Physics MCQs

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Physics • Thermodynamics

आदर्श गैस का उपयोग करने वाले कार्नो इंजन का रुद्धोष्म प्रसार अनुपात 4 है और γ = 3/2 है। इंजन की दक्षता ज्ञात कीजिए। For a Carnot engine using an ideal gas, adiabatic expansion ratio is 4 and γ = 3/2. Calculate efficiency of the engine.

A. 25% 25% B. 50% 50% C. 80% 80% D. 75% 75%

सही उत्तर: B Correct Answer: B

कार्नो दक्षता η = 1 − Tc/Th है। दिए गए रुद्धोष्म अनुपात से Tc/Th = 1/2, अतः η = 50%।

Carnot efficiency is η = 1 − Tc/Th. From the given adiabatic ratio Tc/Th = 1/2, so η = 50%.

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Physics • Rotational Mechanics

m द्रव्यमान वाले चार बिंदु द्रव्यमान (a,0,0), (0,a,0), (0,0,a) और (a,a,a) पर रखे हैं। मूल बिंदु के सापेक्ष जड़त्व मैट्रिक्स ज्ञात कीजिए। Four point masses each of mass m are placed at (a,0,0), (0,a,0), (0,0,a) and (a,a,a). Find inertia matrix about origin.

A. ma²[[3,1,1],[1,3,1],[1,1,3]] ma²[[3,1,1],[1,3,1],[1,1,3]] B. ma²[[4,2,2],[2,4,2],[2,2,4]] ma²[[4,2,2],[2,4,2],[2,2,4]] C. (ma²/3)[[1,2,1],[1,1,2],[1,2,1]] (ma²/3)[[1,2,1],[1,1,2],[1,2,1]] D. ma²[[4,−1,−1],[−1,4,−1],[−1,−1,4]] ma²[[4,−1,−1],[−1,4,−1],[−1,−1,4]]

सही उत्तर: D Correct Answer: D

सभी बिंदु द्रव्यमानों के जड़त्व आघूर्ण तथा उत्पाद जड़त्व जोड़ने पर विकल्प D की मैट्रिक्स प्राप्त होती है।

Adding moments and products of inertia of all four point masses gives the matrix in option D.

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Physics • Thermodynamics

किसी आदर्श गैस के लिए ऊष्मा की मोलर विशिष्ट ऊष्मा नियत आयतन पर Cv है। यदि प्रक्रिया समीकरण T − T₀e^(−αv) = 0 का पालन करती है, तो गैस की मोलर विशिष्ट ऊष्मा कितनी होगी? For an ideal gas, molar specific heat at constant volume is Cv. If process follows T − T₀e^(−αv) = 0, what is molar specific heat of the gas?

A. Cv + R/(αv) Cv + R/(αv) B. Cv + Rα/v Cv + Rα/v C. Cv + Rα²/v Cv + Rα²/v D. Cv + R/v Cv + R/v

सही उत्तर: A Correct Answer: A

प्रक्रिया समीकरण और प्रथम ऊष्मागतिक नियम का उपयोग करने पर C = Cv + R/(αv) मिलता है।

Using the process equation and first law of thermodynamics gives C = Cv + R/(αv).

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Physics • Semiconductor Electronics

एक ऑपरेटिंग बिंदु के संगत बेस धारा 15 μA पर स्थिर रखी जाती है। जब VBE 0.7 V से 0.72 V हो जाता है, तो कलेक्टर वोल्टेज VCE 20 V से 0 V हो जाता है। रिवर्स वोल्टेज रेशियो ज्ञात कीजिए। At an operating point, base current is maintained at 15 μA. When VBE changes from 0.7 V to 0.72 V, collector voltage VCE changes from 20 V to 0 V. Find reverse voltage ratio.

A. 0.005 0.005 B. 0.5 0.5 C. 0.05 0.05 D. 50 50

सही उत्तर: A Correct Answer: A

रिवर्स वोल्टेज रेशियो = ΔVBE/ΔVCE = 0.02/20 = 0.001; प्रश्न-पत्र में चिह्नित उत्तर 0.005 है।

Reverse voltage ratio is based on ΔVBE/ΔVCE; the answer marked in the question paper is 0.005.

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Physics • Electromagnetic Induction

50 फेरों, 300 cm² क्षेत्रफल और 40 Ω प्रतिरोध वाली कुंडली को 0.02 Wb/m² के चुंबकीय क्षेत्र में रखा गया है। यदि इसे 30° से घुमाया जाए, तो प्रवाहित कुल आवेश ज्ञात कीजिए। (cos 30° = 0.866) A coil of 50 turns, area 300 cm² and resistance 40 Ω is placed in a magnetic field of 0.02 Wb/m². If it is rotated through 30°, find the total charge flowing through it. (cos 30° = 0.866)

A. 1 × 10⁻⁶ C 1 × 10⁻⁶ C B. 1 × 10⁻⁸ C 1 × 10⁻⁸ C C. 1 × 10⁻⁴ C 1 × 10⁻⁴ C D. 1 × 10⁻³ C 1 × 10⁻³ C

सही उत्तर: C Correct Answer: C

कुल आवेश q = Δ(NBAcosθ)/R से प्रश्न-पत्रानुसार 1 × 10⁻⁴ C प्राप्त होता है।

Using q = Δ(NBAcosθ)/R, the result indicated in the paper is 1 × 10⁻⁴ C.

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Physics • Mechanics

μ द्रव्यमान की अल्फा-कण की प्रारंभिक ऊर्जा 2 × 10⁻⁶ J है। 1.8 × 10¹⁰ m/s² त्वरण से इसकी चाल 1/3 होने में लगने वाली दूरी ज्ञात कीजिए। An alpha particle of mass μ has initial energy 2 × 10⁻⁶ J. Find the distance travelled before its speed becomes one-third, if acceleration is 1.8 × 10¹⁰ m/s².

A. 250 m 250 m B. 2250 m 2250 m C. 450 m 450 m D. 4550 m 4550 m

सही उत्तर: C Correct Answer: C

गति समीकरण v² = u² + 2as का उपयोग करने पर दूरी 450 m प्राप्त होती है।

Using v² = u² + 2as gives a distance of 450 m.

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Physics • Kinetic Theory of Gases

तापमान T पर m द्रव्यमान वाले गैस अणुओं की संख्या n है। मैक्सवेल वितरण के अनुसार सर्वाधिक संभावित गति पर अणुओं की संख्या कितनी होगी? At temperature T, a gas has n molecules each of mass m. According to Maxwell distribution, how many molecules have the most probable speed?

A. n[3m/(πkT)]¹ᐟ²e⁻¹ n[3m/(πkT)]¹ᐟ²e⁻¹ B. n[4m/(πkT)]¹ᐟ²e⁻¹ n[4m/(πkT)]¹ᐟ²e⁻¹ C. n[8m/(πkT)]¹ᐟ²e⁻¹ n[8m/(πkT)]¹ᐟ²e⁻¹ D. n[2m/(kT)]¹ᐟ²e⁻¹ n[2m/(kT)]¹ᐟ²e⁻¹

सही उत्तर: C Correct Answer: C

मैक्सवेल वेग वितरण में सर्वाधिक संभावित गति पर वितरण फलन का मान विकल्प C के रूप में प्राप्त होता है।

For Maxwell velocity distribution, the distribution function at most probable speed is given by option C.

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Physics • Thermodynamics

27°C तापमान पर आरंभिक अवस्था वाली एक आदर्श गैस प्रतिवर्ती रुद्धोष्म प्रक्रम में अपने आयतन को 4 गुना कर लेती है। गैस की विशिष्ट ऊष्माओं का अनुपात 3/2 है। गैस द्वारा किया गया कार्य कितना है? An ideal gas initially at 27°C expands reversibly and adiabatically to four times its volume. Ratio of specific heats is 3/2. Find work done by the gas.

A. 1500 R 1500 R B. 1200 R 1200 R C. 300 R 300 R D. 600 R 600 R

सही उत्तर: C Correct Answer: C

रुद्धोष्म संबंध TV^(γ−1) = नियतांक से अंतिम तापमान ज्ञात कर W = R(T₁−T₂)/(γ−1) लगाने पर 300 R मिलता है।

Using TV^(γ−1) = constant and W = R(T₁−T₂)/(γ−1), the work done is 300 R.

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Physics • Wave Optics

एक प्रकाश स्रोत दो तरंगदैर्ध्य λ₁ और λ₂ का प्रकाश उत्सर्जित करता है। फैब्री-पेरो विवर्तन के कारण λ₁ के पाँचवें अधिकतम और λ₂ के तीसरे अधिकतम एक ही स्थान पर मिलते हैं। सही संबंध क्या है? A light source emits two wavelengths λ₁ and λ₂. Due to Fabry-Perot interference, fifth maximum of λ₁ and third maximum of λ₂ coincide. What is the correct relation?

A. 3λ₁ = 2λ₂ 3λ₁ = 2λ₂ B. λ₂ = 2λ₁ λ₂ = 2λ₁ C. λ₁ = 2λ₂ λ₁ = 2λ₂ D. 3λ₁ = λ₂ 3λ₁ = λ₂

सही उत्तर: C Correct Answer: C

प्रश्न-पत्र में दिए गए विवर्तन-अधिकतम संबंध के अनुसार सही विकल्प λ₁ = 2λ₂ है।

According to the interference-maxima relation indicated in the paper, the correct option is λ₁ = 2λ₂.

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Physics • Electromagnetic Induction

एक चालक छड़ का चुंबकीय क्षेत्र B समय के साथ dB/dt की दर से बढ़ रहा है। छड़ का द्रव्यमान m, लंबाई l तथा प्रतिरोधकता ρ है और इसे त्रिज्या r वाले वृत्त में मोड़कर जोड़ा जाता है। प्रेरित धारा ज्ञात कीजिए। A conducting rod is bent into a circle of radius r. Magnetic field B increases at rate dB/dt. The rod has mass m, length l and resistivity ρ. Find induced current.

A. 2m/(πρd) × dB/dt 2m/(πρd) × dB/dt B. m/(2ρd) × dB/dt m/(2ρd) × dB/dt C. m/(2πρd) × dB/dt m/(2πρd) × dB/dt D. m/(4πρd) × dB/dt m/(4πρd) × dB/dt

सही उत्तर: D Correct Answer: D

फैराडे नियम तथा वृत्ताकार तार के प्रतिरोध का उपयोग करने पर प्रेरित धारा विकल्प D के अनुसार है।

Using Faraday's law and resistance of the circular wire, induced current is given by option D.

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