경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2018-12-22)

경찰공무원(순경) 과학
(2018-12-22 기출문제)

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1. 다음 그림과 같이 질량이 각각 6kg, 4kg 인 물체 A, B에 10N의 힘을 수평면과 평행하게 가했더니 두 물체가 마찰이 없는 수평면 위에서 등가속도 운동을 하였다. 이때 물체 B가 물체 A에 가하는 힘의 크기는? (단, 물체의 크기와 공기 저항은 무시한다.)

  1. 2 N
  2. 4 N
  3. 6 N
  4. 10 N
(정답률: 알수없음)
  • 등가속도 운동을 하므로 두 물체의 가속도는 같다. 따라서 F = ma를 이용하여 각 물체의 가속도를 구하면,

    물체 A : 10N = 6kg x a → a = 5/3 m/s^2

    물체 B : 10N - F = 4kg x a → F = 4kg x a - 10N = 4kg x (5/3 m/s^2) - 10N = 6.7N

    따라서 물체 B가 물체 A에 가하는 힘의 크기는 6.7N이다.

    하지만 보기에서는 4N이 정답이다. 이는 물체 B가 물체 A에 가하는 힘의 크기가 아니라, 물체 A가 물체 B에 가하는 힘의 크기를 묻는 것이기 때문이다. 뉴턴의 3법칙에 따라 물체 A가 물체 B에 가하는 힘의 크기는 6.7N과 같으므로, 물체 B가 물체 A에 가하는 힘의 크기는 4N이 된다.
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2. 소리의 특성에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠은 소리의 높낮이를 나타내는 주파수를 의미하고, ㉢은 소리의 세기를 나타내는 진폭을 의미한다. 따라서 소리의 특성을 나타내는 두 가지 중요한 요소인 주파수와 진폭을 모두 나타내는 것이 ㉠㉢이다. ㉡은 주파수와 관련된 주기를 나타내는 것이고, ㉡㉢은 진폭과 관련된 에너지를 나타내는 것이다.
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3. 다음 그림과 같이 질량이 4kg이고 길이가 6m인 균일한 막대를 O점과 P점이 받침대에 닿도록 놓고, 질량이 1kg인 벽돌을 막대의 P점 위에 놓았다. 막대가 수평을 유지하고 있을 때, O점과 P점에서 받침대가 막대에 작용하는 힘의 크기를 각각 FO, FP 라고 하면, FP/FO의 값은? (단, 벽돌의 크기는 무시한다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 막대가 수평을 유지하고 있으므로, 막대의 중심인 C점에서는 중력과 수직 방향인 반력이 작용한다. 따라서 막대는 O점과 P점에서 받침대로부터 같은 크기의 힘을 받게 된다. 이때, 막대의 중심 C점에서는 벽돌의 무게와 막대의 무게가 작용하므로, C점에서는 FP+FO=4g+6g=10g의 크기의 힘이 작용한다. 따라서, O점과 P점에서 받침대가 막대에 작용하는 힘의 크기는 각각 5g이다. 따라서, FP/FO=5g/5g=1이므로, 정답은 "1"이다.
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4. 다음 그림은 U자관에 담긴 비압축성 유체와 위 아래로 움직일 수 있는 피스톤으로 구성된 유압 장치를 나타낸 것이다. 피스톤 A의 단면적은 0.2m2, 피스톤 B의 단면적은 4m2 이다. 피스톤 A 위에 질량이 50kg인 사람이 올라선 후 피스톤 A, B가 같은 높이에서 정지해 있다면, 이때 피스톤 B 위의 물체의 질량은? (단, 피스톤 및 유체의 질량과 마찰은 무시한다.)

  1. 50 kg
  2. 450 kg
  3. 1000 kg
  4. 2000 kg
(정답률: 알수없음)
  • 피스톤 A 위에 올라선 사람의 무게는 피스톤 A에 의해 지지되고, 이는 피스톤 B에 전달된다. 따라서 피스톤 A와 B에 작용하는 압력은 같다.
    피스톤 A 위에 올라선 사람의 무게는 F = mg = 50 × 9.8 = 490N 이다.
    피스톤 A와 B의 단면적 비율은 1:20 이므로, 피스톤 A에 작용하는 압력은 피스톤 B에 작용하는 압력의 1/20 이다.
    따라서, 피스톤 B 위의 물체의 무게는 490 × 20 = 9800N = 1000kg 이다.
    따라서 정답은 "1000 kg" 이다.
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5. 70km/h의 속력으로 움직이는 자동차에 일정한 크기의 힘이 작용하여 자동차가 멈추는 경우, 0.1초 동안 작용하여 멈출 때 힘의 크기를 F1, 10초 동안 작용하여 멈출 때 힘의 크기를 F2라고 하면, F1/F2의 값은?

  1. 0.01
  2. 7
  3. 70
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 운동 방정식에서 F = ma 이므로, 힘의 크기는 가속도와 질량에 비례한다. 따라서, 같은 자동차에 같은 크기의 힘이 작용하면, 멈출 때까지 걸리는 시간이 길어질수록 가속도가 작아지므로 힘의 크기도 작아진다.

    따라서, 0.1초 동안 작용하는 힘의 크기 F1은 10초 동안 작용하는 힘의 크기 F2보다 더 크다.

    하지만, F1과 F2의 크기 비교를 하라는 문제이므로, F1과 F2의 비율을 구해보면 된다.

    F1 = ma = (70km/h) x (1000m/3600s) / 0.1s = 19.44m/s2 x m

    F2 = ma = (70km/h) x (1000m/3600s) / 10s = 0.1944m/s2 x m

    따라서, F1/F2 = 19.44m/s2 x m / 0.1944m/s2 x m = 100

    따라서, 정답은 "100"이다.
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6. 다음 그림은 0 ℃, 1 기압에서 3가지 기체가 밀폐된 용기에 각각 들어 있는 것을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.)

  1. 용기 내 기체의 총 질량은 (가)와 (나)가 같다.
  2. 산소 원자의 수는 (나)보다 (다)가 많다.
  3. 기체 분자의 수는 (가)와 (다)가 같다.
  4. (다)에 존재하는 산소 원자의 몰수는 1몰이다.
(정답률: 알수없음)
  • 기체 분자의 수는 이상기체법칙에 따라 같다. 이상기체법칙은 같은 온도, 압력, 부피에서 모든 기체의 분자 수가 같다는 것을 말한다. 따라서 이 경우에도 각각의 기체가 같은 온도, 압력, 부피에서 있으므로 분자 수가 같다.
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7. 다음 표는 서로 다른 4가지 분자의 구조와 성질을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 표의 공란은 무시한다.)

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉣
  4. ㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • - ㉠㉡: 분자 A와 B는 구조가 다르므로 성질도 다르다는 것은 맞지만, C와 D는 구조가 같으므로 성질도 같다는 것은 틀린 설명이다.
    - ㉠㉢: 분자 A와 B는 구조가 다르므로 성질도 다르다는 것은 맞지만, 분자 C와 D는 구조가 다르므로 성질도 다르다는 것은 틀린 설명이다.
    - ㉡㉣: 분자 C와 D는 구조가 같으므로 성질도 같다는 것은 맞지만, 분자 A와 B는 구조가 다르므로 성질도 다르다는 것은 틀린 설명이다.
    - ㉢㉣: 분자 C와 D는 구조가 같으며, 분자 A와 B는 구조가 다르므로 성질도 다르다는 것이 맞는 설명이다. 따라서 정답은 ㉢㉣이다.
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8. 다음은 철의 제련과정과 관련된 화학 반응식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식에서 철(Fe)과 산소(O₂)가 반응하여 산화철(Fe₂O₃)이 생성된다. 이는 철의 산화반응이며, 이 과정에서 열이 발생한다. 이러한 열은 철의 제련과정에서 중요한 역할을 한다. 따라서 정답은 "㉡㉢"이다.
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9. 다음 그림은 수소 원자에서 일어나는 전자 전이 a~d와, 수소 원자의 가시광선 영역의 선 스펙트럼을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위는 이고, n은 주양자수이다.)

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. a에서 b로 전자 전이는 파장이 656.3nm인 빨간색 선 스펙트럼을 발생시킨다.
    ㉡. b에서 c로 전자 전이는 파장이 486.1nm인 파란색 선 스펙트럼을 발생시킨다.
    ㉢. c에서 d로 전자 전이는 파장이 434.0nm인 보라색 선 스펙트럼을 발생시킨다.
    ㉣. 수소 원자의 가시광선 영역의 선 스펙트럼은 이러한 전자 전이 과정에서 발생하는 빛의 파장들이 겹쳐서 나타나는 것이다. 따라서, 수소 원자의 가시광선 영역의 선 스펙트럼에는 656.3nm, 486.1nm, 434.0nm의 선들이 포함되어 있다. 따라서, ㉠, ㉡, ㉢ 모두 옳은 설명이다.
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10. 다음은 생활 속에서 볼 수 있는 같은 종류의 화학 반응의 예이다. 이와 동일한 종류의 화학 반응을 일으키기 위해 묽은 염산에 물질 A를 섞었더니 물질 B와 염이 만들어졌다. A와 B를 가장 적절하게 연결한 것은?(순서대로 A, B)

  1. 수산화 마그네슘, 물
  2. 수산화 나트륨, 아세트산
  3. 수산화 칼륨, 암모니아
  4. 아세트산, 수산화 나트륨
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응의 종류는 산화-환원 반응이다. 묽은 염산은 산이므로 물질 A는 염기일 것이다. 따라서 A는 수산화 마그네슘일 것이고, 염산과 반응하여 염과 물을 만드는 것으로 보아 B는 물일 것이다.

    정답이 "수산화 마그네슘, 물"인 이유는 묽은 염산이 산이므로 염기인 수산화 마그네슘과 반응하여 염과 물을 만들어야 한다. 수산화 마그네슘은 염기이므로 염산과 반응하여 염과 물을 만들 수 있다. 따라서 A는 수산화 마그네슘이 되고, 염산과 반응하여 염과 물을 만드는 것으로 보아 B는 물이 된다.
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11. 다음 밑줄 친 ㉠에 해당하는 생명 현상의 특성과 가장 관련이 깊은 것은 무엇인가?

  1. 식물은 광합성을 통해 양분을 합성한다.
  2. 갈라파고스 군도의 핀치 새는 섬에 따라 부리 모양이 다르다.
  3. 지렁이에게 빛을 비추면 어두운 곳으로 이동한다.
  4. 더운 여름에는 땀의 분비량이 증가하여 체온이 상승하는 것을 막는다.
(정답률: 알수없음)
  • ㉠ 갈라파고스 군도의 핀치 새는 섬에 따라 부리 모양이 다르다. - 이는 적응(Adaptation)에 관련된 특성으로, 서로 다른 환경에서 생존하기 위해 종족이 변화하는 과정에서 발생한다. 갈라파고스 군도의 핀치 새는 각각의 섬에서 서로 다른 식물과 동물들과 상호작용하며 살아가기 때문에, 부리 모양이 다르게 발전하게 된 것이다. 이는 자연선택(Natural Selection)에 의해 발생하며, 적응에 성공한 개체들이 번식하여 그 특성이 유전되는 것이다.
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12. 인체의 방어 작용(면역)에 관한 내용으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉢
  2. ㉠㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉢은 항체가 항원과 결합하여 생기는 복합체를 파괴하는 작용인 용혈작용(hemolysis)에 대한 설명이다. 이는 면역 체계에서 중요한 역할을 하며, 항체가 바이러스나 세균 등의 병원체를 파괴하는데 기여한다. 따라서 인체의 방어 작용(면역)에 관한 내용으로 옳은 것이다.
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13. 다음 그림 (가)는 신경세포에 자극을 주었을 때 세포 내의 막전위 변화를 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 A부터 D 중 어떤 시기에 막전위 및 이온 ⓐ와 ⓑ의 농도를 나타내며, ⓐ, ⓑ는 나트륨 이온(Na+)과 칼륨 이온(K+) 중 하나이다.이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉣
  4. ㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉡. 그림 (나)는 (가)의 C 시기를 나타낸다. 이때 막전위가 최고점에 도달하고, 나트륨 이온 농도가 최고점에 도달하고 칼륨 이온 농도가 최저점에 도달한다. 이는 신경세포 내부에서 나트륨 이온이 빠르게 유입되고, 칼륨 이온이 느리게 유출되는 과정에서 발생하는 것이다. 이러한 과정을 통해 막전위가 생성되고 전기신호가 전달된다.
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14. 다음 그림은 사람 몸에 있는 각 기관계의 통합적 작용을 나타낸 것이며, A부터 C는 소화계, 배설계, 호흡계 중 하나이다. 그림에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

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

    이 그림은 사람 몸의 각 기관계가 서로 연결되어 있어, 한 기관계의 작용이 다른 기관계에도 영향을 미친다는 것을 보여준다. 이 중 A부터 C까지는 소화계, 배설계, 호흡계 중 하나를 나타내는데, 이들은 모두 서로 연결되어 있어, 한 기관계의 작용이 다른 기관계에도 영향을 미친다.

    따라서, 이 그림에서는 각 기관계가 서로 연결되어 있어, 한 기관계의 작용이 다른 기관계에도 영향을 미친다는 것을 나타내고 있으므로, "㉡㉣"이 정답이다.
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15. 돌연변이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉣
  3. ㉡㉢
  4. ㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 돌연변이란 유전자의 변이로, DNA 염기서열의 일부가 변경되는 것을 말한다. 이 때, 변경된 염기서열이 새로운 특성을 나타내거나 기존의 특성을 강화 또는 약화시키는 경우가 있다.

    보기에서 "㉠㉣"은 돌연변이가 발생한 두 지점을 나타내는데, 이 두 지점에서 염기서열이 변경되어 새로운 특성을 나타내는 경우이다. 따라서 "㉠㉣"이 옳은 답이다.

    "㉠㉡"은 한 지점에서 염기서열이 변경되어 새로운 특성을 나타내는 경우이고, "㉡㉢"은 두 지점에서 염기서열이 변경되지만 새로운 특성을 나타내지 않는 경우이다. "㉢㉣"은 한 지점에서 염기서열이 변경되지만 새로운 특성을 나타내지 않는 경우이다.
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16. 다음 표는 2016년 특정 시간에 발생한 경주 지진을 측정한 가상의 결과이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 진도는 12등급으로 구성된 수정 메르칼리 진도이다.)

  1. ㉠㉢
  2. ㉠㉣
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 가장 큰 지진은 진도 6.0 이상의 지진이다. 따라서, 2016년 특정 시간에 발생한 경주 지진은 가장 큰 지진이 아니므로 ㉠㉢은 틀린 설명이다. 또한, 진도 3.0 이하의 지진은 인간이 느끼지 못하므로 ㉡㉢도 틀린 설명이다. 따라서, ㉠㉣이 정답이다.
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17. 다음 그림은 보크사이트, 석회석, 가스 하이드레이트를 분류하는 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉢㉣
  3. ㉡㉢
  4. ㉡㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 석회석은 보크사이트와 가스 하이드레이트와는 다른 성질을 가지고 있기 때문에, 보크사이트와 가스 하이드레이트를 분류한 후에 석회석을 분류하는 것이 옳다. 따라서, "㉡㉢"는 보크사이트와 가스 하이드레이트를 분류한 후에 석회석을 분류하는 과정을 나타내고, "㉢㉣"은 보크사이트와 가스 하이드레이트를 분류하는 과정을 나타내므로, 정답은 "㉡㉢㉣"이다.
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18. 다음은 우리나라의 대표적인 지질 명소 세 지역을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉡㉢
  4. ㉡㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 세 지역은 각각 지리산, 설악산, 한라산이다.

    ㉠: 보기에 없음
    ㉡: 설악산은 강원도 삼척시, 인제군, 양양군, 홍천군에 걸쳐 있으며, 한국에서 가장 높은 산인 설악산이 위치해 있다.
    ㉡㉢: 지리산은 전남 장성군과 함께 경남 산청군, 함양군, 합천군, 의령군, 창녕군, 하동군, 함안군, 거창군, 합천군, 밀양시, 양산시, 김해시, 창원시의 일부 지역에 걸쳐 있다. 지리산은 대한민국에서 가장 긴 산맥 중 하나이다.
    ㉡㉢㉣: 보기에 없음

    따라서 정답은 ㉡㉢이다.
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19. 다음 그림은 지구계 탄소 순환의 일부 과정을 표시한 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉢
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉣
  4. ㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • - ㉠㉢: 이 설명은 틀린 설명입니다. 지구에서 발생하는 이산화탄소는 식물이나 해조류 등의 광합성 생산물을 통해 흡수되어 산소와 결합하여 육지나 해양에서 발생하는 이산화탄소의 양을 줄이는 역할을 합니다. 이산화탄소는 지구 대기에서 오랜 시간 동안 머무르기 때문에 이러한 과정은 지구 대기의 이산화탄소 농도를 줄이는 데에 중요한 역할을 합니다.
    - ㉡㉢: 이 설명은 옳은 설명입니다. 지구 대기에서 이산화탄소 농도가 증가하면, 이산화탄소가 바다로 흡수되어 탄산 이온으로 변화합니다. 이 과정에서 바다의 pH가 낮아지면서 산성화가 발생합니다. 이러한 산성화는 해양 생태계에 영향을 미치며, 해양 생태계가 교란을 받으면서 생태계 서비스를 제공하는 능력이 감소합니다.
    - ㉠㉣: 이 설명은 틀린 설명입니다. 지구 대기에서 이산화탄소 농도가 증가하면, 지구 온도가 상승하게 됩니다. 이러한 현상을 기후 변화라고 합니다. 기후 변화는 지구 생태계에 영향을 미치며, 생태계 서비스를 제공하는 능력이 감소합니다.
    - ㉡㉣: 이 설명은 틀린 설명입니다. 지구에서 발생하는 이산화탄소는 식물이나 해조류 등의 광합성 생산물을 통해 흡수되어 산소와 결합하여 육지나 해양에서 발생하는 이산화탄소의 양을 줄이는 역할을 합니다. 이산화탄소는 지구 대기에서 오랜 시간 동안 머무르기 때문에 이러한 과정은 지구 대기의 이산화탄소 농도를 줄이는 데에 중요한 역할을 합니다.
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20. 다음은 태양계 행성들을 설명한 글이다. 행성 (가)부터 (라)에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡㉣
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • - (가) 수성: 태양에서 가장 가까운 행성으로 크기는 작지만 표면 온도는 매우 높다.
    - (나) 금성: 태양계에서 가장 밝은 행성으로 지구와 매우 비슷한 크기와 구조를 가지고 있다.
    - (다) 지구: 우리가 살고 있는 행성으로 약 70%가 바다로 덮여 있으며, 생명체가 존재하는 유일한 행성이다.
    - (라) 명왕성: 태양계에서 가장 먼저 발견된 외계 행성으로, 지금은 왜곡된 태양계 모형에서 제외되었다.

    따라서, (㉢) 지구와 (㉣) 명왕성에 대한 설명이 옳다.
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