विज्ञान Advanced 01 — भौतिकी

विज्ञान Advanced 01 — भौतिकी: क्विज़ परिचय

इस क्विज़ में कॉमन विषय Advanced Mega विषय के 25 बहुविकल्पीय प्रश्न हैं। प्रमुख टॉपिक: वायुमंडलीय अपवर्तन, गुरुत्वीय त्वरण, अर्धचालक, पृष्ठ तनाव व श्यानता।

नीचे 10 नमूना प्रश्न सही उत्तर और व्याख्या के साथ दिए गए हैं, ताकि आप प्रश्नों का स्तर देख सकें। पूरी क्विज़ टाइमर, नेगेटिव मार्किंग और स्कोरकार्ड के साथ निःशुल्क लॉगिन के बाद हल करें।

नमूना प्रश्न: उत्तर व व्याख्या सहित

1. प्रश्न 1. कथन (A): तारे टिमटिमाते हैं, परंतु ग्रह सामान्यतः नहीं टिमटिमाते। कारण (R): तारे स्वयं प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जबकि ग्रह सूर्य के परावर्तित प्रकाश से चमकते हैं। सही विकल्प चुनिए:

   • (A) A और R दोनों सही हैं, परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है
   • (B) A सही है, परंतु R गलत है
   • (C) A और R दोनों सही हैं तथा R, A की सही व्याख्या है
   • (D) A गलत है, परंतु R सही है

   सही उत्तर: (A) A और R दोनों सही हैं, परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है

   व्याख्या: दोनों कथन तथ्यतः सही हैं, पर टिमटिमाने का कारण स्वयं-प्रकाशित होना नहीं है। तारे अत्यधिक दूर होने से बिंदु-स्रोत जैसे हैं, इसलिए वायुमंडलीय अपवर्तन के उतार-चढ़ाव से उनकी चमक बदलती दिखती है; ग्रह निकट होने से विस्तारित स्रोत हैं, जिनके अनेक बिंदुओं के उतार-चढ़ाव औसत होकर निरस्त हो जाते हैं।

2. प्रश्न 2. गुरुत्वीय त्वरण (g) के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. पृथ्वी के केंद्र पर g का मान शून्य होता है। 2. ध्रुवों पर g का मान विषुवत रेखा की तुलना में अधिक होता है। 3. यदि पृथ्वी के घूर्णन की कोणीय चाल बढ़ जाए, तो ध्रुवों पर g का मान घट जाएगा। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?

   • (A) केवल 2 और 3
   • (B) केवल 1 और 2
   • (C) केवल 1 और 3
   • (D) 1, 2 और 3

   सही उत्तर: (B) केवल 1 और 2

   व्याख्या: गहराई d पर g' = g(1 − d/R), केंद्र पर d = R होने से g' = 0। ध्रुवों पर त्रिज्या कम है और घूर्णन का अपकेंद्री प्रभाव नहीं है, इसलिए वहाँ g अधिकतम है। घूर्णन का प्रभाव g' = g − Rω²cos²λ है; ध्रुवों पर λ = 90° होने से cosλ = 0, अतः घूर्णन बदलने पर ध्रुवों पर g अपरिवर्तित रहता है — कथन 3 गलत है।

3. प्रश्न 3. कथन (A): ताप बढ़ाने पर अर्धचालकों का प्रतिरोध घटता है। कारण (R): ताप बढ़ने पर अर्धचालकों में मुक्त आवेश-वाहकों (इलेक्ट्रॉन व होल) की संख्या बढ़ जाती है। सही विकल्प चुनिए:

   • (A) A और R दोनों सही हैं, परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है
   • (B) A सही है, परंतु R गलत है
   • (C) A गलत है, परंतु R सही है
   • (D) A और R दोनों सही हैं तथा R, A की सही व्याख्या है

   सही उत्तर: (D) A और R दोनों सही हैं तथा R, A की सही व्याख्या है

   व्याख्या: अर्धचालकों का प्रतिरोध-ताप गुणांक ऋणात्मक होता है। ताप बढ़ने पर अधिक सहसंयोजक बंध टूटते हैं और इलेक्ट्रॉन-होल युग्म बनते हैं; वाहकों की संख्या में यह वृद्धि टकरावों में वृद्धि के प्रभाव से कहीं अधिक होती है, अतः प्रतिरोध घटता है। धातुओं में इसका उल्टा होता है।

4. प्रश्न 4. पृष्ठ तनाव और श्यानता के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. ताप बढ़ने पर किसी द्रव का पृष्ठ तनाव घटता है। 2. केशनली में जल के चढ़ने की ऊँचाई नली की त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है। 3. ताप बढ़ने पर द्रवों की श्यानता घटती है, जबकि गैसों की श्यानता बढ़ती है। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?

   • (A) केवल 1 और 2
   • (B) 1, 2 और 3
   • (C) केवल 1 और 3
   • (D) केवल 2 और 3

   सही उत्तर: (B) 1, 2 और 3

   व्याख्या: ताप बढ़ने पर अंतराअणुक बल दुर्बल होते हैं, अतः पृष्ठ तनाव घटता है। जुरिन के नियम के अनुसार केशिका उन्नयन h = 2T cosθ/(rρg), अर्थात् h ∝ 1/r। द्रवों में ताप से संसंजक बल घटने के कारण श्यानता घटती है, जबकि गैसों में अणुओं की तीव्र गति से संवेग-स्थानांतरण बढ़ने के कारण श्यानता बढ़ती है। तीनों कथन सही हैं।

5. प्रश्न 5. किसी समतल दर्पण पर आपतित किरण को स्थिर रखते हुए दर्पण को 15° घुमा दिया जाता है। परावर्तित किरण कितने कोण से घूम जाएगी?

   • (A) 30°
   • (B) 7.5°
   • (C) 15°
   • (D) 45°

   सही उत्तर: (A) 30°

   व्याख्या: दर्पण को θ घुमाने पर अभिलंब θ घूमता है, जिससे आपतन कोण और परावर्तन कोण दोनों θ बदलते हैं; परिणामस्वरूप परावर्तित किरण 2θ = 30° घूमती है। 15° मानना केवल दर्पण के घूर्णन को किरण का घूर्णन समझने की भूल है।

6. प्रश्न 6. भूस्थिर उपग्रह (Geostationary satellite) के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. इसका परिक्रमण काल पृथ्वी के घूर्णन काल (लगभग 24 घंटे) के बराबर होता है। 2. यह पृथ्वी के घूर्णन की विपरीत दिशा में, अर्थात् पूर्व से पश्चिम की ओर घूमता है। 3. इसकी कक्षा विषुवतीय तल में, पृथ्वी तल से लगभग 36,000 km ऊँचाई पर होती है। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?

   • (A) केवल 1 और 2
   • (B) केवल 2 और 3
   • (C) केवल 1 और 3
   • (D) 1, 2 और 3

   सही उत्तर: (C) केवल 1 और 3

   व्याख्या: भूस्थिर उपग्रह पृथ्वी के साथ समान कोणीय वेग से उसी दिशा (पश्चिम से पूर्व) में घूमता है, तभी वह पृथ्वी से स्थिर दिखता है; अतः कथन 2 गलत है। इसका आवर्तकाल लगभग 24 घंटे और कक्षा विषुवतीय तल में लगभग 35,800–36,000 km ऊँचाई पर होती है।

7. प्रश्न 7. न्यूटन के गति-नियमों के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. किसी वस्तु का जड़त्व (Inertia) उसके द्रव्यमान पर निर्भर करता है। 2. क्रिया और प्रतिक्रिया बल एक ही वस्तु पर कार्य करते हैं, इसलिए वे एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं। 3. किसी वस्तु पर लगाया गया आवेग (Impulse) उसके संवेग में परिवर्तन के बराबर होता है। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?

   • (A) केवल 1 और 3
   • (B) केवल 2 और 3
   • (C) केवल 1 और 2
   • (D) 1, 2 और 3

   सही उत्तर: (A) केवल 1 और 3

   व्याख्या: जड़त्व द्रव्यमान का माप है, अतः कथन 1 सही है। आवेग = बल × समय = संवेग में परिवर्तन, अतः कथन 3 सही है। क्रिया-प्रतिक्रिया बल सदैव दो भिन्न वस्तुओं पर लगते हैं, इसलिए वे एक-दूसरे को निरस्त नहीं करते; कथन 2 गलत है।

8. प्रश्न 8. कथन (A): बर्फ जल पर तैरती है। कारण (R): जल का घनत्व 4°C पर अधिकतम होता है। सही विकल्प चुनिए:

   • (A) A और R दोनों सही हैं तथा R, A की सही व्याख्या है
   • (B) A सही है, परंतु R गलत है
   • (C) A और R दोनों सही हैं, परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है
   • (D) A गलत है, परंतु R सही है

   सही उत्तर: (C) A और R दोनों सही हैं, परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है

   व्याख्या: दोनों कथन सत्य हैं। बर्फ इसलिए तैरती है क्योंकि जमने पर हाइड्रोजन बंधों से बनी खुली जालक संरचना के कारण बर्फ का घनत्व (लगभग 0.92 g/cm³) जल से कम होता है। 4°C पर अधिकतम घनत्व जल का असंगत प्रसार दर्शाता है (जिससे झीलें ऊपर से जमती हैं), पर यह बर्फ के तैरने का सीधा कारण नहीं है।

9. प्रश्न 9. 10 Ω प्रतिरोध वाले एक समरूप तार को 5 बराबर भागों में काटकर सभी भागों को समांतर क्रम में जोड़ दिया जाता है। तुल्य प्रतिरोध कितना होगा?

   • (A) 2 Ω
   • (B) 0.4 Ω
   • (C) 50 Ω
   • (D) 0.2 Ω

   सही उत्तर: (B) 0.4 Ω

   व्याख्या: प्रत्येक भाग का प्रतिरोध 10/5 = 2 Ω है (R ∝ लंबाई)। 5 समान प्रतिरोध समांतर में: 2/5 = 0.4 Ω। 2 Ω केवल एक भाग का प्रतिरोध है और 50 Ω, 10 Ω के पाँच तार श्रेणी में जोड़ने से आता।

10. प्रश्न 10. मात्रकों के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. प्रकाश-वर्ष समय का मात्रक है। 2. 1 नैनोमीटर = 10 एंगस्ट्रॉम। 3. पारसेक दूरी का मात्रक है और यह एक प्रकाश-वर्ष से बड़ा होता है। 4. नॉट (Knot) चाल का मात्रक है, जिसका प्रयोग समुद्री व वायु यात्रा में होता है। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?

    • (A) केवल 2, 3 और 4
    • (B) केवल 1, 2 और 4
    • (C) केवल 2 और 3
    • (D) 1, 2, 3 और 4

    सही उत्तर: (A) केवल 2, 3 और 4

    व्याख्या: प्रकाश-वर्ष वह दूरी है जो प्रकाश एक वर्ष में तय करता है (≈ 9.46 × 10¹⁵ m), अतः कथन 1 गलत है। 1 nm = 10⁻⁹ m और 1 Å = 10⁻¹⁰ m, इसलिए 1 nm = 10 Å। 1 पारसेक ≈ 3.26 प्रकाश-वर्ष। 1 नॉट = 1 समुद्री मील प्रति घंटा (≈ 1.852 km/h)।

शेष 15 प्रश्न लॉगिन के बाद क्विज़ में उपलब्ध हैं।

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