소방공무원(공개) 과학(구) 필기 기출문제복원 (2018-10-13)

소방공무원(공개) 과학(구) 2018-10-13 필기 기출문제 해설

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소방공무원(공개) 과학(구)
(2018-10-13 기출문제)

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1과목: 과학

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)
  • 변압기의 전압비는 코일의 감은 수 비에 비례하며, 옴의 법칙을 이용하여 전류의 최댓값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2}$$
    $$I = \frac{V}{R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{100}{V_2} = \frac{N}{4N} \rightarrow V_2 = 400$$
    $$I = \frac{400}{100}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 4\text{ A}$$
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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 수직항력은 중력과 위로 당기는 힘의 합력에 대해 지면이 밀어 올리는 힘입니다. 위로 당기는 힘이 중력보다 작으므로, 수직항력은 중력에서 당기는 힘을 뺀 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $N = mg - F$
    ② [숫자 대입] $N = 3 \times 10 - 20$
    ③ [최종 결과] $N = 10$
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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)
  • 비열은 물질 $1\text{g}$의 온도를 $1^{\circ}\text{C}$ 올리는 데 필요한 열량으로, 열량 $Q = cm\Delta T$ 공식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $c = \frac{Q}{m\Delta T}$
    ② [숫자 대입] $c_A = \frac{20}{2 \times 5} = 2, \quad c_B = \frac{10}{1 \times 5} = 2$
    ③ [최종 결과] $c_A = 1 \times c_B$
    A의 비열과 B의 비열이 같으므로 $1$배입니다.
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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)
  • 도선에서 발생하는 전력 손실은 전류의 제곱과 저항의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = I^2 R$
    ② [숫자 대입] $P = 80^2 \times 2$
    ③ [최종 결과] $P = 12800$
    따라서 전력은 $12,800\text{ W}$입니다.
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5. 빛이 공기에서 물로 진행하는 경로를 가장 잘 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 빛이 굴절률이 작은 매질(공기)에서 큰 매질(물)로 진행할 때, 빛은 법선 쪽으로 굴절하여 입사각보다 굴절각이 작아집니다. 따라서 가 올바른 경로입니다.
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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)
  • 산화제는 자신은 환원되면서 다른 물질을 산화시키는 물질입니다. 반응식 $\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{HCl}$에서 $\text{Cl}_2$의 산화수는 $0$에서 $-1$로 감소하여 환원되었으므로, $\text{Cl}_2$가 산화제 역할을 합니다.
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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)
  • 화학 반응식의 계수는 반응 전후의 원자 수가 보존되어야 한다는 질량 보존 법칙을 이용하여 맞춥니다.
    (가) $\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$이므로 $a=5, b=3$
    (나) $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$이므로 $c=3, d=3$
    ① [기본 공식] $\text{Sum} = a + b + c + d$ 계수의 합
    ② [숫자 대입] $\text{Sum} = 5 + 3 + 3 + 3$
    ③ [최종 결과] $\text{Sum} = 14$
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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)
  • 평균 원자량은 각 동위 원소의 원자량에 존재 비율을 곱하여 모두 더한 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Average Mass} = \sum (\text{Mass} \times \text{Abundance})$ 평균 원자량 = $\sum$(원자량 $\times$ 존재 비율)
    ② [숫자 대입] $\text{Average Mass} = (35 \times 0.75) + (37 \times 0.25)$
    ③ [최종 결과] $\text{Average Mass} = 35.5$
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9. BeCl2의 분자 구조와 동일한 화합물은?

  1. BCl3
  2. H2O
  3. NH3
  4. CO2
(정답률: 알수없음)
  • $\text{BeCl}_2$는 중심 원자인 $\text{Be}$에 공유 전자쌍 2개만 존재하고 비공유 전자쌍이 없는 직선형 구조입니다. $\text{CO}_2$ 역시 중심 원자인 $\text{C}$에 공유 전자쌍 2개만 있고 비공유 전자쌍이 없어 직선형 구조를 가지므로 동일합니다.

    오답 노트

    $\text{BCl}_3$: 평면 삼각형 구조
    $\text{H}_2\text{O}$: 굽은형 구조
    $\text{NH}_3$: 삼각뿔 구조
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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)
  • 제시된 물질 (가)는 $\text{HCl}, \text{CH}_3\text{COOH}$로 산성 물질이며, (나)는 $\text{NaOH}, \text{Ca}(\text{OH})_2$로 염기성 물질입니다. 두 그룹 모두 수용액 상태에서 이온화되어 전류가 흐르는 전해질이므로, 전기 전도성 여부만으로는 산성과 염기성을 구별할 수 없습니다.

    오답 노트

    수용액의 $\text{pH}$ 측정: 산성과 염기성의 $\text{pH}$ 값은 서로 다릅니다.
    금속 $\text{Mg}$ 반응: 산성 수용액과 반응하여 수소 기체를 발생시킵니다.
    페놀프탈레인 용액: 염기성 수용액에서 붉은색으로 변합니다.
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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)
  • 특징을 통해 A는 핵, B는 리보솜, C는 리소좀임을 알 수 있습니다. 핵의 인 ㉠은 rRNA와 단백질로 구성되며, 리보솜의 구성 성분인 RNA는 탄수화물(당) 성분을 포함하고 있습니다.

    오답 노트

    핵 A는 간기에 뚜렷하게 관찰되며, 중기에는 소실됩니다.
    B는 단백질을 합성하는 리보솜입니다.
    리보솜 B는 막이 없는 소기관입니다.
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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)
  • 핵형 분석 결과 12번 염색체가 3개인 다운 증후군 태아이며, 성염색체가 $XY$인 남자입니다. 상동 염색체인 ㉠과 ㉡은 각각 부모로부터 하나씩 물려받은 것입니다.

    오답 노트

    성염색체가 $XY$이므로 남자입니다.
    터너증후군은 성염색체가 $X$ 하나뿐인 경우입니다.
    핵형분석은 염색체가 응축되는 세포주기 중 분열기(중기) 세포를 이용합니다.
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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)
  • 그림의 뉴런은 (다) 감각 뉴런 $\rightarrow$ (나) 연합 뉴런 $\rightarrow$ (가) 운동 뉴런 순으로 연결되어 있습니다. 따라서 수용기 A에서 자극을 받으면 흥분은 (다) $\rightarrow$ (나) $\rightarrow$ (가) 순으로 전달됩니다.

    오답 노트

    (가) 운동 뉴런은 말초신경계에 속합니다.
    (나) 연합 뉴런은 일반적으로 무수신경섬유로 도약전도가 일어나지 않습니다.
    (가)가 근육이나 반응기로 전달하는 역할을 합니다.
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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)
  • 혈우병은 X 염색체 연쇄 열성 유전입니다. I대의 정상 여자 1은 혈우병 아들(II대)을 두었으므로, 반드시 혈우병 유전자를 하나 가지고 있는 보인자($X X'$)여야만 합니다.

    오답 노트

    혈우병은 정상에 대해 열성 형질입니다.
    2는 혈우병 아버지로부터 반드시 $X'$를 물려받으므로 보인자 확률이 100%입니다.
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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)
  • 질소 순환 과정에서 대기 중의 질소를 고정하여 암모늄 이온($NH_4^+$)으로 만드는 과정 ㉠에는 뿌리혹박테리아와 같은 질소 고정 세균이 관여합니다.

    오답 노트

    B는 생산자, A는 분해자입니다.
    ㉡은 질산화 작용으로 토양 속 세균에 의해 일어납니다.
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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)
  • 지구계 각 권의 상호 작용을 분석하면 다음과 같습니다.
    (가) 해저 지진(지권)으로 인해 지진 해일(수권)이 발생하므로 지권 $\rightarrow$ 수권입니다.
    (나) 지하수(수권)의 용식 작용으로 석회 동굴(지권)이 형성되므로 수권 $\rightarrow$ 지권입니다.
    (다) 화산 폭발(지권)로 분출된 화산재가 햇빛을 차단하여 기온(기권)이 낮아지므로 지권 $\rightarrow$ 기권입니다.
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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)
  • B지역은 현재 온난 전선과 한랭 전선 사이의 온난 구역에 위치하며, 저기압 중심이 동쪽으로 이동함에 따라 전선이 통과하게 됩니다. 전선이 통과하면서 풍향은 남동풍에서 남서풍, 다시 북서풍 순으로 시계 방향으로 변하게 됩니다.

    오답 노트

    A지역은 현재 남동풍이 불 것이다: 한랭 전선 앞쪽인 A는 남서풍이 붑니다.
    현재 C지역은 B지역보다 날씨가 맑을 것이다: C는 온난 전선 영향권으로 흐리고 비가 올 가능성이 높습니다.
    현재 A지역의 기압은 C지역보다 높을 것이다: 등압선을 보면 A지역의 기압이 C지역보다 낮습니다.
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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)
  • 북반구 대기대순환에서 B(페렐 순환)와 C(해들리 순환)가 만나는 위도 $30^{\circ}N$ 부근은 하강 기류가 형성되는 아열대 고압대 지역으로, 지상에서는 고기압이 발달합니다.

    오답 노트

    A는 극순환, B는 해들리순환이다: A는 페렐 순환, B는 극 순환, C가 해들리 순환입니다.
    A순환의 지표 부근 바람은 편서풍이다: A(극 순환)의 지표 바람은 동풍입니다.
    B는 열적인 원인에 의한 직접순환이다: B(페렐 순환)는 간접 순환입니다.
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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)
  • (가)는 고도가 높을수록 기온이 낮아지는 일반적인 한낮의 분포이며, (나)는 지표면의 복사 냉각으로 인해 하층 기온이 더 낮은 새벽의 기온 역전층 분포입니다. 광화학 스모그는 강한 일사량이 필요한 한낮의 불안정한 대기 상태인 (가)에서 더 잘 발생하며, (나)와 같은 역전층 상태에서는 오염 물질이 지표 부근에 갇혀 일반적인 스모그가 발생하기 쉽습니다.

    오답 노트

    광화학 스모그는 (가)보다 (나)일 때 잘 발생한다: 광화학 스모그는 일사량이 강한 한낮인 (가)에서 더 잘 발생합니다.
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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)
  • 그림에서 남중고도가 가장 높은 A는 하짓날, 중간인 B는 추분날, 가장 낮은 C는 동짓날의 경로입니다.
    하짓날(A)과 추분날(B)의 남중고도 차이는 지구 자전축의 기울기인 $23.5^{\circ}$와 같습니다.

    오답 노트

    A는 추분날 태양의 일주운동 경로이다: 하짓날 경로임
    낮의 길이가 가장 짧을 때는 B이다: 동짓날인 C일 때 가장 짧음
    태양의 적위는 A와 C가 같다: A는 $+23.5^{\circ}$, C는 $-23.5^{\circ}$로 다름
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