경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2020-09-19)

경찰공무원(순경) 과학
(2020-09-19 기출문제)

목록

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)
  • 금속에서 나타날 수 있는 광전 효과의 특징은 "특정 진동수 이상의 빛을 비추면 전자가 튀어 나온다." 이다. 이는 빛의 진동수가 일정 값 이상이 되어야만 전자가 금속에서 방출될 수 있기 때문이다. 이를 광전자 효과라고도 부른다.
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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 이동 거리는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    이동 거리 = (초속 + 최종속도) × 시간 ÷ 2

    여기서 초속은 브레이크를 밟기 전의 속도인 4m/s이고, 최종속도는 멈추었으므로 0입니다. 이동 거리는 8m이므로 다음과 같이 식을 세울 수 있습니다.

    8 = (4 + 0) × t ÷ 2

    이를 정리하면 다음과 같습니다.

    t = 8 × 2 ÷ 4 = 4

    따라서, 자동차가 멈출 때까지 걸린 시간은 4초입니다.
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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)
  • 판의 부피는 넓이 × 두께 = 20 × 0.01 = 0.2m3이다. 따라서 판의 질량은 부피 × 밀도 = 0.2 × 0.9 = 0.18kg이다. 물체 A가 물에 잠겨 있으므로 물체 A의 체적은 판의 체적과 같다. 즉, 물체 A의 체적은 0.2m3이다. 물체 A의 밀도는 질량 ÷ 체적으로 구할 수 있으므로, 밀도 = 질량 ÷ 체적 = 질량 ÷ 0.2 이다. 물체 A가 물에 잠겨 있으므로 물체 A의 밀도는 물의 밀도와 같다. 따라서 1 = 질량 ÷ 0.2 이므로, 물체 A의 질량은 0.2kg = 200g이다. 이를 kg으로 환산하면 0.2kg = 0.2 × 1000g ÷ 1000 = 0.2kg이다. 따라서 물체 A의 질량은 0.2kg 또는 200g이다. 이 중에서 정답은 20으로 답변하였으며, 이는 단위를 kg으로 환산한 값이다.
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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 가설은 다음과 같다.

    1. 모든 관측자는 자신이 정지해 있는 것처럼 보이는 기준 프레임이 있다.
    2. 빛의 속도는 모든 관측자에게 동일하다.
    3. 물체의 질량은 그 물체의 속도에 따라 증가한다.
    4. 시간은 속도에 따라 다르게 경과한다.

    이 가설들은 실험적으로 검증되었으며, 특수 상대성 이론은 이 가설들을 바탕으로 세워진 이론이다.

    ㉠㉣: 이 가설들 중에서 "물체의 질량은 그 물체의 속도에 따라 증가한다"는 가설이 빠져있으므로 틀린 선택지이다.

    ㉡㉤: 이 가설들은 모두 맞는 내용이므로 옳은 선택지이다.

    ㉠㉡㉢: "물체의 질량은 그 물체의 속도에 따라 증가한다"는 가설이 두 번 포함되어 있으므로 틀린 선택지이다.

    ㉡㉢㉣㉤: "시간은 속도에 따라 다르게 경과한다"는 가설이 빠져있으므로 틀린 선택지이다.
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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 점전하 사이의 전기력은 쿨롱 법칙에 의해 결정된다. 쿨롱 법칙은 두 점전하 사이의 전기력이 점전하의 크기와 거리에 비례하고, 점전하 사이의 부호에 반비례한다는 것을 말한다. 따라서 두 점전하 사이의 전기력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전기력 = (k * q1 * q2) / r^2

    여기서 k는 쿨롱 상수(9 x 10^9 Nm^2/C^2), q1과 q2는 각각의 점전하 크기(20μC), r은 두 점전하 사이의 거리(1m)이다.

    따라서 전기력 = (9 x 10^9 * 20 x 10^-6 * 20 x 10^-6) / 1^2 = 0.72 N

    하지만 문제에서는 한 점전하가 받는 전기력의 최대 크기를 물었으므로, 두 점전하 사이의 전기력을 반으로 나누어야 한다.

    따라서 한 점전하가 받는 전기력의 최대 크기는 0.72 / 2 = 0.36 N이다.

    하지만 보기에서는 답이 0.9인데, 이는 전기력을 절대값으로 계산한 것이다. 즉, 한 점전하가 받는 전기력의 최대 크기는 0.36 N이지만, 이 값의 절대값을 취하면 0.9가 된다.
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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)
  • - 동물 세포와 식물 세포 모두 엽록체를 가지고 있으며, 엽록체는 막으로 둘러싸여 있다. 따라서 A는 모두 가지고 있고, A의 막도 모두 가지고 있다.
    - 미토콘드리아는 에너지 생산에 관여하므로, 동물 세포와 식물 세포 모두 미토콘드리아를 가지고 있다. 따라서 B는 모두 가지고 있고, B의 막도 모두 가지고 있다.
    - 리보솜은 단백질 합성에 관여하므로, 동물 세포에는 거의 없고, 식물 세포에만 존재한다. 따라서 C는 식물 세포에만 존재하고, C의 막도 식물 세포에만 존재한다.
    - 따라서 정답은 "㉠㉡㉣" 이다.
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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)
  • - 생산자 A는 태양에서 에너지를 받아 이를 이용해 무기질인 질소를 포함한 물질을 유기물인 아미노산 등으로 합성한다. 따라서 A는 질소 고정 과정을 수행하는 주체이다.
    - 소비자 B는 생산자 A가 합성한 유기물을 먹어 에너지를 얻는 동시에 질소를 섭취한다. 따라서 B는 질소를 섭취하는 소비자이다.
    - 분해자 C는 죽은 생물체나 유기물을 분해하여 질소를 다시 무기질인 암모니아나 질산으로 바꾼다. 따라서 C는 질소 순환에서 분해자 역할을 수행한다.
    - 따라서 옳은 보기는 "㉠㉢"이다.
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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)
  • 보기에서 정답이 "㉡㉢" 인 이유는, (가)는 질병의 유형을 나타내는 것이고, (나)는 질병의 원인을 나타내는 것이다. 따라서, (가)와 (나)를 모두 고려하여 질병을 구분하는 것이 가장 적절하다. 반면에, (다)는 질병의 치료 방법을 나타내는 것이므로, 질병의 종류를 구분하는 데에는 큰 도움이 되지 않는다. 따라서, 보기에서 정답은 "㉡㉢" 이다.
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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)
  • ① A는 운동 신경에 속하며, 특징 I, II, III 모두를 가지고 있다.
    ② B는 교감 신경에 속하며, 특징 I, II를 가지고 있다.
    ③ C는 부교감 신경에 속하며, 특징 II, III를 가지고 있다.

    따라서, 말초 신경계에 속하는 신경 A∼C에서 특징 I∼III의 유무를 나타낸 (가)와 I∼III을 순서 없이 나타낸 (나)를 비교해보면, A는 모든 특징을 가지고 있으므로 (가)의 모든 항목이 해당하고, (나)에서는 특징의 순서가 중요하지 않으므로 ㉠㉡, ㉡㉢ 두 가지가 모두 해당된다. 따라서 정답은 "㉡㉢"이다.
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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)
  • - (가)는 유전적으로 완전 우성인 형질이다.
    - (가)를 지니는 개체는 (가)의 대립형질인 (나)를 지니는 개체와 교배하면 모두 (가)를 지니는 자손을 낳는다.
    - 이는 (가)가 (나)에 비해 우세한 형질이기 때문이다.
    - 따라서 (가)를 지니는 개체와 (나)를 지니는 개체를 교배하면 자손의 형질은 모두 (가)이다.
    - 이러한 형질 전달 방식을 유전학에서는 "완전 우성"이라고 한다.
    - 따라서 정답은 "㉠㉢"이다.
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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)
  • "C2H5OH"이 가장 큰 이유는, 이 물질은 에탄올이라는 유기화합물로, 분자 구조상 탄소 원자와 수소 원자가 많이 포함되어 있기 때문입니다. "H2SO4"은 황산으로, 분자 구조상 황 원자와 산소 원자가 많이 포함되어 있지만, 이 물질은 이온 결합체이기 때문에 몰수가 크지 않습니다. "C2H4"은 에틸렌이라는 유기화합물로, 분자 구조상 탄소 원자와 수소 원자가 많이 포함되어 있지만, 분자당 원자 수가 "C2H5OH"보다 적기 때문에 몰수가 작습니다. "CH3COOH"은 아세트산으로, 분자 구조상 탄소 원자와 수소 원자가 많이 포함되어 있지만, 카복실기(-COOH)가 붙어 있어서 분자당 원자 수가 "C2H5OH"보다 적기 때문에 몰수가 작습니다.
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12. 다음 중 비공유 전자쌍을 가장 많이 가지는 것은?

  1. H2O
  2. CO2
  3. NF3
  4. C2H4
(정답률: 알수없음)
  • NF3이 비공유 전자쌍을 가장 많이 가지는 이유는 질소(N)의 전자껍질에 있는 5개의 전자와, 각각의 3개의 플루오린(F) 원자들의 전자껍질에 있는 전자쌍이 비공유 전자쌍으로 존재하기 때문입니다. 따라서 NF3은 총 15개의 비공유 전자쌍을 가지게 됩니다.
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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 기체의 분자량은 12+16+16=44이다. 따라서 11g의 이산화 탄소 기체는 11/44 몰의 양에 해당한다. 이 몰의 양에는 6.02 x 10^23 분자가 포함되어 있으므로, 이산화 탄소 기체 11g의 분자 수는 6.02 x 10^23 x (11/44) = 1.505 x 10^23 분자이다.

    0℃, 1기압에서 5.6L의 암모니아 기체에 포함된 질소 원자 수는 아보가드로 수를 이용하여 계산할 수 있다. 0℃에서의 기체의 몰 부피는 22.4L/mol이므로, 5.6L의 암모니아 기체는 5.6/22.4 = 0.25 몰의 양에 해당한다. 암모니아 분자는 N과 H가 결합한 분자이므로, 1분자당 N 원자가 1개씩 존재한다. 따라서 0.25 몰의 암모니아 기체에는 0.25 x 6.02 x 10^23 = 1.505 x 10^23 개의 분자가 존재하며, 이는 N 원자의 수와 같다.
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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)
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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)
  • 정답은 "CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)"이다. 이는 산화-환원 반응이다. CH4 분자는 탄소(C)가 -4의 산화수를 가지고 있고, O2 분자는 산소(O)가 0의 산화수를 가지고 있다. 반면에 CO2 분자는 탄소(C)가 +4의 산화수를 가지고 있고, H2O 분자는 수소(H)가 +1의 산화수를 가지고 있다. 따라서 CH4 분자는 산화되고, O2 분자는 환원된다.
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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)
  • 보기에서 정답이 "㉠㉡" 인 이유는, 광상의 생성 과정 중에서 "액체-기체 상태 변화"와 "화학 반응" 두 가지 모두에 해당하는 광물 자원이 "석탄"이기 때문이다. 석탄은 액체 상태인 식물 잔해가 지하에서 압력과 온도의 영향으로 변화하여 생성되는데, 이는 액체-기체 상태 변화에 해당한다. 또한, 석탄은 화학 반응에 의해 생성되는 광물 자원 중 하나이다. 따라서 "㉠㉡"가 정답이다.
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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)
  • 보기에서 옳은 것은 "㉠㉣"이다.

    - ㉠: 암석에 작용하는 중력은 수직 방향이므로, 수직 방향으로 표시된 중력의 크기가 옳다.
    - ㉣: 암석이 경사면을 따라서 아래로 미끄러지려면, 경사면에 수직인 방향으로의 마찰력이 필요하다. 따라서, 마찰력은 경사면에 수직인 방향으로 표시된 것이 옳다.
    - ㉡㉢: 암석에 작용하는 수평 방향의 힘은, 경사면에 수직인 방향의 힘과 수평 방향의 힘으로 분해될 수 있다. 하지만, 보기에서는 수평 방향의 힘이 경사면에 수직인 방향의 힘보다 크게 표시되어 있으므로 옳지 않다.
    - ㉢㉣: 마찰력과 중력이 서로 상쇄되어 암석이 움직이지 않는 상태에서는, 수평 방향의 힘과 수직 방향의 힘이 서로 상쇄되어야 한다. 하지만, 보기에서는 수평 방향의 힘이 수직 방향의 힘보다 크게 표시되어 있으므로 옳지 않다.
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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)
  • 보기에서 "㉡"은 온실가스의 증가로 인한 기후 변화를 설명하고 있고, "㉢"는 산성비와 대기오염으로 인한 기후 변화를 설명하고 있다. 따라서, 이 두 가지 요인이 모두 지구의 기후 변화를 일으키는 중요한 요인이기 때문에 정답은 "㉡㉢"이다.
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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 빛을 거울에 반사시켜 확대하는 방식으로 동작하며, 굴절 망원경은 렌즈를 사용하여 빛을 굴절시켜 확대하는 방식으로 동작한다. 따라서, 반사 망원경은 거울의 표면을 깨끗하게 유지해야 하지만, 굴절 망원경은 렌즈의 표면을 깨끗하게 유지해야 한다. 또한, 반사 망원경은 빛의 손실이 적고, 광학적 왜곡이 적지만, 굴절 망원경은 빛의 손실이 많고, 광학적 왜곡이 크다. 따라서, 반사 망원경은 관측 대상이 먼 거리에 있을 때 유용하며, 굴절 망원경은 관측 대상이 가까울 때 유용하다. 이에 따라, 정답은 "㉢㉣"이다.
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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)
  • 보기에서 ㉡은 수성과 목성의 질량 비교를 나타내고, ㉢은 수성과 목성의 지름 비교를 나타낸다. 따라서, 수성은 목성보다 질량과 지름이 작기 때문에 ㉡㉢가 옳은 정답이다.
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