경찰공무원(순경) 과학 필기 기출문제복원 (2021-03-06)

경찰공무원(순경) 과학
(2021-03-06 기출문제)

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1. 다음 중 플랑크 상수의 단위는?

  1. J⋅s
  2. N⋅m2·kg-2
  3. J⋅K-1
  4. m2⋅s-2
(정답률: 36%)
  • 플랑크 상수는 에너지와 시간의 곱으로 표현되는데, 에너지의 단위는 주로 제곱미터, 시간의 단위는 초로 표현된다. 따라서, 플랑크 상수의 단위는 제곱미터초(J⋅s)이다.
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2. 진동수가 3.0MHz이고 파장이 0.5mm인 초음파의 속력[m·s-1]은?

  1. 1.5
  2. 6.0
  3. 1.5×103
  4. 6.0×103
(정답률: 53%)
  • 초음파의 속력은 파장과 진동수에 의해 결정됩니다. 속력은 파장과 진동수의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    속력 = 파장 × 진동수
    = 0.5 × 3.0 × 10^6
    = 1.5 × 10^3

    따라서, 정답은 "1.5×10^3"입니다.
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3. 다음 중 전자기파에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 마이크로파는 전자기파의 한 종류이다.
  2. 전자기파는 진동수가 클수록 에너지가 크다.
  3. X선은 가시광선보다 파장이 짧다.
  4. 적외선은 전기장과 자기장이 파의 진행 방향과 나란한 종파이다.
(정답률: 30%)
  • 적외선은 전기장과 자기장이 파의 진행 방향과 나란한 종파가 아니라, 진행 방향과 수직인 편광파이다.

    설명: 전자기파는 전기장과 자기장이 진동하는 파동이며, 파장이 짧을수록 진동수가 높아져서 에너지가 커진다. X선은 가시광선보다 파장이 짧고, 적외선은 전기장과 자기장이 진행 방향과 수직인 직교파이다.
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4. 물체 A가 동쪽으로 10초 동안 10m를 이동한 후, 다음 10초 동안 서쪽으로 5m를 이동하였다. A의 평균속도[m·s-1] 크기는?

  1. 0.25
  2. 0.50
  3. 0.75
  4. 1.00
(정답률: 30%)
  • A의 총 이동거리는 10m - 5m = 5m 이다. 따라서 A의 평균속도는 총 이동거리를 총 이동시간으로 나눈 값이다. 이동시간은 20초이므로,

    평균속도 = 총 이동거리 ÷ 총 이동시간 = 5m ÷ 20초 = 0.25[m·s-1]

    따라서 정답은 "0.25"이다.
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5. 이상기체가 300K, 1.50 ×105Pa의 닫힌 용기 1L에 들어 있다. 일정한 압력에서 용기의 부피가 2배로 되었을 때 온도[K]는?

  1. 150
  2. 300
  3. 450
  4. 600
(정답률: 18%)
  • 보일 샤를의 법칙에 따라 PV = nRT 이므로, P1V1/T1 = P2V2/T2 이다. 이 문제에서는 P1 = P2, V2 = 2V1 이므로, T2 = (P1V1/T1) x (2V1/P1) = 2T1 = 2 x 300 = 600K 이다. 따라서 정답은 "600"이다.
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6. 다음 화합물 중 실험식이 다른 하나는?

  1. HCHO
  2. C2H5CHO
  3. CH3COOH
  4. C6H12O6
(정답률: 30%)
  • 정답은 "C6H12O6"이다. 이유는 다른 세 화합물은 모두 알데하이드나 카르복실산의 기본 구조를 가지고 있지만, "C6H12O6"은 당류로서 다른 구조를 가지고 있기 때문이다.
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7. 다음은 메테인의 연소 반응식이다. [CH4(g)+2O2(g) → CO2(g)+2H2O(l)] 메테인 4g을 완전 연소시키기 위해 필요한 산소 기체의 몰수와 완전 연소 후 생성된 이산화 탄소의 질량은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이다)

  1. 산소 기체의 몰수[mol]: 0.5, 이산화 탄소의 질량[g]: 5.5
  2. 산소 기체의 몰수[mol]: 0.5, 이산화 탄소의 질량[g]: 11
  3. 산소 기체의 몰수[mol]: 1, 이산화 탄소의 질량[g]: 5.5
  4. 산소 기체의 몰수[mol]: 1, 이산화 탄소의 질량[g]: 11
(정답률: 30%)
  • 메테인 1몰에 대해 산소 2몰이 필요하므로, 4g의 메테인에 대해 산소는 8/16 = 0.5몰이 필요하다. 따라서 "산소 기체의 몰수[mol]: 0.5"가 정답이다.

    연소 반응식에 따르면, 1몰의 메테인이 완전 연소되면 1몰의 이산화 탄소가 생성된다. 따라서 4g의 메테인이 완전 연소되면 44g(= 12 + 32)의 이산화 탄소가 생성된다. 이산화 탄소의 질량은 몰수와 분자량을 곱한 값으로 계산할 수 있다. 따라서 "이산화 탄소의 질량[g]: 11"이 정답이다.
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8. 다음 표는 어떤 3주기 원소의 원자에 대한 순차적 이온화 에너지를 나타낸 것이다. 이 원자의 바닥 상태 전자 배치로 옳은 것은?

  1. 1s22s22p1
  2. 1s22s22p3
  3. 1s22s22p63s23p1
  4. 1s22s22p63s23p2
(정답률: 30%)
  • 이 원자의 전자 구성은 1s22s22p63s23p2이다. 이유는 이 원자의 이온화 에너지를 보면, 첫 번째 이온화 에너지는 495 kJ/mol, 두 번째 이온화 에너지는 4562 kJ/mol, 세 번째 이온화 에너지는 6912 kJ/mol이다. 따라서, 첫 번째 이온화에서는 3p1 전자가 제거되고, 두 번째 이온화에서는 3s2 전자가 제거되고, 세 번째 이온화에서는 2p6 전자가 제거된다. 따라서, 이 원자의 바닥 상태 전자 배치는 1s22s22p63s23p1이다.
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9. 다음 그림은 분자 (가)와 (나)의 구조식을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉢
  3. ㉠㉡
  4. ㉢㉣
(정답률: 30%)
  • 보기 중에서 정답은 "㉠"이다. 이유는 분자 (가)와 (나)가 동일한 분자식을 가지고 있지만, 분자 (가)는 구조 이성질체(isomer)이고 분자 (나)는 같은 구조체이기 때문이다. 구조 이성질체란 분자식은 같지만 분자 내 원자들의 배치가 서로 다른 화합물을 말한다. 따라서 분자 (가)와 (나)는 서로 다른 화합물이다.
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10. 다음은 염산과 수산화 칼슘 수용액의 중화 반응식이다. [2HCl(aq)+Ca(OH)2(aq) → CaCl2(aq)+2H2O(l)] 이 반응에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 구경꾼 이온은 Ca2+과 OH-이다.
  2. 알짜 이온 반응식은 Ca2+(aq)+2Cl-(aq) → CaCl2(aq)이다.
  3. 반응 후 Cl-은 용액에 그대로 남아 있다.
  4. 반응한 H+의 몰수와 생성된 H2O의 몰수는 다르다.
(정답률: 42%)
  • 반응식에서 HCl은 강산성을 띄므로 H+ 이온을 생성하고, Ca(OH)2는 강염기성을 띄므로 OH- 이온을 생성한다. 이 두 이온이 중화되어 H2O로 결합하면서 CaCl2가 생성된다. 따라서 Cl- 이온은 반응 후에도 용액에 그대로 남아있다.
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11. 다음 표는 생물을 구성하는 물질의 특성을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉢
  3. ㉠㉢㉣
  4. ㉡㉢㉣
(정답률: 24%)
  • - 단백질은 아미노산으로 이루어져 있으며, 다양한 기능을 수행한다. (㉠)
    - 탄수화물은 당분과 같은 형태로 존재하며, 에너지원으로 사용된다. (㉡)
    - 지질은 지방산과 글리세롤로 이루어져 있으며, 에너지 저장과 구조적인 역할을 한다. (㉢)
    - 핵산은 DNA와 RNA로 이루어져 있으며, 유전 정보를 담고 있다. (㉣)

    따라서, 생물을 구성하는 물질의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은 "㉡㉢㉣"이다.
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12. 다음 그림은 상동 염색체 및 복제 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은? (단, (가)와 (나)는 상동 염색체이며, (ㄱ)과 (ㄴ)은 염색 분체이다)

  1. ㉠㉡
  2. ㉡㉣
  3. ㉡㉣㉤
  4. ㉢㉣㉤
(정답률: 42%)
  • - (㉠) 상동 염색체와 복제 과정에 대한 설명이 아니다.
    - (㉡) 상동 염색체와 복제 과정에 대한 설명이 맞다.
    - (㉢) 염색 분체와 복제 과정에 대한 설명이 아니다.
    - (㉣) 상동 염색체와 염색 분체의 상호작용에 대한 설명이 맞다.
    - (㉤) 염색 분체와 복제 과정에 대한 설명이 맞다.

    따라서, 정답은 "㉡㉣㉤" 이다. 상동 염색체와 염색 분체가 상호작용하여 염색 분체가 상동 염색체에 결합하고, 이후 복제 과정에서 상동 염색체와 결합한 염색 분체가 자식 세포로 전달되는 것을 나타낸다.
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13. 다음 표는 인체의 항상성 유지와 관련된 내용이다. 각각의 원인에 대한 결과로 옳은 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉢
  4. ㉣
(정답률: 12%)
  • - ㉠: 인체 내부의 물의 양이 감소하면 혈액의 농도가 높아지고, 이에 따라 뇌에서 ADH 호르몬이 분비되어 신장에서 물을 재흡수하여 항상성을 유지한다.
    - ㉡: 인체 내부의 온도가 상승하면 땀을 통해 열을 방출하여 체온을 조절하여 항상성을 유지한다.
    - ㉢: 인체 내부의 혈당 농도가 상승하면 인슐린 호르몬이 분비되어 간에서 글리코겐 합성을 촉진시켜 혈당 농도를 낮추어 항상성을 유지한다.
    - ㉣: 인체 내부의 혈압이 상승하면 신장에서 레닌 호르몬이 분비되어 혈관을 수축시켜 혈압을 낮추어 항상성을 유지한다.
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14. 다음 염색체 돌연변이 현상과 관련이 있는 질환으로 옳은 것은? (단, A∼G는 유전자를 나타낸다)

  1. 다운 증후군
  2. 만성 골수 백혈병
  3. 클라인펠터 증후군
  4. 낫 모양 적혈구 빈혈증
(정답률: 12%)
  • 이 그림은 만성 골수 백혈병의 염색체 이상을 보여준다. 이 질환은 염색체 9와 22의 부분이 서로 바뀌는 재배열인 Philadelphia染色体 이 발생하는 것으로 알려져 있다. 이로 인해 B 세포에서 발생하는 형태의 백혈병이 발생하게 된다. 따라서 정답은 "만성 골수 백혈병" 이다.
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15. 다음 생태계 및 에너지의 흐름에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉢
  2. ㉠㉣
  3. ㉡㉢
  4. ㉡㉣
(정답률: 18%)
  • 생태계에서는 식물이 태양에서 에너지를 받아서 광합성을 하고, 이를 먹이로 하는 동물들이 존재합니다. 이때 에너지는 상위 생물로 갈수록 감소하게 되는데, 이는 생물들이 생활 활동을 하면서 일부 에너지가 소비되기 때문입니다. 따라서, 상위 생물일수록 더 많은 먹이를 섭취해야 에너지를 충당할 수 있습니다.

    보기에서 "㉡㉢"가 정답인 이유는, 이 생태계에서는 토끼가 여러 식물을 먹어서 에너지를 얻고, 여우가 토끼를 잡아서 에너지를 얻습니다. 이때, 토끼가 먹은 식물에서 얻은 에너지는 여우가 먹은 토끼에서 얻은 에너지보다 더 많기 때문에, 상위 생물인 여우가 더 많은 먹이를 섭취해야 에너지를 충당할 수 있습니다. 따라서, "㉡㉢"가 정답입니다.
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16. 다음 그림은 지구계를 구성하는 환경 구성 요소 사이의 상호작용을, 표는 지구계에서 나타나는 다양한 상호작용의 예이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉣
  4. ㉢㉣
(정답률: 36%)
  • 보기에서 ㉡은 지구계를 구성하는 환경 구성 요소 사이의 상호작용을 나타내는 용어이고, ㉣은 지구계에서 나타나는 다양한 상호작용의 예를 나타내는 용어이다. 따라서, ㉡과 ㉣은 서로 다른 개념을 나타내므로 정답이 될 수 있다.
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17. 다음 그림은 종류가 다른 마그마 A, B의 온도에 따른 점성 변화를 나타낸 것이다. 마그마 A, B에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡
  2. ㉠㉢
  3. ㉡㉣
  4. ㉢㉣
(정답률: 36%)
  • 보기에서 정답이 "㉢㉣"인 이유는 마그마 A는 온도가 낮을수록 점성이 높아지는 높점성(more viscous) 마그마이고, 마그마 B는 온도가 낮을수록 점성이 낮아지는 저점성(less viscous) 마그마이기 때문이다. 따라서, 마그마 A는 더 높은 온도에서 더 낮은 점성을 가지고, 마그마 B는 더 높은 온도에서 더 높은 점성을 가진다.
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18. 다음 표는 지권의 변화와 현상을 설명하는 과학자들의 다양한 학설을 정리한 것이다. A, B, C, D에 해당하는 이론으로 옳게 나열한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 18%)
  • - A 이론: 지구 자전속도가 빨라지면 지권이 작아지고, 느려지면 지권이 커진다.
    - B 이론: 지구 내부에서의 마그마 흐름이 변화하면 지권이 변화한다.
    - C 이론: 지구 내부에서의 액체 금속 흐름이 변화하면 지권이 변화한다.
    - D 이론: 지구 내부에서의 액체 철 흐름이 변화하면 지권이 변화한다.

    정답: ② (지구 내부에서의 마그마 흐름이 변화하면 지권이 변화한다.)

    이유: 다른 이론들은 지구 내부의 액체 금속이나 철의 흐름에 초점을 두고 있지만, ② 이론은 마그마 흐름에 초점을 둔다. 마그마는 지하에서 녹는 암석이며, 지하에서 녹는 암석은 지구 내부의 열로 인해 녹는다. 따라서 마그마 흐름이 변화하면 지하에서 녹는 암석의 양이 변화하게 되고, 이는 지권의 변화로 이어진다.
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19. 그림 (가)는 현재의 자전축 경사 방향을, 그림 (나)는 약 13,000년 후의 자전축 경사 방향을 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 지구 자전축 경사 방향 변화 이외의 요인은 변하지 않는다고 가정한다)

  1. (나)의 A 위치에 있을 때 우리나라는 겨울이다.
  2. (나)에서 우리나라는 기온의 연교차가 (가)보다 작아진다.
  3. (나)에서 우리나라는 원일점에서 태양의 남중고도가 (가)보다 높아진다.
  4. (나)에서 우리나라는 겨울철에 지표면에 도달하는 태양 복사 에너지양이 (가)보다 감소한다.
(정답률: 24%)
  • 정답은 "(나)에서 우리나라는 겨울철에 지표면에 도달하는 태양 복사 에너지양이 (가)보다 감소한다." 이유는 "(나)의 A 위치에 있을 때 우리나라는 겨울이다." 때문이다. 지구는 태양 주위를 공전하면서 자전축의 경사 방향이 변화하게 되는데, 이에 따라 계절이 변화한다. (가)와 (나)의 위치는 각각 지구의 자전축이 현재와 13,000년 후에 위치한 곳을 나타낸 것이다. 따라서 (나)에서 우리나라가 겨울철에 위치하게 되면, 태양으로부터 오는 복사 에너지가 (가)보다 적게 도달하게 되어서 겨울철에는 기온이 낮아지게 된다.
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20. 다음 그림은 어느 날 태양과 지구에 대한 금성과 화성의 상대적 위치를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고른 것은?

  1. ㉠㉡㉣
  2. ㉠㉢㉤
  3. ㉡㉢㉣
  4. ㉡㉣㉤
(정답률: 30%)
  • - ㉠ : 금성과 지구가 태양을 중심으로 일직선 상에 위치하고 있으므로 이 날은 태양과 지구 사이에 금성이 위치한 '금성 최접일'이다.
    - ㉡ : 화성이 태양을 중심으로 곡선형으로 지구와 가까워졌다가 멀어졌다가 하기 때문에, 이 날은 화성이 지구와 가장 가까워진 '화성 근일'이다.
    - ㉣ : 금성과 화성은 서로 다른 궤도를 돌고 있기 때문에, 이들이 일직선 상에 위치하는 경우는 드물다. 따라서 이 날은 특별한 의미가 없다.
    따라서 정답은 "㉠㉡㉣"이다.
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