각 2V, V, 2V이고, A → B는 단열 과정, B → C는 등압 과정이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, Q = 열량, W = 일, U = 내부에너지)

  1. ㉠
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • - A → B : 단열 과정이므로 Q = 0, 따라서 ΔU = W
    - B → C : 등압 과정이므로 W = PΔV, Q = ΔU + W
    - A → C : A → B → C 이므로 ΔU = U_C - U_A = (U_B - U_A) + (U_C - U_B) = ΔU_1 + ΔU_2
    - ΔU_1 = W_1 = -W_2 = -PΔV_1 = -P(V - 2V) = PV
    - ΔU_2 = Q_2 - W_2 = PΔV_2 - PΔV_2 = 0
    - 따라서 ΔU = ΔU_1 + ΔU_2 = PV
    - Q = ΔU + W = PV + PΔV = P(2V)ln2
    - 따라서 옳은 보기는 "㉠㉢" 이다.
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10. 다음 그림은 수소연료 전지의 구조와 원리를 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 수소와 산소가 전극을 통해 반응하여 전기를 발생시키고, 이 전기를 이용하여 전기자동차 등에서 사용하는 것이 수소연료전지의 원리이다. 이때, 전극에는 총 3개의 층이 존재하는데, 1층은 수소를 공급하는 곳이고, 2층은 전극으로서의 역할을 하며, 3층은 산소를 공급하는 곳이다. 따라서, ㉠은 수소 공급 층, ㉢은 전극 층을 나타내므로 정답은 ㉠㉢이다. ㉡㉢은 산소 공급 층과 전극 층을 나타내는 것으로, ㉠㉢㉣은 전체적인 구조를 모두 포함하는 것이므로 옳지 않다.
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11. 다음은 인체를 구성하는 물질에 대한 설명이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠㉡
  3. ㉠㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 인체를 구성하는 물질은 단백질, 지질, 탄수화물, 물 등이 있다. 이 중에서도 단백질은 인체 내에서 다양한 역할을 수행하며, 인체의 구조적인 요소로도 작용한다. 또한, 단백질은 아미노산이라는 기본 구성 요소로 이루어져 있으며, 이는 인체 내에서 합성되거나 식품을 통해 섭취된다. 따라서, "㉠"와 "㉡"는 모두 옳은 설명이다.
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12. 다음 그림은 어떤 동물(2n=4)의 체세포 내의 염색체를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 돌연변이와 교차는 고려하지 않는다.)

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 이 동물의 염색체는 2n=4이므로, 각 염색체는 2개의 동일한 염색체로 이루어져 있다. 그림에서 보면, 2개의 큰 염색체와 2개의 작은 염색체가 있다. 이 동물의 성염색체는 XY이므로, 큰 염색체는 X염색체이고 작은 염색체는 Y염색체이다. 따라서, 이 동물의 유전자형은 XXYy이다. 이에 따라, 옳은 보기는 "㉠㉢"이다. "㉠"는 큰 염색체(X)와 작은 염색체(y)의 조합을 나타내고, "㉢"는 큰 염색체(X)와 큰 염색체(X)의 조합을 나타낸다.
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13. 다음 그림은 성염색체에 의해 유전되는 유전병 A에 대한 가계도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 돌연변이와 교차는 고려하지 않는다.)

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠㉡: 유전병 A는 성염색체로 전달되며, 환자의 부모는 모두 정상이므로 Aa 형이다. Aa 형 부모끼리 교배하면 자녀는 AA, Aa, aa 형이 나올 수 있다. 이 가계도에서는 환자가 나와있으므로 부모 중 적어도 한 사람은 Aa 형이어야 한다. 따라서, 환자의 부모는 Aa 형이며, Aa 형 부모끼리 교배하면 자녀 중에 AA 형이 나올 확률은 25%이다.

    ㉠㉢: 환자의 형제 중에는 환자와 같은 Aa 형이 있을 수 있다. 따라서, 환자의 형제 중에는 유전병 A를 가진 사람이 있을 수 있다.

    ㉡㉢: 환자의 부모는 모두 정상이므로, 유전병 A를 가진 사람이 부모나 조부모 중 한 사람 이상 있을 것이다. 따라서, 환자의 형제나 자매 중에는 유전병 A를 가진 사람이 있을 수 있다.

    ㉠㉡㉢: 이 가계도에서는 돌연변이나 교차를 고려하지 않으므로, 환자의 자녀 중에 유전병 A를 가진 사람이 나올 가능성은 없다.
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14. 다음은 혈당량 조절을 위한 인슐린과 글루카곤의 길항작용을 설명한 것이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 인슐린은 혈당을 낮추는 호르몬이고, 글루카곤은 혈당을 높이는 호르몬입니다. 따라서 인슐린과 글루카곤은 서로 반대의 작용을 하게 됩니다.

    ㉠은 인슐린과 글루카곤 모두 혈당을 낮추는 작용을 하기 때문에 옳지 않습니다.

    ㉡은 인슐린이 혈당을 낮추는 작용을 하고, 글루카곤이 혈당을 높이는 작용을 하기 때문에 옳습니다.

    ㉡㉢은 인슐린이 혈당을 낮추는 작용을 하고, 글루카곤이 혈당을 높이는 작용을 하기 때문에 옳습니다.

    ㉠㉡㉢은 인슐린이 혈당을 낮추는 작용을 하지만, 글루카곤이 혈당을 높이는 작용을 하기 때문에 옳지 않습니다.
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15. 다음 그림은 생태계를 구성하는 요소 사이의 상호 관계를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

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

    - ㉠은 생산자와 소비자 사이의 관계를 나타낸다. 생산자는 자신이 만든 물질을 소비자에게 판매하여 이익을 얻으며, 소비자는 생산자가 만든 물질을 구매하여 필요한 에너지나 영양소를 얻는다.
    - ㉡은 포식자와 피식자 사이의 관계를 나타낸다. 포식자는 피식자를 잡아먹어 생존하며, 피식자는 포식자에게 잡아먹히는 것을 막기 위해 방어적인 전략을 갖는다.
    - ㉢은 생태계 내에서 다양한 종들이 서로 영향을 주고받는 복잡한 관계를 나타낸다. 이러한 관계는 생태계의 안정성과 다양성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
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16. 다음 그림은 태양계 생명가능지대의 변화를 시간에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 생명가능지대는 태양계 내에서 액체 물이 존재할 수 있는 온도 범위를 의미한다. 이 그림은 태양계 내 행성들의 궤도와 태양으로부터의 거리가 변화함에 따라 생명가능지대가 어떻게 변화하는지를 보여준다.

    ㉠은 틀린 설명이다. 그림에서는 지구의 생명가능지대가 변화함을 보여주고 있으므로, 지구가 항상 생명가능지대에 위치해 있다는 것은 아니다.

    ㉡은 옳은 설명이다. 그림에서는 지구의 생명가능지대가 지금보다 더 넓어졌다가 좁아졌다가 하는 것을 보여주고 있다. 이는 태양계 내 행성들의 궤도와 태양으로부터의 거리가 변화함에 따라 생명가능지대가 변화하기 때문이다.

    ㉡㉢은 옳은 설명이다. 그림에서는 지구의 생명가능지대가 현재는 좁아져 있지만, 앞으로는 다시 넓어질 것임을 보여주고 있다. 이는 태양의 빛과 열이 변화함에 따라 생명가능지대가 변화하기 때문이다.

    ㉠㉡㉢은 틀린 설명이다. 그림에서는 생명가능지대가 변화함에 따라 행성들의 생명체에게 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여주고 있지만, 이는 생명체가 실제로 존재하는지 여부와는 무관하다.
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17. 다음 그림은 서로 다른 종류의 용암 (가)와 (나)의 특성을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • (가) 용암은 규산성 용암으로, 규산염과 광맥물이 많이 함유되어 있어서 점성이 높고, 끓는 점이 높으며, 폭발적인 분화를 일으키기 쉽다. 반면 (나) 용암은 실산성 용암으로, 규산염보다는 알칼리성 물질이 많이 함유되어 있어서 점성이 낮고, 끓는 점이 낮으며, 폭발적인 분화를 일으키기 어렵다. 따라서, 이에 대한 설명으로 옳은 것은 "㉡"이다.
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18. 다음은 대기의 순환에 대한 설명이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 대기의 순환은 태양에서 발생한 열로 인해 대기가 상승하면서 시작된다. 상승한 대기는 고도가 높아질수록 압력이 낮아지면서 팽창하고, 이로 인해 온도가 낮아진다. 이후 대기는 하강하면서 압력이 높아지면서 압축되고, 이로 인해 온도가 상승한다. 이러한 과정에서 대기는 지구의 회전과 함께 북극에서 남극으로, 적도에서 극지방으로 순환하게 된다. 따라서 "㉡"이 정답이다.
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19. 다음은 지구 기후 변화의 요인과 영향에 대한 설명이다. 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 지구 기후 변화의 요인은 인간 활동과 자연적 요인이 있다. 인간 활동으로는 온실가스 배출, 산림 파괴, 대기 오염 등이 있으며, 자연적 요인으로는 태양 활동, 황사 폭풍 등이 있다. 이러한 요인들이 지구 기후에 영향을 미치며, 기후 변화로 인해 해수면 상승, 극지방 빙하의 감소, 기상 이상 등의 문제가 발생한다. 따라서 정답은 "㉡㉢"이다.
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20. 다음 그림은 질량과 자전 주기의 상대적인 차이를 기준으로 태양계 행성을 지구형 행성과 목성형 행성으로 구분하여 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠은 지구형 행성과 목성형 행성을 구분하는 기준인 질량과 자전 주기의 상대적인 차이를 가장 명확하게 보여주기 때문이다. 지구형 행성은 상대적으로 작은 질량과 빠른 자전 주기를 가지고 있으며, 목성형 행성은 상대적으로 큰 질량과 느린 자전 주기를 가지고 있다. 따라서 ㉠은 이러한 차이를 가장 잘 나타내는 선택지이다.
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