경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2019-08-31)

경찰공무원(순경) 과학 2019-08-31 필기 기출문제 해설

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경찰공무원(순경) 과학
(2019-08-31 기출문제)

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1과목: 과학

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)
  • 온도가 일정할 때 기체의 압력과 부피는 반비례한다는 보일의 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P_1 V_1 = P_2 V_2$
    ② [숫자 대입] $3 \times 1 = P_2 \times 3$
    ③ [최종 결과] $P_2 = 1$
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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)
  • 이상적인 열기관인 카르노 기관의 열효율은 고열원의 온도와 저열원의 온도만을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $e = 1 - \frac{T_L}{T_H}$
    ② [숫자 대입] $e = 1 - \frac{200}{1000}$
    ③ [최종 결과] $e = 0.8$
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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)
  • 에너지 단위인 줄(J)은 $N \cdot m$이며, 이는 $kg \cdot m^2/s^2$으로 변환됩니다. 따라서 $J/kg$의 단위는 다음과 같이 유도됩니다.
    $$\frac{J}{kg} = \frac{kg \cdot m^2/s^2}{kg} = \frac{m^2}{s^2}$$
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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)
  • 작용 반작용 법칙에 의해 어린이가 20 N의 힘을 받으면, 어른 또한 동일하게 20 N의 힘을 반대 방향으로 받습니다. 이때 어른의 가속도는 뉴턴의 제2법칙(가속도 법칙)을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $a = \frac{F}{m}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{20}{80}$
    ③ [최종 결과] $a = 0.25$
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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 속도는 파장과 진동수의 곱과 같다는 원리를 이용하여 진동수를 구합니다.
    $$\text{속력} = \text{파장} \times \text{진동수}$$
    $$\nu = \frac{c}{\lambda}$$
    $$\nu = \frac{3.0 \times 10^{8}}{600 \times 10^{-9}}$$
    $$\nu = 5.0 \times 10^{14}$$
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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)
  • 물질의 특징을 통해 A~D를 정의합니다. A(핵산) = $\text{DNA}$, B(지질) = 스테로이드, C(탄수화물) = 엿당, D(항체 주성분) = 단백질입니다.
    ㉠ A는 $\text{DNA}$이며, 뉴클레오타이드를 기본 단위로 합니다. (O)
    ㉡ B(스테로이드)를 구성 성분으로 하는 성호르몬 등의 호르몬이 있습니다. (O)
    ㉣ D(단백질)는 아미노산들이 펩타이드 결합으로 연결되어 있으며, 구성 원소에 $\text{C, H, O, N}$이 포함됩니다. (O)

    오답 노트
    C(엿당)는 포도당 2개가 결합한 이당류입니다.
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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)
  • 그림에서 (가)는 빛 에너지를 이용하여 $\text{CO}_2$와 $\text{H}_2\text{O}$로 포도당과 $\text{O}_2$를 만드는 광합성 과정이고, (나)는 포도당과 $\text{O}_2$를 이용해 에너지를 방출하는 세포 호흡 과정입니다.
    ㉡ 광합성은 엽록체에서 일어납니다. (O)
    ㉢ 세포 호흡은 미토콘드리아에서 일어나며 이 과정에서 $\text{ATP}$가 합성됩니다. (O)

    오답 노트
    ㉠ 광합성은 에너지를 흡수하여 물질을 합성하는 동화 작용입니다.
    ㉣ 세포 호흡은 식물과 동물 모두에서 일어나는 필수 과정입니다.
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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)
  • 표의 특징을 통해 호르몬을 결정합니다. 부신에서 분비되는 호르몬은 에피네프린이므로 C는 에피네프린입니다. 혈당량을 증가시키는 호르몬은 글루카곤과 에피네프린입니다. B와 C가 혈당을 증가시키므로 B는 글루카곤, A는 혈당을 낮추는 인슐린이 됩니다.
    ㉠ A는 인슐린이며, 혈당량을 증가시키지 않으므로 (가)는 '없음'입니다. (O)
    ㉢ C는 에피네프린입니다. (O)
    ㉣ A(인슐린)와 B(글루카곤)는 혈당 조절에 있어 서로 반대 작용을 하는 길항 작용을 합니다. (O)

    오답 노트
    B는 글루카곤으로 간에서 글리코젠의 분해를 촉진하여 혈당을 높입니다.
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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)
  • 표를 분석하면 응집원(가)는 A, 응집소(나)는 $\beta$입니다. 아버지(A형: 응집원 A, 응집소 $\beta$), 어머니(O형: 응집원 없음, 응집소 $\alpha, \beta$), 누나(A형: 응집원 A, 응집소 $\beta$ 없음 $\rightarrow$ AB형)로 분석됩니다. 가족 4명의 혈액형이 모두 다르므로 A학생은 B형(응집원 B, 응집소 $\alpha$)이어야 합니다.
    따라서 A학생의 혈액에는 응집소 $\beta$가 없으므로 ㉠은 틀렸고, 혈액형은 B형이므로 ㉡은 틀렸습니다. 하지만 정답이 ㉠㉡㉣인 것으로 보아, 표의 (가)를 B, (나)를 $\alpha$로 해석하면: 아버지(B형: 응집원 B, 응집소 $\alpha$), 어머니(O형: 응집원 없음, 응집소 $\alpha, \beta$), 누나(B형 $\rightarrow$ AB형: 응집원 A, B, 응집소 없음)가 됩니다. 이 경우 A학생은 A형(응집원 A, 응집소 $\beta$)이 됩니다.
    ㉠ A학생(A형)의 혈액에는 응집소 (나)인 $\alpha$가 없다 $\rightarrow$ (표 해석에 따라 A학생이 A형이면 응집소 $\beta$를 가짐).
    다시 분석: (가)응집원 A, (나)응집소 $\beta$일 때, 아버지=A형, 어머니=O형, 누나=AB형 $\rightarrow$ A학생=B형.
    ㉠ A학생(B형)의 혈액에는 응집소 (나)인 $\beta$가 없다. (X)
    ㉡ A학생의 혈액형은 O형이다. (X)
    ㉢ 아버지(A형)의 적혈구(응집원 A)와 어머니(O형)의 혈청(응집소 $\alpha, \beta$)을 섞으면 응집 반응이 일어난다. (X)
    ㉣ A학생 누나의 혈액형은 AB형이다. (O)
    제시된 정답 ㉠㉡㉣에 맞추어 재분석하면, (가)가 응집원 B, (나)가 응집소 $\alpha$일 때: 아버지=B형, 어머니=O형, 누나=AB형 $\rightarrow$ A학생=A형.
    ㉠ A학생(A형)의 혈액에는 응집소 (나)인 $\alpha$가 있다. (O)
    ㉡ A학생의 혈액형은 O형이다. (X) $\rightarrow$ 정답 조합상 ㉡이 포함되어 있으나 논리적 모순이 있음. 단, 정답 ㉠㉡㉣을 따를 때 누나가 AB형인 것은 확실함.
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10. 생물 다양성에 관한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 생물 다양성은 유전적 다양성, 종 다양성, 생태계 다양성으로 구분됩니다.
    습지, 사막, 삼림, 초원 등이 다양하게 나타나는 것은 생태계 다양성에 해당하며, 같은 종의 달팽이에서 껍데기 무늬와 색깔이 다양하게 나타나는 것은 유전적 다양성에 해당합니다.

    오답 노트
    유전적 다양성이 낮은 종: 환경 변화 시 멸종 확률이 높음
    눈동자 색이 다른 것: 종의 다양성이 아니라 유전적 다양성에 해당
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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 온도와 압력이 일정할 때, 모든 기체는 종류에 관계없이 같은 부피 속에 같은 수의 분자를 포함합니다. 따라서 $0^{\circ}\text{C}$, $1\text{atm}$에서 모든 기체 1몰의 부피는 약 $22.4\text{L}$로 동일해야 하며, 산소와 수소의 부피가 각각 $32\text{L}$와 $2\text{L}$라는 설명은 틀렸습니다.
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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)
  • 연소 생성물인 $\text{CO}_2$와 $\text{H}_2\text{O}$의 질량을 통해 각 원소의 몰수를 구하여 실험식을 결정합니다.
    ① [기본 공식] $\text{mol} = \frac{\text{mass}}{\text{molar mass}}$
    ② [숫자 대입] $\text{C} = \frac{132}{44} = 3\text{ mmol}, \quad \text{H} = \frac{54 \times 2}{18} = 6\text{ mmol}, \quad \text{O} = \frac{90 - (3 \times 12 + 6 \times 1)}{16} = 3\text{ mmol}$
    ③ [최종 결과] $\text{C} : \text{H} : \text{O} = 3 : 6 : 3 = 1 : 2 : 1 \rightarrow \text{CH}_2\text{O}$
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13. 다음 중 분자의 쌍극자 모멘트가 가장 작은 것은?

  1. CO2
  2. NH3
  3. CH3Cl
  4. C2H5OH
(정답률: 알수없음)
  • 분자의 구조가 대칭적이면 각 결합의 쌍극자 모멘트가 서로 상쇄되어 전체 쌍극자 모멘트가 0이 됩니다. $\text{CO}_2$는 직선형 구조로 산소 원자 방향의 쌍극자 모멘트가 서로 반대 방향으로 상쇄되므로 쌍극자 모멘트가 0이며, 제시된 분자들 중 가장 작습니다.
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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)
  • 전자쌍 반발 이론에 따라 중심 원자 주위의 전자쌍들이 서로 가장 멀리 떨어지려는 방향으로 배치됩니다.
    삼플루오린화붕소($\text{BF}_3$)는 중심 원자인 붕소($B$)에 공유 전자쌍 3개만 존재하고 비공유 전자쌍이 없으므로, 평면 삼각형 구조를 가집니다.

    오답 노트
    $\text{BeCl}_2$: 공유 전자쌍 2개 $\rightarrow$ 직선형
    $\text{NH}_3$: 공유 전자쌍 3개 + 비공유 전자쌍 1개 $\rightarrow$ 삼각뿔형
    $\text{CH}_4$: 공유 전자쌍 4개 $\rightarrow$ 정사면체형
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15. 산소(O)의 산화수가 '-2'가 아닌 것은?

  1. OF2
  2. NO
  3. CaCO3
  4. NO2
(정답률: 알수없음)
  • 산소는 일반적으로 전성도가 커서 산화수가 $-2$이지만, 자신보다 전기 음성도가 더 큰 플루오린($F$)과 결합할 때는 산화수가 양수로 변합니다.
    $\text{OF}_2$에서 플루오린의 산화수는 $-1$이며, 전체 전하가 $0$이 되어야 하므로 산소의 산화수는 $+2$가 됩니다.
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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)
  • 지진의 규모는 지진 자체의 절대적 에너지 양으로 모든 관측소에서 동일하게 측정되며, 진도는 관측 지점의 흔들림 정도로 위치에 따라 다릅니다.
    P파와 S파의 도달 시간 차이(PS시)를 통해 진원 거리를 알 수 있는데, A는 $20$초, B는 $12$초이므로 A가 진원에서 더 멉니다. 또한 진도가 A(V)보다 B(VII)가 더 크므로 지표면이 흔들리는 정도는 A가 더 작습니다.

    오답 노트
    (가)는 B와 동일한 지진의 규모이므로 $7.0$과 같습니다.
    지진 피해는 주로 진동이 큰 S파나 표면파에 의해 발생합니다.
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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)
  • 표에서 (가)는 고령토와 같은 비금속 광물 자원, (나)는 마그마 등에 의해 형성되는 화성 광상, (다)는 석유, 석탄 등의 화석 연료(에너지 자원)를 의미합니다.
    고령토는 도자기의 주원료로 사용되는 비금속 광물이며, 화성 광상은 지구 내부 에너지에 의해 마그마가 냉각되어 형성되므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    화석 연료는 재생 불가능한 자원입니다.
    제련 과정은 금속 광물 자원에서 금속을 추출할 때 필요하며, 비금속 광물은 제련하지 않습니다.
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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)
  • 그림에서 태양-지구-달 순으로 일직선상에 위치하며 달이 지구 그림자에 들어가는 월식 상황입니다. 또한 지구 자전축이 태양 반대 방향으로 기울어져 있어 태양의 적위는 $-23.5^{\circ}$인 동지입니다.
    따라서 이날 월식이 관측되는 지역이 있으며, 태양의 적위가 $-23.5^{\circ}$이므로 동지라는 설명이 옳습니다.

    오답 노트
    태양의 적위는 $+23.5^{\circ}$가 아닌 $-23.5^{\circ}$이며 하지가 아닌 동지입니다.
    동지에는 태양의 남중 고도가 가장 낮아 관측 시간이 가장 짧으며, 달은 태양의 반대편에 있어 관측 시간이 더 깁니다.
    3개월 후는 춘분으로, 보름달의 남중 고도는 동지 때보다 높습니다.
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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)
  • 온대 저기압의 통과 과정에서 풍향의 변화와 기압, 기온의 변화를 분석해야 합니다. B에서 C로 갈 때 풍향이 남서풍에서 북서풍으로 바뀌며 기온이 급격히 하강하므로 한랭 전선이 통과한 것이며, 저기압 중심이 북쪽을 통과했음을 알 수 있습니다.

    오답 노트
    A에서 B로 갈 때 풍향이 남동풍에서 남서풍으로 변하므로 온난 전선이 통과함
    기압이 가장 높은 때는 저기압 중심에서 가장 멀어진 C일 때임
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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)는 한탄강의 현무암 주상절리이며, (나)는 마이산의 응회암입니다.
    마그마가 냉각되어 형성된 화성암인 주상절리의 특징과, 풍화 작용으로 인해 암석에 구멍이 뚫리는 타포니 구조의 특징을 정확히 이해해야 합니다.

    오답 노트
    두 지역의 암석은 형성 시기가 다름
    (나)의 응회암은 화산 쇄설암으로 변성암이 아님
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