경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2019-08-31)

경찰공무원(순경) 과학
(2019-08-31 기출문제)

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1. 20℃, 3atm에서 이상기체가 부피 1L인 용기에 들어있다. 일정한 온도에서 용기의 부피가 3배로 되었을 때 압력(atm)은?

  1. 1/3
  2. 1
  3. 3
  4. 9
(정답률: 알수없음)
  • 보일-마리-삭의 법칙에 따라 P1V1/T1 = P2V2/T2 이다. 온도는 일정하므로 T1 = T2 이다. 따라서 P1V1 = P2V2 이다. 부피가 3배로 커졌으므로 V2 = 3V1 이다. 따라서 P1V1 = P2(3V1) 이므로 P2 = P1/3 이다. 따라서 정답은 "1/3"이다.
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2. 1,000K의 고열원과 200K의 저열원에서 작동하는 열기관의 이상적인 열효율은?

  1. 0.2
  2. 0.8
  3. 1.0
  4. 1.2
(정답률: 알수없음)
  • 열효율은 (고열원의 온도 - 저열원의 온도) / 고열원의 온도로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서는 (1000-200)/1000 = 0.8 이 됩니다. 고열원과 저열원의 온도 차이가 클수록 열효율은 높아지게 됩니다.
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3. J/kg과 같은 물리량을 갖는 단위는?

  1. m/s3
  2. N·m
  3. m2/kg
  4. m2/s2
(정답률: 알수없음)
  • J/kg은 에너지 단위인 줄 알 수 있지만, 실제로는 일 단위인 줄력이다. 즉, 일을 한 kg의 물질에 대한 에너지로 해석할 수 있다. 따라서, J/kg은 일과 질량의 비율을 나타내는 단위이며, 이는 m2/s2와 같은 에너지 밀도 단위와 동일하다.
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4. 마찰이 없는 평평한 얼음판 위에서 질량 80kg인 어른과 질량 20kg인 어린이가 줄의 양끝을 잡고 수평으로 서로 잡아당겨 어린이가 20N의 힘을 받을 때, 어른의 가속도(m·s-2)는?

  1. 0
  2. 0.25
  3. 0.5
  4. 1
(정답률: 알수없음)
  • 줄의 양 끝을 잡은 어른과 어린이는 서로 반대 방향으로 힘을 가하고 있으므로, 이는 서로 상쇄된다. 따라서, 시스템에 작용하는 외부 힘이 없으므로, 시스템의 운동량은 보존된다. 즉, 어른과 어린이의 운동량의 합은 변하지 않는다.

    어른의 질량은 어린이의 질량의 4배이므로, 어른의 속도는 어린이의 속도의 1/4이다. 따라서, 어린이가 받는 힘이 20N이므로, 어른이 받는 힘은 80N이다. 이 때, 어른의 가속도는 F/m = 80/80 = 1m/s^2 이다.

    따라서, 정답은 "1"이다.
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5. 어떤 광자의 파장이 600nm일 때, 이 광자의 진동수(s-1)는? (단, 빛의 속도는 3.0×108m·s-1이다.)

  1. 2.0×1014
  2. 5.0×1014
  3. 2.0×1015
  4. 5.0×1015
(정답률: 알수없음)
  • 빛의 속도 = 파장 × 진동수 이므로, 진동수 = 빛의 속도 ÷ 파장이다. 따라서, 주어진 파장 600nm를 빛의 속도 3.0×108m·s-1로 나누면, 진동수는 5.0×1014s-1이 된다. 따라서 정답은 "5.0×1014"이다.
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6. 다음 표는 생명체에 있는 물질 A∼D의 특징을 나타낸 것이다. A∼D는 각각 엿당, DNA, 스테로이드, 단백질 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • - A는 엿당이다. 엿당은 당분 중 하나로서 당도가 높고 물에 잘 녹는 성질을 가지고 있다. 따라서 물에 잘 녹는 특징이 해당한다.
    - B는 DNA이다. DNA는 유전 정보를 담고 있는 분자로서, 유전자의 구성 요소이다. 따라서 유전 정보를 담고 있는 특징이 해당한다.
    - C는 스테로이드이다. 스테로이드는 지방 용해성 호르몬으로서, 성장과 발달, 면역 등에 영향을 미치는 역할을 한다. 따라서 호르몬과 관련된 특징이 해당한다.
    - D는 단백질이다. 단백질은 생명체 내에서 가장 중요한 기능을 수행하는 분자로서, 대사, 운반, 구조 등 다양한 역할을 한다. 따라서 다양한 기능을 수행하는 특징이 해당한다.

    따라서 정답은 "㉠㉡㉣"이다.
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7. 다음 그림은 광합성과 세포 호흡에서의 에너지와 물질의 이동을 나타낸 것이다. (가)와 (나)는 각각 광합성과 세포 호흡 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉡㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • - ㉡: (가)는 광합성으로, 태양에서 온 에너지를 이용하여 이산화탄소와 물을 이용해 포도당과 산소를 만드는 과정이다. 이때, 엽록소가 태양에서 온 에너지를 흡수하고, 이를 이용해 전자를 높은 에너지 상태로 만든 후 전자는 전자 수송체를 통해 전달되고, 이를 이용해 ATP와 NADPH가 생성된다. 이후, 이를 이용해 탄소 고정이 일어나고, 이를 통해 포도당이 생성된다. 따라서, (가)에서는 태양에서 온 에너지가 엽록소를 통해 전자를 높은 에너지 상태로 만들고, 이를 이용해 ATP와 NADPH를 생성하며, 이를 이용해 포도당이 생성된다.
    - ㉢: (나)는 세포 호흡으로, 포도당과 산소를 이용하여 에너지를 생성하는 과정이다. 이때, 포도당은 먼저 글리코시다아제를 통해 피루브산으로 분해되고, 이후에 산소가 이용되어 미토콘드리아에서 산소호흡이 일어나며, 이를 통해 ATP가 생성된다. 따라서, (나)에서는 포도당이 글리코시다아제를 통해 피루브산으로 분해되고, 이후에 산소가 이용되어 미토콘드리아에서 산소호흡이 일어나며, 이를 통해 ATP가 생성된다.
    따라서, (가)와 (나)는 서로 반대되는 과정이며, 에너지와 물질의 이동 방향도 반대이다.
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8. 다음 표는 사람 몸에서 분비되는 호르몬 A∼C에 관한 특징의 유무를 나타낸 것이다. A∼C는 각각 글루카곤, 에피네프린(아드레날린), 인슐린 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • - A 호르몬은 혈당을 높이는 역할을 하므로 글루카곤일 가능성이 높다.
    - B 호르몬은 혈당을 낮추는 역할을 하므로 인슐린일 가능성이 높다.
    - C 호르몬은 스트레스 상황에서 분비되는 호르몬으로 에피네프린(아드레날린)일 가능성이 높다.
    - 따라서, A는 글루카곤, B는 인슐린, C는 에피네프린(아드레날린)이다.
    - 이에 따라, A는 혈당을 높이는 역할을 하므로 혈당이 낮아지면 분비되지 않는다. B는 혈당을 낮추는 역할을 하므로 혈당이 높아지면 분비된다. C는 스트레스 상황에서 분비되므로 스트레스 상황에서 분비된다.
    - 따라서, ㉠은 틀린 설명이고, ㉢은 A와 B에 대한 설명이 맞으므로 옳은 설명이다. ㉣은 C에 대한 설명이 맞으므로 옳은 설명이다. 따라서, 정답은 ㉠㉢㉣이다.
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9. 다음 표는 A학생 가족의 ABO식 혈액형에 대한 응집원 (가)와 응집소 (나)의 유무를 조사한 것이다. A학생의 가족은 4명이고, 이들의 ABO식 혈액형은 모두 다르다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • - ㉠: A학생의 혈액형은 AB형이다.
    - ㉡: A학생의 부모 중 적어도 한 사람은 A형이다. (A형은 응집원을 가지고 있으므로, 부모 중 한 사람은 응집원을 가지고 있어야 A형이 나올 수 있다.)
    - ㉢: A학생의 부모 중 적어도 한 사람은 B형이다. (B형은 응집소를 가지고 있으므로, 부모 중 한 사람은 응집소를 가지고 있어야 B형이 나올 수 있다.)
    - ㉣: A학생의 부모는 A형과 B형이다. (A형과 B형이 만나면 AB형이 나올 수 있다. 또한, 부모 모두가 응집원과 응집소를 가지고 있으므로, A학생도 응집원과 응집소를 모두 가지고 있다.)
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10. 생물 다양성에 관한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "㉢"은 생물 다양성이 지구상의 모든 생물종의 다양성을 의미하며, "㉣"은 생물 다양성이 지구상의 생태계와 생물군집의 다양성을 의미하기 때문에 두 가지 모두가 생물 다양성을 설명하는데 필요한 요소이기 때문입니다. "㉠"는 생물 다양성을 설명하는데 필요한 요소 중 하나이지만, 모든 측면을 다 다루지는 않습니다. "㉡"과 "㉠㉡㉣"은 생물 다양성을 설명하는데 필요한 요소 중 일부이지만, 모든 측면을 다 다루지는 않습니다.
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11. 화학식량과 몰에 관한 설명으로 가장 적절하지 않은 것은? (단, 아보가드로수는 6.02×1023이고, O와 H의 원자량은 각각 16과 1이다.)

  1. 물 분자 6.02×1023개는 1몰이다.
  2. 분자의 몰은 질량/분자량 으로 구한다.
  3. 물 분자 1몰의 질량은 18g이다.
  4. 아보가드로의 법칙에 따르면 0℃, 1기압에서 산소 분자 1몰이 차지하는 기체의 부피와 수소 분자 1몰이 차지하는 기체의 부피는 각각 32L와 2L이다.
(정답률: 알수없음)
  • "아보가드로의 법칙에 따르면 0℃, 1기압에서 산소 분자 1몰이 차지하는 기체의 부피와 수소 분자 1몰이 차지하는 기체의 부피는 각각 32L와 2L이다."는 화학식량과 몰에 관한 설명과는 무관한 내용이므로 가장 적절하지 않은 것이다.

    아보가드로의 법칙은 단위 부피당 기체 분자의 수가 일정하다는 것을 나타내는 법칙으로, 이를 이용하여 화학식량과 몰의 개념을 설명할 수 있다. 따라서 "아보가드로의 법칙에 따르면 0℃, 1기압에서 산소 분자 1몰이 차지하는 기체의 부피와 수소 분자 1몰이 차지하는 기체의 부피는 각각 32L와 2L이다."라는 내용은 화학식량과 몰에 관한 설명과는 관련이 있다.

    물 분자 6.02×10^23개가 1몰이라는 것은 몰의 정의에 따른 내용이며, 분자의 몰은 질량/분자량으로 구한다는 것과 물 분자 1몰의 질량이 18g이라는 것은 몰과 질량의 관계를 나타내는 내용이다.
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12. C, H, O로 구성된 물질 A를 가정하자. 90mg의 A를 완전 연소시켜 이산화탄소 132mg과 물 54mg을 얻었을 때, A의 실험식은? (단, C, O, H의 원자량은 각각 12, 16, 1이다.)

  1. C0.5HO0.5
  2. CHO
  3. CH2O
  4. C2H4O2
(정답률: 알수없음)
  • 먼저 연소 반응식을 쓰면 다음과 같다.

    CxHyOz + O2 → CO2 + H2O

    이 반응식에서 C, H, O의 원자 개수는 각각 다음과 같다.

    C: x

    H: y

    O: z

    반응식에 따르면, 90mg의 A를 연소시켜 132mg의 CO2와 54mg의 H2O가 생성되었다. 이를 이용하여 C, H, O의 몰 비율을 구해보자.

    CO2의 몰 질량은 44g/mol이고, 132mg의 CO2는 0.003 mol이다.

    H2O의 몰 질량은 18g/mol이고, 54mg의 H2O는 0.003 mol이다.

    따라서, C의 몰 비율은 0.003 mol이고, H의 몰 비율도 0.003 mol이다. O의 몰 비율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    A의 몰 질량은 다음과 같다.

    12x + y + 16z = A의 몰 질량

    90mg의 A는 0.0075 mol이므로,

    A의 몰 질량 × 0.0075 mol = 90mg

    A의 몰 질량 = 12x + y + 16z = 120g/mol

    따라서, O의 몰 비율은 다음과 같다.

    0.0075 mol - 0.003 mol - 0.003 mol = 0.0015 mol

    이제 C, H, O의 몰 비율을 이용하여 A의 실험식을 구할 수 있다. C, H, O의 몰 비율은 각각 다음과 같다.

    C: 0.003 mol / 0.0075 mol = 0.4

    H: 0.003 mol / 0.0075 mol = 0.4

    O: 0.0015 mol / 0.0075 mol = 0.2

    따라서, A의 실험식은 C0.4H0.4O0.2이다.

    이 실험식을 단순화하면 CH2O가 된다. 이유는 실험식에서 C와 H의 몰 비율이 같기 때문이다. 따라서, 정답은 CH2O이다.
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13. 다음 중 분자의 쌍극자 모멘트가 가장 작은 것은?

  1. CO2
  2. NH3
  3. CH3Cl
  4. C2H5OH
(정답률: 알수없음)
  • CO2의 쌍극자 모멘트는 0입니다. 이유는 CO2 분자의 구조가 선형 구조이기 때문입니다. 즉, 분자의 중심에서 양쪽으로 대칭적으로 배치된 원자들이 동일한 전하를 가지므로 쌍극자 모멘트가 상쇄되어 0이 됩니다. 다른 분자들은 분자의 구조가 비대칭적이므로 쌍극자 모멘트가 0보다 큽니다.
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14. 전자쌍 반발 이론에 기초하여 분자의 모양을 예측한 것으로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 염화베릴륨(BeCl2)-직선
  2. 암모니아(NH3)-삼각뿔
  3. 삼플루오린화붕소(BF3)-삼각뿔
  4. 메테인(CH4)-정사면체
(정답률: 알수없음)
  • 삼플루오린화붕소(BF3)는 전자쌍을 가지고 있지 않기 때문에 전자쌍 반발 이론에 따라 분자의 중심에 전자쌍이 위치하지 않고, 세 개의 원자가 모두 같은 평면상에 위치하게 됩니다. 이러한 구조는 삼각뿔 모양을 가지게 됩니다. 따라서, 삼플루오린화붕소(BF3)는 "삼플루오린화붕소(BF3)-삼각뿔"이 가장 적절한 분자 구조입니다.
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15. 산소(O)의 산화수가 '-2'가 아닌 것은?

  1. OF2
  2. NO
  3. CaCO3
  4. NO2
(정답률: 알수없음)
  • 산소(O)의 산화수가 '-2'가 아닌 것은 주로 화합물에서 발견됩니다. OF2는 산소와 플루오린(F)이 결합한 화합물로, 산소의 산화수는 '+2'입니다. 이는 플루오린의 전하가 '-1'이기 때문에 산소의 전하가 '+2'가 되어 전하의 균형을 맞추기 때문입니다. 따라서 OF2가 산소의 산화수가 '-2'가 아닌 유일한 화합물입니다.
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16. 다음 표는 동일한 지진에 대한 관측소 A와 B의 지진 기록이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉡. A와 B는 같은 거리에 위치해 있지 않다.
    ㉢. A와 B는 지진의 진폭이 다른 방향으로 기록되었다.
    ㉣. A와 B는 지진의 진폭이 같은 방향으로 기록되었다.

    정답은 "㉡㉢"이다. 이유는 A와 B가 서로 다른 지점에 위치해 있기 때문에 지진의 진폭이 다른 방향으로 기록되었다. 이는 지진파가 지구 내부를 통과하면서 지진파의 진폭이 변화하기 때문이다. 따라서 A와 B의 지진 기록은 서로 다른 것이다.
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17. 다음 표는 지하자원의 분류와 특징을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉠은 지하수, ㉡은 천연가스, ㉢는 석유, ㉣은 석탄을 나타낸다. 따라서, 지하수는 지하에 있는 물이며, 천연가스는 지하에 존재하는 천연의 가스이다. 석유는 지하에 존재하는 액체이며, 석탄은 지하에서 생성된 고체 연료이다. 따라서, ㉠㉡이 옳은 정답이다.
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18. 다음 그림은 어느 날 달-지구-태양이 일직선 상에 위치한 모습을 나타낸 것이다. 우리나라에서 관측했을 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. 이 그림은 월식을 나타낸다. 달이 지구와 태양 사이에 위치하여 태양광이 가려지는 현상이다.
    ㉡. 이 그림은 만월을 나타낸다. 달이 지구와 태양 사이에 위치하여 지구에서 볼 때 달의 앞면이 완전히 밝게 보이는 현상이다.
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19. 다음 그림은 우리나라의 어느 관측소에서 온대 저기압이 통과하는 동안 관측한 기상 요소를 시간순으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "㉢㉣"인 이유는 다음과 같다.

    ㉠㉡: 온도와 이슬점 온도가 모두 상승하는 것은 온난화 현상으로 설명할 수 없다. 이는 상대습도가 감소하면서 발생한 것이다.

    ㉡㉢: 강수량이 증가하는 것은 저기압이 지나가면서 대기가 불안정해지고 수증기가 상승하면서 발생한 것이다. 이는 저기압의 영향으로 설명할 수 있다.

    ㉢㉣: 바람의 방향이 시계방향으로 회전하는 것은 저기압의 영향으로 인한 적도 부근의 고도 기류와 관련이 있다. 이는 코리올리 효과로 설명할 수 있다.

    ㉠㉡㉣: 온도와 이슬점 온도가 모두 상승하고 강수량이 증가하며 바람의 방향이 시계방향으로 회전하는 것은 모두 저기압의 영향으로 설명할 수 있다. 하지만 이 중에서 바람의 방향이 시계방향으로 회전하는 것은 적도 부근의 고도 기류와 관련이 있다는 추가적인 정보가 필요하다. 따라서 정답은 "㉢㉣"이다.
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20. 다음은 우리나라의 지질 명소 (가)와 (나)의 특징을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 가) 지리산맥 : 대한민국의 대표적인 산맥으로, 한반도의 중앙부를 가로지르며, 높이가 높고 경사가 가파르다.
    나) 한라산 : 제주도의 대표적인 산으로, 화산으로 형성되어 있으며, 해발고도가 높고 화산체로 이루어져 있다.

    ㉠㉡ : 지리산맥과 한라산의 공통점을 설명하지 않았다.
    ㉡㉢ : 지리산맥과 한라산의 차이점을 설명하지 않았다.
    ㉢㉣ : 지리산맥과 한라산의 특징을 모두 설명하고 있다.
    ㉠㉡㉣ : 지리산맥과 한라산의 공통점과 차이점을 모두 설명하고 있지만, 너무 많은 정보가 포함되어 있다.
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