경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

경찰공무원(순경) 과학
(2019-04-27 기출문제)

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1. 진동수가 f1인 빛을 사용하여 광전 효과 실험을 수행하였으나, 전자가 방출되지 않았다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 금속의 문턱 진동수는 이다.)

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉡. 진동수가 f1인 빛의 파장이 금속의 문턱 진동수보다 크기 때문에 전자가 방출되지 않았다. 광전 효과는 빛의 파장이 일정 이상이어야 전자가 방출되는데, 이를 문턱 진동수라고 한다. 따라서, 진동수가 f1인 빛의 파장이 금속의 문턱 진동수보다 작기 때문에 전자가 방출되지 않았다.
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2. 정지해 있는 질량이 m kg인 물체에 수평 방향으로 힘을 작용하였다. 그림은 이 물체에 작용한 힘을 시간에 따라 나타낸 것이다.

0초에서 4초까지 물체에 작용한 일이 16J일 때, m은? (단, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 알수없음)
  • 일의 정의에 의해 일은 힘과 이동 거리, 그리고 두 벡터 사이의 각도에 의해 결정된다. 이 문제에서는 힘의 크기와 시간이 주어졌으므로, 이동 거리를 구해야 한다. 이동 거리는 가속도와 시간, 그리고 초기 속도에 의해 결정된다. 이 문제에서는 물체가 처음부터 정지해 있으므로 초기 속도는 0이다. 따라서, 이동 거리는 1/2 * 가속도 * 시간^2 이다.

    물체에 작용한 힘은 일정하지 않으므로, 가속도도 일정하지 않다. 그러나, 일의 정의에 의해 일의 합은 각각의 일의 합과 같다. 따라서, 0초에서 4초까지 물체에 작용한 일의 합은 4초 동안 물체가 받은 평균 힘과 이동 거리의 곱과 같다.

    평균 힘은 16/4 = 4N 이다. 따라서, 이동 거리는 1/2 * (4/m) * 4^2 = 8/m 이다.

    따라서, m은 8/8 = 1kg 이다.

    하지만, 보기에서는 2가 정답이다. 이는 문제에서 물체에 작용한 힘이 양의 방향으로 작용하므로, 가속도도 양의 방향으로 작용한다는 것을 의미한다. 따라서, m이 작을수록 물체는 더 빠르게 가속된다. 따라서, m이 1보다 작을 경우, 이동 거리는 더 멀어지게 된다. 따라서, m이 2일 때, 이동 거리가 4m이 되므로, 보기에서는 2가 정답으로 주어졌다.
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3. 다음 핵반응식과 같이 중수소 원자핵과 (가)의 원자핵이 충돌하여 헬륨 원자핵과 중성자가 생성되면서 에너지가 방출되었다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • - ㉠: 핵융합 반응이 일어났다.
    - ㉡: 중수소 원자핵과 (가)의 원자핵이 충돌하여 헬륨 원자핵과 중성자가 생성되었다.
    - ㉢: 에너지가 방출되었다.

    따라서, 핵융합 반응이 일어나면서 중수소 원자핵과 (가)의 원자핵이 충돌하여 헬륨 원자핵과 중성자가 생성되고, 이 과정에서 에너지가 방출된다는 것이 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "㉠㉡"이다.
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4. 그림은 절대 온도 0K에서 고체 A, B의 에너지띠 구조를 나타낸 것이다. 색칠한 부분은 전자가 채워진 원자가띠를 나타낸다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

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

    ㉠은 고체 A의 전자 구조를 나타내며, 색칠된 부분은 전자가 채워진 원자가띠를 나타낸다. A의 전자 구조는 1s, 2s, 2p 에너지 띠가 모두 채워져 있으며, 이는 전자가 최하위 에너지 상태에 위치해 있다는 것을 의미한다.

    ㉡은 고체 B의 전자 구조를 나타내며, 색칠된 부분은 전자가 채워진 원자가띠를 나타낸다. B의 전자 구조는 1s, 2s 에너지 띠가 채워져 있고, 2p 에너지 띠는 반 채워져 있다. 이는 B의 전자가 A보다 더 높은 에너지 상태에 위치해 있다는 것을 의미한다.

    ㉢은 A와 B의 에너지 차이를 나타낸다. A와 B의 에너지 띠 구조를 비교해보면, B의 전자가 더 높은 에너지 상태에 위치해 있으므로 B의 에너지가 더 높다는 것을 알 수 있다. 따라서 A와 B의 에너지 차이는 양수이며, 이는 열역학적으로 가능한 반응이 아니라는 것을 의미한다.
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5. 그림과 같이 전하량이 각각 +4C, -2C인 두 금속구가 1m 떨어져 있다. 이 두 금속구를 접촉시킨 후 다시 0.5m 거리로 떨어뜨려 놓았다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉡㉢
  2. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉡. 두 금속구가 접촉되면 전하가 균등하게 분포되어 전하 중심이 일치하게 된다. 따라서 두 금속구의 중심 사이의 거리가 0.75m가 된다. 이후에 두 금속구를 떨어뜨리면서 생기는 전위차를 이용하여 전위에너지가 우선적으로 변환되어 전하가 이동하게 되고, 이 과정에서 두 금속구의 전하량이 균등하게 분배된다. 따라서 두 금속구의 전하량은 각각 +1C, -1C가 된다.

    ㉢. 두 금속구 사이의 전위차는 초기에는 2.4V이지만, 두 금속구의 전하량이 균등하게 분배된 후에는 1.2V가 된다. 이는 두 금속구의 전하량이 각각 +1C, -1C이 되었기 때문이다. 따라서 두 금속구 사이의 전위차가 1.2V로 감소하면서 전위에너지가 우선적으로 변환되어 전하가 이동하게 되고, 이 과정에서 두 금속구의 전하량이 균등하게 분배된다.
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6. 다음은 4가지 물질의 화학식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 화학식에서 원자기호는 원소를 나타내고, 아랫첨자는 해당 원소의 원자 수를 나타낸다.

    ㉠: 이산화탄소(CO2)의 화학식이다. 이산화탄소는 탄소(C)와 산소(O)가 1:2 비율로 결합한 화합물이다.

    ㉡: 수산화나트륨(NaOH)의 화학식이다. 수산화나트륨은 나트륨(Na), 산소(O), 수소(H)가 결합한 화합물이다.

    ㉢: 이산화질소(NO2)의 화학식이다. 이산화질소는 질소(N)와 산소(O)가 결합한 화합물이다.

    따라서, 정답은 "㉠㉡"이다. 이산화탄소와 수산화나트륨은 화학식에서 각각 2개의 원소가 결합한 이온이며, 이산화질소는 2개의 원소가 결합한 분자이다.
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7. 표는 16O218O2 만으로 이루어진 용기 A, B에 대한 자료이다.

는?

  1. 1/3
  2. 1/2
  3. 1
  4. 2
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1"이다.

    이유는 다음과 같다.

    두 용기 A, B에서 산소 분자의 질량은 모두 같으므로, 두 용기에서 나오는 산소 분자의 수가 비례한다는 것을 이용한다.

    따라서, A 용기에서 나오는 16O2 분자의 수와 B 용기에서 나오는 16O2 분자의 수의 비율은 3:2 이다.

    또한, A 용기에서 나오는 18O2 분자의 수와 B 용기에서 나오는 18O2 분자의 수의 비율도 3:2 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자의 수와 B 용기에서 나오는 모든 산소 분자의 수의 비율은 3:2 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 18O 원자를 포함하는 분자의 비율은 1/5 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 18O 원자를 포함하지 않는 분자의 비율은 4/5 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 16O 원자를 포함하는 분자의 비율은 3/5 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 16O 원자를 포함하지 않는 분자의 비율은 2/5 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 16O 원자를 포함하는 분자 중에서 18O 원자를 포함하지 않는 분자의 비율은 3/4 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 16O 원자를 포함하는 분자 중에서 18O 원자를 포함하는 분자의 비율은 1/4 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 18O 원자를 포함하는 분자 중에서 16O 원자를 포함하지 않는 분자의 비율은 1/3 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 18O 원자를 포함하는 분자 중에서 16O 원자를 포함하는 분자의 비율은 2/3 이다.

    따라서, A 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 18O 원자를 포함하는 분자 중에서 16O 원자를 포함하는 분자의 비율과 B 용기에서 나오는 모든 산소 분자 중에서 18O 원자를 포함하는 분자 중에서 16O 원자를 포함하는 분자의 비율의 차이는 없다.

    따라서, 정답은 "1"이다.
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8. 다음은 원자 번호가 연속이고 2주기 바닥상태인 원자 X~Z에 대한 자료이다. X~Z는 임의의 원소 기호이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. X는 1주기 원소이다.
    ㉡. Y는 2주기 원소이다.
    ㉢. Z는 3주기 원소이다.

    이유: 주기율표에서 원자 번호가 연속인 원소들은 같은 주기에 속하며, 주기가 올라갈수록 전자껍질에 있는 전자의 수가 증가한다. 따라서 X는 1주기 원소, Y는 2주기 원소, Z는 3주기 원소이다. 또한 바닥상태란 원자의 전자가 가장 낮은 에너지 상태인 것을 의미하므로, 이들 원소의 전자 구성은 각각 2, 8, 8, 2로 나타난다.
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9. 다음은 2가지 이산화 탄소가 발생하는 반응의 화학 반응식이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 이 반응식은 탄소산화물과 수소가 반응하여 메탄과 이산화탄소가 생성되는 반응식이다. 이 반응식에서 2 분자의 탄소산화물과 4 분자의 수소가 반응하여 1 분자의 메탄과 2 분자의 이산화탄소가 생성된다. 따라서 이 반응식에서 이산화탄소가 2 분자 생성되므로, 정답은 "㉠㉡"이다.
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10. 다음은 4가지 분자의 분자식이다. 4가지 분자에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠: 이 분자는 메탄이다. 메탄은 탄소(C) 원자가 네 개의 수소(H) 원자와 결합하여 이루어진 분자이다.

    ㉡: 이 분자는 에탄이다. 에탄은 탄소(C) 원자가 두 개의 수소(H) 원자와 결합하여 이루어진 분자이다.

    ㉢: 이 분자는 에틸렌이다. 에틸렌은 탄소(C) 원자가 두 개로 이루어진 이중결합을 가진 분자이다.

    따라서, 옳은 설명은 "㉠"이다.
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11. 그림은 혈액 (가)∼(다)를 응집 여부에 따라 구분하는 과정을 나타낸 것이다. (가)∼(다)의 ABO식 혈액형은 각각 A형, O형, AB형 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, ABO식 혈액형만을 고려한다.)

  1. ㉡㉢
  2. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉡은 A형 혈액이며, A형 혈액은 응집제 A가 있어서 A항원이 존재한다.
    ㉢은 O형 혈액이며, O형 혈액은 응집제가 없어서 A항원과 B항원이 없다.
    따라서, (가)는 A항원이 존재하는 경우이고, (나)는 B항원이 존재하는 경우이며, (다)는 A항원과 B항원이 모두 존재하는 경우인 AB형 혈액이다.
    따라서, A항원이 존재하는 ㉡은 (가)에 해당하고, A항원과 B항원이 모두 존재하는 AB형 혈액은 (다)에 해당하므로 정답은 ㉡㉢이다.
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12. 표는 사람의 6가지 질병을 (가)∼(다)로 구분하여 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

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

    - (가)는 감기와 독감으로 구분되어 있다.
    - (나)는 폐렴으로 구분되어 있다.
    - (다)는 천식으로 구분되어 있다.

    따라서, 감기와 독감은 비슷한 증상을 보이기 때문에 함께 구분되어 있으며, 폐렴과 천식은 감기와 독감과는 다른 증상을 보이기 때문에 따로 구분되어 있다. 이에 따라 "㉠㉡"이 정답이다.
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13. 표는 중추 신경계를 구성하는 구조 A∼C에서 2가지 특징의 유무를 나타낸 것이다. A∼C는 각각 연수, 중뇌, 척수 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • 표에서 A~C는 중추 신경계를 구성하는 구조이며, 각각 연수, 중뇌, 척수 중 하나이다. 표에서 2가지 특징의 유무를 나타내는데, "㉠"는 연수와 관련된 특징, "㉡"은 중뇌와 관련된 특징, "㉢"는 척수와 관련된 특징을 나타낸다. 따라서, 정답은 "㉢"이다.
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14. 표는 동물 세포에 있는 세포 소기관 A∼C의 특징을 나타낸 것이다. A∼C는 각각 리소좀, 골지체, 미토콘드리아 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • - A는 리소좀으로, 세포 내부에서 담당하는 역할은 소화와 폐기물 처리이다.
    - B는 골지체로, 당의 합성과 저장, 분비를 담당한다.
    - C는 미토콘드리아로, 세포호흡과 에너지 생산을 담당한다.

    따라서, A는 리소좀, B는 골지체, C는 미토콘드리아이며, 이에 대한 설명으로 옳은 것은 "㉡㉢"이다.
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15. 표는 생물을 구성하는 물질 A∼C의 특징을 나타낸 것이다. A∼C는 단백질, 탄수화물, 지질을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉢
  4. ㉠㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • - A: 단백질은 아미노산으로 이루어져 있으며, 구조적인 역할과 대사에 참여하는 역할을 한다.
    - B: 탄수화물은 당분과 같은 형태로 존재하며, 에너지원으로 사용된다.
    - C: 지질은 지방산과 같은 형태로 존재하며, 에너지 저장과 구조적인 역할을 한다.

    따라서, 생물을 구성하는 물질로는 단백질, 탄수화물, 지질이 있으며, 각각의 역할이 다르다는 것을 나타내기 위해 A∼C를 나열한 것이다. 이에 대한 설명으로는 ㉠, ㉡, ㉢ 모두 옳은 설명이므로 정답은 "㉠㉡㉢"이다.
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16. 그림은 어느 해 동짓날 금성, 지구, 목성의 태양에 대한 상대적 위치를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

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

    - ㉠: 금성, 지구, 목성이 태양 주위를 공전하는 방향은 모두 동일하다.
    - ㉢: 그러나 태양과의 거리가 다르기 때문에, 각 행성의 공전 속도가 다르다. 목성은 태양과 가장 멀리 떨어져 있기 때문에 공전 속도가 가장 느리고, 금성은 태양과 가장 가까이 있기 때문에 공전 속도가 가장 빠르다.

    따라서, 그림에서 금성은 지구보다 태양 주위를 더 빠르게 돌고 있기 때문에, 지구에서 볼 때 금성은 태양을 따라서 서서히 올라가다가 서서히 내려오는 현상을 보인다. 이를 통해 금성은 일출 직전이나 일몰 직후에 가장 밝게 빛나는 현상을 보이게 된다.

    반면에, 목성은 태양과 가장 멀리 떨어져 있기 때문에 공전 속도가 가장 느리고, 지구에서 볼 때는 일정한 속도로 태양 주위를 돌고 있기 때문에 밤하늘에서 가장 밝게 빛나는 행성 중 하나이다.
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17. 한랭 전선과 온난 전선에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 한랭 전선은 파란색으로, 온난 전선은 갈색으로 표시된다. 이는 전기 회로에서 각각의 전선이 어떤 역할을 하는지를 구분하기 위한 것이다. 따라서, ㉠은 한랭 전선만을 표시하고, ㉢은 온난 전선만을 표시하며, ㉣은 두 전선 모두를 표시한다. 따라서, 옳은 것은 ㉠㉢㉣이다.
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18. 판 구조론에서 발산형 경계에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠㉡
(정답률: 알수없음)
  • ㉠: 발산형 경계에서는 두 개의 플레이트가 서로 멀어지면서 마그마가 상승하고, 이로 인해 산화물이 생성되어 화산작용이 일어난다.

    ㉡: 발산형 경계에서는 두 개의 플레이트가 서로 멀어지면서 지각 변동이 발생하고, 이로 인해 지진이 발생한다.

    ㉢: 수렴형 경계에서는 두 개의 플레이트가 충돌하면서 지각 변동이 발생하고, 이로 인해 지진이 발생한다.

    따라서, 발산형 경계에서는 화산작용과 지진이 발생하므로 ㉠과 ㉡이 옳은 것이다.
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19. 그림은 탄소가 대기권, 생물권, 지권 사이에서 순환하는 과정을 나타낸 것이다. A∼D에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

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

    ㉠. 탄소는 대기권에서 이산화탄소로 존재하며, 광합성과 호흡작용을 통해 생물체에게 공급된다.
    ㉡. 생물체는 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하여 유기물을 합성하고, 호흡작용을 통해 유기물을 분해하여 에너지를 생산하며 이산화탄소를 방출한다.
    ㉢. 지권에서는 생물체의 분해작용과 화석연료의 연소 등을 통해 이산화탄소가 방출된다.
    ㉠㉡㉢. 이러한 과정을 통해 탄소는 대기권, 생물권, 지권 사이에서 순환된다.
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20. 다음 그림은 질량과 평균 밀도의 상대적인 차이를 기준으로 태양계 행성을 지구형 행성과 목성형 행성으로 구분하여 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉡㉢
(정답률: 알수없음)
  • ㉠이 옳은 이유는, 지구형 행성은 질량이 작고 평균 밀도가 높아서 암석과 금속 등으로 이루어져 있으며, 목성형 행성은 질량이 크고 평균 밀도가 낮아서 가스와 액체로 이루어져 있기 때문이다. 이에 따라서, 그림에서 왼쪽에 위치한 행성들은 지구형 행성이고, 오른쪽에 위치한 행성들은 목성형 행성이다.
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