UP Board Class 12 Physics Model Papers Paper 4

समय 3 घण्टे 15 मिनट
पूर्णांक 70

निर्देश प्रारम्भ के 15 मिनट परीक्षार्थियों को प्रश्न-पत्र पढ़ने के लिए निर्धारित हैं।
नोट

• सभी प्रश्न अनिवार्य हैं।
• इस प्रश्न पत्र में 5 खण्ड हैं : खण्ड ‘अ’, खण्ड ‘ब’ खण्ड ‘स’, खण्ड ‘द’, खण्ड ‘य’।
• खण्ड़ ‘अ’ बहुविकल्पीय है तथा प्रत्येक प्रश्न 1 अंक का है।
• खण्ड ‘ब’ अतिलघु उत्तरीय है, तथा प्रत्येक प्रश्न 1 अंक का है।
• खण्ड ‘स’ लघु उत्तरीय है, प्रत्येक प्रश्न 2 अंक के हैं।
• खण्ड ‘द’ लघु उत्तरीय है, प्रत्येक प्रश्न 3 अंक के हैं।
• खण्ड ‘य’ विस्तृत उत्तरीय है, प्रत्येक प्रश्न 5 अंक के हैं। इस खण्ड के चारों प्रश्नों में आन्तरिक विकल्प का चयन प्रदान किया गया है। ऐसे प्रश्नों में आपको दिए गए चयन में से केवल 1 प्रश्न ही करना है।
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खण्ड (अ)

प्रश्न 1. सभी खण्डों के उत्तर दीजिये।
प्रश्न 1
एक समान आवेशित गोलीय कोशों के पृष्ठ पर वैद्युत क्षेत्र की तीव्रता 10⁴ न्यूटन प्रति कूलॉम है। कोश के केन्द्र से उसके व्यास के बराबर दूरी पर वैद्युत क्षेत्र की तीव्रता होगी
(a) 5 न्यूटन/कूलॉम
(b) 250 न्यूटन/कूलॉम
(c) 2500 न्यूटन/कूलॉम
(d) 300 न्यूटन/कूलॉम

प्रश्न 2
एक ताँबे के तार को खींचकर 1% लम्बाई में वृद्धि कर दी जाये, तो प्रतिरोध में परिवर्तन होगा।
(a) 4% की वृद्धि
(b) 2% की वृद्धि
(c) 1% की वृद्धि
(d) 3% की वृद्धि

प्रश्न 3
कोई एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र, इलेक्ट्रॉनों की गति की दिशा के लम्बवत् है। इसके फलस्वरूप इलेक्ट्रॉन 2 सेमी त्रिज्या के वृत्ताकार पथ पर चलता है।
(a) 0.5 सेमी
(b) 1 सेमी
(c) 2 सेमी
(d) 4 सेमी

प्रश्न 4
सम्पर्क में रखे दो पतले लेन्सों की फोकस दूरियाँ क्रमशः 25 सेमी तथा -40 सेमी हैं। इसकी संयोजन क्षमता होगी।
(a) -6.67 D
(b) -2.5 D
(c) 1.5 D
(d) +4 D

प्रश्न 5
समान गतिज ऊर्जा वाले विभिन्न कणों के दे-ब्रोग्ली तरंगदैर्घ्य (λ) कण के। द्रव्यमान (m) पर निर्भर करती है।
(a) λ α m
(b)  λ α m^1/2
(c) λ α m^-1
(d) λ α m^-1/2

प्रश्न 6
Li¹¹ में प्रथम बोहर कक्षा से तृतीय बोहर कक्षा में इलेक्ट्रॉन उत्तेजन के लिये ऊर्जा है।
(a) 11.1 eV
(b) 36.3 eV
(c) 108.8eV
(d) 122.4 ev

खण्ड (ब)

प्रश्न 2.
सभी खण्डों के उत्तर दीजिये।               (1 x 6=6)
(i) विशिष्ट प्रतिरोध किन-किन कारकों पर निर्भर करता है?
(ii) बायो-सावर्ट का नियम बताइये तथा इसके पद में प्रयुक्त भौतिक राशियों को स्पष्ट कीजिये।
(iii) रेडियो तरंगों के दो उपयोग बताइये।
(iv) किसी पतले प्रिज्म द्वारा उत्पन्न विचलन किन-किन बातों पर निर्भर करता है?
(v) द्रव्य तरंग से सम्बन्धित दे-ब्रोग्ली तरंगदैर्ध्य का सूत्र लिखिये एवं प्रयुक्त संकेतों का अर्थ स्पष्ट कीजिये।
(vi) सिग्नलों के मॉडुलन में अति उच्च आवृत्ति की वाहक तरंगों की आवश्यकता क्यों होती है?

खण्ड (स)

प्रश्न 3.
सभी खण्डों के उत्तर दीजिये।                  (2 x4 = 8) 
(i) विभव प्रवणता तथा वैद्युत क्षेत्र में सम्बन्ध स्थापित कीजिये।
(ii) प्रत्यावर्ती धारा परिपथ की प्रतिबाधा से आप क्या समझते हैं? समझाइये।
(iii) ध्रुवण के गुण से प्रकाश तरंगों की अनुप्रस्थ प्रकृति कैसे प्रमाणित होती है?
(iv) p-n सन्धि डायोड के लिये अग्रदिशिक तथा पश्चदिशिक अवस्था में परिपथ चित्र खींचिये।

खण्ड (द)

प्रश्न 4.
सभी खण्डों के उत्तर दीजिये। (3 x 10 = 30)
(i) धातु के एक तार में धारा प्रवाहित करने पर प्रारम्भ में धारा का मान अधिक रहता है। फिर धीरे-धीरे घटकर पहले से कम मान पर स्थिर हो जाता है, जबकि बैटरी का वैद्युत वाहक बल वही रहता है, कारण बताइये।
(ii) एक बैटरी जिसका वैद्युत वाहक बल E है तथा आन्तरिक प्रतिरोध है, एक बाह्य प्रतिरोध R में धारा जा रही है। सिद्ध कीजिये कि बैटरी द्वारा प्रतिरोध R को अधिकतम शक्ति तब दी जायेगी जब R = P। यह अधिकतम शक्ति कितनी होगी?
(iii) दो बहुत बड़े और सीधे तारों के बीच की दूरी 10 सेमी है। इनमें से एक तार में 5 ऐम्पियर तथा दूसरे तार में 15 ऐम्पियर की धारा है। चित्रानुसार बिन्दु P पर चुम्बकीय क्षेत्र का परिमाण तथा दिशा ज्ञात कीजिये और बताइये यह एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे या आकर्षित।

(iv) पृथ्वी के चुम्बकत्व से आप क्या समझते हैं? किसी स्थान पर पृथ्वी के चुम्बकीय क्षेत्र के क्षैतिज घटक का मान 0.40 गॉस है एवं नमन कोण 30° है। पृथ्वी के चुम्बकीय क्षेत्र के ऊर्ध्व घटक का मान तथा क्षेत्र की सम्पूर्ण तीव्रता का मान ज्ञात कीजिये।
(v)
(a) वैद्युत चुम्बकीय तरंगें क्या हैं? इसमें विस्थापन धारा से आपका क्या अभिप्राय है?
(b) वैद्युत चुम्बकीय तरंगों के विशेष चार गुण लिखिये।

प्रश्न 5.
(i)
(a) लेन्स की क्षमता से क्या अभिप्राय है? डायोप्टर की परिभाषा दीजिये।
(b) एक पोलेरॉएड पर समतल ध्रुवित प्रकाश पोलेरॉएड की ध्रुवण दिशा से 45° के कोण पर गिरता है। पोलेरॉएड से निर्गत् प्रकाश की तीव्रता,आपतित प्रकाश की तीव्रता के कितने प्रतिशत होगी?

(ii) वायु में 300 K ताप पर एक नाइट्रोजन अणु की दे-ब्रोग्ली तरंगदैर्ध्य कितनी होगी? यह मानें कि अणु इस ताप पर अणुओं की चाल वर्ग माध्य से गतिमान है। (नाइट्रोजन का परमाणु द्रव्यमान = 14.0076 u)

(iii) हाइड्रोजन परमाणु की nवीं कक्षा में इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का सूत्र लिखिये। इसमें हाइड्रोजन परमाणु के प्रथम उत्तेजन विभव तथा आयनन विभव का मान ज्ञात कीजिये।
अथवा
(iv) रेडियोऐक्टिवता से आप क्या समझते हैं? रेडियोऐक्टिवता में एल्फा तथा बीटा क्षय की व्याख्या कीजिये। |
(v) मॉडुलन तथा विमॉडुलन से क्या अभिप्राय है? आयाम मॉडुलन का अर्थ समझाइये।

खण्ड (य)

प्रश्न 6.
सभी खण्डों के उत्तर दीजिये। (5 x 1 = 20)
वैद्युत द्विध्रुव आघूर्ण से आप क्या समझते हैं? सिद्ध कीजिये कि निरक्षीय स्थिति में किसी बिन्दु पर वैद्युत द्विध्रुव द्वारा वैद्युत विभव शून्य होता है।
अथवा
गॉस प्रमेय का उल्लेख कीजिए। इस प्रमेय का उपयोग करके एकसमान आवेशित गोलीय कोश के बाहर केन्द्र से  दूरी पर स्थित किसी बिन्दु पर वैद्युत क्षेत्र की तीव्रता का सूत्र प्रतिपादित कीजिए।

प्रश्न 7.
वैद्युत चुम्बकीय प्रेरण से आप क्या समझते हैं? एक कुण्डली काक्षेत्रफल 0.5 मी तथा उसमें 50 फेरे हैं। कुण्डली के तल के लम्बवत् 0.04 टेस्ला का चुम्बकीय क्षेत्र लगा है। यदि 0.1 सेकण्ड में चुम्बकीय क्षेत्र घटकर शून्य हो जाये, तब कुण्डली में कितना प्रेरित वैद्युत वाहक बल तथा प्रेरित धारा होगी? यदि कुण्डली का प्रतिरोध 10Ω हो।

अथवा
लेन्ज का नियम लिखिए। क्या यह ऊर्जा संरक्षण के सिद्धान्त को पालन करता है?

प्रश्न 8.
यंग के द्विक-स्लिट प्रयोग में रेखाछिद्रों के बीच की दूरी 0.6 मिमी है तथा रेखाछिद्रों से 1.5 मी की दूरी पर रखे हुये पर्दे पर व्यतिकरण देखा जाता है। यदि व्यतिकरण प्रतिरूप के केन्द्रीय फ्रिन्ज से किसी ओर सातवीं दीप्त फ्रिज और तीसरी अदीप्त फ्रिन्ज के बीच दूरी 4.5 मिमी हो, तो प्रयोग में प्रयुक्त प्रकाश की तरंगदैर्ध्य की गणना कीजिये।
उत्तर
40 Å

अथवा
दो व्यतिकारी प्रकाश-पूँजों में से एक के पथ में । मोटाई की।पतली । अपवर्तनांक की काँच की प्लेट रख देने पर फ्रिन्जों में । उत्पन्न विस्थापन का व्यंजक प्राप्त कीजिए।

प्रश्न 9.
(a) p-n सन्धि डायोड के लिये अग्रदिशिक तथा पश्चदिशिक अवस्था में परिपथ चित्र खींचिये।
(b) NOT और NOR गेट का लॉजिक चिन्ह, बूलियन व्यंजक एवं सत्यता सारणी दीजिये।
अथवा
p-n सन्धि डायोड को अर्द्धतरंग दिष्टकारी के रूप में कैसे । प्रयुक्त किया जाता है। सरल परिपथ बनाकर इसकी कार्यविधि समझाइये। किसी ट्रांजिस्टर का उभयनिष्ठ आधार धारा प्रवर्धन गुणांक g. = 9.8 है। इसमें ट्रांजिस्टर का उभयनिष्ठ उत्सर्जक धारा प्रवर्धन गुणांक 8 कितना होगा।
उत्तर
49

Answers

खण्ड (अ)

उत्तर 1.
(c) 2500 न्यूटन/कूलॉम

उत्तर 2.
(b) 2% की वृद्धि
उत्तर 3.
(b) 1 सेमी

उत्तर 4.
(a) -6.67 D

उत्तर 5.
(d) λ α m^-1/2

उत्तर 6.
(c) 108.8eV

खण्ड (द)

उत्तर 4.
2.5 x 10^-5न्यूटन/ऐम्पियर-मीटर

उत्तर 5(i).
50%

उत्तर 5(ii)
0.028 nm

खण्ड (य)

उत्तर 7.
10 वोल्ट, 1 ऐम्पियर

उत्तर 8.
40 Å

उत्तर 9.
49

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