경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2020-09-19)

경찰공무원(순경) 과학 2020-09-19 필기 기출문제 해설

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경찰공무원(순경) 과학
(2020-09-19 기출문제)

목록

1과목: 과학

1. 금속에서 나타날 수 있는 광전 효과의 특징에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 특정 진동수 이상의 빛을 비추면 전자가 튀어 나온다.
  2. 파장이 긴 빛을 비출수록 튀어나온 전자의 운동 에너지는 증가한다.
  3. 빛을 비추면 금속으로부터 전자가 방출되는 데 밀리초(ms) 이상의 시간 지연이 발생한다.
  4. 빛의 진동수가 일정할 때 밝기를 증가시키면 더 높은 운동 에너지를 갖는 전자가 튀어 나온다.
(정답률: 알수없음)
  • 광전 효과는 빛의 입자성을 증명하는 현상으로, 금속의 일함수보다 큰 에너지를 가진 빛이 조사될 때 전자가 방출됩니다.
    특정 진동수(문턱 진동수) 이상의 빛을 비추어야만 전자가 튀어나오며, 이는 빛의 세기와 관계없이 진동수에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    파장이 길수록 진동수가 낮아져 운동 에너지는 감소합니다.
    빛을 비추는 즉시 전자가 방출되므로 시간 지연이 없습니다.
    밝기(세기)를 증가시키면 방출되는 전자의 수는 늘어나지만, 개별 전자의 운동 에너지는 변하지 않습니다.
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2. 직선 도로에서 4m/s의 속력으로 달리던 자동차가 브레이크를 밟는 순간부터 등가속도 직선 운동을 하여 8m 이동 후 멈출 때까지 걸린 시간(s)은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 등가속도 직선 운동에서 평균 속력을 이용하여 이동 거리와 시간의 관계를 구합니다.
    ① [기본 공식] $s = \frac{v_0 + v}{2} \times t$
    ② [숫자 대입] $8 = \frac{4 + 0}{2} \times t$
    ③ [최종 결과] $t = 4$
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3. 다음 그림 (가)와 같이 넓이 20m2, 두께 0.01m, 밀도 0.9g/cm3인 균일한 판이 물에 떠 있다. 그림 (나)와 같이 물체 A를 판 위에 올려놓아 판만 완전히 물에 잠겨 정지해 있는 상태라면, 물체 A의 질량(kg)은? (단, 물의 밀도는 1g/cm3이다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 알수없음)
  • 물체가 물에 완전히 잠겨 정지해 있을 때, 물체와 판이 받는 전체 부력의 크기는 전체 무게(판의 질량 + 물체 A의 질량)와 같습니다.
    $$\text{부력} = \rho_{water} V g$$
    $$F_{B} = 1000 \times (20 \times 0.01) \times 9.8 = 1960\text{ N}$$
    판의 질량 $m_{plate} = \rho_{plate} V = 900 \times (20 \times 0.01) = 180\text{ kg}$
    전체 무게 $W = (180 + m_{A}) \times 9.8$
    $$1960 = (180 + m_{A}) \times 9.8$$
    $$m_{A} = 20$$
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4. 특수 상대성 이론의 가설에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉣
  2. ㉡㉤
  3. ㉠㉡㉢
  4. ㉡㉢㉣㉤
(정답률: 알수없음)
  • 특수 상대성 이론의 두 가지 핵심 가설은 상대성 원리와 광속 불변의 원리입니다.
    상대성 원리에 따라 관성 좌표계(균일하게 움직이는 좌표계)에서는 물리 법칙이 동일하게 성립하며, 광속 불변의 원리에 따라 진공에서의 광속은 관찰자의 상태와 관계없이 항상 일정합니다.

    오답 노트
    빛은 에테르라는 매질이 필요 없는 전자기파임
    동시성의 상대성에 의해 두 관찰자의 동시 사건은 서로 다르게 관측됨
    가속 좌표계와 중력장을 구분할 수 없다는 것은 일반 상대성 이론의 등가 원리임
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5. 전하 20μC를 나누어 가지는 두 점전하가 1m 떨어져 정지해 있을 때 한 점전하가 받는 전기력(N)의 최대 크기는?

  1. 0.9
  2. 1.8
  3. 2.7
  4. 3.6
(정답률: 알수없음)
  • 두 점전하의 합이 일정할 때, 전기력은 두 전하의 값이 같을 때(즉, $10\mu C$씩 나누어 가질 때) 최대가 됩니다. 쿨롱의 법칙을 사용하여 계산합니다.
    $$\text{전기력} = k \frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}$$
    $$F = 9 \times 10^{9} \frac{(10 \times 10^{-6})(10 \times 10^{-6})}{1^{2}}$$
    $$F = 0.9$$
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6. 다음 표는 동물 세포와 식물 세포에서 세포 소기관 A∼C의 유무와 각 세포 소기관별 막의 유무를 나타낸 것이다. A∼C는 각각 엽록체, 미토콘드리아, 리보솜 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉢
  2. ㉢㉣
  3. ㉠㉡㉣
  4. ㉠㉡㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 표를 분석하면 A는 식물 세포에만 있고 막이 있는 엽록체, B는 막이 없는 리보솜, C는 동물과 식물 세포 모두에 있고 막이 있는 미토콘드리아입니다.

    오답 노트
    ㉢ C(미토콘드리아)는 식물 세포에도 존재하므로 (가)는 '있음'이어야 합니다.
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7. 다음 그림은 생태계에서 일어나는 질소 순환 과정을 나타낸 것이다. A∼C는 각각 생산자, 소비자, 분해자 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉢
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 질소 순환 과정에서 A는 생산자, B는 소비자, C는 분해자입니다. 생산자는 질소 동화 작용을 통해 무기 질소를 유기 질소로 전환하며, 분해자가 분해한 유기물은 소비자에게 전달될 수 있습니다.

    오답 노트
    ㉡ C(분해자)가 가진 질소는 포식 관계가 아니라 분해 과정을 통해 전달됩니다.
    ㉣ 뿌리혹박테리아는 대기 중 질소를 암모늄 이온($\text{NH}_4^+$)으로 고정합니다.
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8. 다음 그림은 구분 기준 (가)∼(다)에 따라 4가지 질병의 종류를 구분하는 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉡㉢
  4. ㉡㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 질병 구분 과정을 분석하면 (가)는 세포막 유무(무좀-예), (나)는 세포 분열 및 독립적 물질대사 여부(A-예), (다)는 핵산 유무(B-예, 광우병-아니오)입니다. 따라서 A는 곰팡이, B는 세균, 광우병은 프리온입니다.

    오답 노트
    ㉠ 무좀균은 세포막을 가지므로 (가)에 해당합니다.
    ㉣ B(세균)는 원핵세포로 효소를 가지고 있습니다.
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9. 다음 표 (가)는 말초 신경계에 속하는 신경 A∼C에서 특징 I∼III의 유무를, (나)는 I∼III을 순서 없이 나타낸 것이다. A∼C는 운동 신경, 교감 신경, 부교감 신경을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉡㉢
  4. ㉡㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 특징 I(체성 신경계), II(아세틸콜린 분비), III(시냅스 존재)를 분석하면 A는 교감 신경(절전/절후 모두 시냅스 존재, 체성X, 아세틸콜린X), B는 운동 신경(체성O, 아세틸콜린O, 시냅스X), C는 부교감 신경(체성X, 아세틸콜린O, 시냅스O)임을 알 수 있습니다.

    오답 노트
    ㉠ A(교감 신경)는 신경절 이전 뉴런보다 신경절 이후 뉴런이 더 깁니다.
    ㉣ B(운동 신경)와 C(부교감 신경) 모두 대뇌의 지배를 받습니다.
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10. 다음은 어떤 생물의 유전 형질 (가)에 대한 자료이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은? (단, 돌연변이와 환경의 영향은 고려하지 않는다.)

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉢
  4. ㉠㉢㉣
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 자료에서 표현형이 대문자 수에 의해서만 결정되므로, 이는 여러 유전자가 하나의 형질에 관여하는 다인자 유전입니다.
    ㉠ 다인자 유전이 맞습니다.
    ㉢ $AaBb \times AaBb$ 교배 시 대문자 수는 0개부터 4개까지 가능하며, 부모의 대문자 수(2개)와 다른 경우는 0, 1, 3, 4개입니다. 확률은 $\frac{1}{16} + \frac{4}{16} + \frac{4}{16} + \frac{1}{16} = \frac{10}{16} = \frac{5}{8}$이므로 맞습니다.

    오답 노트
    ㉡ $AAbb \times aaBb$ 교배 시 자손의 대문자 수는 2개($AABb$) 또는 3개($AaBb$)가 가능하여 표현형은 최대 2가지입니다.
    ㉣ 대문자 수에 의해서만 결정되므로 개별 유전자 사이의 우열 관계는 무의미합니다.
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11. 다음 중 물질 1몰에 들어 있는 원자의 총 몰수가 가장 큰 것은?

  1. H2SO4
  2. C2H4
  3. C2H5OH
  4. CH3COOH
(정답률: 알수없음)
  • 물질 1몰당 포함된 총 원자 수를 계산하여 비교합니다.
    $C_{2}H_{5}OH$는 탄소 2개, 수소 6개, 산소 1개로 총 9개의 원자가 포함되어 있어 가장 큽니다.

    오답 노트
    $H_{2}SO_{4}$: 총 7개
    $C_{2}H_{4}$: 총 6개
    $CH_{3}COOH$: 총 8개
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12. 다음 중 비공유 전자쌍을 가장 많이 가지는 것은?

  1. H2O
  2. CO2
  3. NF3
  4. C2H4
(정답률: 알수없음)
  • 각 분자의 루이스 구조를 통해 중심 원자와 주변 원자의 비공유 전자쌍 수를 합산합니다.
    $NF_{3}$는 중심 원자인 질소($N$)에 1쌍, 주변의 플루오린($F$) 3개가 각각 3쌍씩 가지고 있어 총 $1 + (3 \times 3) = 10$쌍으로 가장 많습니다.

    오답 노트
    $H_{2}O$: 산소에 2쌍으로 총 2쌍
    $CO_{2}$: 비공유 전자쌍 없음
    $C_{2}H_{4}$: 비공유 전자쌍 없음
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13. 다음 중 이산화 탄소 기체 11g의 분자 수와 같은 것은? (단, 모든 기체는 이상기체이고 H, C, N, O의 원자량은 각각 1, 12, 14, 16이다.)

  1. 수소 기체 1g의 원자 수
  2. 질소 기체 56g의 원자 수
  3. 산소 기체 32g의 분자 수
  4. 0℃, 1기압에서 5.6L의 암모니아 기체에 포함된 질소 원자 수
(정답률: 알수없음)
  • 이산화 탄소($CO_{2}$)의 몰수를 먼저 구한 뒤, 동일한 입자 수를 가진 보기를 찾습니다.
    ① [기본 공식] $\text{몰수} = \frac{\text{질량}}{\text{분자량}}$
    ② [숫자 대입] $\text{몰수} = \frac{11}{12 + 16 \times 2} = \frac{11}{44} = 0.25\text{ mol}$
    ③ [최종 결과] $0.25\text{ mol}$
    0℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 $22.4\text{L}$이므로, 암모니아 기체 $5.6\text{L}$의 몰수는 $\frac{5.6}{22.4} = 0.25\text{ mol}$입니다. 암모니아($NH_{3}$) 1분자당 질소 원자가 1개 포함되어 있으므로, 질소 원자의 몰수 또한 $0.25\text{ mol}$이 되어 이산화 탄소의 분자 수와 일치합니다.
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14. 일정 온도와 압력에서 질소 기체 10L가 충분한 양의 수소 기체와 완전히 반응할 때 생성되는 암모니아 기체의 부피(L)는? (단, 생성물은 기체이며, 모든 기체는 같은 온도와 압력에서 같은 부피 속에 같은 수의 분자를 포함한다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 알수없음)
  • 아보가드로 법칙에 따라 기체의 반응 부피비는 화학 반응식의 계수비와 같습니다. 암모니아 생성 반응식은 $N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\text{질소 부피} : \text{암모니아 부피} = 1 : 2$
    ② [숫자 대입] $10\text{ L} : V = 1 : 2$
    ③ [최종 결과] $V = 20\text{ L}$
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15. 다음 중 산화 - 환원 반응에 해당하는 것은?

  1. CaO(s)+CO2(g)→CaCO3(s)
  2. CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)
  3. 2HBr(aq)+Ca(OH)2(aq)→2H2O(l)+CaBr2(aq)
  4. NaCl(aq)+AgNO3(aq)→AgCl(s)+NaNO3(aq)
(정답률: 알수없음)
  • 산화-환원 반응은 반응물과 생성물 사이에서 산소의 이동이나 산화수의 변화가 일어나는 반응입니다. $\text{CH}_4(g)+2\text{O}_2(g)\rightarrow\text{CO}_2(g)+2\text{H}_2\text{O}(g)$ 반응에서는 탄소($\text{C}$)가 산소와 결합하여 산화되고, 산소($\text{O}$)는 환원되므로 산화-환원 반응에 해당합니다.

    오답 노트
    $\text{CaO}(s)+\text{CO}_2(g)\rightarrow\text{CaCO}_3(s)$: 산화수 변화가 없는 결합 반응
    $2\text{HBr}(aq)+\text{Ca}(\text{OH})_2(aq)\rightarrow2\text{H}_2\text{O}(l)+\text{CaBr}_2(aq)$: 전형적인 중화 반응
    $\text{NaCl}(aq)+\text{AgNO}_3(aq)\rightarrow\text{AgCl}(s)+\text{NaNO}_3(aq)$: 이온 교환에 의한 앙금 생성 반응
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16. 다음 표는 광상의 생성 과정과 광물 자원의 예를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 마그마의 냉각으로 생성되는 A는 화성 광상이며, 변성 작용으로 생성되는 (가)에는 흑연과 활석이 포함됩니다.

    오답 노트
    고령토와 보크사이트는 비금속 광물 자원입니다.
    화성 광상(A)은 지구 내부 에너지에 의해, 풍화·퇴적 광상(B)은 태양 에너지(풍화, 운반)에 의해 생성됩니다.
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17. 다음 그림은 경사면에 놓인 암석에 작용하는 힘을 화살표로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉣
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 암석이 미끄러지기 시작했다는 것은 마찰력이 경사면 아래 방향의 힘(가)보다 작아졌음을 의미하며, 경사각 $\theta$가 안식각보다 크면 중력의 분력이 마찰력을 이겨내어 미끄러져 내립니다.

    오답 노트
    안식각은 미끄러져 내리기 직전의 최대 경사각임
    안식각은 물질의 종류와 입자 크기에 따라 다름
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18. 다음 표는 지구의 기후 변화를 일으키는 요인에 대한 설명이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 판의 운동은 지구 내부의 에너지에 의한 내적 요인이며, 이는 대륙의 배치와 해류의 흐름을 바꾸어 대기와 해수의 순환에 영향을 줍니다.

    오답 노트
    자전축 경사각 변화는 지구 외적 요인(C)
    화석 연료 사용은 인간 활동 요인(A)
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19. 다음 표는 반사 망원경과 굴절 망원경의 특징을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣
  4. ㉠㉡㉣
(정답률: 알수없음)
  • 반사 망원경은 구경이 클수록 분해능이 좋아져 물체를 구분할 수 있는 최소 각거리(분해능)가 굴절 망원경보다 작으며, 반사 망원경은 오목 거울을 사용하여 빛을 모읍니다.

    오답 노트
    반사 망원경은 색수차가 나타나지 않음
    배율은 초점 거리의 비에 비례하므로 $A$가 $B$보다 큼
    반사 망원경 $A$는 오목 거울을 사용함
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20. 다음 표는 태양계 행성 중 수성과 목성의 물리량을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉣
  2. ㉡㉢
  3. ㉢㉣㉤
  4. ㉡㉢㉤
(정답률: 알수없음)
  • 수성은 태양과 가장 가깝기 때문에 최대 이각이 $90^{\circ}$보다 작으며, 목성은 거대 가스 행성으로 수성보다 평균 밀도가 훨씬 작습니다.

    오답 노트
    수성은 고리가 없음
    운석 구덩이가 가장 많이 관찰되는 행성은 수성
    목성은 주로 수소와 헬륨으로 구성됨
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