소방공무원(공개) 과학 필기 기출문제복원 (2018-10-13)

소방공무원(공개) 과학
(2018-10-13 기출문제)

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1. 그림은 변압기의 구조를 나타낸 것이다. 1차 코일, 2차 코일의 감은 수는 각각 N, 4N 이고, 1차 코일에 연결된 교류 전압의 최댓값은 100V 이고, 2차 코일에는 저항값이 100Ω인 저항이 연결되어 있다.

2차 코일에 연결된 저항에 흐르는 전류의 최댓값은? (단, 변압기에 의한 에너지 손실은 무시한다.)

  1. 1 A
  2. 2 A
  3. 3 A
  4. 4 A
(정답률: 알수없음)
  • 1차 코일과 2차 코일 사이의 전압 비율은 N:4N 이므로, 2차 코일에 인가되는 최대 전압은 100V × 4N/N = 400V 이다. 이 전압이 100Ω의 저항을 통해 흐르면 최대 전류는 I = V/R = 400V/100Ω = 4A 이다. 따라서 정답은 "4 A" 이다.
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2. 그림은 질량 3 kg인 물체를 20 N의 힘으로 지면과 수직방향으로 당기는 모습을 나타낸 것이다.

물체에 작용하는 수직항력(또는 수직힘)의 크기는 몇 N인가? (단, 중력가속도 크기는 10 m/s2 이다.)

  1. 0 N
  2. 10 N
  3. 20 N
  4. 30 N
(정답률: 알수없음)
  • 물체에 작용하는 중력은 mg = 3 kg × 10 m/s^2 = 30 N이다. 그리고 물체가 정지 상태이므로 수직방향으로 작용하는 힘의 합은 0이다. 따라서, 수직항력의 크기는 30 N - 20 N = 10 N이다. 즉, 물체에 작용하는 수직항력의 크기는 10 N이다.
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3. 다음 그림은 질량이 각각 2 kg, 1 kg인 두 물체 A와 B를 가열하면서 온도 변화를 나타낸 그래프이다. A의 비열은 B의 비열의 몇 배인가?

  1. 1/2배
  2. 1배
  3. 2배
  4. 4배
(정답률: 알수없음)
  • 두 물체가 같은 온도에서 시작하고 같은 온도에서 끝나므로, 두 물체가 받은 열의 양은 같다. 따라서, 두 물체의 비열은 질량에 비례한다. A의 질량은 B의 질량의 2배이므로, A의 비열은 B의 비열의 1/2배이다. 따라서 정답은 "1배"가 된다.
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4. 송전선에 흐르는 전류의 세기는 80A이고 송전선의 저항은 2Ω일 때, 이 도선에서의 전력은 얼마인가? (단, 외부로 손실되는 전력은 없다.)

  1. 40 W
  2. 160 W
  3. 320 W
  4. 12,800 W
(정답률: 알수없음)
  • 전력은 전류의 제곱에 저항을 곱한 값으로 계산된다. 따라서, 전력 = 전류^2 x 저항 = 80^2 x 2 = 12,800 W 이다.
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5. 빛이 공기에서 물로 진행하는 경로를 가장 잘 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 빛은 직진하며 공기와 같은 투명한 매질에서는 직진하다가 물과 같은 밀도가 높은 매질로 들어가면 굴절(refraction)되어 경로가 바뀐다. 그리고 물에서 다시 공기로 나오면 다시 굴절되어 경로가 바뀐다. 이러한 굴절 경로를 가장 잘 나타낸 것은 ""이다.
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6. SO2(g)+2H2O(g)+Cl2(g) → H2SO4(g)+2HCl(g) 의 반응식에서 산화제는?

  1. SO2
  2. H2O
  3. Cl2
  4. H2SO4
(정답률: 알수없음)
  • 산화제란 다른 물질을 산화시키는 물질을 말합니다. 이 반응식에서 Cl2가 SO2를 산화시켜 H2SO4를 생성하고, 동시에 H2O를 산화시켜 HCl을 생성합니다. 따라서 Cl2가 이 반응에서 산화제입니다.
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7. 다음은 두 가지 화학 반응식을 나타낸 것이다. a+b+c+d의 값은? (단, a∼d 는 반응 계수이다.)

  1. 12
  2. 14
  3. 17
  4. 21
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 화학 반응식의 계수를 구하는 문제이다.

    먼저, 반응물 쪽에서 산소(O)의 원자 수를 세어보면 2개이다. 하지만 생성물 쪽에서는 3개이다. 따라서, 반응물 쪽에 있는 산소의 수를 늘리기 위해 H2O를 추가해준다.

    이제 산소의 수는 반응물 쪽과 생성물 쪽 모두 6개이다. 이제 수소(H)의 수를 맞춰보자. 반응물 쪽에서는 2개이고, 생성물 쪽에서는 4개이다. 따라서, 반응물 쪽에 있는 수소의 수를 늘리기 위해 H2를 추가해준다.

    이제 수소의 수는 반응물 쪽과 생성물 쪽 모두 4개이다. 마지막으로, 질량 보존 법칙을 지키기 위해 알루미늄(Al)의 수를 맞춰준다. 반응물 쪽에서는 2개이고, 생성물 쪽에서는 2개이다. 따라서, 알루미늄(Al)의 계수는 2이다.

    따라서, a+b+c+d의 값은 2+6+2+4=14이다. 따라서, 정답은 "14"이다.
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8. 다음은 원소 X의 동위 원소에 관한 표이다. X의 평균 원자량은 얼마인가?

  1. 35.2
  2. 35.5
  3. 36.0
  4. 36.5
(정답률: 알수없음)
  • 표에서 볼 수 있듯이 X의 동위 원소인 35Cl과 37Cl의 상대적인 비율은 3:1이다. 따라서 X의 평균 원자량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (35 × 0.75) + (37 × 0.25) = 35.5

    따라서 정답은 "35.5"이다.
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9. BeCl2의 분자 구조와 동일한 화합물은?

  1. BCl3
  2. H2O
  3. NH3
  4. CO2
(정답률: 알수없음)
  • BeCl2의 분자 구조는 선형 구조이며, 중심 원자인 베릴륨(Be) 주위에 클로라인(Cl) 원자가 두 개가 위치합니다. 이와 같이 CO2 분자도 선형 구조를 가지며, 중심 원자인 탄소(C) 주위에 산소(O) 원자가 두 개가 위치합니다. 따라서 CO2 분자는 BeCl2의 분자 구조와 동일합니다.
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10. 다음은 물질을 (가)와 (나)로 구분한 것이다.

(가)와 (나)를 구별할 수 있는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 수용액의 pH를 측정한다.
  2. 수용액에 금속 Mg을 넣어본다.
  3. 수용액의 전기 전도성 여부를 측정한다.
  4. 수용액에 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨려본다.
(정답률: 알수없음)
  • 수용액의 pH를 측정하는 것은 산성, 염기성 여부를 파악하기 위한 방법이므로 (가)와 (나)를 구별하는 데에는 도움이 되지 않는다. 수용액에 금속 Mg을 넣어본다면, (가)인 알칼리 금속인지, (나)인 비금속인지를 구별할 수 있다. 수용액의 전기 전도성 여부를 측정한다면, (가)와 (나)의 전기적 특성을 파악할 수 있으므로 (가)와 (나)를 구별하는 데에 유용하다. 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨려본다면, (가)와 (나)의 산성, 염기성 여부를 파악할 수 있으므로 (가)와 (나)를 구별하는 데에 유용하다. 따라서 정답은 "수용액의 pH를 측정한다."이다.
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11. 다음은 세포 소기관 A∼C의 특징을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. ㉠에는 탄수화물이 있다.
  2. A는 세포 주기의 중기에서 관찰할 수 있다.
  3. B는 리소좀이다.
  4. A∼C는 모두 막으로 둘러싸여 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "A는 세포 주기의 중기에서 관찰할 수 있다."이다.

    ㉠은 미토콘드리아로, 에너지 생산에 관여하는 소기관이다. 미토콘드리아는 호흡 작용을 통해 ATP를 생산하는데, 이 과정에서 탄수화물이 사용된다. 따라서 미토콘드리아에는 탄수화물이 존재한다.

    B는 리소좀으로, 세포 내에서 담당하는 역할이 다양하다. 주로 단백질의 분해와 재활용을 담당한다.

    A∼C는 모두 막으로 둘러싸여 있다. 이는 세포 소기관의 공통적인 특징이다.
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12. 그림은 어떤 태아의 핵형 분석 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. ㉠과 ㉡은 부모에게서 각각 물려받은 것이다.
  2. 이 태아는 터너증후군이다.
  3. 이 태아의 성별은 여자이다.
  4. 핵형분석은 세포주기 중 간기의 세포를 이용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "㉠과 ㉡은 부모에게서 각각 물려받은 것이다." 이다. 이유는 ㉠과 ㉡은 각각 부모로부터 물려받은 염색체의 일부분이기 때문이다. 핵형분석은 세포주기 중 간기의 세포를 이용하여 염색체의 수와 구조를 분석하는 기술이며, 이를 통해 태아의 성별과 유전적 이상을 파악할 수 있다. 이 태아는 45,XO 즉, 터너증후군으로 진단되며, 이는 염색체 이상 중 하나로서 여성의 생식기관 발달이 불완전하고 생식기능이 저하되는 질환으로 알려져 있다.
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13. 그림은 우리 몸에서 흥분을 전달하는 세 종류의 뉴런 (가)∼(다)를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)는 중추신경계에 속한다.
  2. (나)에서 흥분이 전도될 때 도약전도가 일어난다.
  3. (다)는 자극을 근육이나 반응기로 전달하는 역할을 한다.
  4. A에 역치 이상의 자극을 주면 (다) → (나) → (가)로 흥분이 전달된다.
(정답률: 알수없음)
  • 우리 몸에서 흥분을 전달하는 세 종류의 뉴런은 감각신경, 연결신경, 운동신경이다. A에 역치 이상의 자극을 주면 감각신경인 (다)가 먼저 흥분되어 (나)인 연결신경으로 흥분이 전도된다. 이때 도약전도가 일어나며, 연결신경에서 운동신경인 (가)로 흥분이 전달되어 근육이나 반응기로 자극을 전달한다. 따라서 정답은 "A에 역치 이상의 자극을 주면 (다) → (나) → (가)로 흥분이 전달된다."이다.
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14. 혈우병은 유전자가 X 염색체에 있다. 다음은 혈우병 형질에 대한 어떤 집안의 가계도이다.

이 가계도를 해석한 것으로 옳은 것은?

  1. 혈우병은 정상에 대해 우성 형질이다.
  2. 1이 혈우병 유전자 보인자일 확률은 100 %이다.
  3. 2가 혈우병 유전자 보인자일 확률은 50 %이다.
  4. 2와 3 사이에서 혈우병인 자식이 태어날 확률은 50 %이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1이 혈우병 유전자 보인자일 확률은 100 %이다." 이다.

    혈우병은 우성 형질이므로, 혈우병 유전자를 가진 사람은 반드시 혈우병이 된다. 이 가계도에서 1은 혈우병인 부모로부터 혈우병 유전자를 받았으므로, 혈우병 유전자 보인자일 확률은 100%이다.
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15. 그림은 생태계에서 일어나는 질소 순환 과정의 일부를 나타낸 것이다. A와 B는 각각 분해자와 생산자 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A와 B 사이에는 경쟁 배타 원리가 적용된다.
  2. B는 분해자이다.
  3. 뿌리혹박테리아는 과정 ㉠에 관여한다.
  4. ㉡은 식물 체내에서 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 그림은 질소 순환 과정 중 하나인 암모니아화 과정을 나타낸 것이다. 분해자인 A가 유기물을 분해하여 암모니아(NH3)를 생성하고, 이 암모니아를 뿌리혹박테리아가 흡수하여 질소 고정 과정을 거쳐 식물에게 공급한다. 이후 식물은 이 질소를 이용하여 단백질 등을 합성하고, 동물이 이 식물을 먹음으로써 질소가 다시 동물체 내로 순환된다. 따라서 정답은 "뿌리혹박테리아는 과정 ㉠에 관여한다." 이다.
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16. 다음은 지구계의 각 권 사이에서 일어나는 상호 작용의 예를 나타낸 것이다.

(가), (나), (다)에서 상호 작용을 하는 각 권을 바르게 짝지은 것은?(순서대로 (가), (나), (다))

  1. 지권 → 수권, 수권 → 지권, 기권 → 지권
  2. 수권 → 지권, 수권 → 지권, 기권 → 지권
  3. 지권 → 수권, 수권 → 지권, 지권 → 기권
  4. 수권 → 지권, 지권 → 지권, 지권 → 기권
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "지권 → 수권, 수권 → 지권, 지권 → 기권"입니다.

    (가)에서는 지구와 태양 사이에서 중력 상호 작용이 일어나며, 이는 지권과 수권 모두에 영향을 미칩니다. 지구의 중력이 수면을 유지하고, 태양의 중력이 지구를 공전시키는 역할을 합니다.

    (나)에서는 수권과 대기 사이에서 마찰력이 일어나며, 이는 수권의 파동을 감소시키고, 바람을 일으키는 역할을 합니다. 이러한 바람은 지구의 기후와 기상에 영향을 미치게 됩니다.

    (다)에서는 지구와 기권 사이에서 광학 상호 작용이 일어나며, 이는 지구의 대기가 태양광을 흡수하고 반사시키는 역할을 합니다. 이러한 반사는 지구의 온도를 조절하고, 지구 생명체에게 필요한 태양광을 공급하는 역할을 합니다.
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17. 그림은 어느 날 우리나라 주변의 일기도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A지역은 현재 남동풍이 불 것이다.
  2. B지역의 풍향은 앞으로 시계 방향으로 변할 것이다.
  3. 현재 C지역은 B지역보다 날씨가 맑을 것이다.
  4. 현재 A지역의 기압은 C지역보다 높을 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 그림은 기압골과 안티사이클론의 위치와 그 영향을 나타낸 것이다. A지역은 기압골의 영향을 받아 남동풍이 불 것이고, B지역은 안티사이클론의 영향을 받아 풍향이 시계 방향으로 변할 것이다. C지역은 안티사이클론의 영향을 받아 맑은 날씨가 예상된다. A지역과 C지역의 기압은 이 그림에서는 비교할 수 없다. 따라서 정답은 "B지역의 풍향은 앞으로 시계 방향으로 변할 것이다." 이다.
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18. 그림은 북반구의 대기대순환을 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 극순환, B는 해들리순환이다.
  2. A순환의 지표 부근 바람은 편서풍이다.
  3. B는 열적인 원인에 의한 직접순환이다.
  4. B순환과 C순환의 경계 지상에서는 고기압이 발달한다.
(정답률: 알수없음)
  • 북반구에서는 대기가 시계방향으로 회전하며, 이로 인해 극지방에서는 고기압이 발생하고, 적도지방에서는 저기압이 발생한다. A는 극순환으로, 극지방에서 발생한 고기압이 적도지방으로 향하면서 바람이 일어나는데, 이 때 바람은 동서방향으로 불게 된다. B는 해들리순환이며, 적도지방에서 발생한 열이 상승하면서 고도가 높아지면서 차가워지면서 극지방으로 향하게 된다. 이 때 바람은 서동쪽에서 북동쪽으로 불게 된다. C는 폴라순환이며, 극지방에서 발생한 차가운 공기가 적도지방으로 향하면서 바람이 일어나는데, 이 때 바람은 서동쪽에서 북동쪽으로 불게 된다. B순환과 C순환의 경계 지상에서는 고기압이 발달하는 이유는, B순환에서는 차가운 공기가 극지방으로 향하면서 고기압이 발생하고, C순환에서는 차가운 공기가 적도지방으로 향하면서 고기압이 발생하기 때문이다.
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19. 그림 (가)와 (나)는 어느 날 동일한 지역에서 새벽과 한낮에 측정한 기온의 연직 분포를 순서 없이 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 한낮에 측정한 기온의 연직 분포이다.
  2. (나)의 기온 분포는 복사 냉각이 주요 원인이다.
  3. (나)의 H 구간에서는 오염 물질이 상하로 잘 섞이지 않는다.
  4. 광화학 스모그는 (가)보다 (나)일 때 잘 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • "(나)의 기온 분포는 복사 냉각이 주요 원인이다."가 옳지 않은 설명이다. (나)의 기온 분포는 대기 중 오염 물질의 농도와 복사 냉각 등 여러 가지 요인에 의해 결정된다. 따라서 복사 냉각이 주요 원인은 아니다.

    광화학 스모그는 (나)일 때 잘 발생한다. 이는 (나)의 H 구간에서 오염 물질이 상하로 잘 섞이지 않기 때문이다. H 구간은 대기 중 오염 물질의 농도가 높은 구간으로, 이 구간에서 오염 물질이 상하로 잘 섞이지 않으면 오염 물질의 농도가 높아져 광화학 스모그가 발생할 가능성이 높아진다.
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20. 그림은 우리나라에서 하짓날, 추분날, 동짓날 태양의 일주 운동 경로를 순서 없이 A, B, C로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A와 B의 태양의 남중고도 차이는 23.5°이다.
  2. A는 추분날 태양의 일주운동 경로이다.
  3. 낮의 길이가 가장 짧을 때는 B이다.
  4. 태양의 적위는 A와 C가 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "A는 추분날 태양의 일주운동 경로이다."이다.

    그림에서 A는 추분날 태양의 일주운동 경로이고, B는 동짓날 태양의 일주운동 경로이다. 따라서 A와 B의 태양의 남중고도 차이는 23.5°이다. 이는 지구의 기울기 때문에 발생하는 것으로, 태양이 지구의 적도 위를 지나가는 시점에서 지구의 기울기 때문에 태양의 위치가 달라지기 때문이다.

    낮의 길이가 가장 짧을 때는 A가 아니라 B이다. B는 동짓날 태양의 일주운동 경로이므로, 동점에서 태양이 지평선 아래로 내려가는 시간이 가장 길기 때문에 낮의 길이가 가장 짧다.

    태양의 적위는 A와 C가 같지 않다. A와 C는 모두 추분날 태양의 일주운동 경로이지만, C는 A보다 북쪽에 위치하므로 태양의 적위도 더 높다.
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