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Preparing: Class 12th

CLASS 12th – PHYSICS

MID-TERM TEST – ADVANCED LEVEL

कक्षा 12वीं – भौतिक विज्ञान मध्यावधि परीक्षा

Based on New Syllabus | नवीन पाठ्यक्रम पर आधारित
Prepared By: IN2GS – VB Sir

Time Allowed: 3 Hours Max Marks: 70
Name of Student / विद्यार्थी का नाम: ______________________
Roll Number / अनुक्रमांक: ______________________
Date / दिनांक: ______________________

SYLLABUS COVERED / सम्मिलित अध्याय

  • Electric Charges and Fields / विद्युत आवेश तथा क्षेत्र
  • Electrostatic Potential and Capacitance / स्थिरवैद्युत विभव तथा धारिता
  • Current Electricity / विद्युत धारा
  • Moving Charges and Magnetism / गतिमान आवेश और चुंबकत्व
  • Magnetism and Matter / चुंबकत्व एवं पदार्थ
  • Electromagnetic Induction / विद्युत चुंबकीय प्रेरण
  • Alternating Current / प्रत्यावर्ती धारा
  • Electromagnetic Waves / विद्युत चुंबकीय तरंगें

General Instructions / सामान्य निर्देश

  • All questions are compulsory. / सभी प्रश्न अनिवार्य हैं।
  • Use SI units wherever applicable. / जहाँ आवश्यक हो, SI मात्रकों का प्रयोग कीजिए।
  • Show proper steps in numerical problems. / संख्यात्मक प्रश्नों में गणना के उचित चरण दिखाइए।
  • Draw neat and labelled diagrams wherever required. / जहाँ आवश्यक हो, साफ-सुथरे एवं नामांकित चित्र बनाइए।
  • Use c = 3 × 108 m/s where required. / जहाँ आवश्यक हो, c = 3 × 108 m/s का प्रयोग कीजिए।
SECTION – A (Multiple Choice Questions) 15 × 1 = 15 Marks
Q1.

Two identical positive charges +q are placed at (a, 0) and (-a, 0). A negative charge -Q is placed at the origin. For what value of Q will the system be in equilibrium?

दो समान धनात्मक आवेश +q, (a, 0) तथा (-a, 0) पर रखे गए हैं। एक ऋणात्मक आवेश -Q मूल बिंदु पर रखा गया है। Q का कौन-सा मान निकाय को संतुलन में रखेगा?

  • (A) q/2
  • (B) q/4
  • (C) q
  • (D) 2q
Q2.

A closed surface encloses an electric dipole and a point charge +q. If the dipole is moved completely outside the surface while the point charge remains inside, how does the net electric flux change?

एक बंद पृष्ठ के अंदर एक विद्युत द्विध्रुव तथा एक बिंदु आवेश +q है। यदि द्विध्रुव को पूरी तरह पृष्ठ के बाहर ले जाया जाए और बिंदु आवेश अंदर ही रहे, तो कुल विद्युत फ्लक्स में क्या परिवर्तन होगा?

  • (A) It becomes zero / शून्य हो जाएगा।
  • (B) It becomes twice its initial value / प्रारंभिक मान का दोगुना हो जाएगा।
  • (C) It remains unchanged / अपरिवर्तित रहेगा।
  • (D) It changes sign / इसका चिह्न बदल जाएगा।
Q3.

A capacitor is charged and then disconnected from the battery. A dielectric slab of dielectric constant K is inserted completely between its plates. Which quantity remains unchanged?

एक संधारित्र को आवेशित करके बैटरी से अलग कर दिया जाता है। फिर उसके प्लेटों के बीच परावैद्युतांक K का एक स्लैब पूरी तरह डाल दिया जाता है। कौन-सी राशि अपरिवर्तित रहती है?

  • (A) Potential difference / विभवांतर
  • (B) Capacitance / धारिता
  • (C) Charge / आवेश
  • (D) Stored energy / संचित ऊर्जा
Q4.

Two capacitors of capacitances C and 2C are connected in series across a battery of voltage V. What is the potential difference across the capacitor C?

C तथा 2C धारिता वाले दो संधारित्र V वोल्ट की बैटरी के साथ श्रेणीक्रम में जुड़े हैं। C धारिता वाले संधारित्र के सिरों के बीच विभवांतर कितना होगा?

  • (A) V/3
  • (B) V/2
  • (C) 2V/3
  • (D) V
Q5.

A wire is stretched uniformly to twice its original length without changing its volume. If its original resistance is R, its new resistance is:

एक तार को उसके आयतन में परिवर्तन किए बिना समान रूप से खींचकर उसकी मूल लंबाई का दोगुना कर दिया जाता है। यदि उसका मूल प्रतिरोध R है, तो नया प्रतिरोध होगा:

  • (A) R/2
  • (B) 2R
  • (C) 4R
  • (D) 8R
Q6.

A cell of emf E and internal resistance r delivers maximum power to an external resistor when the resistor has resistance:

E विद्युत वाहक बल तथा r आंतरिक प्रतिरोध वाली सेल बाहरी प्रतिरोध को अधिकतम शक्ति तब देती है, जब बाहरी प्रतिरोध का मान हो:

  • (A) r/2
  • (B) r
  • (C) 2r
  • (D) 4r
Q7.

A charged particle enters a uniform magnetic field with velocity making an angle of 30° with the field. The trajectory is:

एक आवेशित कण एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करता है। उसका वेग क्षेत्र के साथ 30° का कोण बनाता है। उसका पथ होगा:

  • (A) A straight line / सरल रेखा
  • (B) A circle / वृत्त
  • (C) A helix / कुंडलिनी
  • (D) A parabola / परवलय
Q8.

A proton and an alpha particle enter the same uniform magnetic field perpendicular to it with equal speeds. The ratio of their radii of circular paths, rp : rα, is:

एक प्रोटॉन तथा एक अल्फा कण समान चाल से एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में उसके लंबवत प्रवेश करते हैं। उनके वृत्ताकार पथों की त्रिज्याओं का अनुपात rp : rα होगा:

  • (A) 1 : 1
  • (B) 1 : 2
  • (C) 2 : 1
  • (D) 1 : 4
Q9.

A current-carrying circular loop is placed in a uniform magnetic field. The torque on it is maximum when the angle between its magnetic moment and the field is:

धारा-वाहित वृत्ताकार कुंडली को एकसमान चुंबकीय क्षेत्र में रखा गया है। उस पर लगने वाला बल-आघूर्ण अधिकतम होगा, जब उसके चुंबकीय आघूर्ण तथा क्षेत्र के बीच कोण हो:

  • (A) 0°
  • (B) 30°
  • (C) 60°
  • (D) 90°
Q10.

Which statement about a diamagnetic material in a non-uniform magnetic field is correct?

असमान चुंबकीय क्षेत्र में प्रतिचुंबकीय पदार्थ के बारे में कौन-सा कथन सही है?

  • (A) It moves towards the stronger field region. / यह अधिक प्रबल क्षेत्र की ओर जाता है।
  • (B) It moves towards the weaker field region. / यह कम प्रबल क्षेत्र की ओर जाता है।
  • (C) It always remains stationary. / यह हमेशा स्थिर रहता है।
  • (D) It becomes permanently magnetised in the direction of the field. / यह क्षेत्र की दिशा में स्थायी चुंबकित हो जाता है।
Q11.

The magnetic flux linked with a coil changes from 0.8 Wb to 0.2 Wb in 0.1 s. The magnitude of the average induced emf in a single-turn coil is:

एक कुंडली से संबद्ध चुंबकीय फ्लक्स 0.1 s में 0.8 Wb से घटकर 0.2 Wb हो जाता है। एकल-फेरा कुंडली में औसत प्रेरित विद्युत वाहक बल का परिमाण होगा:

  • (A) 0.6 V
  • (B) 3 V
  • (C) 6 V
  • (D) 8 V
Q12.

In a purely inductive AC circuit, the current:

शुद्ध प्रेरक प्रत्यावर्ती धारा परिपथ में धारा:

  • (A) Leads voltage by 90° / वोल्टता से 90° आगे रहती है।
  • (B) Lags voltage by 90° / वोल्टता से 90° पीछे रहती है।
  • (C) Is in phase with voltage / वोल्टता के समान कला में रहती है।
  • (D) Lags voltage by 180° / वोल्टता से 180° पीछे रहती है।
Q13.

In a series LCR circuit at resonance, which statement is correct?

श्रेणी LCR परिपथ में अनुनाद की स्थिति में कौन-सा कथन सही है?

  • (A) Impedance is maximum. / प्रतिबाधा अधिकतम होती है।
  • (B) Current is minimum. / धारा न्यूनतम होती है।
  • (C) Inductive and capacitive reactances are equal. / प्रेरकीय तथा धारितीय प्रतिघात बराबर होते हैं।
  • (D) The phase difference is 90°. / कलांतर 90° होता है।
Q14.

An electromagnetic wave travels in vacuum. If its electric field amplitude is E0, the amplitude of its magnetic field is:

एक विद्युत चुंबकीय तरंग निर्वात में चलती है। यदि उसके विद्युत क्षेत्र का आयाम E0 है, तो चुंबकीय क्षेत्र का आयाम होगा:

  • (A) cE0
  • (B) E0 / c
  • (C) E0c2
  • (D) E0
Q15.

Which electromagnetic radiation is most suitable for detecting fractures in human bones because of its relatively high penetrating ability?

मानव हड्डियों में फ्रैक्चर का पता लगाने के लिए अपेक्षाकृत अधिक भेदन क्षमता के कारण कौन-सा विद्युत चुंबकीय विकिरण सबसे उपयुक्त है?

  • (A) Radio waves / रेडियो तरंगें
  • (B) Microwaves / सूक्ष्म तरंगें
  • (C) X-rays / एक्स-किरणें
  • (D) Infrared rays / अवरक्त किरणें
SECTION – B (Very Short Answer) 5 × 2 = 10 Marks
Q16.

An electric dipole of dipole moment p is placed in a uniform electric field E. Write the expression for the torque and state the condition for zero torque.

विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण p वाले द्विध्रुव को एकसमान विद्युत क्षेत्र E में रखा जाता है। बल-आघूर्ण का व्यंजक लिखिए तथा शून्य बल-आघूर्ण की शर्त बताइए।

Q17.

A capacitor of 6 μF is charged to 100 V. Calculate the energy stored in it.

6 μF धारिता वाले संधारित्र को 100 V तक आवेशित किया जाता है। उसमें संचित ऊर्जा की गणना कीजिए।

Q18.

State Kirchhoff's junction rule and explain the conservation principle on which it is based.

किरचॉफ का संधि नियम लिखिए तथा उस संरक्षण सिद्धांत की व्याख्या कीजिए जिस पर यह आधारित है।

Q19.

A straight conductor of length 0.5 m carrying a current of 4 A is placed perpendicular to a magnetic field of 0.3 T. Calculate the magnetic force on it.

0.5 m लंबाई का एक सीधा चालक 4 A धारा वहन करता है और 0.3 T के चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत रखा है। उस पर लगने वाले चुंबकीय बल की गणना कीजिए।

Q20.

Define self-inductance. Write its SI unit and the relation between induced emf and the rate of change of current.

स्वप्रेरकत्व की परिभाषा दीजिए। इसका SI मात्रक तथा प्रेरित विद्युत वाहक बल और धारा परिवर्तन की दर के बीच संबंध लिखिए।

SECTION – C (Short Answer) 5 × 3 = 15 Marks
Q21.

Two point charges +4 μC and -1 μC are placed 30 cm apart in vacuum. Calculate the electric potential at the midpoint. Also state whether the electric field at the midpoint is zero or non-zero, with reason.

दो बिंदु आवेश +4 μC तथा -1 μC निर्वात में 30 cm की दूरी पर रखे हैं। मध्यबिंदु पर विद्युत विभव की गणना कीजिए। साथ ही कारण सहित बताइए कि मध्यबिंदु पर विद्युत क्षेत्र शून्य है या अशून्य।

Q22.

A wire of resistance R is cut into three equal parts. These parts are connected in parallel. Find the equivalent resistance in terms of R. Show the steps.

R प्रतिरोध वाले तार को तीन समान भागों में काटा जाता है। इन भागों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है। R के पदों में तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए। गणना के चरण दिखाइए।

Q23.

A charged particle moves perpendicular to a uniform magnetic field. Derive the expression for the radius of its circular path and explain how the radius changes if its speed is doubled while the field and particle remain unchanged.

एक आवेशित कण एकसमान चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत गति करता है। उसके वृत्ताकार पथ की त्रिज्या का व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए तथा समझाइए कि यदि क्षेत्र और कण अपरिवर्तित रहते हुए उसकी चाल दोगुनी कर दी जाए, तो त्रिज्या कैसे बदलेगी।

Q24.

A coil of 200 turns experiences a change in magnetic flux per turn from 5 × 10-4 Wb to 1 × 10-4 Wb in 0.02 s. Calculate the magnitude of the average induced emf.

200 फेरों वाली कुंडली में प्रति फेरा चुंबकीय फ्लक्स 0.02 s में 5 × 10-4 Wb से बदलकर 1 × 10-4 Wb हो जाता है। औसत प्रेरित विद्युत वाहक बल का परिमाण ज्ञात कीजिए।

Q25.

Explain why a transformer cannot operate with a steady DC supply. Mention the physical principle responsible for transformer action.

समझाइए कि ट्रांसफॉर्मर स्थिर DC आपूर्ति से क्यों कार्य नहीं कर सकता। ट्रांसफॉर्मर की क्रिया के लिए उत्तरदायी भौतिक सिद्धांत का उल्लेख कीजिए।

SECTION – D (Long Answer) 6 × 5 = 30 Marks
Q26.

A uniformly charged thin spherical shell has radius R and total charge Q.
(a) Using Gauss's law, derive the expression for the electric field at a point outside the shell, r > R. (2)
(b) Derive the electric field for a point inside the shell, r < R. (2)
(c) State how the electric potential behaves inside the shell. (1)

एक समान रूप से आवेशित पतले गोलाकार कोश की त्रिज्या R तथा कुल आवेश Q है।
(a) गाउस के नियम का प्रयोग करके कोश के बाहर r > R स्थित बिंदु पर विद्युत क्षेत्र का व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए। (2)
(b) कोश के अंदर r < R स्थित बिंदु के लिए विद्युत क्षेत्र का व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए। (2)
(c) बताइए कि कोश के अंदर विद्युत विभव कैसा रहता है। (1)

Q27.

A parallel-plate capacitor has plate area A, separation d, and is connected to a battery of voltage V. A dielectric slab of thickness t and dielectric constant K is inserted between the plates, completely covering the area.
(a) Derive the expression for the new capacitance. (3)
(b) Determine the new charge stored on the capacitor. (1)
(c) State whether the stored energy increases or decreases compared with the original capacitor, and justify your answer. (1)

एक समानांतर-पट्ट संधारित्र की प्लेटों का क्षेत्रफल A, उनके बीच की दूरी d है तथा इसे V वोल्ट की बैटरी से जोड़ा गया है। प्लेटों के बीच t मोटाई और K परावैद्युतांक वाला एक स्लैब डाला जाता है, जो पूरे क्षेत्रफल को ढकता है।
(a) नई धारिता का व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए। (3)
(b) संधारित्र पर संचित नया आवेश ज्ञात कीजिए। (1)
(c) बताइए कि मूल संधारित्र की तुलना में संचित ऊर्जा बढ़ती है या घटती है। अपने उत्तर का औचित्य दीजिए। (1)

Q28.

A cell of emf 12 V and internal resistance 1 Ω is connected to an external circuit consisting of a 5 Ω resistor in series with a parallel combination of 6 Ω and 3 Ω.
(a) Calculate the equivalent external resistance. (1)
(b) Calculate the total current supplied by the cell. (2)
(c) Calculate the terminal voltage of the cell and the current through the 3 Ω resistor. (2)

12 V विद्युत वाहक बल तथा 1 Ω आंतरिक प्रतिरोध वाली सेल को एक बाहरी परिपथ से जोड़ा जाता है। परिपथ में 5 Ω का प्रतिरोध, 6 Ω तथा 3 Ω के समानांतर संयोजन के साथ श्रेणीक्रम में जुड़ा है।
(a) बाहरी परिपथ का तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए। (1)
(b) सेल द्वारा प्रदान की गई कुल धारा की गणना कीजिए। (2)
(c) सेल का टर्मिनल वोल्टेज तथा 3 Ω प्रतिरोध से प्रवाहित धारा ज्ञात कीजिए। (2)

Q29.

A rectangular coil of N turns and area A rotates with angular speed ω in a uniform magnetic field B. Its axis of rotation is perpendicular to the magnetic field.
(a) Derive the expression for the magnetic flux linked with the coil as a function of time. (2)
(b) Hence derive the expression for the induced emf. (2)
(c) State the principle on which an AC generator works. (1)

N फेरों तथा A क्षेत्रफल वाली एक आयताकार कुंडली एकसमान चुंबकीय क्षेत्र B में ω कोणीय चाल से घूमती है। इसका घूर्णन अक्ष चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत है।
(a) समय के फलन के रूप में कुंडली से संबद्ध चुंबकीय फ्लक्स का व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए। (2)
(b) इससे प्रेरित विद्युत वाहक बल का व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए। (2)
(c) AC जनित्र जिस सिद्धांत पर कार्य करता है, उसका उल्लेख कीजिए। (1)

Q30.

A series LCR circuit contains a resistance R = 30 Ω, an inductance L = 0.2 H, and a capacitance C = 50 μF. It is connected to a 200 V, 50 Hz AC supply.
(a) Calculate the inductive reactance and capacitive reactance. (2)
(b) Calculate the impedance of the circuit. (1)
(c) Calculate the rms current and state whether the circuit is predominantly inductive or capacitive. (2)

एक श्रेणी LCR परिपथ में प्रतिरोध R = 30 Ω, प्रेरकत्व L = 0.2 H तथा धारिता C = 50 μF है। इसे 200 V, 50 Hz की AC आपूर्ति से जोड़ा गया है।
(a) प्रेरकीय प्रतिघात तथा धारितीय प्रतिघात की गणना कीजिए। (2)
(b) परिपथ की प्रतिबाधा ज्ञात कीजिए। (1)
(c) वर्ग-माध्य-मूल धारा की गणना कीजिए तथा बताइए कि परिपथ मुख्यतः प्रेरकीय है या धारितीय। (2)

Q31.

Electromagnetic waves are produced by accelerated charges and consist of mutually perpendicular electric and magnetic fields.
(a) Explain why electromagnetic waves are transverse in nature. (2)
(b) Write the relation between the magnitudes of electric and magnetic fields in vacuum and state the speed of the wave. (1)
(c) Arrange radio waves, ultraviolet rays, infrared rays and gamma rays in increasing order of frequency. (1)
(d) Mention one application of microwaves and one application of X-rays. (1)

विद्युत चुंबकीय तरंगें त्वरित आवेशों द्वारा उत्पन्न होती हैं तथा इनमें परस्पर लंबवत विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र होते हैं।
(a) समझाइए कि विद्युत चुंबकीय तरंगें अनुप्रस्थ प्रकृति की क्यों होती हैं। (2)
(b) निर्वात में विद्युत तथा चुंबकीय क्षेत्रों के परिमाणों के बीच संबंध लिखिए तथा तरंग की चाल बताइए। (1)
(c) रेडियो तरंगों, पराबैंगनी किरणों, अवरक्त किरणों तथा गामा किरणों को आवृत्ति के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए। (1)
(d) सूक्ष्म तरंगों तथा X-किरणों का एक-एक उपयोग लिखिए। (1)

📊 MARKS DISTRIBUTION / अंक-विभाजन
Section / खण्ड Type / प्रश्न प्रकार Questions Marks
AMultiple Choice Questions / बहुविकल्पीय प्रश्न15 × 115
BVery Short Answer / अति लघु उत्तरीय5 × 210
CShort Answer / लघु उत्तरीय5 × 315
DLong Answer / दीर्घ उत्तरीय6 × 530
TOTAL / कुल31 Questions70 Marks
Prepared By: IN2GS – VB Sir
---------------- END OF QUESTION PAPER ----------------
---------------- प्रश्नपत्र समाप्त ----------------